T 84 00 (2004) xác định tỷ trọng và độ hút nước cốt liệu mịn

AASHTO T84-00 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Xác định tỷ trọng độ hút nước cốt liệu mịn AASHTO T 84-00 (2004)1 ASTM C 128-97 LỜI NÓI ĐẦU  Việc dịch ấn phẩm sang tiếng Việt Hiệp hội Quốc gia đường vận tải Hoa kỳ (AASHTO) cấp phép cho Bộ GTVT Việt Nam Bản dịch chưa AASHTO kiểm tra mức độ xác, phù hợp chấp thuận thông qua Người sử dụng dịch hiểu đồng ý AASHTO không chịu trách nhiệm chuẩn mức thiệt hại trực tiếp, gián tiếp, ngẫu nhiên, đặc thù phát sinh pháp lý kèm theo, kể hợp đồng, trách nhiệm pháp lý, sai sót dân (kể bất cẩn lỗi khác) liên quan tới việc sử dụng dịch theo cách nào, dù khuyến cáo khả phát sinh thiệt hại hay không  Khi sử dụng ấn phẩm dịch có nghi vấn chưa rõ ràng cần đối chiếu kiểm tra lại so với tiêu chuẩn AASHTO gốc tương ứng tiếng Anh TCVN xxxx:xx AASHTO T84-00 AASHTO T84-00 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Xác định tỷ trọng độ hút nước cốt liệu mịn AASHTO T 84-00 (2004)1 ASTM C 128-97 PHẠM VI ÁP DỤNG 1.1 Tiêu chuẩn mô tả phương pháp xác định tỷ trọng nhiệt độ 23/23 oC (73.4/73.4oF) độ hút nước cốt liệu mịn 1.2 Tiêu chuẩn xác định tỷ trọng khô tỷ trọng biểu kiến cốt liệu định nghĩa tiêu chuẩn M 132, tỷ trọng cốt liệu trạng thái bão hoà khô bề mặt định nghĩa M132 (sau ngâm mẫu nước 15 giờ) 1.3 Các đơn vị đo theo đơn vị SI lấy làm chuẩn 1.4 Tiêu chuẩn liên quan đến vật liệu độc hại.Tiêu chuẩn không đề cập đến tất vấn đề an toàn trình thí nghiệm Người thực tiêu chuẩn phải có trách nhiệm đề biện pháp phù hợp để đảm bảo an toàn sức khoẻ cho người thực trước tiến hành công tác thí nghiệm TÀI LIỆU VIỆN DẪN 2.1 Tiêu chuẩn AASHTO:  M 132, Thuật ngữ liên quan đến khối lượng thể tích tỷ trọng vật liệu rắn, lỏng khí  M 231, Các thiết bị xác định khối lượng sử dụng thí nghiệm vật liệu  R 1, Hướng dẫn sử dụng hệ đơn vị Quốc tế  T 2, Qui trình lấy mẫu cốt liệu  T 19M/19, Khối lượng thể tích ( Dung trọng) độ lỗ rỗng cốt liệu  T 27, Phương pháp phân tích thành phần hạt cốt liệu mịn cốt liệu thô  T 85, Tỷ trọng độ hút ẩm cốt liệu thô  T 133, Khối lượng thể tích xi măng  T 248, Rút gọn mẫu thí nghiệm  T 255, Xác định độ ẩm mẫu cốt liệu phương pháp sấy 2.2 Tiêu chuẩn ASTM:  C 125, Thuật ngữ liên quan đến bê tông cốt liệu sử dụng cho bê tông  C 670, Cách xác định độ xác vật liệu xây dựng TCVN xxxx:xx AASHTO T84-00 Ý NGHĨA VÀ SỬ DỤNG 3.1 Tỷ trọng khô thường sử dụng để tính thể tích cốt liệu chiếm giữ hỗn hợp trộn bê tông xi măng, bê tông nhựa hỗn hợp khác, trộn với tỉ lệ thích hợp phân tích dựa thể tích tuyệt đối Tỷ trọng khô dùng để tính độ lỗ rỗng cốt liệu tiêu chuẩn T 19M/T 19 Tỷ trọng bão hoà khô bề mặt (SSD) sử dụng để tính toán cốt liệu ẩm hút ẩm Ngược lại cốt liệu trạng thái khô xem khô tỷ trọng khô dùng để tính toán 3.2 Tỷ trọng biểu kiến liên quan đến khối lượng riêng tương đối hạt rắn cấu thành nên vật liệu, không bao gồm lỗ rỗng mao quản hạt (các mao quản hút nước) Đại lượng không sử dụng rộng rãI lĩnh vực vật liệu xây dựng 3.3 Độ hút nước sử dụng để tính thay đổi khối lượng cốt liệu sau ngâm bão hoà nước so với khối lượng cốt liệu thô ban đầu Tiêu chuẩn thí nghiệm qui định thời gian ngâm mẫu 15 Tuy nhiên thực tế loại cốt liệu lấy từ nước lên độ hút nước cao mẫu không để Ngược lại số cốt liệu có độ hút nước nhỏ so với cốt liệu ngâm nước 15 Đối với cốt liệu tiếp xúc với nước lau khô bề mặt, xác định phần trăm độ ẩm tự cách lấy độ ẩm toàn phần xác định tiêu chuẩn T 255 trừ độ hút nước cốt liệu DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ 4.1 Cân kỹ thuật – Cân phải đủ tải trọng, đọc xác tới 0,1% khối lượng mẫu (hoặc xác hơn) phải tuân theo yêu cầu M 231, cấp G2 4.2 Bình tỷ trọng – Bình tỷ trọng bình có cổ thót loại bình thích hợp để dễ dàng đưa mẫu cốt liệu mịn vào bình tích hiệu dụng xác tới 100 mm3 Thể tích bình đổ đầy đến mực vạch sẵn phải lớn 50% không gian cần thiết sử dụng cho thí nghiệm Một bình tỷ trọng có dung tích 500 mL bình đựng nước hoa thích hợp phù hợp cho thí nghiệm mẫu 500 gam cho hầu hết loại cốt liệu mịn Bình tỷ trọng Le Chatelier mô tả tiêu chuẩn T 133 phù hợp cho mẫu thí nghiệm khoảng 55 gam 4.3 Côn cát – Một côn kim loại hình nón cụt có kích thước sau: đường kính đỉnh côn 40 ± mm, Đường kính đáy côn 90 ± mm, cao 75 ± mm, với độ dày nhỏ kim loại làm côn 0.8 mm 4.4 Thanh đầm – Chày đầm kim loại có khối lượng 340 ± 15 gam, bề mặt tròn phẳng đường kính 25 ± mm LẤY MẪU 5.1 Lấy mẫu cốt liệu theo qui trình lấy mẫu tiêu chuẩn T AASHTO T84-00 TCVN xxxx:xx CHUẨN BỊ MẪU THÍ NGHIỆM 6.1 Rút gọn mẫu lấy trường theo tiêu chuẩn T 248, để có khoảng kg mẫu cốt liệu mịn cho thí nghiệm 6.1.1 Cho mẫu vào khay đem sấy nhiệt độ 110 ± oC (230 ± 9oF) đến khối lượng không đổi Để nguội mẫu đến nhiệt độ cầm tay, đổ nước ngập mẫu cho độ ẩm mẫu 6% ngâm mẫu nước từ 15 đến 19 6.1.2 Khi độ hút nước tỷ trọng sử dụng để tính thành phần cấp phối bê tông với cốt liệu sử dụng trạng thái ẩm tự nhiên không cần thiết phải sấy mẫu từ ban đầu Và bề mặt cốt liệu ướt không cần ngâm mẫu 15 Chú thích – Giá trị tỷ trọng độ hút nước trạng thái bão hoà khô bề mặt có giá trị cao cốt liệu sấy khô trước ngâm mẫu mục 6.1.1 6.2 Gạn nước khỏi thùng ngâm mẫu, tránh làm trôi hạt cốt liệu mịn nước Sau rải mẫu cốt liệu lên khay phẳng không thấm nước thành lớp mỏng Dùng tay đảo