Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn ***** Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc ***** TIÊU CHUẨN NGÀNH 14 TCN 67 - 2001 XI MĂNG DÙNG CHO BÊ TÔNG THỦY CÔNG - PHƯƠNG PHÁP THỬ Cement for Hydraulic Concrete - Methods of Testing (Ban hành theo định số: /2001/QĐ-BNN ngày tháng năm 2001 Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn) QUI ĐỊNH CHUNG 1.1 Tiêu chuẩn qui định phương pháp thử loại xi măng dùng cho bê tông thủy công 1.2 Các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) trích dẫn tiêu chuẩn hành, có tiêu chuẩn thay thế, áp dụng tiêu chuẩn PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU Theo tiêu chuẩn TCVN 4787 - 1989 50 505 CÁC PHƯƠNG PHÁP THỬ 3.1 Xác định độ dẻo tiêu chuẩn thời gian đông kết hồ xi măng Theo tiêu chuẩn TCVN 4031 - 1985 TCVN 6017 - 1995 (ISO 9597: 1989 E) 3.2 Xác định tính ổn định thể tich xi măng Theo tiêu chuẩn TCVN 4031 - 1985 TCVN 6017 - 1995 (ISO 9597: 1989 E) 3.3 Xác định độ mịn xi măng Theo tiêu chuẩn TCVN 4030 – 1985 3.4 Xác định cường độ nén xi măng Theo tiêu chuẩn TCVN 4032 - 1985 TCVN 6016 - 1995 (ISO 679:1989 E) 3.5 Xác định khối lượng riêng xi măng Theo phụ lục tiêu chuẩn TCVN 4030 – 1985 3.6 Xác định thành phần hoá học xi măng Theo tiêu chuẩn TCVN 141 – 1986 3.7 Xác định khối lượng thể tích xi măng 3.7.1 Thiết bị thử: gồm có: - Phễu tiêu chuẩn có nắp đóng mở phễu, phễu đặt giá (hình 3.1); - ống đong kim loại, dung tích 1000 cm3; - Tủ sấy; - Cân kỹ thuật xác tới 0,01 g; - Thước thép 3.7.2 Tiến hành thử: Đặt ống đong (4) sấy khô cân khối lượng phễu tiêu chuẩn (1), để miệng ống (2) cách nắp đóng mở (3) phễu 50 mm Đổ vào phễu xi măng sấy khô tủ sấy nhiệt độ 105 ( 110 0C để nguội nhiệt độ phịng, sau mở nắp đóng mở để xi măng chảy xuống ống đong (4) đầy có Dùng thước gạt nhẹ xi măng từ sang hai bên cho ngang miệng ống, cân ống đựng xi măng Hình 3.1 Phễu tiêu chuẩn giá đỡ Phễu tiêu chuẩn ; Đi phễu ; Nắp đóng mở ; ống đong 3.7.3 Tính kết thử: Khối lượng thể tích xi măng (x tính kg/l xác tới 10 g/l theo cơng thức: Trong : G1- Khối lượng ống đong, kg; G2- Khối lượng ống đong đựng đầy xi măng, kg; V - Thể tích ống đong V = lit Thí nghiệm phải làm hai lần với hai mẫu xi măng Khối lượng thể tích xi măng giá trị trung bình hai kết thử 3.8 Xác định nhiệt thủy hoá xi măng - Phương pháp chuẩn làm theo tiêu chuẩn TCVN 6070 - 1995 - Phương pháp xác định gần nhiệt thủy hoá theo thành phần khoáng hoá xi măng tiến hành đây: Nhiệt thủy hoá xi măng xác định theo công thức: qx = anC3S + bnC2S + cnC3A + dnC4AF ; Trong đó: qx - Nhiệt thủy hố xi măng tuổi n