Đang tải... (xem toàn văn)
Sấy khô ñá, cát, bột khoáng và khử hết nước còn lẫn trong bitum rồi cân từng thành phần theo ñúng liều lượng ñã qui ñịnh. ðựng các cốt liệu vào một cái chậu hay khay men và ñựng bitum [r]
(1)CÂU HỎI ÔN TẬP
1 Trình bày quy tắc lấy mẫu chuẩn bị mẫu thí nghiệm;
2 Trình bày phương pháp thí nghiệm xác định tiêu kỹ thuật bitum dầu mỏ
Chương
THÍ NGHIỆM BÊ TƠNG ÁT PHAN
1. Các tiêu kỹ thuật bê tông át phan
Bê tơng át phan vật liệu đá nhân tạo, nhận ñược cách làm rắn hỗn hợp hợp lý đá dăm, cát, bột khống bitum
Căn vào phương pháp thi cơng, chia thành bê tơng át phan rải nóng, rải ấm rải nguội Theo độ rỗng cịn dư, chia thành bê tơng át phan chặt (r = - 6%), bê tông át phan rỗng (r > 6%) Tùy theo chất lượng vật liệu khoáng ñể chế tạo hỗn hợp, bê tông át phan phân hai loại: loại I loại II
Bê tông át phan loại II ñược dùng cho lớp mặt ñường cấp IV trở xuống dùng lớp mặt ñường bê tông lớp dùng cho phần đường dành cho xe đạp, xe máy, xe thơ sơ
Các tiêu lý bê tơng át phan rải nóng phải thoả mãn u cầu qui ñịnh bảng 5.1 5.2.
Bảng 5.1. Yêu cầu tiêu lý bê tông át phan chặt
Yêu cầu ñối với bê tông át phan loại TT Các tiêu
I II
Phương pháp thí nghiệm
(1) (2) (3) (4) (5)
a) Thí nghiệm theo mẫu nên hình trụ
1 ðộ rỗng cốt liệu khống chất, % thể tích 15-19 15-21 2 ðộ rỗng dư, % theo thể tích 3-6 3-6 3 ðộ ngậm nước, % theo thể tích 1,5-3,5 1,5-4,5 4 ðộ nở, % theo thể tích, khơng lớn 0,5 1 5 Cường ñộ chịu nén, daN/cm2 nhiệt ñộ
+ 200C không nhỏ
+ 500C không nhỏ
35 14
25 12 6 Hệ số ổn định nước, khơng nhỏ 0,90 0,85
Quy trình thí nghiệm bê tông át phan
(2)154 7 Hệ số ổn ñịnh nước, cho ngậm nước
trong 15 ngày ñêm, không nhỏ
0,85 0,75 8 ðộ nở, % thể tích cho ngậm nước
trong 15 ngày đêm, khơng lớn
1,5 1,8
(1) (2) (3) (4) (5)
b) Thí nghiệm theo phương pháp Mác san (mẫu ñầm 75 cú mặt) 1 ðộ ổn định 600C, kN, khơng nhỏ 8,00 7,50
2 Chỉ số dẻo quy ước ứng với S = 8kN.mm nhỏ hay
4,0 4,0 3 Thương số Mác san
ðộ ổn ñịnh kN Chỉ số dẻo quy ước m
min 2,0 max
5,0
min 1,8 max 5,0 4 ðộ ổn định cịn lại sau ngâm mẫu
600C, 24h so với ñộ ổn ñịnh ban ñầu, % lớn
75 75
5 ðộ rỗng bê tông át phan 3-6 3-6
6 ðộ rỗng cốt liệu 14-18 14-20
AASHTO T245 ASTM D1
559
c) Chỉ tiêu khác
1 ðộ dính bám bitum ñối với ñá khá ñạt yêu cầu
QT 22TCN
62-84 Ghi chú: sử dụng hai phương pháp thí nghiệm a b
Bảng 5.2 Yêu cầu tiêu lý bê tông át phan rỗng
TT Các tiêu Trị số
quy ñịnh
Phương pháp thí nghiệm
1 ðộ rỗng cốt liệu khống, % thể tích khơng lớn hơn
24
2 ðộ rỗng cịn dư, % thể tích > 6-10
3 ðộ ngậm nước, % thể tích 3-9
4 ðộ nở, % thể tích khơng lớn 1,5
5 Hệ số ổn ñịnh nước, không nhỏ 0,70 6 Hệ số ổn ñịnh nước, cho ngâm nước 15
ngày đêm, khơng nhỏ
0,60
Quy trình thí nghiệm bê tơng át phan
(3)2. Phương pháp thí nghiệm tiêu bê tông át phan theo 22TCN62-84 (tiêu chuẩn ngành Bộ GTVT)
2.1 Phương pháp chế tạo mẫu thử
2.1.1Phương pháp trộn lấy mẫu hỗn hợp bê tông át phan
a) Phương pháp trộn hỗn hợp bê tơng át phan phịng thí nghiệm
Sấy khơ đá, cát, bột khống khử lẫn bitum cân thành phần theo ñúng liều lượng ñã qui ñịnh ðựng cốt liệu vào chậu hay khay men ñựng bitum vào bát riêng sấy hay đốt nóng loại đến nhiệt độ qui ñịnh
Dùng bay trộn tất cốt liệu với bitum Sau đổ hỗn hợp vào máy trộn và trộn cho ñến hỗn hợp thật ñồng ñều Thời gian cần thiết ñể trộn ñược xác định thơng qua thí nghiệm thực tế thường khoảng từ – phút ðối với loại hỗn hợp cần giữ cho thời gian trộn không thay ñổi ñể tiện so sánh ñối chiếu kết thí nghiệm sau Q trình trộn kết thúc tất hạt cốt liệu ñều ñược bao đều lớp bitum khơng cịn tượng bitum vón cục Trong trường hợp khơng có máy trộn tay đến hỗn hợp đạt ñộ ñồng
