Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4198:2014 về đất xây dựng - các phương pháp xác định thành phần hạt

• Số hiệu: TCVN4198:2014
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2014

Khối lượng hạt trên sàng 2 mm	Khối lượng khô của mẫu đất cần lấy (g)
Không có	Từ 100 g đến 200 g
Chứa đến 10 %	Từ 300 g đến 900 g
Chứa từ 10 % đến 30 %	Từ 1000 g đến 2000 g
Chứa trên 30 %	2000 g đến 5000 g
CHÚ THÍCH: Hàm lượng các hạt lớn hơn 2 mm được ước lượng bằng mắt.

Bảng 2 - Khối lượng của mẫu đất được lấy để phân tích theo khối lượng hạt trên sàng kích thước lớn

Khối lượng hạt trên sàng chiếm trên 10%

(kích thước lỗ sàng, mm)

Khối lượng khô của mẫu đất cần lấy

(kg)

Lớn hơn hoặc bằng    80

50

                                 60

...

...

...

                                 40

15

                                 20

5

                                 10

2

                                  5

1

5.1.4 Các bước tiến hành

...

...

...

5.1.4.2 Lắp bộ sàng có kích thước lỗ lớn nhất thích hợp với cỡ hạt to nhất có trong mẫu đất thí nghiệm theo thứ tự kích thước lỗ nhỏ dần từ trên xuống vào ngăn đáy; đổ mẫu đất vào sàng trên cùng, rồi sàng bằng tay hoặc bằng máy, thời gian sàng lắc tối thiểu là 10 phút. Khi sàng mẫu đất có khối lượng lớn hơn 1000 g thì nên đổ đất vào sàng thành hai đợt

5.1.4.3 Với từng nhóm hạt còn lại trên các sàng bắt đầu từ sàng trên cùng, nếu trong mẫu đất có các hạt cuội, sỏi to hoặc đá tảng thì dùng bàn chải cứng quét các hạt nhỏ bám trên bề mặt cho đến sạch, nếu không có hạt to thì đổ phần đất trên sàng vào cối dùng chày bọc cao su để nghiền, tiếp tục cho sàng qua chính sàng đó đến khi không còn hạt đất nào rơi xuống nữa là được. Cứ như vậy cho đến sàng cuối cùng.

5.1.4.4 Cân khối lượng từng nhóm hạt trên các cỡ sàng và phần lọt xuống ngăn đáy (lọt sàng 0,1 mm).

CHÚ THÍCH:

1. Để kiểm tra việc sàng đất đã đạt yêu cầu hay chưa, lấy sàng có đất  sàng lên trên một tờ giấy trắng để kiểm tra.

2. Nếu mẫu đất có khối lượng lớn thì phải sàng làm nhiều lần, mỗi nhóm cỡ hạt cần được đựng vào khay riêng để tránh nhầm lẫn.

3. Trong quá trình sàng phân loại các cỡ hạt của đất, chú ý không được làm rơi vãi hao hụt mất đất quá 1 % khối lượng mẫu lấy làm thí nghiệm.

5.1.5  Biểu thị kết quả

- Tổng khối lượng của các nhóm hạt trên các cỡ sàng và phần lọt sàng 0,1 mm sau khi phân tích (), gam (g), chính xác đến 0,1 % , được tính theo công thức (1):

...

...

...

trong đó:

 là khối lượng của mẫu đất sau khi phân tích, tính bằng gam (g);

m_i  là khối lượng của nhóm hạt trên sàng thứ i, tính bằng gam (g);

m_<0,1 là khối lượng của phần hạt lọt sàng 0,1 mm, tính bằng (g);

-  Hệ số hao hụt (K) của mẫu đất trong quá trình phân tích, phần trăm (%), tính theo công thức (2):

K   =                                                             (2)

trong đó:

m₀ là khối lượng  của mẫu đất được lấy làm thí nghiệm, tính bằng gam (g);

là khối lượng của mẫu đất sau khi phân tích, tính bằng gam (g);

...

...

...

Nếu hệ số hao hụt (K) bằng hoặc nhỏ hơn 1 %, là sai số cho phép khi tiến hành phân tích bằng phương pháp sàng khô; khi đó:

- Hàm lượng của các nhóm cỡ hạt trên các sàng thứ i nào đó được tính theo công thức (3), chính xác đến 1 %:

                                                             (3)

trong đó:

m₀ là khối lượng của mẫu đất được lấy làm thí nghiệm, tính bằng gam (g);

m_i là khối lượng của nhóm hạt trên sàng thứ i, tính bằng gam (g);

p_i là hàm lượng của nhóm hạt trên sàng thứ i, tính bằng phần trăm (%).

- Hàm lượng (%) của nhóm hạt lọt sàng 0,1 mm, tính theo công thức (4):

                                         (4)

...

...

...

m₀ là khối lượng của mẫu đất được lấy làm thí nghiệm, tính bằng gam (g);

m_<0,1  là khối lượng của nhóm hạt lọt sàng 0,1 mm, tính bằng gam (g);

p_<0,1   là hàm lượng của nhóm hạt lọt sàng 0,1 mm, tính bằng phần trăm (%).

CHÚ THÍCH: Nếu hàm lượng nhóm hạt lọt sàng 0,1m  lớn hơn 10 % thì phải phân tích tiếp phần nhóm hạt lọt sàng 0,1 mm bằng phương pháp tỷ trọng kế.

- Hàm lượng phần trăm tích lũy (%) của nhóm hạt lọt sàng, tính theo công thức (5):

p_TLi       = 100  -                                       ( 5)

trong đó:

p_TLi  là hàm lượng phần trăm tích lũy của nhóm hạt lọt sàng thứ i, tính bằng phần trăm (%);

 là tổng hàm lượng nhóm hạt nằm trên sàng trên cùng đến sàng thứ i, tính bằng phần trăm (%).

