3. Các phơng pháp thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đá.
3.9. hao mòn của đá dăm Thí nghiệm thùng quay Lốt Ăng giơ lét (L.A).
3.9.1. Khái niệm.
Độ hao mòn Lốt Ăng giơ lét của đá dăm (LA) là mức độ vỡ hạt của đá dăm do tác dụng va đập của các hòn đá với nhau. Cộng thêm tác dụng và đập của các hòn bi thép lên các hòn đá dăm. Độ hao mòn LA của đá dăm đợc xác định bằng thí nghiệm thùng quay Lốt Ăng giơ lét.
Độ hao mòn LA khác độ hao mòn Đờ van ở chỗ.
- Sự vỡ hạt của các hòn đá do sự va đập của các hòn bi thép. - Các viên đá đem thí nghiệm gồm một số loại kích cỡ khác nhau. 3.9.2. Dụng cụ thí nghiệm.
- Thùng quay Lốt Ăng giơ lét có đờng kính trong 28" (711mm),chiều dài trong 508± 5mm quay với tốc độ 30ữ 33 vòng/phút.
- Viên bi bằng thép đờng kính trung bình 46,8mm và mỗi viên nặng từ 390 - 445g.
- Bộ sàng tiêu chuẩn gồm các cỡ: 37,5mm, 25,4mm, 19mm, 12,5mm, 9,5mm, 6,3mm, 4,72mm (số 4), 2,38mm (số 8), 1,7mm (số 12).
- Cân kỹ thuật cân đợc 5000 g
độ chính xác 1g. Hình 13 : Máy thí nghiệm độ mài mòn LA
- Tủ sấy có khả năng duy trì nhiệt đồng đều tại 110oC ± 5oC 3.9.3. Chuẩn bị mẫu :
a. Chuẩn bị số lợng bi thép : Số lợng bi thép phụ thuộc vào cỡ hạt của mẫu thí nghiệm, cụ thể nh sau :
Mức độ mài mòn Số lợng viên bi Tổng khối lợng bi ( gam )
A 12 5000 ± 25 B 11 4584 ± 25 C 8 3330 ± 20 D 6 2500 ± 15 E 12 5000 ± 25 F - - G - -
b. Mẫu thí nghiệm : Mẫu thí nghiệm đợc chuẩn bị theo độ nghiền nh cấp phối thực tế của vật liệu và đợc tách ra từng phần theo kích thớc riêng và kết hợp với mức độ mài mòn bảng số 1 và số lợng luôn luôn lớn hơn khối lợng ghi trong bảng một ít. Sau khi phân cỡ hạt, mẫu đợc rửa và sấy khô ở 110± 5oC và để nguội ở nhiệt độ không khí và cân riêng khối lợng các cỡ hạt khác nhau.
Bảng Thành phần cỡ hạt của mẫu thí nghiệm
Kích thớc sàng (mm)
Khối lợng và cỡ hạt quy định cho từng loại mẫu ( g) Lọt sàng Sót lại A A A B C D E F G 76,2 63,5 2500 63,5 50,8 2500 50,8 38,1 5000 5000 38,1 25,4 1 250 5000 5000 25,4 19,1 1 250 5000 19,1 12,7 1 250 2 500 12,7 9,52 1 250 2 500 9,52 6,35 2500 6,35 4,76 ( No4 ) 2500 4,76 2,38 ( No8 ) 5000 Tổng cộng 5000 5000 5000 5000 10.000 10.000 10.000 3.9.4. Tiến hành thí nghiệm :
- Mẫu và bi mài mòn tơng ứng đợc cho vào máy Los angges. Cài chặt thùng quay, cho quay với tốc độ quay 30 ữ33 vòng/phút . Đối với nhóm A,B, C, D cho máy quay 500 vòng và 1000 vòng cho nhóm E, F, G. Sau khi quay đủ vòng, lấy mẫu ra và tách sơ bộ phần mẫu giữa lại trên sàng các hạt thô lớn hơn1,7mm sàng tách phần hạt mịn hơn trên sàng 1,7mm, rửa phần vật liệu nằm trên sàng 1,7mm và sấy tại nhiệt độ 110oC ± 5oC cho tới khi
có trọng lợng thực tế ổn định và cân chính xác đến 1g. Tỷ lệ mài mòn đợc tính bằng công thức :
P1 - P2
LA = - --- x 100 (%). P1
LA: Độ hao mòn Lốt Ăng giơ lét (%). P1: Khối lợng mẫu ban đầu.
P2: Khối lợng mẫu sau khi thí nghiệm. 2. Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu cát
1. Phơng pháp lấy mẫu ( theo TCVN 337 - 1986 )
1.1. Lấy mẫn thử
1.1.1. Mẫu cát dùng để kiểm tra chất lợng cát đợc lấy từ các lô cát.
Trên các bãi khai thác, lô cát là khối lợng cát do một cơ sở sản xuất trong một ngày và đợc giao nhận cùng một lúc. Nếu cát đợc sản xuất theo tng cỡ hạt riêng biệt thì lô cát là khối lợng cát của cùng một cỡ hạt dợc sản xuất trong một ngày. Lô cát tại các kho đợc quy định với khối lợng không quá 500T (350 m3).
