Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4345:1986 về đất sét để sản xuất gạch, ngói nung - phương pháp thử cơ lý

Trong đó:

P - Lực nén phá huỷ mẫu, tính bằng daN

F - Tiết diện mẫu bị phá huỷ, tính bằng cm2.

Độ bền nén của mẫu thử là trung bình cộng số học của ba phép thử song song.

4.7 Xác định độ dẻo

4.7.1. Thiết bị thử

Côn tiêu chuẩn như mô tả ở hình 3 gồm:

Một côn hình chóp nón (1) bằng đồng; trên thân côn có một vạch mức.

Cung bằng đồng (2) và 2 quả đối trọng (3) cũng bằng đồng. Kích thước còn ghi trên hình 3;

...

...

...

Chèn cân có nắp mài hoặc hộp nhôm có nắp kín;

Cân kỹ thuật 200 ± 0,01g; Tủ sấy.

4.7.2. Tiến hành thử

Từ mẫu trung bình lấy ra 150 - 200g mẵu đất đem sấy khô rồi nghiền sơ bộ trong cối đồng bằng chày bọc cao su đến cỡ hạt nhỏ hơn 0,5mm. Cho mẫu thử đá nghiền vào bát sứ rồi thêm dần từng ít nước cất vào, trộn kỹ bằng tay cho đến khi được dùng hỗn hợp dẻo nhưng chưa dính tay. Dùng dao con san phẳng mặt mẫu, sau đó dùng côn tiêu chuẩn để thử.

Để mũi nhọn của côn sát mặt phẳng của mẫu thử chứa trong bát, rồi thả tay cho côn cắm ngập vào mẫu thử.

Nếu sau 5 giây mà côn cắm vào mẫu thử chưa đến vạch mức trên thân côn thì phải thêm nước cất vào rồi trộn đều để thử lại lần khác. Làm như thế cho đến khi sau 5 giây mà côn cắm ngập được vào mẫu thử đúng đến vạch mức thân côn. Khi đó mới đạt đến giới hạn chảy thấp (còn gọi là giới hạn nhão) của đất sét. Sau đó lấy khoảng 30 - 40g mẫu thử cho vào chén cân để xác định độ ẩm ứng với trạng thái này. Độ ẩm được xác định bằng cách sấy theo điều 4.1.2 của tiêu chuẩn này.

Phần thử mẫu còn lại trong bát được lấy ra để xác định giới hạn dẻo (còn gọi là giới hạn lăn). Để mẫu thử lên tấm kính mờ, dùng lòng bàn tay vê thành “con giun” đường kính 5mm. Cứ lăn đi lăn lại mãi cho đất khô dần, đến lúc thấy có giới hạn "con giun" bị rạn nứt nhưng chưa rời rạc thành mảnh vụn. Trạng thái đó ứng với giới hạn dẻo. Lúc ấy lấy khoảng 80 - 40g mẫu thử cho vào chén cân để xác định độ ẩm ứng với trạng thái này. Xác định độ ẩm được tiến hành bằng cách sấy như điều 4.1.2. của tiêu chuẩn này.

...

...

...

Độ dẻo (1) được tính chính xác đến 0,l% , theo công thức:

Ф =W₁ – W₂

Trong đó:

W₁- Độ ẩm của mẫu thử ứng với trạng thái giới hạn chảy thấp, tính bằng %;

W₂- Độ ẩm của mẫu thử ứng với trạng thái giới hạn lăn, tính bằng %

Độ dẻo của mẫu thử là trung bình cộng số học của ba phép thử song song.

4.8 Xác định thành phần hạt

Tuỳ theo nhóm cỡ hạt, các phương pháp xác định nhóm cơ hạt được quy định theo bảng 1:

Bảng 1

...

...

...

Phương pháp xác định

Lớn hơn 10mm

10-5mm

5-2mm

2-1mm

1-0,5mm

0,5-0,25mm

0,25-0,1mm

Dùng sàng tiêu chuẩn

...

...

...

0,05-0,01mm

0,01-0,005mm

Nhỏ hơn 0,005mm

Dùng tỷ trọng kế

4.8.1. Thiết bị thử

Bộ sàng tiêu chuẩn gồm các sàng có kích thước lỗ như sau: 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25 và 0,1mm (TCVN 2230: 1997)

Tỉ trọng kéo có thang đo 0,995 - 1,030 và có giá trị một vạch chia là 0,001;

ống đong 1000ml có vạch chia 1ml;

Bình tam giác 500ml;

...