Hỗn hợp ñược dùng ñể chế tạo mẫu thí nghiệm cần thiết sau trộn xong không
b) Phương pháp lấy mẫu hỗn hợp bê tơng trộn sẵn
Nếu mẫu bê tơng át phan ñược trộn máy trộn kiểu cưỡng xưởng phải lấy mẫu lúc xúc hỗn hợp từ máy trộn vào ô tô hay phương tiện vận chuyển khác Thành phần mẫu bê tông át phan gồm phần riêng biệt hỗn hợp lấy từ 3-4 mẻ trộn sẵn Trước chế tạo mẫu thí nghiệm, phải trộn ñều phần riêng biệt với ñể thu ñược mẫu có tính đại diện trung bình cho mẻ
Nếu bê tơng át phan trộn thiết bị làm việc theo nguyên tắc trộn tự do thành phần mẫu bê tơng át phan gồm phần riêng biệt lấy thời ñiểm ñầu, cuối mẻ trộn
Nếu hỗn hợp bê tông át phan dạng nóng ấm sau đổ hỗn hợp vào cối kim loại phải đốt nóng bếp cát tủ sấy ñến nhiệt ñộ qui ñịnh từ 80 – 1600C tùy theo mác bitum ñể chế tạo mẫu thí nghiệm Nếu hỗn hợp bê tơng át phan dạng nguội nhiệt độ hỗn hợp phải khống chế 20 ± 20C trước ñem chế tạo mẫu
Hỗn hợp dùng để chế tạo mẫu thí nghiệm sau lấy khỏi thiết bị trộn bê tông không
Khối lượng hỗn hợp cần dùng để thí nghiệm phụ thuộc vào kích thước cốt liệu ñược qui ñịnh bảng 5.3
Bảng 5.3 Khối lượng bê tông át phan cần lấy từ thiết bị trộn để thí nghiệm
Kích thước lớn cốt liệu, mm Khối lượng bê tông át phan cần lấy, kg
40, 25 10, 15, 20
5
6 – 5 – 10
2 – c) Phương pháp khoan lấy mẫu mặt ñường nhựa
(4)156
khoan phải xuyên suốt chiều dày mặt ñường (cả lớp lớp dưới) phân chia theo lớp để thí nghiệm Kích thước số lượng mẫu cần cho thí nghiệm
ðường kính lỗ khoan:
- khơng nhỏ 50mm loại bê tơng át phan dùng cát
- khơng nhỏ 70mm loại bê tông át phan hạt nhỏ trung
- khơng nhỏ 100mm loại bê tông át phan hạt lớn
Trước khoan cần ghi rõ vị trí lấy mẫu Trong khoan phải tưới nước thường xuyên vào lỗ khoan ñể làm nguội mũi khoan ñể cho mũi khoan dễ ấn sâu vào lớp mặt ñường Khi khoan xong dùng kim chuyên dùng ñể lấy lõi khoan khỏi khỏi mặt ñường
2.1.2Chế tạo mẫu phịng thí nghiệm
a) Máy nén (thủy lực học) ñể nén chặt mẫu bê tơng có cấu sau Hộp máy có khn hình trụ để tạo ñồng thời mẫu thí nghiệm ñược liên kết cố định máy Các chày giã phía tựa khớp lên ñệm của máy ñược ñặt sâu vào khuôn khoảng – 3cm Các chày giã phía liên kết với ñệm máy lề ñặc biệt Ở phía hộp máy có bố trí thiết bị đốt nóng dầu để giữ cho thành khn có nhiệt độ khơng đổi từ 80 – 1000C q trình thí nghiệm với hỗn hợp bê tơng át phan nóng hay ấm Khi tạo mẫu bê tơng át phan nguội khơng đốt nóng hộp khuôn Bộ phận tỳ chuyên dùng dùng ñể tháo mẫu khỏi khuôn ñược liên kết với ñệm máy lề
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Khi máy hoạt ñộng ñể nén chặt mẫu bê tơng át phan cần đảm bảo cho áp lực tác ñộng lên mẫu 400 daN/cm2
Nếu cơng suất máy khơng đủ ñể nén ñồng thời mẫu máy ñược dùng ñể nén mẫu theo cách tương tự Khn hộp máy dùng để tạo mẫu có
(5)đường kính 71,4mm Cịn cần tạo mẫu thí nghiệm có đường kính 50,5mm đặt thêm đệm phụ hình trụ giữ chúng cố định khn
Trong trường hợp khơng có máy nén, phải chế tạo mẫu thí nghiệm các khn đơn có kích thước bảng 5.4
Bảng 5.4 Các loại khn thí nghiệm
Cỡ hạt lớn cốt liệu
trong bê tông át phan, mm ðường kính khn, mm Diện tích mẫu thử, cm2
5 (3) 50,5 20
20, 25, 10 71,4 40
40, 25 101,0 80
b) Trình tự tạo mẫu máy nén
Cho thiết bị đốt nóng hoạt động tăng dần nhiệt độ thiết bị ñến 90 – 1000C ñồng thời ñiều khiển ñể ñưa chày giã phía vào khuôn (khi chế tạo mẫu bê tông át phan nguội khơng dùng đến thiết bị đốt nóng) Sau điều khiển để đưa chày giã phía khỏi khn dùng vải thấm dầu hỏa lau sạch mặt khuôn chày giã ðổ hỗn hợp bê tơng át phan cân sẵn và đun nóng đến nhiệt độ qui định vào khn qua phễu kim loại dùng dao thí nghiệm hay bay trộn xọc san hỗn hợp khn Lại đưa chày giã phía vào khn hạ chúng xuống cho ñến tiếp xúc với hỗn hợp Sau đó, đóng động máy nâng dần tải trọng tác dụng lên mẫu đến 400 daN/cm2 Duy trì tải trọng phút dỡ tải ñiều khiển ñể ñưa bộ phận tỳ ñến giữ hộp máy ñể ñùn mẫu khỏi khn
