3. Các phơng pháp thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đá.
3.4.Thành phần hạt.
3.4.1. Khái niệm:
Đá dùng trong xây dựng là các loại đá đợc nghiên vỡ từ đá nguyên khối thành các cỡ hạt có kích thớc khác nhau. Đá dùng cho bê tông nhựa, bê tông xi măng hoặc đá cấp phối dùng làm lớp móng đờng thờng bao gồm nhiều kích cỡ lớn nhỏ khác nhau, có nh vậy sau khi đầm lèn mới đạt đợc độ chặt chẽ cao, độ hổng thấp. Tuỳ thuộc vào đối tợng sử dụng vật liệu có những yêu cầu khác nhau về thành phần hạt.
Thành phần hạt làm hàm lợng các nhóm hạt có trong vật liệu. Phân tích thành phần hạt là tiến hành phân tích loại các nhóm hạt và xác định hàm lợng của chúng.
3.4.2. Dụng cụ thí nghiệm chủ yếu.
- Bộ sàng tiêu chuẩn: Mỗi loại vật liệu dùng một sàng tiêu chuẩn khác nhau. Ví dụ: - Đá dùng cho bê tông xi măng thì dùng các cỡ sàng 70, 40, 20, 0,5mm.
- Đá dùng cho bê tông nhựa thì dùng các cỡ sàng 40, 25, 20, 10, 5, 2,5mm hoặc 1", 3/4", 3/8" sàng số 4. - Vật liệu cấp phối đá dùng các cỡ sàng: 50, 40, 25 (20) 10 (15) 5,2, 0.5 và 0.074 hoặc 2", 1,5", 1", 3/8", số 4, 10, 40 và 200. - Vật liệu cát dùng các sàng. 5, 2,5, 1,25, 0.63, 0.31, 0,14, 0,74. - Cân kỹ thuật.
- Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt. - Máy lắc sàng (hoặc sàng bằng tay). 3.4.3. Phơng pháp tiến hành.
- Lẫy mẫu thí nghiệm đại diện cho sản phẩm cần kiểm tra. Sấy khô mẫu đến khối l- ợng không đổi. Cân lấy một khối lợng đủ để làm thí nghiệm, khối lợng mẫu thử tuỳ thuộc và kích cỡ hạt lớn nhất có trong đó. Kích cỡ càng lớn, khối lợng càng nhiều. Ví dụ theo quy định hiện hành thì khối lợng mẫu thử nh sau:
Đối với đá dăm tuỳ theo kích cỡ 2000 ữ5000g
Đối với cấp phối đá 3000 ữ 5000g
Đối với cát 500 ữ 5000g
Đối với bột khoáng 200g
- Làm tơi vụn các kết thể, để các hạt rời nhau ra bằng chày cao su hoặc vồ gỗ. Sau đó lần lợt cho qua các sàng từ lớn đến nhỏ. Cho khởi động máy lắc hoặc lắc tay cho đến khi không còn có hạt nào lọt qua từng các cỡ sàng nữa mới thôi.
- Cân xác định khối lợng còn sót lại trên từng cỡ sàng.
- Từ kết quả cân khối lợng trên từng sàng tính hàm lợng sót lại riêng biệt trên từng sàng.
Gi Ai = ---
G
G: Khối lợng mẫu thí nghiệm;
Ai: Hàm lợng sót riêng biệt trên sàng thử có.
Sau đó tính hàm lợng tích luỹ trên từng sàng, bằng tổng số các hàm lợng sót riêng biệt.
Bi = Σ Ai = A1 + A2 + ...+ Ai. Bi: Lợng sót tích lũy trên sàng thứ i.
Tính hàm lợng lọt qua sàng thứ i. Ci = 100 - Bi.
- Từ kết quả tính đợc, đem biểu thị trên toạ độ nửa lôgarít. Đối chiếu với yêu cầu để nhận xét chất lợng theo tiêu chuẩn thành phần hạt.
Ghi chú:
a. Khi thí nghiệm đá dăm dùng cho bê tông xi măng để đánh giá chất lợng về thành phần hạt thì phải xác định đợc cỡ hạt lớn nhất Dmax, cỡ hạt nhỏ nhất Dmin và cỡ hạt 1/2 (Dmax +Dmin). Cỡ hạt Dmax lấy theo cỡ sàng nhỏ nhất trong các cỡ sàng có hàm lợng tích luỹ không quá 100%.
Ví dụ: Có 2 sàng 40 và 70mm có hàm lợng tích luỹ trên sàng 40 là 9% và trên sàng 70 là 5% thì cỡ Dmax sẽ là 40mm. Cỡ hạt Dmin lấy theo cỡ sàng lớn nhất trong các cỡ sàng có hàm lợng lọt sàng không quá 10%.
Ví dụ: Có 2 cỡ sàng 10mm và 5mm, lọt qua sàng 10mm là 8,5%, lọt qua sàng 5mm là 4% thì Dmin sẽ là 10mm. Giá trị 1/2 (Dmax +Dmin) lấy theo cỡ sàng gần nhất.
b. Đối với mẫu, cát sau khi phân loại xong các nhóm hạt, thì phải xác định mô đun độ lớn của cát. Để tính mô đun độ lớn của cát, chỉ sử dụng loại hạt đã lọt qua sàng 5mm. Nh vậy nếu có cỡ hạt lớn hơn 5mm phải tách nó ra. Xác định hàm lợng (để biết chứ không dùng để tính mô đun độ lớn). Phần lọt sàng 5mm đem thí nghiệm xác định hàm lợng sót tích luỹ trên các sàng.
Mô đun độ lớn tính theo công thức:
A25 + A1.25 + A0.63 + A0.30 + A0.15 Mk = ---
c. Khối lợng mẫu thí nghiệm dùng trong công thức tính hàm lợng sót riêng biệt của từng sàng, có thể đợc tính theo tổng số khối lợng của tất cả các cỡ hạt (bao gồm tổng lợng sót trên các sàng và lọt qua sàng nhỏ nhất.
d. Khối lợng của mẫu thí nghiệm dùng trong công thức tính hàm lợng sót riêng biệt của từng sàng, có thể đợc tính theo hàm lợng của tất cả các nhóm hạt phải là 100%.