1.1.2. Lấy mẫu ban đầu .
Trên các băng chuyền mẫu ban đầu đợc lắy theo định kỳ từ 0,5 đến 1 giờ và lấy trên suốt chiều ngang băng chuyền cát. Nếu cát đồng nhất thì thời gian giữa hai lần lấy có thể kéo dài hơn.
Mẫu ban đầu của cát chứa trong kho đợc lấy từ nhiều điểm khác nhau theo chiều cao đống cát từ đỉnh xuống tới chân, sao cho mẫu lấy ra đại diện cho cả lô cát.
Nếu cát ở trong các bể chứa thì phải lấy cả trên mặt và dới đáy bể. Mỗi lô cát lắy từ l0 đển 15 mẫu ban đầu.
1.1.3. Các mẫu ban đầu sau khi đã lấy theo mục 1.1.2 đợc gộp lại, trộn kỹ và rút gọn theo phơng pháp chia t hoặc phơng pháp chia đôi mẫu bằng thùng chứa có máng nhỏ để đợc mẫu trung bình. Khối lợng mẫu trung bình không ít hơn 40 kg.
Rút gọn mẫu theo phơng pháp chia t. Đổ cát lên một tấm kính hay đĩa tròn, san phẳng và kẻ hai đờng thẳng vuông góc để chia mẫu thành bốn phần đều nhau . Lấy hai phần bất kỳ đối đỉnh nhau, gộp lại làm một. Sau đó lại trộn kỹ và rút gọn nh trên cho tới khi đạt dợc khối lợng cần thiết.
Rút gọn mẫu bằng thùng chứa có hai máng nhỏ theo hình vẽ. Đổ mẫu cát vào thùng chứa, san phẳng rồi mở máng cho cát chảy theo hai phía ra ngoài. Dùng một nửa (khối lợng cát của một máng) để tlếp tục rút gọn nh thế cho tới khi đạt dợc khối lợng cần thiết kích th- ớc mỗi máng nhỏ phải lớn hơn l,5 lần kích thớc hạt cát lớn nhầt.
1.1.4. Từ mẫu trung bình theo mục c lấy ra mẫu thí nghiệm cho từng chi tiết theo bảng sau : Cho phép xác định nhiều chl tiêu từ một mẫu thử nếu trong quá trình thử tính chất của cát không bị thay đổi.
Tên phép thử Khối lợng một mẫu thí nghiệm
( kg )
cỡ hạt theo TCVN 338 - 86
( phơng pháp xác định thành phần khoáng vật )
2. Xác định khối lợng riêng 0.03
3. Xác định khối lợng thể tích xốp và độ xốp... 5 - 10 ( tuỳ theo hàm lợng sỏi chứa trong cát ) 4. Xác định độ ẩm 1 5. Xác định hàm lợng cỡ hạt và mô đun độ lớn... 2 6. Xác định hàm lợng chung bụi, bùn, sét... 2 7. Xác định hàm lợng sét ... 0.5 8. Xác định hàm lợng tạp chất hữu cơ 0.25 9. Xác định hàm lợng sun fua trĩoit ( SO3 ) 0.40 10. Xác định hàm lợng mica 0.30
Thí dụ :
Dùng mẫu cát sau khi đã xác định khối lợng thể tích để xác định tiếp các chỉ tiêu hàm lợng cỡ hạt và hàm lợng chung bùn, bụi, ,sét.
Khối lợng cát còn lại đợc dùng làm mẫu lu. 1.1.5. Mẫu cát đợc cân chính xác đến 0,l% .
1.1.6. Khối lợng không đổi của mẫu khi sấy trong tủ từ l05 đến 110oC , là khối lợng mà hiệu số giữa hai lần cân kế tiếp nhau, không lớn hơn 0,l% khối lợng mẫu. Thời gian hai lần cân kể tiếp nhau không nhỏ hơn 3 giờ.
1.1.7. Trớc khi tiến hành thí nghiệm phải để các thiết bị thử, cát và nớc có nhiệt độ phòng mới thử hình vẽ 2. Phuơng pháp xác định thành phần khoáng vật 2.1. Thiết bi và thuốc thử - Cân kĩ thuật ; - Tủ sấy ;
- Bộ lới sàng có kích thớc mắt sàng là : 5 ; 2,5 ; 1,25 ; 0,63 ; 0,315 và 0,14mm ; - Kính hiển vi có độ phóng đại l0 đến 50 lần ;
- Kính hiển vi phân cực có độ phóng đại đến 1350 lần ; - Kính lúp ;
- Thanh nam châm ;
- Thuốc thử dùng để xác định thành phần khoáng vật ( dung dịch axít clohyđric v.v...) ;
- Que nhọn. 2.2. Chuẩn bị mẫu thử
- Lấy mẫu theo TCVN 337 - 1986
- Sàng mẫu qua lới sàng có kích thớc mắt sàng 5mm và từ đó lấy một lợng cát đủ để sau khi sàng qua bộ lới sàng còn có thể lấy đợc những lợng mẫu đối với từng cỡ hạt nh ghi ở bảng l. .