c) Trình tự tạo mẫu khn đơn
ðốt nóng khn chày giã ñến nhiệt ñộ 90 – 1000C hỗn hợp bê tơng thuộc dạng nóng hay ấm lau nhẹ giẻ ẩm thấm dầu hỏa (trong trường hợp tạo mẫu bê tơng át phan nguội khơng cần đốt nóng khn chày) Dùng phễu kim loại đổ đầy hỗn hợp bê tơng cân trước vào khn có lắp sẵn đệm dưới nhơ khỏi đáy khn từ 1,5 – 2cm Dùng bay hay dao thí nghiệm xọc san đều hỗn hợp khn ðặt đệm vào khn đặt tồn khn mẫu lên ép máy ðiều khiển cho ép máy tiếp xúc với ñệm trên khn cho chạy động điện bơm đầu máy nén ñể tăng dần áp lực nén vào hỗn hợp 400 daN/cm2 Giữ ngun vị trí số áp lực ñối với hỗn hợp phút dỡ tải dùng thiết bị nén chun dùng để tháo mẫu khỏi khn
Trong trình tạo mẫu phải loại bỏ mẫu bị sứt mép có mặt đáy khơng song song
d) Trình tự tạo mẫu theo phương pháp hỗn hợp
Hỗn hợp bê tơng làm chặt máy rung sau ép nén áp lực 260 daN/cm2 máy nén
(6)158
ngồi đáy khn từ – 2,5cm đổ đầy hỗn hợp vào khn đặt lên bàn rung Khn giữ chặt máy rung thiết bị chuyên dụng Mở máy nổ rung hỗn hợp bê tông khuôn phút với tần số dao động 3000 vịng/phút, biên ñộ rung 0,35 – 0,4mm với áp lực phụ 0,3 daN/cm2 Dao ñộng rung ñược truyền ñến hỗn hợp qua ñệm tải trọng ñể tạo nên áp lực 0,3 daN/cm2 thì tác động vào hỗn hợp theo nén ép tự Sau kết thúc q trình rung đặt khn mẫu lên bệ máy nén ñể nén mẫu áp lực 250 daN/cm2 Giữ nguyên áp lực phút dỡ tải dùng thiết bị nén chuyên dụng ñể tháo khỏi khn
e) Trình tự tạo mẫu theo phương pháp giã với thiết bị ñầm nén nặng rơi Thiết bị ñầm nén bao gồm: khung có tựa thép liên kết chặt một gỗ, ñế thép ñặt khuôn, khuôn ñể đựng mẫu có lắp thêm ống nối phía ép có cần (thanh dẫn) nặng (tải trọng)
Trước hết phải cố ñịnh khung thiết bị với gỗ ñặt nhà bê tơng xm đảm bảo cho khung vào gỗ có vị trí thẳng đứng, cịn tựa thép có vị trí nằm ngang
Trước tạo mẫu, đốt nóng đế khn ống nối đến nhiệt độ 90 – 1000C Dùng vít bắt chặt đế khn vào nhựa thép đặt khn có lắp sẵn phần ống nối lên Khi đặt khn, cần luồn hai mấu ống nối vào bulông gắn sẵn đế khn dùng đai ốc ñể ñịnh vị khuôn
Trong khuôn, đặt miếng giấy thấm hình trịn có đường kính 10cm rồi đổ hỗn hợp bê tơng át phan ñã ñốt nóng cân sẵn vào dùng dao xọc san ñều hỗn hợp cho hỗn hợp lồi ngồi khn ðặt ép có lắp dẫn và nặng ñã ñược ñốt nóng lên mặt khn đầm hỗn hợp với 50 lần giã ñể cho nặng (khối lượng 4,55kg) rơi từ ñộ cao 46cm xuống mặt bàn (tốc ñộ giã gần ñạt lần giây) Sau lật ngược khn lại giã tiếp 50 lần lên mặt còn lại Cuối cùng, lấy ống thép có đường kính 105mm chụp lên khn mẫu và dùng bàn ép ñẩy nhẹ nhàng mẫu khỏi khn
2.2 Xác định khối lượng thể tích trung bình bê tơng át phan
2.2.1Thiết bị thử
Cân kỹ thuật có độ xác đến 0,01g kèm theo phụ kiện ñể cân nước;
Chậu men hay thủy tinh có dung tích 1- lít
2.2.2Tiến hành thử
Các mẫu chế tạo xong phải lưu nhiệt ñộ 20 ± 20C, lau hết hạt cát, sạn bám vào mẫu
Cân mẫu khơng khí với độ xác đến 0,01g nhúng mẫu vào cốc nước có nhiệt độ 20 ± 20C 30 phút Lấy mẫu khỏi chậu nước, lau khô rồi cân khơng khí Sau đó, đem cân tiếp mẫu nước có nhiệt độ 20 ± 20C
(7)Khối lượng thể tích bê tơng át phan tính xác đến 0,01 g/cm3, xác ñịnh theo: , G G Go n
BT = −
γ
γ g/cm3
Trong đó:
G0- Khối lượng mẫu cân khơng khí, g;
G1- Khối lượng mẫu cân khơng khí sau nhúng mẫu vào nước 30 phút, g;
G2- Khối lượng mẫu cân nước sau nhúng mẫu vào nước 30 phút, g; γn- Khối lượng riêng nước, lấy 1g/cm3
Kết thí nghiệm trị số trung bình kết lần thí nghiệm đối với loại mẫu thử ðộ chênh lệch kết lần thí nghiệm khơng vượt q 0,02g/cm3