...

...

...

-  Hệ số không đồng nhất  C_u, tính theo công thức (6):

C_u  =                                                          ( 6 )

-  Hệ số đường cong phân bố thành phần hạt C_c, tính theo công thức (7):

C_c     =                                                  (7)

trong đó:

D₁₀ ; D₃₀ ; D₆₀ lần lượt là đường kính hạt tương ứng với hàm lượng phần trăm tích lũy bằng 10 %; 30 % ; 60 %.

5.2  Phương pháp sàng ướt

5.2.1 Nguyên tắc

Với loại đất hạt thô có chứa một hàm lượng đáng kể hạt bụi và hạt sét, phương pháp sàng khô sẽ rất khó tách được hết các hạt bụi hạt sét bám dính vào các hạt thô. Vì vậy, phải ngâm mẫu thí nghiệm vào nước để làm phân tán các hạt đất riêng rẽ; sau đó dùng bộ sàng tiêu chuẩn để phân chia đất thành từng nhóm cỡ hạt khác nhau và xác định hàm lượng phần trăm của chúng.

...

...

...

Tham khảo trong 5.1.2

5.2.3 Chuẩn bị mẫu thí nghiệm

- Mẫu thí nghiệm được chuẩn bị như 5.1.3;

- Sấy mẫu đến khối lượng không đổi theo quy định tại TCVN 4196:2014, Đất xây dựng. Phương pháp xác định độ ẩm  trong phòng thí nghiệm (đang được soạn thảo chuyển đổi)

- Để nguội mẫu đất đến nhiệt độ trong phòng và cân khối lượng mẫu trước khi thí nghiệm, m₀ tính bằng gam (g).

5.2.4  Cách bước tiến hành

5.2.4.1  Cho mẫu thí nghiệm vào cối, dùng chày có đầu bọc cao su để nghiền đất rồi sàng qua sàng    10 mm. Tiếp tục cho phần hạt thô trên sàng 10 mm vào cối, nghiền rồi lại cho qua sàng 10 mm để sàng. Cứ tiếp tục như thế cho đến khi các hạt trên sàng đã sạch, (dùng bàn chải cứng quét một lượt mặt ngoài các hạt to như cuội sỏi, đá tảng) phải đảm bảo không còn hạt bụi, hạt sét bám vào bề mặt hạt to. Phần đất lọt sàng 10 mm cho vào khay hoặc chậu thích hợp, đổ nước sạch vào (lượng nước đủ làm ngập mẫu đất), khuấy đều rồi ngâm mẫu với thời gian ngâm khoảng 1 giờ; (nếu đất có nguồn gốc phong hóa thì cho thêm dung dịch Pirophotphat natri (Na₂P₂O₇) 4 % hoặc Hexametaphotphat natri (NaPO₃)₆  4 % với liều lượng 2 g/lit vào dung dịch, khuấy đều, rồi ngâm;

5.2.4.2  Mẫu đất sau khi ngâm được sàng qua sàng 2 mm trong một chậu nước sạch, dùng quả lê cao su hoặc bình phun tia để hỗ trợ cho việc làm sạch các hạt trên sàng. Phải đảm bảo các hạt nhỏ hơn     2 mm không còn lưu lại trên sàng. Nếu đất nhiều thì phải sàng làm nhiều lần;

5.2.4.3 Dung dịch đất lọt sàng 2 mm được khuấy đục rồi lọc qua sàng 0,1 mm, dùng quả lê cao su hỗ trợ cho việc làm sạch các hạt trên sàng;

...

...

...

5.2.4.4 Phần dung dịch đất lọt sàng 0,1mm để lắng, gạn bỏ nước trong ở trên, phần đất lắng ở dưới đựng vào dụng cụ thích hợp để sấy cùng với các phần hạt trên sàng 10 mm, sàng 2 mm, sàng 0,1 mm, với nhiệt độ (105  5) ^0C;

5.2.4.5 Sau khi sấy khô đến khối lượng không đổi, các phần đất được làm nguội bằng bình hút ẩm đến nhiệt độ trong phòng. Dùng cân thích hợp để cân khối lượng của phần đất lọt sàng 0,1 mm chính xác đến 0,1 g;

5.2.4.6 Phần đất trên sàng 2 mm đem rây sàng qua sàng 5 mm. Phần đất trên sàng 0,1 mm đem sàng qua các sàng 1 mm, 0,5 mm, 0,25 mm. Phần đất trên sàng 10 mm thì tùy thuộc vào kích thước hạt cụ thể của từng mẫu đất mà sàng qua các sàng có kích thước lỗ từ 20 mm, 40 mm ,v,v,…; Cân khối lượng các nhóm hạt trên các cỡ sàng chính xác đến 0,1 g.

5.2.5  Biểu thị kết quả

(Thực hiện như đã được nêu trong  5.1.5)

CHÚ THÍCH: Nếu phần đất lọt sàng 0,1 mm chiếm hơn 10 % khối lượng mẫu thí nghiệm thì phải phân tích tiếp bằng phương pháp tỷ trọng kế.

5.3   Phương pháp tỉ trọng kế

5.3.1 Nguyên tắc

Phương pháp phân tích hạt bằng tỉ trọng kế là dùng tỉ trọng kế để đo mật độ của huyền phù tại các thời gian lắng chìm khác nhau của hạt phân tán.

...

...

...