cách nhẹ nhàng để mẫu khô tự nhiên không khí cách đồng Nếu cần dùng thiết bị học để trợ giúp việc đảo mẫu mẫu đạt trạng thái bão hoà khô bề mặt Khi thấy có tượng kết khối thành cục mẫu phải dùng tay chà sát cục tơi Tiếp tục công việc cốt liệu trạng thái chảy tự Sử dụng qui trình mô tả mục 6.2.1 để xác định trạng thái bão hoà khô bề mặt mẫu cốt liệu Lần thử tiến hành nước bề mặt hạt Tiếp tục để khô gió mẫu cách đảo mẫu Trong thời gian chờ cốt liệu khô dùng côn để thử lại xem mẫu đạt trạng thái bão hoà khô bề mặt hay chưa mẫu đạt trạng thái Nếu lần thử cho thấy mẫu thử khô so với trạng thái bão hoà khô bề mặt cho thêm vài mL nước vào mẫu, trộn ủ mẫu khoảng 30 phút Sau lặp lại qui trình thử với côn thử theo khoảng thời gian để xác định trạng thái bão hoà khô bề mặt cốt liệu 6.2.1 Thí nghiệm thử côn cát xác định độ ẩm bề mặt cốt liệu - Đặt côn thử đế phẳng không thấm nước cho đáy có đường kính lớn nằm phía Đổ đầy tràn cốt liệu vào côn thử , dùng ngón tay đỡ phần cốt liệu tràn khỏi côn Dùng đầm đầm nhẹ 25 lần vào lớp cốt liệu côn Chiều cao rơi đầm khoảng mm (0.2 in.) so với bề mặt mẫu Khi đầm để đầm rơi tự Điều chỉnh chiều cao đầm tiếp tục đầm trải mặt mẫu Quét hạt cốt liệu rơi xung quanh côn đế, sau nhẹ nhàng nhấc côn lên theo phương thẳng đứng Nếu bề mặt cốt liệu ướt mẫu giữ hình dạng côn Khi cốt liệu sụt từ từ thành hình chóp nón mẫu đạt trạng thái bão hoà khô bề mặt Tuy nhiên số loại cốt liệu chứa nhiều hạt mịn không sụt côn đạt trạng thái bão hoà khô bề mặt Trường hợp xảy hạt mịn bị bay lên bề mặt mẫu khoảng 100 đến 150 mm Đối với cốt liệu định trạng thái bão hoà khô bề mặt xem đạt phía mẫu sụt xuống từ từ nhấc côn thử lên Chú thích - Một số tiêu chuẩn sau sử dụng cho vật liệu không dễ dàng sụt thử côn: TCVN xxxx:xx AASHTO T84-00 Phương pháp côn thủ tạm thời - Đổ đầy cốt liệu vào côn mô tả mục 6.2.1, ngoại trừ đầm 10 lần Tiếp tục đổ đầy miệng côn đầm tiếp 10 lần Sau đổ thêm hai lượt nữa, lượt đầm lần lượt đầm lần Làm phẳng mặt côn Quét hạt cốt liệu rơi xung quanh côn đế, sau nhẹ nhàng nhấc côn lên theo phương thẳng đứng Phương pháp bề mặt thủ tạm thời – Một số loại cốt liệu chứa nhiều hạt mịn không sụt côn đạt trạng thái bão hoà khô bề mặt Trường hợp áp dụng phương pháp bề mặt thử tạm thời Dùng tay lấy khoảng 100 gam cốt liệu, rải lên bề mặt phẳng, khô, , nhẵn, tối mầu không thấm nước, cao su, thép mạ kẽm kim loại sơn đen Sau đến ba giây, lấy cốt liệu khỏi bề mặt Nếu nhận thấy bề mặt ẩm ướt vòng đến hai giây tức bề mặt mẫu cốt liệu ướt Qui trình so màu mô tả Kandhal Lee, báo cáo Nghiên cứu đường cao tốc số 307, trang 44 Để xác định trạng thái bão hoà khô bề mặt cốt liệu bị sụt ướt