2.3 Xác định khối lượng thể tích khối lượng riêng trung bình vật liệu khống bê tơng át phan
Khối lượng thể tích trung bình phần vật liệu khống bê tơng át phan được xác định sở khối lượng thể tích bê tơng át phan tỷ lệ khối lượng vật liệu khống chất bitum hỗn hợp bê tơng át phan Khối lượng thể tích phần cốt liệu tính xác đến 0,01g/cm3 xác định theo cơng thức: / , cm g q q q b k k
k = +
γ γ
Trong đó:
γ- Khối lượng thể tích bê tơng át phan, g/cm3;
qk- Hàm lượng vật liệu khống bê tơng át phan (không kể bitum), % theo khối lượng hỗn hợp, (lấy 100%);
qb- Hàm lượng bitum hỗn hợp, % theo khối lượng vật liệu khoáng Khối lượng riêng trung bình vật liệu khống bê tơng át phan, tính chính xác đến 0,01 g/cm3, xác định theo cơng thức:
3 2 1 / , 100 cm g q q q n n k ρ ρ ρ ρ + + + = Trong đó:
r1, r 2 r n- Khối lượng riêng thành phần cốt liệu (đá, cát bột khống), bê tông át phan, g/cm3;
(8)160
2.4 Xác ñịnh khối lượng riêng bê tông át phan phương pháp tỷ trọng kế phương pháp tính tốn theo tiêu chuẩn Nga
2.4.1Thiết bị thử
Bình tỷ trọng (bình khối lượng riêng có dung tích 250 hay 500cm3); Cân kỹ thuật có độ xác ñến 0,01g;
Máy hút chân không;
Nhiệt kế thuỷ ngân thuỷ tinh có chia độ ñến 10C; Chậu ñể rửa;
Ống nhỏ giọt; Nước cất;
Dung dịch có phụ gia thấm ướt
2.4.2Tiến hành thử
ðập nhỏ mẫu bê tông át phan (lấy từ mặt đường, từ máy trộn hay phịng thí nghiệm cần xác ñịnh thành phần phối hợp hợp lý vật liệu) kích cỡ khơng lớn 10cm cân hai mẫu thí nghiệm từ 50 ñến 200g (tuỳ theo kích cỡ lớn vật liệu khống) với độ xác đến 0,01g G0 Trước cân cũng phải ñập nhỏ hạt lớn mẫu đến kích cỡ giới hạn
ðổ nước cất có hồ thêm chất phụ gia thấm ướt vào bình đo làm và khơ đến vạch ngấn cổ bình giữ bình nhiệt độ 20 ± 20C 30 phút Sau đó mức nước bình thay đổi điều chỉnh mức nước bình cho ñến vạch ngấn cân lại lần thứ hai khối lượng bình có chứa nước G1
Bỏ mẫu hỗn hợp bê tông át phan vào bình đo lau sấy khơ cho vào bình 0,4g (30 giọt) dung dịch chất phụ gia thấm ướt có nồng độ 50% Sau đó đổ nước cất có hịa thêm chất thấm ướt (15g dung dịch 50% cho lít nước) đến 1/3 dung tích bình chứa mẫu Lắc nhẹ bình ño ñặt vào máy hút chân không có áp suất cịn lại 10mm Hg Lấy bình đo đổ thêm nước cất hồ chất thấm ướt vạch ngấn cổ bình giữ nhiệt độ 20 ± 20C trong thời gian 30 phút ñem cân lại khối lượng bình đo có chứa mẫu nước được G2
2.4.3Tính kết
Khối lượng riêng hỗn hợp bê tơng át phan, xác định phương pháp tỷ trọng kế xác đến 0,01g/cm3 sau:
3
1
0 ,g/cm
G G G
G
o n
BT = + −
ρ ρ
Trong đó:
G0- Khối lượng mẫu thử (đã đập nhỏ), g
G1- Khối lượng bình có chứa nước ñến vạch ngấn cổ, g
(9)ρn- Khối lượng riêng nước, lấy 1g/cm3
Kết thí nghiệm trị số trung bình kết hai mẫu thử, ñộ chênh lệch hai kết không ñược vượt 0,01 g/cm3, vượt giới hạn phải làm lại thí nghiệm,
Chú ý:
Khi xác ñịnh khối lượng riêng hỗn hợp bê tông át phan theo phương pháp tỷ trọng kế cần dùng nước cất có chứa chất phụ gia thấm ướt chất có hoạt tính bề mặt nhằm cải thiện tính thấm ướt bề mặt vật liệu khoáng Chất phụ gia thấm ướt ñược pha chế với nước cất với tỷ lệ 1/1
Khi cần xác ñịnh khối lượng riêng bê tông át phan lấy từ mặt ñường hay máy trộn mang ñược phép thí nghiệm theo phương pháp tỷ trọng kế Cịn cần xác định khối lượng riêng bê tơng át phan chế thử phịng thí nghiệm nhằm lựa chọn ñược thành phần phối hợp lý vật liệu dùng theo phương pháp tỷ trọng hay tính tốn
Phương pháp tính tốn sở biết khối lượng riêng cốt liệu bê tông át phan khối lượng riêng bitum hàm lượng vật liệu thành phần trong hỗn hợp Khối lượng riêng hỗn hợp bê tơng át phan tính xác đến 0,01g/cm3.