- Tỉ trọng kế có thang chia từ 0,995 đến 1,030; giá trị của mỗi vạch chia đến 0,001 (tỉ trọng kế loại B) - xem Hình A.1a; hoặc tỉ trọng kế có thang chia từ 0 đến 60, giá trị mỗi vạch chia là 1 (tỉ trọng kế loại A) -        xem Hình A.1b;

- Bình tam giác có dung tích 250 cm^3 và  500 cm^3, xem Hình A.1c.

- Ống đo (ống lường) bằng thủy tinh, có dung tích từ 1200 cm^3 đến 1300 cm^3 (chiều cao khoảng 45 cm, đường kính trong (60  2) cm ), có khắc các vạch chia đều 20 cm^3, vạch trên cùng ứng với 1000 cm^3 - xem Hình A.1d.

- Que khuấy chuyên dùng có cán bằng kim loại phía trên uốn tròn để dễ cầm khi khuấy, phía dưới có đầu đệm cao su đường kính nhỏ hơn đường kính ống lường và được đục thủng bởi các lỗ có đường kính từ 3 mm đến 5 mm, xem Hình A.1e.

- Phễu thủy tinh có đường kính bằng 2 cm, 3 cm, và 14 cm;

- Cân kỹ thuật có độ chính xác: 0,1 g; 0,01 g; 0,001 g;

- Tủ sấy có bộ điều chỉnh từ  60 ^0C đến 110 ^0C;

- Nhiệt kế có số đọc chính xác đến 0,5 ^0C;

- Bình hút ẩm có chất hút ẩm là silicagen khan;

...

...

...

- Đồng hồ bấm giây, đồng hồ để bàn;

- Bếp cát;

- Giấy lọc;

- Nước cất;

- Khay men;

- Cối sứ chày có đầu bọc cao su;

- Bộ sàng có kích thước tiêu chuẩn như được nêu trong 5.1.2;

- Bình phun tia hoặc quả lê cao su;

- Các dụng cụ khác như: cốc thủy tinh, bát men hoặc sứ, chổi quét sàng, muôi xúc đất,...

...

...

...

5.3.3  Chuẩn bị mẫu thí nghiệm

- Mẫu đất đã được hong khô gió, rải thành một lớp mỏng lên tấm cao đã lau sạch, dùng dụng cụ bằng gỗ nghiền cho đất tơi vụn, trộn đều rồi rút gọn mẫu bằng phương pháp chia tư cho tới khi còn khối lượng 200 g lấy để làm thí nghiệm;

- Sàng mẫu đất qua sàng 0,5 mm.Trộn đều phần đất lọt sàng 0,5 mm và cân một khối lượng đất để tiếp tục phân tích, đồng thời lấy một lượng đất phù hợp để thí nghiệm độ ẩm và khối lượng riêng. Khối lượng mẫu đất này được lấy vào khoảng:

+ 20 g đến 25 g đối với đất sét,

+ 30 g đến 35 g đất sét pha;

+ 40 g đến 50 g đối với đất cát pha để làm thí nghiệm;.

CHÚ THÍCH:  Phần đất trên sàng 0,5 mm được  phân tích tiếp bằng phương pháp sàng khô.

Tính khối lượng khô của mẫu đất lấy để làm thí nghiệm, theo công thức (8), chính xác đến 0,01 g :

m    =                                                         ( 8 )

...

...

...

m  là khối lượng khô của mẫu đất lấy làm thí nghiệm, tính bằng gam (g);

m₀  là khối lượng khô gió của mẫu đất lấy làm thí nghiệm, tính bằng gam (g);

W  là độ ẩm khô gió của đất, tính bằng phần trăm (%);

5.3.4  Các bước tiến hành

5.3.4.1 Đem mẫu đất đã cân cho vào bình tam giác dung tích 500 cm^3 hoặc lớn hơn, chế vào bình khoảng 200 cm^3nước cất, dùng đũa thủy tinh khuấy đều dung dịch rồi để ngâm từ 18 h đến 24 h;

5.3.4.2 Cho thêm vào bình 1 cm^3 dung dịch NH₄OH 25 %, đậy bình bằng phễu thủy tinh hoặc nút có bộ phận làm lạnh (hệ thống ống ruột gà); đặt bình lên bếp cát đun sôi với thời gian tính từ lúc bắt đầu sôi không ít hơn 1 h. Để nguội bình đến nhiệt độ trong phòng, dùng đũa khuấy kĩ để huyền phù không bám vào đáy bình; đổ toàn bộ huyền phù trong bình ra cối và phải đảm bảo trong bình không còn bám dính một hạt đất nào. Dùng chày nghiền kĩ huyền phù (chú ý không làm đổ huyền phù ra ngoài);

5.3.4.3 Đặt phễu thủy tinh đường kính lớn lên ống lường đã được rửa sạch, để sàng 0,1 mm (sàng phải lọt trong phễu) lên phễu; đổ huyền phù qua sàng để rửa trôi các hạt nhỏ hơn 0,1 mm xuống ống lường, dùng quả lê cao su hỗ trợ cho việc rửa và làm sạch các hạt trên sàng 0,1 mm;

CHÚ THÍCH:

1. Có thể rửa trôi các hạt nhỏ hơn 0,1 mm, bằng cách cho sàng 0,1 mm vào khay men, đổ huyền phù lên sàng, dùng nước cất để rửa sạch các hạt trên sàng với sự hỗ trợ của bình phun tia hoặc quả lê cao su, đổ huyền phù lọt sàng vào ống đo (ống lường) để phân tích.

...

...

...

5.3.4.4 Đem nhóm hạt trên sàng 0,1 mm đựng vào dụng cụ thích hợp sấy khô ở nhiệt độ                  (105  0,5 ) ^0C đến khối lượng không đổi. Sau đó sàng qua rây 0,25 mm. Cân khối lượng trên sàng và lọt sàng.