- Rải mỏng lợng cát trên tấm kính hay tấm bìa, dầu tiên nhìn bằng mắt thờng, sau dùng kính lúp hay kính hiển vi để xem xét tìm những hạt đất sét hay những lớp đất sét bọc ngoài những hạt cát.
- Rửa sạch cát rồi sấy khô đến khối lợng không đổi ở nhiệt độ 105- 110oC theo TCVN 337 - 1986 cuối cùng sàng qua bộ lới sàng và lấy trong đó số cát còn lại trên từng l- ới sàng những lợng mẫu với khối lợng nh ghi ở bảng 1
Bảng 1 Kích thớc hạt ( mm ) Lớn hơn 2,5 đến 5,0 Lớn hơn 1,25 đến 2,5 Lớn hơn 0,63 đến 1,25 Lớn hơn 0,315 đến 0,63 Lớn hơn 0,14 đến 0,315 Lợng mẫu (g ) 25,0 5,0 1,0 0,1 0,01 2.3. Tiến hành thử
2.3.1. Dùng kính lúp hay kính hiển vi để xem xét, xác định thành phần khoáng vật của cát (trong đó có cả tạp chất có hại ) và xác định hình dáng hạt cũng nh đặc tính bề mặt của hạt cát đó.
Khi soi kính hiển vi, dùng que nhỏ gạt cát ra thành từng nhóm khoáng vật. Khi cần thiết có thể xác định các loại khoáng vật đó bằng thuốc thử ( dung dịch axít clohydric ... ) hay bằng kính hiển vi phân cực.
2.3.2. Những hạt cát vỡ từ mảnh các loại đá thì chia thành các nhóm khoáng vật theo bảng 2.
Nhóm khoáng vật Tên loại khoáng vật
1. Đá trầm tích Đá vôi, đôlômit, sa thạch, đá silic, photfỏit.
2. Đá macma Granit, Gabro, diabaz...
Xâm nhập Bazan, pocfiarit, các loại túp núi lửa Phún xuất
3. Đá biến chất Đá quaczit, diệp thạch...
2.3.3. Những hạt cát đơn khoáng chia thành các nhóm khoáng vật : Thạch anh, fen pát, mica, amflbon và piroxen, cangit, gloconnit opan, canxedoan, quặng (chia thành sunfit và oxit sắt v.v...) than đá v.v...
2.3.4. Những hạt cát là mảnh của diệp thạch silic vả đất sét đá macno, dá oparit, khoáng vật chứa quặng vả chứa lu huỳnh, những dạng vi tinh của silic o xit, mica và các chất lắng hữu cơ đợc xếp vảo các nhóni tạp chất có hại. .
2.3.5. Khi trong khoáng vật có chứa lu huỳnh, lợng hợp chất sunfua và sun fat tính chuyển thành SO3 vâ đợc xác định theo TCVN 346 : 1986.
2.3.6. Xác định hàm lợng mica đợc tiến hành theo TCVN 4376 : 1986.
2.3.7. Khi mô tả mẫu cát thì phân nhóm theo hình dạng và đặc tính về bề mặt nh ghi ở bảng 3 Bảng 3 Nhóm hạt theo hình dáng Nhóm hạt theo đặc tính Cát thiên nhiên Cát đập vụn Mòn nhẵn Gần giống lập phơng Nhẵn Có góc cạnh Dẹt hay dài Nhám 2.4. Tính kết quả
2.4.l. Đếm số lợng hạt của từng nhóm khoáng vật trong mỗi lợng mẫu có cùng cỡ hạt và xác định hàm lợng hạt (Xi) của từng nhóm khoáng vật trong mỗi lợng mẫu đó ( tính bằng phấn trăm) chính xác dển 0,1% theo công thức :
n
Xi = --- . 100 N
Trong đó :
n : Số lợng hạt cát của từng nhóm khoáng vật trong mỗi lợng mẫu. N : Tổng số hạt trong lợng mẫu .
2.4.2. Hàm lợng hạt của mỗi nhóm khoáng vật trong toàn bộ mấu cát, tính bằng phần trăm, theo công thức :
X2,5 m2,5 + X1,25 m1,25 + X0,63 m0,63 + X0,315 m0,315 + X0,14 m0,14
m2,5 + m1,25 + m0,63 + m0,315 + m0,14 Trong đó :
X2,5 ; X1,25 ; X0,63 ; X0,315 ; X0,14 : hàm lợng hạt của từng nhóm khoáng vật theo từng cỡ hạt tính bằng %
m2,5 ; m1,25 ; m0,63 ; m0,315 ; m0,14 khối lợng từng lợng mẫu theo từng cỡ hạt, tính bằng g.