b b k k
b k
BT q q
q q
ρ ρ ρ
+ +
= , g/cm3
Trong đó:
ρk-Khối lượng riêng trung bình cốt liệu hỗn hợp bê tông át phan, g/cm3;
ρb- Khối lượng riêng bitum, g/cm3 (có thể lấy 1);
qk- Hàm lượng vật liệu khống hỗn hợp bê tơng át phan, % theo khối lượng hỗn hợp (lấy 100%);
qb- Hàm lượng bitum hỗn hợp bê tông át phan, % theo khối lượng vật liệu khoáng
2.5 Xác ñịnh ñộ rỗng vật liệu khống độ rỗng cịn lại hỗn hợp bê tơng át phan trạng thái đầm chặt
ðộ rỗng cốt liệu bê tông át phan, tính xác đến 0,1% thể tích, được xác định tính tốn theo:
,% 100
1 ×
− =
k k k
r
ρ γ
Trong đó:
(10)162
ρk- Khối lượng riêng trung bình vật liệu khống bêtơng át phan, g/cm3
ðộ rỗng dư rBT bê tơng át phan, tính xác đến 0,1% thể tích, xác định công thức sau:
,% 100
1 ×
− =
BT BT BT
r
ρ γ
Trong đó:
γBT- Khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông át phan, g/cm3 ρBT- Khối lượng riêng hỗn hợp bê tông át phan, g/cm3 2.6 Xác định độ bão hồ nước bê tông át phan
2.6.1Thiết bị thử
Cân kỹ thuật có độ xác đến 0,1g kèm theo phụ kiện ñể cân nước;
Máy hút chân không;
Nhiệt kế thuỷ ngân thuỷ tinh có chia độ đến 10C; Chậu nước có dung tích từ 2,5 - lít
2.6.2Tiến hành thử
Dùng tiếp mẫu kết thí nghiệm khối lượng thể tích hỗn hợp bê tơng át phan để thực thí nghiệm ngâm mẫu vào chậu nước có nhiệt độ 20 ± 20C mức nước chậu phải cao mặt mẫu 3cm
ðặt chậu có mẫu ngâm nắp thuỷ tinh máy hút chân không dùng bơm hút khơng khí bình áp lực cịn lại bình 10 – 15 mmHg giữ nguyên trị số áp lực 30 phút mẫu thí nghiệm thuộc loại bê tơng át phan nóng ấm hay 30 phút mẫu thuộc loại bê tông át phan nguội Sau cho áp lực tăng trở lại mức bình thường lưu mẫu tiếp trong chậu ñựng nước có nhiệt ñộ 20 ± 20C thời gian mẫu loại bê tông át phan nóng ấm, 30 phút mẫu loại bê tông át phan nguội
Sau ñó lấy mẫu khỏi nước dùng giẻ mềm lau khơ cân mẫu khơng khí cân nước với mức xác đến 0,01g Việc cân mẫu bão hoà nước trong nước cho phép xác định thể tích mẫu bão hồ tính hệ số trương nở sau
Các mẫu cân sau bão hồ nước chân khơng lại ngâm vào nước có nhiệt độ 20 ± 20C 10 - 15 phút sau tiến hành thí nghiệm cường độ chịu nén mẫu
2.6.3Tính kết
(11)(%) 100
0
3 ×
− − =
G G
G G Hv
Trong đó:
G0- Khối lượng mẫu khơ (khơng bão hồ nước) cân khơng khí, g;
G1- Khối lượng mẫu cân khơng khí sau ngâm mẫu vào nước 30 phút, g;
G2- Khối lượng mẫu cân nước sau ngâm mẫu vào nước 30 phút trên, g;
G3- Khối lượng mẫu cân không khí sau ngâm mẫu bão hồ nước trong chân khơng, g
Kết thí nghiệm trị số trung bình kết lần thí nghiệm theo mẫu thử Trị số lớn bé kết khơng chênh lệch q 0,5%
2.7 Xác định hệ số nở bê tơng át phan bão hoà nước
Hệ số nở bê tông át phan tỷ lệ tăng thể tích mẫu bão hồ so với thể tích ban đầu mẫu, xác định tính tốn thơng qua kết thí nghiệm khối lượng thể tích độ bão hồ nước bê tông át phan thông qua việc tiếp tục cân nước mẫu thử để bão hồ nước chân không
Hệ số nở bê tơng át phan tính xác đến 0,1% xây dựng theo: ,%
100 ) (
) (
2
2
3 ×
− − − − =
G G
G G G G H
Trong đó:
G1, G2, G3- Có ý nghĩa nêu mục 2.6.3 ñây; G4: Khối lượng mẫu cân nước sau ngâm bão hồ
Kết thí nghiệm trị số trung bình kết mẫu thí nghiệm loại, ñộ chênh lệch kết cao thấp khơng vượt 0,2%
2.8 Xác ñịnh cường ñộ chịu nén tới hạn bê tông át phan
2.8.1Thiết bị thử
Máy nén truyền ñộng học có cơng suất - 10T; Nhiệt kế có độ chia đến 10C;
Bình ổn định nhiệt lưu mẫu có dung tích – lít lít; Chậu đựng nước có dung tích – lít;
(12)164
2.8.2Tiến hành thử
Chế tạo mẫu bảo dưỡng mẫu thí nghiệm: theo phương pháp ñã nêu mục 2.1
Thơng thường, thí nghiệm cường ñộ chịu nén, cần ñúc sẵn viên mẫu: 1 tổ gồm mẫu để thí nghiệm nén mẫu khơ nhiệt độ 20 ± 20C, tổ gồm mẫu để thí nghiệm nén mẫu sau ngâm bão hịa nước để khỏi phải đúc mẫu sau kể trên
Trước thí nghiệm cần lưu mẫu nhiệt độ qui định (20 ± 20C 60 ± 20C) tùy theo yêu cầu thí nghiệm, lưu mẫu chậu nước có dung tích - lít (tuỳ theo số lượng kích thước mẫu) mẫu thuộc loại bê tơng át phan nóng ấm hay lưu mẫu bình để ổn định nhiệt khơng khí có dung tích - lít mẫu thuộc loại bê tông át phan nguội
Khi khơng có bình để ổn định nhiệt chun dụng đặt mẫu vào bình gỗ hay sứ đặt lịng bình khác có kích thước lớn đổ nước có nhiệt độ 20 ± 20C 60 ± 20C vào thành hai bình để lưu mẫu
Khi thí nghiệm cường độ chịu nén tới hạn sau bão hồ nước tiếp tục đặt mẫu cân khơng khí cân nước vào nước có nhiệt độ 20 ± 20C 60 ± 20C vòng 10 - 15 phút dùng vải mềm giấy thấm lau khơ mẫu trước đưa lên máy
Khi dùng máy nén truyền ñộng học với tốc ñộ biến dạng mẫu ± 0,5mm/phút ñể ép mẫu, cần ñiều chỉnh cho tốc ñộ biến dạng mẫu ± 0,5mm/phút ñể ép mẫu, cần ñiều chỉnh cho tốc ñộ di ñộng kẹp ñáy máy 3mm/phút cần trang bị cho máy loại lực kế xác định xác tải trọng phá hoại đến 0,5 daN/cm2 mẫu có cường độ giới hạn nhỏ 15 daN/cm2 ñến 1daN/cm2 với mẫu có cường độ giới hạn lớn 15 daN/cm2.