5.3.4.5 Đặt ống lường chứa huyền phù lên mặt bàn phẳng, vững chắc, cho thêm nước cất vào ống lường đến vạch chia 1000 cm^3; Dùng que khuấy chuyên dùng, khuấy huyền phù từ trên xuống dưới, từ dưới lên trên từ 15 lần đến 20 lần để các hạt phân bố đều trong huyền phù. Kiểm tra nếu thấy huyền phù còn kết tủa lắng xuống đáy ống lường, cần cho 25 cm^3 dung dịch Pirophotphat natri (Na₂P₂O₇) 4 % hoặc Hexametaphotphat natri (NaPO₃)₆ 4 % vào trong huyền phù một lượng vừa đủ để phá keo (dùng ống hút nhỏ ít một vào ống lường, khuấy dung dịch lên kiểm tra huyền phù, nếu không còn kết tủa là được);

5.3.4.6  Dùng que khuấy chuyên dùng, khuấy đảo đều huyền phù từ trên xuống dưới, từ dưới lên trên, thời gian 1 min (khoảng 30 lần kéo lên đẩy xuống), ngừng khuấy, lấy que khuấy ra khỏi ống đo, cho vào ống lường có chứa nước cất, ghi thời điểm thôi khuấy, (dùng đồng hồ bấm giây để đo thời gian), sau khoảng 15 s đến 20 s nhẹ nhàng thả tỉ trọng kế vào trong huyền phù sao cho tỉ trọng kế nổi tự do ở trung tâm ống lường không chạm vào thành ống. Tiến hành đọc số đo (R₀) trên cán phao tỉ trọng kế theo mép trên của mặt cong huyền phù ở các thời điểm: 30 s, 1 min, 2 min, 5 min kể từ khi ngừng khuấy, thời gian đọc trị số R₀ tại mỗi thời điểm không quá 5 s đến 7 s ; lấy tỉ trọng  kế ra khỏi huyền phù cho vào ống lường có chứa nước cất, đo nhiệt độ huyền phù chính xác đến 0,5 ^0C;

5.3.4.7  Khuấy lại huyền phù theo 5.3.4.6, nhẹ nhàng thả tỉ trọng kế vào huyền phù và đọc số đo (R₀) tại các thời điểm sau: 15 min; 30 min; 1 h; 2 h; 3 h; 4 h kể từ khi ngừng khuấy; (thời gian đọc có thể  kéo dài đến 24 h hoặc dài hơn tùy theo yêu cầu phân tích mẫu). Mỗi lần đọc xong số đo nhẹ nhàng lấy tỉ trọng kế ra khỏi huyền phù, lau sạch thả vào ống lường có chứa nước cất; đo nhiệt độ của huyền phù chính xác đến 0,5 ^0C.

CHÚ THÍCH:

1. Tại mỗi thời điểm đọc nên thả tỉ trọng kế trước từ 5 s đến 10 s và hơi sâu hơn lần đọc trước một chút để tỷ trọng kế chóng ổn định.

2. Để tiện lợi, khi đọc tỉ trọng kế loại B, có thể bỏ hàng đơn vị tức là bỏ số 1 và dịch dấu phẩy sang phải 3 chữ số, ví dụ: với vạch khắc 1,0252 được đọc và ghi là 25,2. Khi đọc tỉ trọng kế loại A phải đọc chính xác đến 0,1.

5.3.5  Biểu thị kết quả

5.3.5.1 Tính toán hàm lượng và hàm lượng tích lũy của các nhóm cỡ hạt được phân tích bằng phương pháp sàng:

...

...

...

- Hàm lượng (%) của nhóm hạt trên sàng 0,25 mm và 0,1 mm, tính theo công thức (9):

P =                                              (9)

trong đó:

m_h là khối lượng khô của nhóm hạt trên sàng 0,25 mm hoặc sàng 0,1 mm, tính bằng gam, g;

m là khối lượng khô của mẫu đất được lấy để phân tích bằng tỉ  trọng kế, tính bằng gam, g;

K là tổng hàm lượng của các nhóm hạt trên các sàng từ 0,5 mm trở lên, tính bằng phần trăm, %;

5.3.5.2  Tính toán phần phân tích bằng tỉ trọng kế

- Đường kính tương đương của hạt đất ứng với thời gian chìm lắng d, milimet (mm), tính theo công thức (10):

d  =                                                   (10)

...

...

...

d  là đường kính tương đương của hạt đất, tính bằng milimet (mm);

h  là hệ số nhớt động Poazơ của nước ở nhiệt độ thí nghiệm; tra Bảng B.1;

g  là gia tốc trọng trường, lấy bằng 981 centimet trên giây bình phương (cm/s^2);

r_s là khối lượng thể tích hạt rắn của đất, tính bằng gam trên centimet khối (g/cm^3);

r_n là khối lượng riêng của nước lấy bằng 1 g/cm^3;

t  là thời gian lắng chìm của hạt đất kể từ khi ngừng khuấy huyền phù đến khi lấy số đọc trên tỉ trọng kế, tính bằng giây (s);

L là cự ly lắng chìm của các hạt đất kể từ bề mặt huyền phù cho đến trọng tâm của bầu tỉ trọng kế tương ứng với thời gian lắng chìm (t) khi lấy số đọc tỉ trọng kế, tính bằng centimet (cm). Tham khảo cách xác định ở Phụ lục A.

- Tính lượng chứa phần trăm tích lũy (P_TL), phần trăm (%) theo khối lượng của cỡ hạt nhỏ hơn đường kính d nào đó ứng với các số đọc của tỉ trọng kế và đường kính d được xác định theo công thức (10):

* Với tỷ trọng kế loại A, trị số P_TL được tính theo công thức (11):

...

...