ngày, cal/g; an, bn, cn,dn - Hệ số phát nhiệt khoáng xi măng C3S, C2S ,C3A, C4AF ghi bảng 3.1; C3S, C2S ,C3A, C4AF - Hàm lượng thành phần khoáng xi măng, % Các thành phần khoáng xi măng xác định phương pháp thạch học, biểu đồ nhiệt, biểu đồ rơn gen tính theo thành phần hoá xi măng nêu Phụ lục B tiêu chuẩn Bảng 3.1 Hệ số phỏt nhiệt cỏc khoỏng xi măng Thời gian đông cứng Ngày 28 Tháng Hệ số phát nhiệt khoáng xi măng, cal/g an bn cn dn 0,929 1,093 1,142 1,183 1,220 0,159 0,231 0,153 0,231 0,445 1,517 2,099 2,299 2,453 2,457 - 0,119 - 0,414 0,140 0,332 0,382 12 1,259 0,532 3.9 Xác định tính chống ăn mịn xi măng 3.9.1 Thiết bị thử: - Máy uốn mẫu (hình 3.2.); - Khn lõi (hình 3.3.); - Rây có 64 lỗ/cm2; Cân xác tới 0,1 g; Hình 3.3 Khn lõi a) khuôn; b) lõi 2,525 0,400 Bay chảo để trộn vữa Hình 3.2 Máy uốn mẫu 3.9.2 Chế tạo mẫu dung dịch ăn mòn 3.9.2.1 Chế tạo vữa Dùng mẫu lăng trụ nhỏ có kích thước1x1x3 cm, chế tạo vữa xi măng - cát tiêu chuẩn với tỉ lệ 1: 3,5 theo khối lượng Hỗn hợp vữa chế tạo sau: Rây xi măng qua rây có 64 lỗ/cm2, cân lấy 20g xi măng 70g cát có độ xác tới 0,1g, đổ tất vào chảo, trộn kỹ hỗn hợp xi măng - cát bay phút, sau gạt thành hốc trịn giữa, đổ khoảng ( 10 cm3 nước vào (đong xác tới 0,05 cm3) Sau xi măng ngấm nước, trộn mạnh phút Đặt khuôn lên hai thép tiết diện 15x15 mm, đặt lõi vào khn, đẩy lõi xuống sát mặt bàn, sau đổ vữa lên lõi (chiều cao vữa 15 mm) hình 3.4 Hình 3.4 Khn chế tạo mẫu vữa Khuôn; Vữa; Lõi; Thanh thép đỡ khuôn Gạt vữa bám mặt khuôn để thép hình trịn mặt khn, dùng tay áp chặt giữ thép lật ngược khuôn lên, đặt tồn khn máy ép hình 3.5 Lực ép 300 daN giây Sau ép, nhấc khuôn khỏi giá đỡ theo phương thẳng đứng, khơng vặn vẹo Quan sát vết cịn lại mặt lót Hỗn hợp vữa xi măng - cát phải có độ dẻo, cho mặt lót có vết ướt, khơng hình thành lớp nước Nếu khơng có vết ướt vậy, phải chế tạo vữa xi măng - cát có độ dẻo khác cách tăng giảm lượng nước 0,45 g (0,5%) Cứ làm có vết ướt nói 3.9.2.2 Đúc mẫu để thử Để chế tạo mẫu, trộn mẻ trộn khoảng 270g hỗn hợp khô (60g xi măng 210g cát) Trong trình đúc mẫu phải phủ vữa chưa dùng tới giẻ ẩm Sau ép nêu Điều 3.9.2.1, đặt hai thép tiết diện 10x10 mm song song cách ( cm lên mặt bàn kim loại phẳng, lật ngược khuôn, đặt đáy lõi lồi khỏi khuôn vào hai thép, ấn khuôn sát dầm hình 3.6 Gạt vữa thừa miết mặt dao, sau vừa giữ khn, vừa bỏ hai thép kê đi, khẽ ấn lõi xuống mặt bàn, để vữa trồi lên mặt khuôn 0,5 cm Đặt kính có kích thước 2,5 x cm lên mặt vữa nhô lên khỏi khuôn, lật nghiêng khuôn cách nhẹ nhàng lấy mẫu vữa lên kính Khn lõi sau lần tạo mẫu phải lau bôi dầu máy 6 7 2 1 3 10 