2.8.3Tính kết
Cường độ chịu nén tới hạn bê tơng át phan xác đến 0,1daN/cm2 được tính sau:
F P
Ra = , daN/cm2
Trong đó:
P- Tải trọng phá hoại mẫu, daN;
F- Diện tích mặt cắt ngang mẫu, cm2
Với loại bê tông át phan chế tạo chế tạo mẫu thử, Nên cường độ mẫu khơng sai lệch q 10% cường độ trung bình trị số trung bình lần thử
2.9 Xác ñịnh hệ số ổn ñịnh nước bê tông át phan
(13)165 k bh n
R R K
20 20
=
Trong đó:
Rbh20- Cường ñộ chịu nén giới hạn mẫu ngâm bão hồ nước chân khơng 200C, daN/cm2;
Rk20- Cường độ chịu nén giới hạn mẫu khơ 200 C, daN/cm2
2.10 Xác ñịnh ñộ bền nước bê tơng át phan bão hồ nước lâu
Sau cân mẫu khơ khơng khí nước để xác định khối lượng thể tích sau ngâm mẫu bão hịa nước máy hút chân khơng để xác định độ bão hịa nước, chuyển mẫu sang chậu đựng nước có nhiệt độ khống chế trong khoảng 20 ± 20C 15 ngày đêm Sau ñem thí nghiệm nén ñể xác ñịnh cường ñộ chịu nén hệ số ổn ñịnh nước
Hệ số ổn định nước bão hồ nước lâu, ñược tính xác ñến 0,01 theo: k
BL BL
R R K
20
=
Trong đó:
RBL- Cường độ giới hạn mẫu bão hoà nước lâu, daN/cm2 Rk20- Cường độ chịu nén giới
hạn mẫu khơ 200C, daN/cm2
3. Thí nghiệm tiêu bê tông át phan theo phương pháp Mác san (AASHTO T245 - ASTM D1 559)
3.1 Xác ñịnh ñộ bền ñộ dẻo của bê tông át phan
3.1.1Thiết bị thử
Máy nén chuyên dụng kiểu Mác san;
Khuôn gá mẫu theo Mác san có kèm đồng hồ đo độ dẻo;
Chậu đáy có dung tích ÷ 10 lít, cao 150mm;
Nhiệt kế 1000C có độ xác đến 0,10C;
Nước sơi nước lạnh ñể khống chế nhiệt ñộ
Thiết bi Mác san khuôn mẫu
(14)166 3.1.2 Tiến hành thử
Chuẩn bị mẫu thử có d = 101mm, h = 63,5mm làm đặc Trước các mẫu thử ñã ñược xác ñịnh ñộ ñặc, ñộ rỗng phần cốt liệu ñộ rỗng dư
ðặt mẫu Mác san chuẩn bị vào chậu nước có nhiệt ñộ 60 ± 10C ñối với bê tông át phan dùng bitum ñặc 40 ± 10C ñối với bê tông át phan dùng bitum lỏng sao cho mẫu ngập hoàn toàn nước cách mặt nước thành, đáy nhất 30mm, giữ mẫu 60 ± phút, sau lấy mẫu dùng giẻ mềm lau nhẹ cho khô nước cho mẫu
Vệ sinh khuôn gá dầu hỏa, bôi nhẹ dầu nhờn vào trục dẫn để tăng độ linh động khn gá Lắp đồng hồ đo độ dẻo ðặt khn gá lên máy ép, sau đặt mẫu xử lý vào khn cho mẫu tiếp xúc với hai mặt khn ðiều chỉnh kim đồng hồ đo biến dạng (ñộ dẻo)
ðặt máy nén tốc ñộ 50 mm/phút Mở máy nén theo dõi ñồng hồ ño lực của máy ñồng hồ ño ñộ dẻo khuôn gá Ghi ñộ lớn lực ñộ chảy mẫu mẫu bị phá hoại
Q trình thí nghiệm phải kết thúc vòng 90 giây kể từ lúc lấy mẫu khỏi chậu dưỡng hộ
3.1.3Tính kết
ðộ bền theo Mác san độ lớn lực phá hoại mẫu có kích thước tiêu chuẩn (daN)
ðộ dẻo Mác san, tính theo đơn vị 0,1 mm độ biến dạng mẫu bị phá hoại, ñọc trực tiếp ñồng hồ ño biến dạng thời ñiểm mẫu bị phá hoại
ðộ cứng quy ước tính theo cơng thức:
L P A=10
Trong đó:
P- ðộ bền Mác san (tải trọng phá hoại), daN; L- ðộ dẻo, 0,1mm
Nếu mẫu có chiều cao khác 65,3mm, phải nhân ñộ bền ño ñược với hệ số ñiều chỉnh K theo bảng sau
Bảng 5.5. Hệ số hiệu chỉnh K
Thể tích mẫu, cm3 Chiều cao mẫu, mm K
406 – 420 421 – 431 432 – 443 444 – 456 457 – 470
50,8 52,4 54,0 55,6 57,2
(15)471 – 482 483 – 495 496 – 508 509 – 522 523 – 535 536 – 546 547 – 559 560 – 573 574 – 585 586 – 598 599 – 610 611 – 625
58,7 60,3 61,9 63,5 (chuẩn)
65,1 66,7 68,3 69,8 71,4 73,0 74,6 76,2
1,14 1,09 1,04 1,00 0,96 0,93 0,89 0,86 0,83 0,81 0,78 0,76
ðộ bền ñộ dẻo Mác san phải xác định theo kết trung bình lần thí nghiệm mẫu loại ðộ sai lệch lần thí nghiệm khơng vượt q 10%
Trị số ñộ bền ñược làm tròn ñến 10 daN ñộ bền nhỏ 500daN, làm trịn đến 20daN ñộ bền từ 500 - 1000daN; làm tròn ñến 50daN ñộ bền lớn 1000daN
