Xi măng bền sun phát thờng đợc sử dụng trong các công trình ven biển, công trình tiếp xúc với nớc ngầm, nớc lợ, nớc thải công nghiệp... Đó là các môi trờng có hàm lợng sun phát (tính theo SO42-) tơng đối lớn, dễ gây ăn mòn một số thành phần khoáng của xi măng (đặc biệt là C3A), tạo thành các khoáng mới nở thể tích, gây nứt nẻ cấu trúc vữa xi măng,bê tông.
Vì vậy cần thiết phải kiểm tra độ nở thể tích đối với xi măng bền sun phát, nhằm đảm bảo chất lợng công trình.
9.1. Nguyên tắc xác định
Độ nở sun phát của xi măng đợc xác định bằng cách đo mức giãn nở của thanh mẫu đợc chế tạo từ hỗn hợp xi măng, thạch cao và cát.
Hàm lợng SO3 trong hỗn hợp xi măng thạch cao bằng 7% khối lợng.
9.2. Dụng cụ và vật liệu thử
9.2.1. Dụng cụ thử
Khuôn dùng để đúc mẫu thử có kích thớc 25,40 x 25,40 x 285,75 mm. Kích thớc của khuôn khi chế tạo phải theo qui định trong bảng 9.
Bảng 9: Khuôn mẫu
Tên chi tiết Kích thớc (mm) Giới hạn cho phép khi chế tạo(mm) Chiều dài hữu ích 285,75 285,75 0,60±
Chiều rộng hữu ích 25,40 25,40 0,30±
Chiều cao hữu ích 25,40 25,40 0,30±
Cấu tạo khuôn đợc mô tả nh hình 10 tr. 58.
Từng chi tiết của khuôn phải đợc đánh số để khi tháo lắp khuôn đợc thuận lợi.
1. Phần để đầm mẫu 2. Cán để đầm
Hình 30. Chày đầm mẫu
Thanh dọc (3) và thanh ngang (2) của khuôn phải thẳng, nhẵn, khi ghép với đế khuôn phải vừa khít. Các góc khép giữa các thanh và đế khuôn phải đảm bảo bằng 90 ± 0,50.
Dụng cụ tháo khuôn và chổi quét khuôn phải làm bằng vật liệu mềm hơn kim loại làm khuôn.
Đầu đo (5) đờng kính 5 mm, dài 20 mm để lắp vào hai đầu khuôn đợc làm bằng thép không gỉ, đầu dùng để lắp vào dụng cụ đo (không ngập trong thanh mẫu) có vết lõm, sâu 1 mm, đờng kính 1 mm.
Vít điều chỉnh (4) dùng để điều chỉnh độ dài phần đinh tán thò ra ngoài thanh mẫu nhằm đảm bảo thanh mẫu sau khi đúc lắp đợc vào dụng cụ đo.
Chày vuông dùng để đầm mẫu đợc chế tạo bằng thép không gỉ, có khối l- ợng là 400 15 g, đ± ợc mô tả nh hình 30.
Dụng cụ đo độ nở (theo chiều dài thanh mẫu) và thanh chuẩn có cấu tạo và yêu cầu nh hình 11.
Khay dùng để ngâm mẫu, đợc làm bằng tôn hoa hoặc nhựa cứng, có kích thớc 350 x 350 x 70 mm nh hình 31.
Hình 31. Khay ngâm mẫu
- Máy trộn hành tinh dùng để trộn mẫu có cấu tạo nh hình 4 tr. 51.
- Bộ sàng thí nghiệm có kích thớc lỗ sàng: 0,l6; 0,3 15; 0,03; 1 mm (theo quy định của TC 2230 : 1977).
- Bàn dằn (h.8 - tr.56), chảo và bay trộn mẫu (h.14 - tr.63), khâu hình côn (h.21 - tr. 81), chầy đầm mẫu (h.26 - tr. 98).
- Cân kỹ thuật có độ chính xác tới 0,1 g - ống đong 250 ml
- Dao bằng thép không gỉ - Đồng hồ bấm giây.