Hình 3.5 Đúc mẫu thử Khuôn; Vữa; Lõi; Tấm ép tròn; Các ép máy 80 - 90 Hình 3.6 Thử mẫu Khuôn; Vữa; Lõi; Thanh thép đỡ khuôn;7 Vữa thừa nhô lên 3.9.2.3 Ch to dung dch ăn mòn Nếu dung dịch ăn mòn nước tự nhiên, lấy mẫu nước Nếu dung dịch tự tạo, phải có thành phần nồng độ muối giống nước thiên nhiên; nước sử dụng làm dung dịch phải nước uống Khi tính lượng muối để chế tạo dung dịch, cần phải tính đến lượng nước kết hợp muối để tính lượng muối khan Đối với loại muối hút nước (CaCl2 MgCl2) để bớt sai số, phải dùng chúng dạng dung dịch đặc pha chúng vào dung dịch ăn mòn với liều lượng ứng với nồng độ chúng theo quan hệ nồng độ tỉ trọng Tỉ trọng dung dịch xác định tỉ trọng kế dùng phương pháp cân 3.9.3 Tiến hành thử Chế tạo 12 mẫu lăng trụ nhỏ để ngâm dung dịch ăn mòn, 12 mẫu ngâm nước uống 12 mẫu để thử sau thời gian cứng rắn tuỳ theo yêu cầu Như vậy, từ loại xi măng phải chế tạo 12 (n+2) mẫu lăng trụ, có n dung dịch ăn mịn Ngồi số mẫu bắt buộc nói trên, nên chế tạo thêm từ loại xi măng thí nghiệm 18 mẫu để ngâm dung dịch ăn mòn, 18 mẫu ngâm nước uống Như tổng cộng phải đúc thêm 18 (n+1) mẫu để thí nghiệm chúng tuổi trung gian Ngâm mẫu dung dịch đựng bình hút ẩm đậy kín Mẫu đặt giá (giá làm vật liệu không bị ăn mịn) cách 0,5 cm Lúc đầu rải lên mặt giá lớp cát thạch anh có kích thước hạt từ 0,75 ( 1,0 mm Khi bình hút ẩm có nhiều giá, giá phải gác lên đệm có chiều cao ( cm đệm đặt giá bên Các đệm phải làm vật liệu khơng bị ăn mịn Việc ngâm mẫu, việc chế tạo mẫu giữ mẫu môi trường phải tiến hành phịng có nhiệt độ 27 ( 20C Số lượng mẫu bình phải tính cho mẫu tương ứng với 100 cm3 dung dịch Nước bình phải cao mặt mẫu đặt giá ( cm Sau ngâm 1, tháng phải thay dung dịch Khi ngâm mẫu dung dịch có tính axit mạnh, hàng ngày phải kiểm tra độ axit dung dịch cách chuẩn kiềm xác định độ pH thay đổi dung dịch để độ axit dung dịch không bị giảm Khi ngâm mẫu nước uống được, tháng phải thay nước lần mẫu tương ứng với 50 cm3 nước Sau kết thúc thời gian đông cứng ban đầu, tiến hành thử uốn mẫu lăng trụ ứng với môi trường ăn mòn nước uống Sáu mẫu cịn lại mơi trường thử uốn sau tháng Khi có đúc mẫu phụ, nên thử chúng tuổi trung gian 1, tháng ngâm mơi trường ăn mịn nước uống tuổi thử uốn mẫu Trước thử lấy mẫu khỏi dung dịch nước uống được, đặt lên tờ giấy thấm, đem thử ngay, không đợi mẫu khô Mẫu đặt lên máy uốn cho mẫu bị uốn theo mặt phẳng thẳng góc với phương ép mẫu chế tạo Lực uốn tạo nên đòn bẩy dài 10 cm đầu có treo thùng nhỏ để đựng bi rơi Khối lượng thùng phải không lớn 60g, đáy bên hình nón, đỉnh quay xuống phía Khi mẫu gãy, thùng rơi xuống bi ngừng