...

...

Cối sứ có chày bọc cao su, cối đồng;

Tủ sấy;

Bình hút ẩm;

Nhiệt kế;

ống sinh hàn;

Các phễu thuỷ tinh đường kính 2 - 3cm và 14cm;

Các cốc thuỷ tinh 1000ml và 500ml;

Đũa thuỷ tinh;

Bếp điện và bếp cách cát;

...

...

...

4.8.2. Tiến hành thử

a. Xác định các nhóm cỡ hạt lớn hơn 0,5mm.

Từ mẫu trung bình lấy ra khoảng 500g mẫu đất đem nghiền trong cối đồng bằng chày bọc cao su (nhẹ tay để không làm vỡ hạt). Sau dó đặt mẫu vào khay men rồi đưa vào tủ sấy và sấy khô đến khối lượng không đổi (M) Cho mẫu khô lên sàng 0,5mm và sàng sơ bộ.

Phần còn lại trên sàng cho vào cốc thuỷ tinh có dung tích 1000ml. Đổ nước cất vào cho đầy cốc. Dùng đũa thuỷ tinh khuấy cho đất tan đều vào nước. Để huyền phù lắng yên trong 4 giờ sau đó lọc ớt huyền phù qua sàng 0,5mm.

Dùng nước rửa sạch phần còn lại trên sàng cho đến khi thấy nước qua sàng trong suốt.

Đem phần còn lại trên sàng đổ vào khay men và sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 105 – 110⁰C đến khối lượng không đổi. Lần lượt sàng phần còn lại trên sàng 0,5mm đã sấy khô trên các sàng 1, 2, 5 và 10mm. Cân lượng còn lại trên các sàng được các khối lượng (m_i) để xác định thành phần các nhóm cỡ hạt lớn hơn 0,5mm.

b. Xác định các nhóm cỡ hạt nhỏ hơn 0,5mm: lấy lượng cân (m₀) 4 – 5g mẫu thử ở phần lọt qua sàng 0,5mm lúc sàng khô ở điểm a nêu trên để đem phân tích thành phần các nhóm cỡ hạt nhỏ hơn 0,5mm bằng phương pháp tỉ trọng kế.

Đồng thời lấy 30 - 40g để xác định độ ẩm của mẫu thử theo điều 4.1.2 của tiêu chuẩn này và 10g để xác định khối lượng riêng theo điều 4.8.3 của tiêu chuẩn này.

Cho lượng cân (m₀) vào bát sứ thêm vào đó khoảng 5 - 6ml nước cất, dùng chày cao su miết tới, rồi cho thêm vào bát 20ml nước cất nữa, dùng đũa thuỷ tinh khuấy đều. Sau đó đa bát lên bếp cách cát đun sôi trong 10 phút. Lấy bát xuống để nguội rồi đố huyền phù vào ống đong có dung tích 1000ml cho thêm nước cất vào ống đong đến dung tích huyền phù là 80 - 90ml, lắc kĩ rồi để yên.

...

...

...

Nếu thấy kết tủa bông thì phải xử lí trước khi phân tích hạt bằng cách cho thêm vào huyền phù 25ml pirophotphat natri (Na4p2o5) nồng độ 4%.

Chuyển huyền phù vào một bình tam giác dung tích 500ml, thêm vào đó 1ml amoniac (NH₃) nồng độ 25%. Đậy bình bằng một nút cao su có ống nối vào một ống sinh hàn, cho bình lên bếp cách cát đun sôi trong 1 giờ. Để nguội đến nhiệt độ phòng. Saụ đó để huyền phù qua sàng 0,1mm vào một ống đong có dung tích 1000ml. Phấn còn lại trên sàng rửa sạch bằng nước cất, vừa rửa vừa miết cho qua hết sàng 0,1mm. Gộp tất cả huyền phù vào ống đong, sau đó thêm nước cất vào ống đong để được thể tích đúng 1000ml.