9.2.2. Vật liệu dùng để tạo mẫu
- Cát dùng để chế tạo mẫu thử là cát theo TCVN 139 - 1991 đợc gia công và sàng tới các cỡ hạt theo bảng
Kích thớc lỗ sàng (mm) Lợng sót tích luỹ trên sàng (%)
1 0
0,63 2 2±
0,315 75 5±
0,16 98 2±
Thạch cao dùng để pha thêm vào xi măng là thạch cao tự nhiên có hàm l- ợng anhydric sunfuric (SO3) không nhỏ hơn 41 % và đợc nghiền mịn sao cho phần lọt qua sàng 0,08 mm không nhỏ hơn 99%.
Xác định hàm lợng SO3 của thạch, cao sau khi nghiền theo TCVN 141:1986.
- Nớc dùng trộn vữa và ngâm mẫu qui định theo TCVN 4506: 87 “Nớc cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật”.
9.3. Tiến hành thử
9.3.1. Chuẩn bị mẫu hỗn hợp xi măng thạch cao
Tỷ lệ phần trăm (%) xi măng (X) và thạch cao (Y) để chế tạo hỗn hợp xi măng, thạch cao chứa 7% SO3 theo công thức:
X = x100 c g 7 g − − Y = x100 c g c 7 − − Trong đó:
c: Là hàm lợng SO3 trong xi măng, tính bằng % g: Là hàm lợng SO3 trong thạch cao, tính bằng %
7: Là hàm lợng SO3 trong hỗn hợp xi măng thạch cao, tính bằng %
9.3.2. Xác định lợng nớc trộn vữa xi măng thạch cao
Dùng vải ẩm lau sạch bàn dằn, dao gạt, chầy tròn và đặt khâu vào giữa bàn dằn.
Dùng cân kỹ thuật cân 400 gam hỗn hợp xi măng - thạch cao theo tỷ lệ nh trên và 1000 gam cát tiêu chuẩn (thành phần hạt nh bảng l0).
Đong nớc (dự kiến tỷ lệ N/XM = 0,4) đổ vào bát trộn của máy trộn hành tinh. Sau đó đổ thạch cao và xi măng vào rồi cho máy hoạt động ở tốc độ 140 vòng/phút trong 45 giây. Tiếp theo đổ từ từ toàn bộ cát đã cân vào trong khi máy vẫn chạy ở tốc độ trên trong vòng 45 giây nữa. Dừng máy 15 giây để vét gọn vữa vào vùng trộn của bát trộn.
Sau đó cho máy hoạt động tiếp ở tốc độ 285 vòng/phút trong 90 giây. Tắt máy để lấy vữa thử độ chảy.
Ngay sau khi trộn xong, dùng bay xúc vữa đổ vào một nửa khâu hình côn tiêu chuẩn. Dùng chầy tròn đầm đều mặt mẫu 1 5 cái, rồi đổ tiếp vữa vào đầy khâu và đầm tiếp 10 cái nữa. Vị trí của khâu phải đặt đúng tâm bàn dằn.
Dùng dao gạt phẳng vữa ngang miệng khâu và từ từ nhấc lên theo chiều thẳng đứng. Dằn 30 cái trong vòng 30 - 5 giây, trong quá trình dằn phải xoay mặt bàn dằn sao cho khối vữa luôn ở đúng tâm bàn dằn, sau đó dùng thớc kẹp đo đ- ờng kính đáy dới của khối vữa hình côn theo 2 chiều thẳng góc và lấy giá trị
trung bình. Vữa có độ dẻo đạt yêu cầu khi đờng kính đáy dới của khối vữa hình côn từ 106 ữ 112 mm, nếu đờng kính đáy dới của khối vữa hình côn mà nhỏ hơn (ít nớc) hoặc lớn hơn chiều nớc) giá trị trên thì phải trộn lại mẻ khác để điều chỉnh lợng nớc trộn cho phù hợp.
Sử dụng hỗn hợp vữa có tỷ lệ nớc/xi măng đạt độ chảy từ 106 ữ 112 mm (đợc xác định nh trên) để chế tạo mẫu thử 25,40 x 25,40 x 285,75 mm.
9.3.3. Tạo mẫu thử
Mỗi mẫu thử cần đợc chế tạo 6,thanh có kích thớc 25,40 x 25,40 x 285,75 mm từ 2 mẻ trộn mỗi mẻ có 400 gam hỗn hợp xi măng, thạch cao và 1000 gam cát).