chảy Cửa mở để bi rơi phải điều chỉnh cho có 20g bi rơi xuống thùng giây Dùng đối trọng điều chỉnh cánh tay địn máy vị trí cân nằm ngang; khơng móc thùng vào cánh tay địn Tốc độ uốn tương ứng với 20g bi rơi giây Khi mẫu gãy, cân thùng bi xác đến 1g 3.9.4 Tính kết thử Cường độ uốn mẫu tính theo cơng thức: Trong đó: P - lực uốn, daN; S - Diện tích chịu lực mẫu, cm2; 60 - Hệ số cánh tay đòn Sau thử mẫu môi trường ngâm mẫu làm sau: Bỏ qua 1/3 số mẫu có cường độ nhỏ nhất, tính trung bình cộng kết lại Hệ số bền chống ăn mịn (Kb) tỉ số giá trị trung bình cường độ uốn mẫu ngâm tháng môi trường ăn mòn mẫu ngâm tháng nước uống được, chế tạo loại xi măng (không kể thời gian cứng rắn ban đầu) Hệ số Kb tính xác đến 0,01 Chú thích: Kết thử mẫu làm thêm dùng để vẽ đường cong, biểu thị thay đổi cường độ uốn mẫu theo thời gian ngâm mẫu dung dịch ăn mòn nước uống 3.9.5 Biên thử: Trong biên cần ghi rõ: - Loại xi măng; - Thành phần, nồng độ dung dịch; - Thời gian ngâm mẫu dung dịch; - Cường độ uốn trung bình; - Hệ số bền chống ăn mịn Kb 3.10 Xác định độ nở xi măng bền sunfat Làm theo tiêu chuẩn TCVN 6068 - 1995 KT BỘ TRƯỞNG BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT THỨ TRƯỞNG Phụ lục A (Tham khảo) Xác định nhanh cường độ xi măng mẫu 2x2x2 cm Phương pháp không dùng để xác định mác xi măng, mà dự đoán cường độ xi măng tuổi 28 ngày Phương pháp cho kết gần đúng, sử dụng tham khảo A.1 THIẾT BỊ THỬ - Cân có sức cân 2000g; - Dụng cụ trộn hồ xi măng (bay, chảo); - Khn lỗ với kích thước 2x2x2 cm kim loại; - Que đầm thép có đường kính - mm; - Thùng chưng mẫu thử theo tiêu chuẩn TCVN 4031 - 1985; - Bàn dằn khâu hình theo tiêu chuẩn TCVN 4032 - 1985; - Bếp điện hay bếp dầu; - Máy nén A.2 TIẾN HÀNH THỬ Xác định độ dẻo tiêu chuẩn hồ xi măng theo tiêu chuẩn TCVN 4031 - 1985, đúc mẫu thử sau: Cân 400g xi măng đong lượng nước ứng với độ dẻo tiêu chuẩn Đổ xi măng vào chảo moi hốc giữa, đổ nước vào hốc dùng bay vun xi măng vào nước để nước thấm vào xi măng 30 giây Sau dùng bay trộn nhẹ, xát mạnh theo chiều chéo góc Thời gian trộn xát phút kể từ lúc đổ nước vào xi măng Nếu trộn máy, phải theo dẫn máy Lấy hai khuôn đổ hồ xi măng vào lỗ khuôn Đầm mẫu que đầm đặt khuôn lên bàn dằn dằn 25 lần Dùng dao lau ẩm gạt hồ mặt khuôn đặt khuôn giá thùng dưỡng hộ ẩm (dưới có nước) đậy kín Nhiệt độ thùng đảm bảo 27 ( 20C độ ẩm mẫu 95 - 100% Giữ mẫu thùng 20 Chưng mẫu thử sau: Sau giữ mẫu thùng dưỡng hộ ẩm phải lấy khuôn mẫu đặt giá thùng chưng ra, đem hấp nước sôi Sau để nguội khn thùng chưng giờ, nhấc khuôn tháo khuôn Thời gian từ lúc bắt đầu đun nước đến lúc sôi không