...

trong đó:

r_s là  khối lượng thể tích hạt rắn của đất, tính bằng gam trên centimet khối (g/cm^3);

r_o là khối lượng riêng giả định dùng để khắc độ trên tỉ trọng kế, lấy bằng 2,65 g/cm^3;

m là khối lượng khô của mẫu đất thí nghiệm, tính bằng gam (g);

K là tổng hàm lượng của các nhóm hạt trên các sàng từ 0,5 mm trở lên, tính bằng phần trăm (%);

R’_A là số đọc tỉ trọng kế loại A đã được hiệu chỉnh:

R’_A = R_A + m_A + n_A - C_A                                        (11a)

trong đó:

R_A là số đọc tỷ trọng kế loại A;

...

...

...

n_A số hiệu chỉnh mặt cong huyền phù trên độ khắc của tỉ trọng kế loại A;

C_A là số hiệu chỉnh chất phân tán, ứng với thí nghiệm sử dụng tỉ trọng kế loại A.

* Với tỷ trọng kế loại B, trị số P_TL được tính theo công thức (12):

P_TL     =                       (12)

trong đó:

là số đọc tỷ trọng kế loại B đã được hiệu chỉnh, tính theo công thức:

=  R_B + m_B + n_B - C_B                                       (12a)

Trong đó :

...

...

...

m_B là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ huyền phù, khi sử dụng tỉ trọng kế loại B, tra Bảng B.2;

n_B là hệ số hiệu chỉnh mặt cong huyền phù theo khắc độ của tỉ trọng kế B;

C_B là hệ số hiệu chỉnh chất phân tán ứng với thí nghiệm sử dụng tỉ trọng kế B.

Kết quả được biểu thị bằng biểu đồ trên tọa độ bán lôga, trục tung biểu thị số phần trăm khối lượng của hạt nhỏ hơn đường kính nào đó theo tỉ lệ số học; trục hoành biểu thị kích thước hạt theo tỉ lệ logarit. (xem Phụ lục C )

5.4 Báo cáo kết quả thí nghiệm

Báo cáo kết quả thí nghiệm phải có các thông tin sau:

a) Tên công trình; Hạng mục công trình;

b) Số hiệu hố thăm dò; Số hiệu mẫu đất và vị trí lấy mẫu;

c) Đặc điểm của đất (mô tả tóm tắt về nguồn gốc, thành phần, trạng thái, ….);

...

...

...

f) Trị số phần trăm của các nhóm hạt, trị số phần trăm tích lũy ứng với từng cỡ hạt, đường cong phân bố cỡ hạt, trị số phần trăm của từng nhóm hạt;

g) Các thông tin khác có liên quan.

Phụ lục A

(Quy định)

Hiệu chỉnh tỉ trọng kế

A.1  Phạm vi ứng dụng

A.1.1  Hiệu chỉnh cự ly chìm lắng của hạt đất

Số đọc tỉ trọng kế biểu thị khối lượng riêng của huyền phù lơ lửng; cự ly từ bề mặt huyền phù đến trọng tâm của bầu tỉ trọng kế biểu thị độ sâu chìm lắng hiệu quả của hạt đất. Khi thí nghiệm, sau khi thả tỉ trọng kế vào huyền phù để đọc số đo, mặt huyền phù vì thế mà dâng lên làm cho cự ly chìm lắng của hạt đất lớn hơn so với thực tế, vì thế cần phải hiệu chỉnh để loại trừ sai số đó.

...

...

...

Khi đọc số đọc trên cán phao tỉ trọng kế đều lấy đỉnh của mặt cong huyền phù làm chuẩn, nhưng do việc khắc độ trên cán phao tỉ trọng kế lại lấy đáy mặt cong của nước làm chuẩn, vì thế phải hiệu chỉnh .

A.1.3  Hiệu chỉnh chất phân tán

Khi khắc độ trên cán phao tỉ trọng kế, lấy nước cất làm chuẩn, nhưng trong thí nghiệm thành phần hạt của đất có thể phải cho một lượng chất hóa học vào trong dung dịch để làm phân tán các hạt đất, vì thế sẽ làm thay đổi khối lượng riêng, do đó cần phải hiệu chỉnh.

A.1.4 Hiệu chỉnh nhiệt độ

Do việc khắc độ của tỉ trọng kế tiến hành trong nước cất ở nhiệt độ 20 ^0C, khi tiến hành thí nghiệm nhiệt độ của huyền phù không phải 20 ^0C, sẽ có sự thay đổi khối lượng riêng của nước và sự co giãn thể tích phao của tỉ trọng kế, làm ảnh hưởng đến độ chính xác của tỉ trọng kế, vì thế cần hiệu chỉnh.

A.2  Thiết bị,  dụng cụ, hóa chất

- Tỉ trọng kế: tỉ trọng kế loại A (Hình A.1a), đơn vị chia vạch nhỏ nhất là 1,0; tỉ trọng kế loại B          (Hình A.1b), đơn vị chia vạch nhỏ nhất là 0,001;

- Ống đo (ống lường) dung tích 1000 cm^3 (Hình A.1d), đường kính trong của ống (60  2 ) mm, đơn vị vạch chia 20 cm^3; ống lường dung tích 250 cm^3, đơn vị vạch chia 1 cm^3;

- Que khuấy chuyên dùng (Hình A.1e): cán que bằng kim loại, phía trên uốn cong hình tròn để dễ cầm khi khuấy, phía dưới có đệm cao su được đục lỗ đường kính từ 3 mm đến 5 mm;

...

...

...

- Thùng đựng nước, khống chế nhiệt độ nước ở 20 ^0C  1 ^0C;

- Bình tỉ trọng, dung tích 100 cm^3;

- Nhiệt kế khắc độ từ 0 ^0C đến 50 ^0C.