Khuôn tạo mẫu (h. 10 - tr. 58) đợc lau sạch mặt trong thành khuôn và đế khuôn, bôi dầu mỡ và lắp đinh tán và vít vào đầu khuôn.
Lấy vữa đạt độ chảy 106 ữ 112 mm đổ đầy vào khuôn thành 2 lớp và dùng đầm vuông đầm chia vữa theo từng lớp, mỗi lớp đầm 15 cái. Sau đó vặn vít để đinh tán cắm vào 2 đầu của thanh mẫu, vặn cho đến khi ngập hết chiều dài của vít. Dùng đầm dồn vữa vào các góc khuôn và dọc theo bề mặt của khuôn.
Dùng dao gạt bỏ vữa thừa, gạt sạch mặt trên của khuôn, miết phẳng mặt mẫu và đánh dấu.
Cho khuôn có mẫu (vừa tạo mẫu song) vào thùng dỡng ẩm và giữ mẫu trong 23 giờ.
Sau 23 giờ dỡng ẩm tháo khuôn lấy mẫu rà, đánh dấu mẫu và chiều đo của mẫu. Việc đánh dấu chiều đo của mẫu rất quan trong bởi vì khi đo chiều dài thanh mẫu ở tuổi 1 ngày và các tuổi sau, nếu không đúng chiều đo sẽ cho kết quả không chính xác, không đánh giá đợc độ nở của thanh mẫu (đồng hồ rnicrometer rất nhạy, chỉ cần sài lệch nhỏ về chiều đo và vị trí đo sẽ cho kết quả rất khác nhau). Chú ý trong quá trình tháo khuôn phải nhẹ nhàng, cẩn thận vì thanh mẫu nhỏ nên rất dễ sứt, gẫy.
Ngâm các thanh mẫu vào nớc ở nhiệt độ 27 ± 20C trong 30 phút. Vớt mẫu ra, thấm khô nớc bằng vải và đo chiều dài ban đầu (ℓo) của các thanh mẫu ở tuổi 1 ngày.
Sau khi đo chiều dài (ℓt) đặt mẫu vào khay ngâm mẫu. Các thanh mẫu đợc kê trên thanh đỡ bằng nhựa, đặt vuông góc với thanh mẫu. Khoảng cách giữa 2 thanh đỡ bằng nửa chiều dài thanh mẫu và cách đều 2 đầu. Các thanh mẫu đặt cách đều nhau 12 mm và cách thành khay ít nhất là 6 mm. Dùng nớc máy để ngâm mẫu. Thanh mẫu ngâm chìm trong nớc ít nhất 6 mm và thể tích nớc so với tổng thể tích các thanh mẫu không quá 5 lần.
Cứ 7 ngày thay nớc một lần, sau 14 ngày thì vớt ra, thấm khô bằng vải và đo chiều dài của mẫu (ℓi). Thời gian đo mẫu không chậm quá 30 phút kể từ lúc vớt mẫu ra.
9.3.4. Cách tiến hành đo
Đo chiều dài của thanh mẫu bằng các dụng cụ ở hình 11. Trớc khi đo mẫu, dùng thanh chuẩn kiểm tra và chỉnh kim đồng hồ micrometer về vị trí số 0. Sau đó bỏ thanh chuẩn ra và lắp thanh mẫu đã có ký hiệu mẫu và chiều đo vào dụng
cụ đo để xác định, mặt mẫu có kí hiệu hớng về phía ngời đo. Các đầu trên và dới của dụng cụ đo phải tỳ đúng vào vết lõm trên đầu các đinh tán đã cắm ở 2 đầu của thanh mẫu. Các lần đo sau phải đặt thanh mẫu theo đúng chiều và hớng nh khi đo mẫu lần đầu.
Xoay nhẹ thanh mẫu xung quanh trục thẳng đứng một vòng, đọc và ghi kết quả theo số chỉ của kim đồng hồ (ℓt).
Trình bày kết quả đo chiều dài của các thanh mẫu theo bảng 11.