sử dụng giấy ăn cứng Trong trường hợp trạng thái bão hoà khô bề mặt cốt liệu đạt bề mặt giấy ăn không xuất vết ẩm sau tiếp xúc với mẫu cốt liệu TRÌNH TỰ 7.1 Cân ghi lại tất khối lượng xác định xác tới 0.1 gam 7.2 Đổ nước vào bình tỷ trọng Ngay sau cho mẫu cốt liệu mịn đạt trạng thái bão hoà khô bề mặt (SSD) chuẩn bị mục vào bình tỷ trọng Xoay lắc nhẹ bình để bọt khí thoát hết bình (chú thích 3) Có thể sử dụng máy lắc học thích hợp không làm thay đổi tính chất cốt liệu Việc sử dụng máy lắc học chấp thuận sau kiểm chứng kết thí nghiệm thu chu kì thí nghiệm khoảng sáu tháng kết có độ chêch lệch hai lần thí nghiệm phù hợp với độ chênh lệch cho phép bảng thí nghiệm sử dụng phương pháp lắc tay thông thường Điều chỉnh nhiệt độ thí nghiệm đến 23.0 ± 1.7oC (73.4 ± 3oF) Nếu cần thiết ngâm bình tỷ trọng vào chậu nước để điều chỉnh nhiệt độ Sau đổ tiếp nước lên đến vạch định mức có sẵn bình Xác định khối lượng bình chứa mẫu nước Chú thích – Thông thường cần 15 đến 20 phút lắc bình tay để đuổi khí khỏi mẫu Có thể nhúng giấy ăn nhỏ vào bình để đuổi khí cho vào bình vài giọt rượu Isopropyl có tác dụng làm bọt mặt nước bình Sau đổ nước đến vạch định mức Không sử dụng rượu Isopropyl sử dụng phương pháp thí nghiệm thay nêu mục 7.2.1 AASHTO T84-00 TCVN xxxx:xx Bảng - Độ xác Hệ số biến đổi tiêu chuẩn (1S)a Độ chênh lệch cho phép hai kết thí nghiệm (D2S)a 0.011 0.032 Tỷ trọng bão hoà khô bề mặt (SSD) 0.0095 0.027 Tỷ trọng biểu kiến 0.0095 0.027 0.11 0.31 Tỷ trọng khô 0.023 0.066 Tỷ trọng bão hoà khô bề mặt (SSD) 0.020 0.056 Tỷ trọng biểu kiến 0.020 0.056 0.23 0.66 Do người thí nghiệm: Tỷ trọng khô Độ hút nước b Do nhiều phòng thí nghiệm: Độ hút nước b a) Các thông số (1S) (D2S) định nghĩa tiêu chuẩn ASTM C 670 Độ xác phòng nghiên cứu thống kê AASHTO dựa kết từ phòng thí nghiệm sử dụng phương pháp bão hoà mẫu từ 15 đến 19 số phòng khác bão hoà mẫu khoảng thời gian 24 ± Các mẫu thí nghiệm có tỷ trọng thông thường sấy khô trước thí nghiệm b) Độ xác xác định dựa cốt liệu có độ hút nước nhỏ 1%, mẫu cốt liệu mịn nhân tạo có độ hút nước lớn 1% 7.2.1 Có thể sử dụng phương pháp xác định khối lượng thay cho phương pháp mục 7.2 sau: Khối lượng nước cần thiết để đổ đầy bình nhiệt độ yêu cầu xác định thể tích pipét xác tới 0.15 mL Tính tổng khối lượng bình , mẫu nước theo công thức: C = 0.9975Va + S + W (1) Trong : C = Tổng khối lượng bình , mẫu nước đến vạch định mức, gam Va = Thể tích nước đổ vào bình, mL S = Khối lượng mẫu bão hoà khô bề mặt (SSD), gam W = Khối lượng bình, gam 7.2.2 Phương pháp thay phương pháp nêu mục 7.2 – Sử dụng bình Le Chatelier Đầu tiên đổ nước vào bình đến khoảng hai vạch mL Ghi lại số