- Cân có sức cân 100 g, độ chính xác đến 0,001 g; và cân có sức cân 200 g, độ chính xác đến 0,01 g;

- Hóa chất: dung dịch hexametaphotphat natri hoặc Pirophotphat natri 4 % (hoặc 6,7 % cho Pirophotphat natri ngậm nước) ;

- Các dụng cụ khác như: cốc thủy tinh, bình tam giác (Hình A-1c), nước cất, giấy kẻ ly, thước đo,…v.v…

Hình A.1 - Một số dụng cụ thí nghiệm theo phương pháp tỷ trọng kế

A.3 Các bước tiến hành hiệu chỉnh

...

...

...

L =  L₁  +  (a - b)                                     (A.1)

trong đó:

L là cự ly chìm lắng của hạt đất, tính bằng centimet (cm);

L₁ là khoảng cách từ vạch khắc thấp nhất đến vạch khắc đang xét, tính bằng centimet (cm);

a là khoảng cách từ trung tâm phao tỉ trọng kế đến vạch khắc thấp nhất trên cán phao, tính bằng centimet (cm);

b là chiều cao dâng nước trong ống đo, khi tỉ trọng kế chìm xuống đến trung tâm của khối nước bị phao tỉ trọng kế choán chỗ, tính bằng centimet (cm)

Hiệu chỉnh cự ly lắng chìm hiệu quả của hạt đất: (thực hiện cho mỗi tỉ trọng kế với từng ống lường được sử dụng để phân tích thành phần hạt)

- Khoảng cách L₁ được xác định theo công thức:

L₁ = H -                                                  (A.2)

...

...

...

N là số vạch chia trên thang tỉ trọng kế, là trị không đổi đối với tỉ trọng kế đã cho;

R là số đọc trên thang tỉ trọng kế (là trị số thay đổi tùy theo độ chìm lắng của tỉ trọng kế);

H là chiều dài của thang khắc trên tỉ trọng kế kể từ vạch chia cuối cùng đến vạch chia đầu tiên, tính bằng centimet (cm);

- Chiều cao dâng nước trong ống đo khi tỉ trọng kế chìm xuống đến trung tâm của khối nước bị  phao tỉ trọng kế choán chỗ (b), tính bằng centimet (cm) được xác định theo công thức (A.3):

b =                                                       (A.3)

trong đó:

V₀ là thể tích của phao tỉ trọng kế (tính đến vạch chia cuối cùng trên thang tỉ trọng kế, tính bằng centimet khối (cm^3);

F là tiết diện ngang của ống đo, tính centimet vuông (cm^2).

+ Xác định thể tích của phao (V₀): Đổ 900 cm^3 đến 920 cm^3 nước cất có nhiệt độ 20^0C vào trong một ống đo lường thể tích 1000 cm^3. Nhúng chìm tỉ trọng kế đến vạch chia cuối cùng và ghi độ dâng lên của mực nước. Hiệu giữa mực nước trong khi nhúng chìm tỉ trọng kế và khi không có tỉ trọng kế chính là bằng thể tích (V₀) của phao tỉ trọng kế;

...

...

...

- Xác định trị số a là khoảng cách từ trung tâm phao tỉ trọng kế đến vạch khắc thấp nhất trên cán phao, tính bằng centimet (cm): Đổ 900 cm^3 nước cất ở nhiệt độ 20 ^0C vào trong ống đo lường dung tích 1000 cm^3. Dán một miếng giấy kẻ li lên mặt phao tỉ trọng kế. Thả  tỉ trọng kế vào ống đo cho đến khi nước trong ống dâng lên một đoạn đúng bằng một nửa thể tích của phao (V₀/2). Ghi chỗ tiếp xúc giữa mặt nước dâng lên và phao, đó chính là trung tâm phao. Đo khoảng cách từ vạch khắc thấp nhất trên cán phao tỉ trọng kế( vạch 1,030) đến trung tâm phao được trị số a, tính bằng centimet (cm).

A.3.2  Hiệu chỉnh mặt cong huyền phù

Thả tỉ trọng kế vào ống lường có nước cất ở 20^0C, đọc các số đo trên cán phao theo biên dưới và biên trên của mặt cong. Hiệu của hai số đọc là trị số hiệu chỉnh của mặt cong ( xem trên Hình A.2)

Hình A.2 -  Sơ đồ hiệu chỉnh mặt cong huyền phù

A.3.3  Hiệu chỉnh chất phân tán

- Đổ 950 cm^3 nước cất ở nhiệt độ 20 ^0C vào ống lường 1000 cm^3. Thả tỉ trọng kế vào và đọc số đo theo mép trên của mặt cong, đọc xong lấy tỉ trọng kế ra cho vào ống lường có chứa nước cất;

- Cho thêm một lượng chất phân tán bằng lượng đã dùng khi thí nghiệm (đúng chủng loại và hàm lượng giống như khi sử dụng để thí nghiệm) vào ống lường. Sau đó đổ nước vào ống đo lường cho đến 1000 cm^3, dùng que khuấy chuyên dụng khuấy đều từ trên xuống dưới, rồi từ dưới lên trên, để mặt nước yên, thả tỉ trọng kế vào và đọc số đo theo mép trên của mặt cong. Trị số hiệu chỉnh chất phân tán được tính theo công thức (A.4):

C  =  R'₂₀  - R₂₀                                                               (A.4)

...

...

...

C là trị số hiệu chỉnh của chất phân tán;

R'₂₀ là số đọc của tỉ trọng kế trong dung dịch của chất phân tán;

R₂₀ là số đọc của tỉ trọng kế trong nước cất  20 ^0C.