Bảng 11:
Tuổi đo Ngày đo Chiều dài của thanh mẫu (Lni) mm
1 2 3 4 5 6
Ngày (ℓ0) Ngày (ℓt)
Trong đó:
ℓ0 : chiều dài thanh mẫu ở tuổi 1 ngày
ℓt : chiều dài thanh mẫu ở tuổi i ngày Lni : chiều dài thanh mẫu thứ n ở tuổi i ngày
9.4. Tính kết quả độ nở sun phát
Độ nở của thanh mẫu thứ n sau i ngày (δni) tính bằng %, theo công thức:
δni= no no ni - xl00 L Trong đó:
Lni: là chiều dài của thanh mẫu thứ n ở tuổi i kể từ khi trộn mẫu
ℓno: là chiều dài ban đầu của thanh mẫu đo ở tuổi 1 ngày
- Độ nở sun phát của mẫu thử sau i ngày (δi), tính bằng % (lấy chính xác đến 0,01 %), theo công thức: δni = ∑ = δ 4 1 n ni 4 : Trong đó: ∑ = δ 4 1 n ni
là tổng của 4 giá trị nở gần với δTBi nhất
δTBi là giá trị trung bình của 6 thanh mẫu thử:
δni = ∑ = δ 4 1 n ni 4 :
10. Xác định độ co, nở của đá xi măng
Xi măng poóc lăng nói chung trong quá rình rắn chắc thờng xây ra hiện t- ợng co thể tích đo lợng nớc sử dụng khi nhào trộn mất đi (nớc tự do bay hơi) và tham gia vào quá trình thuỷ hoá xi măng để hình thành các khoáng (nớc liên kết hoá học), lợng nớc nhào trộn càng lớn thì độ co ngót thể tích của đá xi mãng càng lớn. Độ co ngót có thể gây ra hiện tợng nứt nẻ cấu trúc đá xi măng, bê tông. Để giảm sự co của đá xi măng, bê tông trong quá trình rắn chắc, ngời ta đã chế tạo xi măng nở và xi măng không co ngót, tính chất quan trọng của các loại xi măng này là hạn chế hoặc không gây ra hiện tợng co thể tích trong quá trình rắn chắc, ở một mức độ nào đó nó còn làm nở thể tích.
Vì vậy, việc xác định độ co nở thể tích của xi măng trong quá trình rắn chắc là rất cần thiết. Hiện nay, phơng pháp xác định chỉ tiêu này dựa theo tiêu chuẩn nớc ngoài với thiết bị tự chế tạo hoặc sử dụng thiết bị nh phơng pháp xác định độ nở sun phát.
10.1. Nguyên tắc xác định
Độ co nở thể tích của đá xi măng đợc xác định bằng cách đo mức co, nở của thanh mẫu đợc chế tạo từ hỗn hợp vữa xi măng và nớc có độ dẻo tiêu chuẩn.
10.2. Dụng cự và thiết bị thử
Khuôn dùng để đúc mẫu có kích thớc là 10 x 10 x 60 mm hoặc 40 x 40 x 60 mm, làm bằng thép hoặc bằng gang có độ cứng cao, có cấu tạo giống nh khuôn dùng để đúc mẫu đo độ nở sun phát.
- Các dụng cụ dùng để chế tạo hỗn hợp vữa xi măng - nớc có độ dẻo tiêu chuẩn giống nh các dụng cụ để xác định độ dẻo tiêu chuẩn của xi măng.
- Dụng cụ dùng để đo độ co, nở của thanh mẫu giống nh dụng cụ đo độ nở sun phát.
10.3. Tiến hành thử và đánh giá kết quả
- Chuẩn bị mẫu xi măng và phơng pháp tiến hành chế tạo hỗn hợp vữa để tạo mẫu giống nh cách xác định độ dẻo tiêu chuẩn của xi măng.
- Tạo mẫu thử: việc chuẩn bị khuôn và tạo mẫu giống nh mục tạo mẫu đo độ nở sun phát, mỗi mẫu thử cần đúc 6 thanh mẫu.
- Tháo khuôn, bảo dỡng các thanh mẫu. Phơng pháp đo mức co, nở giống nh đo độ nở sun phát.,
- Tính toán kết quả độ co, nở của đá xi măng giống nh tính toán kết quả độ nở sun phát.