đọc bình tỷ trọng với nhiệt độ khoảng 23.0 ± 1.7 oC (73.4 ± 3oF) Cho 55 ± gam cốt liệu mịn đạt trạng thái bão hoà khô bề mặt vào bình (Có thể dùng lượng cốt liệu thích hợp khác miễn mực nước bình chạm điểm khu vực định mức phía Sau cho tất lượng mẫu cốt liệu TCVN xxxx:xx AASHTO T84-00 mịn vào bình, đậy nắp bình lại, xoay lắc bình trạng thái nghiêng không xuất bong bóng khí mặt nước bình dừng lại Đọc số đọc cuối bình với nhiệt độ không oC (1.8oF) so với nhiệt độ lần đọc Chú thích – Khi sử dụng bình Le Chatelier nên cho vào bình vài giọt rượu Isopropyl để làm bọt khí mặt nước bình Thể tích rượu dùng trừ vào số đọc cuối (R2) 7.3 Lấy mẫu cốt liệu khỏi bình, sấy khô đến khối lượng không đổi nhiệt độ 110 ± oC (230 ± 9oF) Để nguội mẫu đến nhiệt độ phòng khoảng 1.0 ± 0.5 giờ, cân mẫu sấy khô Chú thích – Có thể dùng phần mẫu bão hoà khô bề mặt khác đem sấy khô để xác định khối lượng khô mẫu thay cho việc lấy mẫu từ bình tỷ trọng Mẫu phải chuẩn bị thời gian với mẫu thí nghiệm có khối lượng chênh lệch không 0,2 gam so với mẫu thí nghiệm bình tỷ trọng 7.3.1 Nếu sử dụng phương pháp bình Le Chatelier phải dùng phần mẫu khác để xác định độ hút nước Cân khoảng 500 ± 10 gam mẫu đạt trạng thái bão hoà khô bề mặt, đem sấy khô đến khối lượng không đổi , cân lại Mẫu phải chuẩn bị thời điểm với mẫu cho vào bình 7.4 Xác định khối lượng bình tỷ trọng đổ đầy nước đến vạch định mức nhiệt độ 23.0 ± 1.7oC (73.4 ± 3oF) 7.4.1 Phương pháp xác định khối lượng thay phương pháp nêu mục 7.4.- Khối lượng nước cần thiết để đổ vào bình đến vạch định mức nhiệt độ yêu cầu xác định thể tích pipét xác tới 0.15 mL Tính khối lượng bình đầy nước theo công thức: B = 0.9975V + W (2) Trong đó: B = khối lượng bình đầy nước, gam V = thể tích bình, mL W = khối lượng bình, gam TỶ TRỌNG KHÔ 8.1 Tính tỷ trọng khô cốt liệu 23,0 ± 1,7oC ( 73,4 ± 3oF) , định nghĩa M 132, theo công thức: Tỷ trọng khô = A /( B + S − C ) (3) Trong đó: A = Khối lượng mẫu khô sau sấy, gam AASHTO T84-00 8.1.1 TCVN xxxx:xx B = Khối lượng mẫu bình nước, gam C = Khối lượng bình, nước mẫu, gam S = Khối lượng mẫu bão hoà khô bề mặt, gam Tính tỷ trọng khô cốt liệu 23,0 ± 1,7oC ( 73,4 ± 3oF) , định nghĩa M 132, thí nghiệm bình Le Chateliert theo công thức: S1 ( A / S ) Tỷ trọng khô = (4) 0.9975( R2 − R1 ) Trong đó: R1 = Số đọc ban đầu mực nước bình Le Chateliert R2 = Số đọc cuối mực nước bình Le Chateliert S1 = Khối lượng mẫu bão hoà khô bề mặt cho vào bình Le Chateliert, gam TỶ TRỌNG (Ở TRẠNG THÁI BÃO HOÀ KHÔ BỀ MẶT) 9.1 Tính Tỷ trọng trạng thái bão hoà khô bề mặt cốt liệu 23,0 ± 1,7 oC (73,4 ± 3oF) theo công thức: Tỷ trọng (ở trạng thái bão hoà khô bề mặt) = S /( B + S − C ) (5) 9.1.1 Tính tỷ trọng trạng thái bão hoà khô bề mặt cốt liệu 23,0 ± 1,7 oC (73,4 ± 3oF) thí nghiệm bình Le Chateliert theo công thức: S1 Tỷ trọng (ở trạng thái bão hoà khô bề mặt) = (6) 0.9975( R2 − R1 ) 10 TỶ TRỌNG BIỂU KIẾN 10.1 Tính tỷ trọng biểu kiến cốt liệu 23,0 ± 1,7 oC (73,4 ± 3oF), định nghĩa M 132, theo công thức: Tỷ trọng biểu kiến = A /( B + A − C ) (7) 11 ĐỘ HÚT NƯỚC 11.1 Tính độ hút nước cốt liệu (định nghĩa M 132) , theo công thức: Độ hút nước, % = [ ( S − A) / A] x100 (8) 12 BÁO CÁO 12.1 Báo cáo kết tỷ trọng xác tới 0,01 Báo cáo kết độ hút nước xác tới 0,1% TCVN xxxx:xx AASHTO T84-00 12.2 Nếu trình thí nghiệm xác định tỷ trọng độ hút nước cốt liệu bỏ qua trình sấy ngâm mẫu ban đầu phải ghi báo cáo thí nghiệm 13 ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ SAI SỐ 13.1 Những đánh giá độ xác thí nghiệm thể bảng 1, dựa kết chương trình nghiên cứu mẫu phòng thí nghiệm vật liệu AASHTO Các thí nghiệm tiến hành theo tiêu chuẩn ASTM C128 Sự khác qui trình thí nghiệm hai phương pháp chỗ tiêu chuẩn ASTM C128 yêu cầu ngâm mẫu nước 24 ± , T 84 yêu cầu ngâm mẫu nước 15 Tuy nhiên người ta nhận thấy khác biệt ảnh hưởng không đáng kể tới độ xác thí nghiệm Các số liệu bảng đánh giá dựa 100 cặp kết thí nghiệm 40 đến 100 phòng thí nghiệm 13.2 Không có vật liệu chuẩn để xác định độ lệch thí nghiệm này, độ lệch thí nghiệm chưa xác định PHỤ LỤC (Thông tin không bắt buộc) X1 MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA TỶ TRỌNG VÀ ĐỘ HÚT NƯỚC ĐƯỢC XÁC ĐỊNH THEO PHƯƠNG PHÁP TRONG TIÊU CHUẨN T 85 VÀ T 84 X1.1 Đặt: Sd = tỷ trọng (trạng thái khô) Ss = tỷ trọng (trạng thái bão hoà khô bề mặt) Sa = tỷ trọng biểu kiến A = Độ hút nước biểu thị phần trăm Ta có: S s = (1 + A / 100) S d Sa = Sa = (9) Sd A = AS d − 1− S d 100 100 (10) 1 + A / 100 A − Ss 100 (11) Ss = 1− A ( S s − 1) 100 10 AASHTO T84-00 TCVN xxxx:xx S  A =  s − 1 x100  Sd  (12)  S − Ss   x100 A =  a S ( S − )  a s  (13) Tiêu chuẩn tương đồng với tiêu chuẩn ASTM C128-97, ngoại trừ thời gian ngâm mẫu, độ xác lần cân ghi 3, 11 ... pháp xác định t trọng nhi t độ 23/23 oC (73.4/73.4oF) độ h t nước c t liệu mịn 1.2 Tiêu chuẩn xác định t trọng khô t trọng biểu kiến c t liệu định nghĩa tiêu chuẩn M 132, t trọng c t liệu trạng... Quốc t  T 2, Qui trình lấy mẫu c t liệu  T 19M/19, Khối lượng thể t ch ( Dung trọng) độ lỗ rỗng c t liệu  T 27, Phương pháp phân t ch thành phần h t c t liệu mịn c t liệu thô  T 85, T trọng. ..TCVN xxxx:xx AASHTO T8 4-00 AASHTO T8 4-00 TCVN xxxx:xx Tiêu chuẩn thí nghiệm Xác định t trọng độ h t nước c t liệu mịn AASHTO T 84-00 (2004)1 ASTM C 128-97 PHẠM VI ÁP DỤNG 1.1 Tiêu chuẩn mô t