4. Xác định thành phần hỗn hợp bê tơng át phan
4.1 Xác ñịnh hàm lượng bitum hỗn hợp bê tông át phan lấy từ mặt ñường phương pháp chiết
4.1.1Thiết bị thử
Dụng cụ Xốc lét; Ống ngưng lạnh; Bếp cát;
Bếp thuỷ chưng; Chén sứ;
Giấy lọc; Bông nõn;
Dung mơi: Clorophc, rượu Clorophoóc, rượu benzen (20% rượu), clorua êtylen
4.1.2Tiến hành thử
(16)168 a) Chuẩn bị mẫu sau
Cân lượng mẫu thử theo quy ñịnh Làm vỏ bao hình trụ làm - lớp giấy lọc Sấy khô cân (kể lượng nõn dùng thí nghiệm) với độ chính xác ñến 0,01g ñược G ðổ mẫu vào bao giấy phủ nõn lên mặt hỗn hợp cân lại tồn với độ xác 0,01g G1 và đặt vào dụng cụ Xơclét ðổ dung mơi vào bình thuỷ tinh dụng cụ Xơclét
ðặt bao đựng hỗn hợp thí nghiệm vào ống chiết mức cao miệng ống xi phông ống chiết 1cm Nối phần ống chiết với ống ngưng lạnh nghịch nối phần với bình thuỷ tinh có chứa dung mơi
ðốt nóng bình đựng dung mơi bép cắt cho ñến nhiệt ñộ sôi dung môi Hơi dung môi ngưng tụ ống ngưng lạnh chảy liên tục vào hỗn hợp bê tơng át phan, để hồ tan bitum tách bitum khỏi hỗn hợp, sau chảy đầy ống chiết, dung mơi chảy theo ống xiphơng xuống bình thuỷ tinh
Q trình tách bitum kéo dài dung mơi tích tụ ống chiết biến màu
Lấy phần bao giấy lõi khỏi ống chiết đem sấy khơ tủ ổn định nhiệt nhiệt ñộ 50 - 600C cho ñến khối lượng khơng thay đổi G2
Sau ngưng chiết, đem chưng cất dung dịch hồ tan bitum bếp thuỷ chưng sấy phần lại tủ ổn ñịnh nhiệt ñộ 50 - 600C hay tủ ổn định chân khơng nhiệt ñộ 35 - 400C cho ñến khối lượng không ñổi
4.1.3 Tính kết
Khối lượng bitum xác đến 0,1% theo tổng khối lượng hỗn hợp bê tơng át phan tính sau:
100 ) (
) (
1
1 ×
− − − − =
G G
G G G G qba
Khối lượng bitum, xác đến 0,1% theo quy ước phần khống chiếm 100% tính sau:
100
100− ×
=
Ba Ba bk
q q q
Hàm lượng bitum trị số trung bình kết lần thí nghiệm đồng thời với mẫu thử Sai số kết thí nghiệm khơng vượt q 0,2%
4.2 Xác ñịnh thành phần hạt cốt liệu hỗn hợp bê tông át phan sau chiết
4.2.1Thiết bị thử
Bộ sàng tiêu chuẩn; Cân kỹ thuật;
(17)Tủ sấy;
Chậu có dung tích – 10 lít
4.2.2Tiến hành thử
Cân khối lượng mẫu thử phần cịn lại sau thử nghiệm bitum theo quy ñịnh mục 4.1 với ñộ xác đến 0,1g ðổ mẫu vật liệu khống vào bát sứ có xoa vadơlin đáy ðổ nước vào bát dùng chày bịt ñầu cao su nghiền nhỏ vật liệu – phút ðổ nước bát có lẫn hạt lơ lửng qua sàng 0,071mm vào chậu, sau lại đổ nước vào bát để nghiền vật liệu khống ñổ nước ñục qua sàng 0,071mm xuống chậu Cứ tiếp tục lặp lại trình rửa vật liệu nhiều lần cho ñến nước bát sau ñã nghiền vật liệu trong suốt thơi
Rửa xong chuyển hạt khoáng lớn 0,071mm nằm sàng vào bát sứ có cặn Chắt bỏ phần nước cịn lại bát sứ ñặt bát vào tủ sấy để sấy khơ khống vật nhiệt độ 105 - 1100C khối lượng khơng thay ñổi
Không ñược rửa nghiền vật liệu khống trực tiếp sàng 0,071mm Sau sàng mẫu vật liệu sấy khơ qua sàng, sàng có đường kính lỗ sàng lớn cho ñến sàng 0,071mm Trước ngừng sàng, lắc mạnh sàng tờ giấy trắng vịng phút để kiểm tra lại ðộng tác sàng ñược kết thúc thoả mãn ñiều kiện:
- Nếu tờ giấy khơng có hạt lọt qua sàng có đường kính 2,5mm lớn hơn
- Nếu khối lượng hạt lọt qua sàng có đường kính 1,25 0,63mm khơng vượt 0,05g lọc qua sàng 0,315 0,071mm không vượt 0,02g
Cuối cân phần cịn lại sàng để tính kết
4.2.3Tính kết
Hàm lượng thành phần hạt tính theo tỉ lệ % khối lượng loại hạt đó so với khối lượng mẫu thí nghiệm với độ xác đến 0,1%
Hàm lượng hạt nhỏ 0,071mm ñược xác ñịnh cách lấy 100% trừ ñi tổng số phần trăm hạt lại mặt sàng