A.3.4  Hiệu chỉnh nhiệt độ

Khi thí nghiệm, nếu nhiệt độ của huyền phù khác 20 ^0C, thì phải hiệu chỉnh; trị số hiệu chỉnh nhiệt độ được liệt kê trong Bảng B.2.

Phụ lục B

(Quy định)

Các bảng tra hệ số nhớt của nước và hiệu chỉnh nhiệt độ của số đọc tỉ trọng kế

...

...

...

Nhiệt độ (^0C )

Hệ số nhớt (poazơ)

Nhiệt độ (^0C )

Hệ số nhớt (poazơ)

10

0,01308

26

0,00874

11

...

...

...

27

0,00854

12

0,01236

28

0,00836

13

0,01208

29

...

...

...

14

0,01171

30

0,00801

15

0,01140

31

0,00784

16

...

...

...

32

0,00768

17

0,01086

33

0,00752

18

0,01056

34

...

...

...

19

0,01050

35

0,00722

20

0,01005

36

0,00718

21

...

...

...

37

0,00695

22

0,00958

38

0,00681

23

0,00936

39

...

...

...

24

0,00914

40

0,00656

25

0,00894

...

...

...

Nhiệt độ của huyền phù (^0C)

Trị số hiệu chỉnh nhiệt độ

Nhiệt độ của huyền phù (^0C)

Trị số hiệu chỉnh nhiệt độ

Tỉ trọng kế loại A

Tỉ trọng kế loại B

Tỉ trọng kế loại A

Tỉ trọng kế loại B

10,0

...

...

...

-0,0012

20,0

+0,0

+0,0000

10,5

-1,9

-0,0012

20,5

+0,1

...

...

...

11,0

-1,9

-0,0012

21,0

+0,3

+0,0002

11,5

-1,8

-0,0011

...

...

...

+0,5

+0,0003

12,0

-1,8

-0,0011

22,0

+0,6

+0,0004

12,5

...

...

...

-0,0010

22,5

+0,8

+0,0005

13,0

-1,6

-0,0010

23,0

+0,9

...

...

...

13,5

-1,5

-0,0009

23,5

+1,1

+0,0007

14,0

-1,4

-0,0009

...

...

...

+1,3

+0,0008

14,5

-1,3

-0,0008

24,5

+1,5

+0,0009

15,0

...

...

...

-0,0008

25,0

+1,7

+0,0010

15,5

-1,1

-0,0007

25,5

+1,9

...

...

...

16,0

-1,0

-0,0006

26,0

+2,1

+0,0013

16,5

-0,9

-0,0006

...

...

...

+2,2

+0,0014

17,0

-0,8

-0,0005

27,0

+2,5

+0,0015

17.5

...

...

...

-0,0004

27,5

+2,6

+0,0016

18,0

-0,5

-0,0003

28,0

+2,9

...

...

...

18,5

-0,4

-0,0003

28,5

+3,1

+0,0019

19,0

-0,3

-0,0002

...

...

...

+3,3

+0,0021

19,5

-0,1

-0,0001

29,5

+3,5

+0,0022

20,0

...

...

...

0,0000

30,0

+3,7

+0,0023

Phụ lục C

(Tham khảo)

Biểu kết quả phân tích thành phần hạt

Tên dự án:                                                                     Số hiệu mẫu trong phòng:

...

...

...

Tiêu chuẩn thí nghiệm:                                               Hố khoan/ đào:

Ngày thí nghiệm:                                                            Độ sâu lấy mẫu:

Thí nghiệm phương pháp sàng

Thí nghiệm phương pháp tỷ trọng kế

Đường kính sàng

(mm)

Khối lượng

%

Từng cỡ hạt

...

...

...

Khối lượng lọt sàng

Thời gian chìm lắng

(Phút)

Số đọc R

Nhiệt độ ^0C

Số hiệu chỉnh

Số đọc đã hiệu chỉnh

R'

Hệ số nhớt Poazơ

...

...

...

mm

Cự ly lắng chìm (L)

cm

Hàm lượng nhóm hạt <d

%

Trên sàng

(g)

Lọt sàng

(g)

...

...

...

m

Toàn bộ

(n-C)

.…200

...

...

...

60

...

...

...

...

...

...

…..

...

...

...

0,25

...

...

...

...

...

...

0,1

...

...

...

...

...

...

Hà Nội, ngày    tháng    năm 20...

Giám sát thí nghiệm

Người thí nghiệm

Người kiểm tra

Phòng LAS...

Cơ quan duyệt

Phụ lục D

...

...

...

Phương pháp xử lý đất có chứa hữu cơ và muối hòa tan

D1   Xử lý đất có chứa hữu cơ

D.1.1 Mẫu đất đã lấy theo điều 5.3.3, cho vào bình tam giác, chế vào bình 150 cm^3 hydrogen peroxide, dùng đũa thủy tinh khuấy đều hỗn hợp từ 2 phút đến 3 phút, rồi đậy bình bằng tấm kính và để qua một đêm;

D.1.2 Đưa dung dịch đất có chứa hóa chất hydrogen peroxide lên bếp cách cát đun (điều chỉnh bếp ở nhiệt độ thấp) để dung dịch sôi nhẹ, không để sủi mạnh, trào bọt, dùng đũa thủy tinh khuấy dung dịch thường xuyên, cho đến khi dung dịch cạn còn khoảng 50 cm^3, ngừng đun đưa bình tam giác ra ngoài để nguội;

D.1.3  Để phễu đường kính lớn có lót giấy lọc lên ống lường; đổ dung dịch đất đã đun vào phễu, chú ý không để rơi vãi hao hụt mất đất; dùng nước cất đã đun sôi để nguội chế vào ngập đất trong phễu, nước thấm  qua giấy chảy xuống ống lường; trên phễu vơi dần lại chế thêm nước vào để rửa đất, rửa nhiều lần đến khi sạch.