chậm 30 - 40 phút Đo lại kích thước cân mẫu, nén máy nén để xác định cường độ nén mẫu chưng Sáu mẫu khn cịn lại giữ thùng dưỡng hộ nhiệt độ 27 ( 0C thử nén A.3 TÍNH KẾT QUẢ THỬ Cường độ nén sau ngày đêm mẫu chưng Rch mẫu bảo dưỡng tự nhiên R0 giá trị trung bình cộng mẫu loại có trị số cao Tính hệ số hiệu chưng xi măng theo công thức: (=_ Cường độ mẫu thử xi măng sau 28 ngày bảo dưỡng môi trường tiêu chuẩn tính theo cơng thức: R28 = K Rch Trong K hệ số tra bảng A.3.1 đây: Bảng A.3.1 : Hệ số K ( 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 K ( K 1,15 1,07 1,00 0,97 0,96 0,95 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 0,94 0,94 0,93 0,93 0,92 0,92 Ghi chú: - Để đạt độ xác cao thí nghiệm với loại xi măng dùng, nên làm thí nghiệm số lần theo phương pháp đối chiếu với phương pháp chuẩn để hiệu chỉnh hệ số K cho phù hợp với loại xi măng dùng - Nếu sau chưng hấp, mẫu có tượng nở nứt mặt, khơng dùng phương pháp để thí nghiệm loại xi măng Phụ lục B (Tham khảo) XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN KHOÁNG CỦA XI MĂNG TỪ THÀNH PHẦN HỐ Thành phần hố xi măng xác định theo tiêu chuẩn TCVN 141 - 1986 biểu thị phần trăm khối lượng clinke xi măng - Tính hệ số bão hồ vơi theo cơng thức: K bh = Trong đó: CaO − CaO td − 1,65Al2O3 − 0,35Fe2O3 − 0,7SO3 2,8 (SiO − SiO td ) ; CaO - Tổng hàm lượng CaO có clinke, %; CaOtd - Hàm lượng CaO tự có clinke, %; SiO2 - Tổng hàm lượng SiO2 có clinke, %; SiO2td - Hàm lượng SiO2 tự có clinke, %; Al2O3 - Hàm lượng Al2O3 có clinke, %; SO3 - Hàm lượng SO3 tính từ hàm lượng CaSO4.2H2O, % - Tính hệ số nhôm: P= %Al O %Fe O - Tính hàm lượng C3S C2S theo công thức: % C3S = 3,8 SiO2 ( 3Kbh - ) % % C2S = 8,6 SiO2 ( - Kbh ) % Khi P ( 0,64, tính hàm lượng C4AF C3A theo công thức: % C4AF = 3,04 Fe2O3 % % C3A = 2,65 (Al2O3 - 0,64 Fe2O3 ) % Khi P < 0,64, tính hàm lượng C4AF C3A theo công thức: % C4AF = 4,77 Al2O3 % % C3A = 1,7 (Fe2O3 - 1,57 Al2O3 ) % - Hàm lượng canxi sunfat tính theo cơng thức: % CaSO4 = 1,7 SO3 % ... 3.9.2.3 Ch tạo dung dịch ăn mòn Nếu dung dịch ăn mòn nước tự nhiên, lấy mẫu nước Nếu dung dịch tự tạo, phải có thành phần nồng độ muối giống nước thiên nhiên; nước sử dụng làm dung dịch phải... 20C Số lượng mẫu bình phải tính cho mẫu tương ứng với 100 cm3 dung dịch Nước bình phải cao mặt mẫu đặt giá ( cm Sau ngâm 1, tháng phải thay dung dịch Khi ngâm mẫu dung dịch có tính axit mạnh, hàng... tạo dung dịch, cần phải tính đến lượng nước kết hợp muối để tính lượng muối khan Đối với loại muối hút nước (CaCl2 MgCl2) để bớt sai số, phải dùng chúng dạng dung dịch đặc pha chúng vào dung