11. Xác định độ trắng
Đối với xi măng poóc lăng trắng, ngoài các chỉ tiêu cơ lý (phơng pháp xác định nh xi măng poóc lăng thờng), còn phải xác định độ trắng.
Độ trắng là một chỉ tiêu để phân loại xi măng poóc lăng trắng.
Độ trắng ủa xi măng poóc lăng trắng đợc xác định bằng cách so sánh cờng độ của chùm tia sáng phản xạ qua mẫu chuẩn (BaSO4) và mẫu cần đo, giá trị độ trắng đợc tính bằng phần trăm so với độ trắng của mẫu chuẩn.
Mẫu chuẩn dùng để đo độ trắng của xi măng poóc lăng trắng là barisunphát (BaSO4) loại tinh khiết phân tích, đã đợc cấp chứng chỉ chất lợng.
11.2. Thiết bị thử
Thiết bị dùng để đo độ trắng của xi măng poóc lăng trắng đợc mô tả nh hình 18.
11.3. Chuẩn bỉ mẫu thử
Cân 100 gam mẫu, sấy ở nhiệt độ 105 ± 50C đến khối lợng không đổi, lấy ra đa vào bình hút ẩm, để nguội đến nhiệt độ phòng thí nghiệm, cho mẫu vào khuôn, gạt phẳng, lèn chặt, vặn nắp và dùng vải mềm lau sạch mặt thuỷ tinh khuôn mẫu.
11.4. Tiến hành đo
Trớc khi tiến hành đo, cần kiểm tra máy nhằm đảm bảo máy chạy tốt. Quá trình đo đợc tiến hành nh sau:
- Bật công tắc nguồn điện (2), đặt đã chuẩn gốc lên khay mẫu của bộ phận cảm quang, kiểm tra bộ điều chỉnh điện áp đạt đúng 9 vôn - 4 ampe. Khởi động máy ít nhất là 30 phút trớc khi đo để các tế bào quang điện đợc chiếu sáng và các linh kiện điện tử của mạch ổn định nhằm đảm bảo cho phép đo đợc chính xác.
- Điều chỉnh về vị trí cân bằng (vị trí 0). Lấy đã chuẩn gốc ra khỏi khay mẫu của máy và đặt núm điều chỉnh (0 - ADJ) về điểm “0” để chắn tia phản xạ, sau đó điều chỉnh núm 0 - ADJ sao cho đồng hồ hiện số đạt giá trị 00 - 0 (tơng ứng độ trắng bằng 0).
- Điều chỉnh theo mẫu chuẩn: Đặt mẫu chuẩn lên khay mẫu của máy, điều chỉnh núm thô COARSE cho đến khi đồng hồ chỉ giá trị gần đúng độ trắng của mẫu chuẩn, sau đó điều chỉnh núm chỉnh tinh FINE cho tới khi đồng hồ hiện số đạt đợc trị số thực của mẫu chuẩn, tắt công tắc nguồn điện (2).
- Đo độ trắng của mẫu cần đo: Lấy mẫu chuẩn ra khỏi máy, đặt mẫu cần đo độ trắng vào vị trí đo, bật công tắc nguồn điện. Đồng hồ hiện số sẽ hiện lên giá trị độ trắng của mẫu cần đo.
- Để đảm bảo cho phép đo đợc chính xác, trong quá trình đo cần chú ý: * Khi tiến hành đo liên tục, cứ cách 2 giờ phải kiểm tra số đo một lần. * Các thao tác phải cẩn thận, không làm xớc, bẩn đĩa chuẩn.
11.5. Đánh giá kết quả
Mỗi mẫu xi măng poóc lăng trắng cần tiến hành đo 3 lần. Nếu kết quả 3 lần đo chênh nhau nhiều thì cần tiến hành lấy mẫu làm lại.
Độ trắng của mẫu xi măng trắng là giá trị trị trung bình của 3 lần đo, chính xác đến 0,1 %,
CÂU Hỏi Và BàI TậP
2. Lấy mẫu kiểm tra sản xuất khác với lấy mẫu khẳng định chất lợng sản phẩm nh thế nào? Khi nào thì kết quả thí nghiệm đợc kết luận cho chất lợng của lô hàng và khi nào thì chỉ đánh giá cho mẫu thử.