D.1.4  Đất đã được xử lý hữu cơ trong phễu cho vào đĩa hoặc khay để bốc hơi bớt sau đó đem sấy ở nhiệt độ (105  5 ) ^0C đến khối lượng không đổi; sau đó cho vào bình hút ẩm để làm nguội đến nhiệt độ trong phòng, cân khối lượng mẫu (m^’) chính xác đến 0,01 g;

D.1.5  Xác định khối lượng và hàm lượng chất hữu cơ có trong đất, theo công thức (D.1) và ( D.2) :

m_hc =  m -  m’                                         (D.1)

P_hc  = x100                                (D.2)

...

...

...

m_hc là khối lượng của hữu cơ có trong mẫu đất thí nghiệm, tính bằng gam (g);

P_hc là hàm lượng của hữu cơ có trong đất, tính bằng phần trăm (%);

m là khối lượng khô của mẫu đất trước khi xử lý, tính bằng gam (g);

m’ là khối lượng khô của mẫu đất sau khi xử lý hữu cơ, tính bằng gam (g);

Đất sau khi được xử lý, tiến hành thí nghiệm theo các bước được nêu trong 5.3.4

D.2   Xử lý đất có chứa muối hòa tan (thường thực hiện đối với đất trầm tích vùng đồng bằng ven biển)

D.2.1  Kiểm tra sự ngưng keo (kết tủa) của huyền phù và  muối

Đất đã được trộn đều cân 3 gam đem nghiền nhỏ rồi cho vào bình tam giác, chế vào bình 20 cm^3 nước cất, cho lên bếp đun sôi dung dịch khoảng 10 phút; để nguội đổ huyền phù vào ống lường có dung tích 150 cm^3, cho thêm nước cất đã đun sôi để nguội đến vạch chia 100 cm^3, lắc đảo dung dịch khoảng 1 phút, rồi để yên từ 12 h đến 24 h; Sau thời gian quy định kiểm tra huyền phù nếu thấy có kết tủa bông xốp ở dưới đáy ống lường và hình thành một lớp nước trong suốt ở phần trên, chứng tỏ đất có kết tủa và có chứa muối hòa tan, cần phải tiến hành xử lý trước khi phân tích.

CHÚ THÍCH: điều này phải được thực hiện trước khi tiến hành phân tích.

...

...

...

- Mẫu đất đã được lấy theo như trong  5.3.3 cho vào bình tam giác dung tích 500 cm^3 đổ nước cất vào bình đến ngập quá mặt đất khoảng 5 mm đến 10 mm, dựng đũa thủy tinh khuấy đều dung dịch làm hòa tan muối trong đất;

- Đặt phễu đường kính lớn có lọt giấy lọc lên ống lường hoặc bình tam giác dung tích 1000 cm^3, đổ dung dịch đất trong bình tam giác ra phễu, không được làm rơi vãi dung dịch hoặc để sót lại trong bình tam giác làm hao hụt đất, nước thấm qua giấy lọc chảy xuống ống lường, tiếp tục lại cho thêm nước cất để rửa đất cho đến khi không còn muối hòa tan trong đất.

Sau khi xử lý muối, tiến hành thí nghiệm theo các bước đã được nêu trong 5.3.4.

D.2.3 Kiểm tra việc xử lý muối

Cho phễu chứa dung dịch đất vào một ống lường sạch, rửa đất lần cuối hứng lấy nước được lọc qua cuống phễu, cho vào 2 ống nghiệm mỗi ống 2 cm^3; rồi cho thêm vào ống nghiệm thứ nhất vài giọt    HCl 10% và BaCl₂ 5 %, cho vào ống nghiệm thứ hai vài giọt HNO₃ 10 % và AgNO₃ 5 %. Nếu trong cả hai ống nghiệm không thấy có kết tủa trắng, chứng tỏ đất đã được rửa sạch muối.

- Lấy ống lường hoặc bình tam giác chứa nước rửa muối trong đất lên mặt bàn đọc thể tích nước trong ống lường hoặc bình tam giác chính xác đến 1 cm^3; sau đó, lắc, khuấy đều nước, rồi dùng ống lường nhỏ đong hai mẫu để làm thí nghiệm, mỗi mẫu 100 cm^3, đựng vào bát đem sấy khô ở nhiệt độ         (105  5) ^0C. Sấy xong để nguội cân khối lượng cặn muối, chính xác đến 0,001 g;

- Khối lượng (tính bằng gam, g) và hàm lượng muối hòa tan (tính bằng phần trăm, %) có trong đất, được tính theo công thức (D.3) và (D.4):

m_m   =  m* x                                                            ( D.3)

P    =                                               ( D.4)

...

...

...

m_m  là khối lượng muối hòa tan có trong đất, tính bằng gam (g);

m* là khối lượng trung bình của muối hòa tan có trong 100 cm^3 nước rửa, tính bằng gam (g);

V_n  là thể tích nước rửa muối đem đi sấy khô (100 cm^3),tính bằng centimet khối (cm^3);

V₀  là thể tích toàn bộ nước rửa muối trong ống lường, tính bằng centimet khối (cm^3);

m  là khối lượng khô của mẫu đất lấy để thí nghiệm, tính bằng centimet khối (cm^3);

P là hàm lượng muối hòa tan có trong đất, tính bằng phần trăm (%).

- Khối lượng khô của mẫu đất sau khi đã rửa muối, gam (g),  tính theo công thức (D.5):

m’  =  m – m_m                                         ( D.5)

trong đó:

...

...

...

m là khối lượng khô của mẫu đất trước khi xử lý, tính bằng gam (g);