Kết thí nghiệm lấy theo trị số trung bình lần thí nghiệm liên tiếp ñối với loại mẫu thử Sai số hàm lượng thành phần hạt lần thí nghiệm khơng vượt q 2% (so với khối lượng chung mẫu thử) hao hụt khối lượng toàn vật liệu sàng khơng vượt q 2% CÂU HỎI ÔN TẬP
1 Trình bày tiêu kỹ thuật bê tông asphalt;
(18)170
3 Trình bày thí nghiệm xác định chie tiêu kỹ thuật bê tơng asphalt theo ASTM;
4 Trình bày thí nghiệm thành phần hỗn hợp bê tơng asphalt
Chương
THÍ NGHIỆM THÉP XÂY DỰNG
1. Thí nghiệm xác định tiêu thép theo TCVN
1.1 Các tiêu kỹ thuật thép xây dựng theo TCVN
1.1.1 Dây thép vuốt ñể làm cốt bê tông sản xuất lưới thép hàn làm cốt TCVN
6288:1997
a) Kích thước, khối lượng dung sai
ðường kính danh nghĩa dây phải nằm khoảng từ 4mm ñến 16mm ðường kính danh nghĩa nên dùng, d, nêu bảng 6.1
ðối với đường kính khơng ghi bảng khối lượng chia cho chiều dài phải 7850 kg/m3 x diện tích mặt cắt ngang danh nghĩa
Dung sai ñối với kích thước trung gian khơng vượt q dung sai kích thước cao liền kề bảng 6.1 ðối với dây có đường kính danh nghĩa từ 12mm đến 16mm dung sai phải ± 5%
Bảng 6.1. ðường kính nên dùng khối lượng yêu cầu
Khối lượng theo chiều dài ðường kính
danh nghĩa, mm
Diện tích mặt cắt ngang danh
(19)5 19,6 0,154 ±
6 28,3 0,222 ±
7 38,5 0,302 ±
8 50,3 0,395 ±
9 63,6 0,499 ±
10 78,5 0,617 ±
12 113,1 0,888 ±
(1) Áp dụng cho dây đơn b) Thành phần hóa học
Thép khơng chứa ngun tố với hàm lượng cao giá trị qui ñịnh bảng 6.2
ðương lượng cácbon, Cđl tính theo cơng thức:
C®l = C +
15 ) (
5 ) (
6
Ni Cu Mo
V Cr
Mn +
+ + + +
Trong đó: C, Mn, Cr, V, Mo, Cu Ni hàm lượng nguyên tố tương ứng trong thép tính phần trăm khối lượng
Bảng 6.2 Thành phần hóa học giá trị lớn tính phần trăm khối lượng
C Si Mn P S N(1) C
®l
0,22 0,60 1,60 0,050 0,050 0,012 0,50
0,24(2) (0,65) (1,70) (0,050) (0,050) (0,013) (0,52) (1) Có thể dùng hàm lượng nitơ cao có đủ hàm lượng nguyên tố liên kết với nitơ
(2) Các giá trị ngoặc áp dụng cho phân tích sản phẩm c) Tính chất học
Phép thử phải ñược tiến hành dây làm thẳng Mẫu thử được nung nóng đến 1000C để nguội tự khơng khí đến nhiệt độ thử Các tính chất thử kéo yêu cầu ñược qui ñịnh bảng sau
Bảng 6.3.Các giá trị đặc tính giới hạn chảy độ giãn dài khơng tỉ lệ 0,2%, giới hạn bền kéo ñộ giãn dài sau đứt độ dài tính tốn gấp lần ñường kính
danh nghĩa
Giới hạn chảy Rp0,2,
N/mm2
Giới hạn bền kéo Rm,
N/mm2
ðộ giãn dài A5,65, %
(20)172
Mẫu thử phải uốn đến góc từ 1600 đến 1800 gối uốn với đường kính qui ñịnh bảng 6.4 Sau thử uốn, mẫu thử khơng được gẫy có vết nứt nhìn thấy ñược mắt thường
Bảng 6.4 ðường kính gối uốn dùng để thử uốn
ðường kính danh nghĩa của dây, d
(4) 5 6 7 8 9 10 12 (14
)
(16 ) ðường kính gối uốn, D (12) 16 20 20 25 32 32 40 (50) (63)
1.1.2 Thép cốt bê tông - thép vằn TCVN 6285:1997
a) Kích thước, khối lượng dung sai
Kích thước, khối lượng dung sai ñược nêu bảng sau Bảng 6.5. Kích thước, khối lượng dung sai
Khối lượng theo chiều dài ðường kính
danh nghĩa, mm
Diện tích mặt cắt ngang danh
nghĩa, mm Yêu cầu, kg/m Dung sai (1), %
(1) (2) (3) (4)
6 28,3 0,222 ±
8 50,3 0,395 ±
10 78,3 0,617 ±
12 113 0,888 ±
(1) (2) (3) (4)
16 201 1,58 ±
20 314 2,47 ±
25 491 3,85 ±
32 804 6,31 ±
40 1256 9,86 ±
b) Kích thước hình học gân
Các thép vằn phải có gân ngang Các gân dọc khơng bắt buộc Kích thước hình học gân phải đảm bảo thép có tính chất bám dính tốt để thỏa mãn chức chúng kết cấu bê tơng Các tính chất bám dính thỏa mãn có hai hàng gân ngang phân bố ñều ñặn chung quanh chu vi Các gân ngang hàng phải ñược phân bố đặn tồn chiều dài trừ vùng ghi mác