Đo nhiệt độ của huyền phù trong ống đong rồi dùng đũa thuỷ tinh khuấy mạnh trong một phút. Ghi thời gian từ lúc thôi khuấy và sau đúng 20 giây thận trọng thả tỉ trọng kế vào huyền phù. Tỉ trọng kế phải được để tự do không chạm vào thành ống đong.

Đọc số đo mật độ huyền phù theo mép trên của mặt nước cong sau các thời gian 30 giây, 1 phút, 2 phút và 5 phút tính từ lúc thôi khuấy. Mỗi lần đọc không quá 5 ÷ 7 giây.

Sau đó lấy tỉ trọng kế ra khỏi huyền phù và thả nó vào ống đong đựng nước cất ở bên cạnh để rửa sạch.

Lấy tỉ trọng kế ra, lau khô rồi lại thả vào huyền phù để đo mật độ của nó ở những thời điểm tiếp theo là 15 phút, 30 phút, 1 giờ, 1 giờ 30 phút, 3 giờ và 4 giờ.

Sau mỗi lần đọc này đều phải làm lại các công việc rửa sạch tỉ trong kế bằng nước cất, lau khô để đo lần sau. Mỗi lần đo phải thả tỉ trọng kế vào huyền phù trước lúc đọc 5- 10 giây. Mỗi lần đọc đều phải đo nhiệt độ của huyền phù bằng nhiệt kế chính xác đến 0,5⁰C.

Nếu nhiệt độ của huyền phù khác 20⁰C phải hiệu chỉnh số đọc theo nhiệt độ số đọc của tỉ trọng kế cần phải hiệu chỉnh về số 0 và chất phân tán và chiều cao mặt cong. Các hiệu chỉnh này phải làm theo hướng dẫn cụ thể ở phần phụ lục số 1 của tiêu chuẩn này.

4.8.3. Xác định khối lượng riêng của hạt sét

...

...

...

4.8.3.2 Thiết bị thử

Cân kĩ thuật có độ chính xác ± 0,01g; Bình tỉ trọng có dung tích 100cm³;

Cối sứ và chày bọc cao su;

Sàng có đường kính lỗ 1mm;

Bếp cát;

Tủ sấy;

Nhiệt kế;

Nước cất;

Chén cân.

...

...

...

Từ mẫu trung bình lấy ra khoảng 100 - 200g đất đá phơi khô. Cho vào cối sứ dùng chày bọc cao su nghiền nhỏ rồi sàng qua sàng có kích thước lỗ lmm. Lấy phần qua sàng để đem thử. Cho vào hai chén cân, mỗi chén khoảng 30g đất đá nghiền sàng để thử độ ẩm như điều 4.1.2 của tiêu chuẩn này.

Dùng phễu cho khoảng 3g đất đá nghiền và sàng vào bình tỉ trọng có dung tích 100cm3 và đã biết trước khối lượng. Đem cân để tính ra khối lượng chính xác của mẫu thử (G0)

Đổ nước cất vào bình tỉ trọng chứa mẫu thử đến thể tích khoảng 30 – 50cm³, lắc đều rồi cho lên bếp cát đun sôi, để sôi trong 30 phút đối với đất sét cớ hạt thô, hoặc 60 phút đối với sét có hạt mịn. Khi đun sôi chú ý không được để nước trào lên miệng bình ra ngoài. Cẩn thận lấy nước cất đã đun sôi 1 giờ ở bình khác đổ vào bình tỉ trọng có mẫu đã đun sôi cho đến vạch. Sau đó làm lạnh huyền phù đền nhiệt độ phòng.

Đo nhiệt độ huyền phù đã làm lạnh chính xác đến 0,50C. Dùng ống nhỏ giọt lấy nước cất đã đun sôi và để nguội, nhỏ từng giọt vào bình chứa huyền phù cho mặt cong trong ống mao dẫn của nắp bình lên đến đúng vạch.

Dùng bông hoặc giấy lọc lan khô bình rồi đem cân bình có chứa huyền phù khối lượng (G₂).

Đổ huyền phù ra, rửa sạch bình rồi đổ nước cất đã đun sôi. Để nguội đến độ bằng nhiệt độ của huyền phù đền đúng vạch. Lại đem cân bình có nước cất được khối lượng (G₃).

4.8.3.4 Tính kết quả

Khối lượng của mẫu đất sét khô tuyệt đối (Gl) được tính bằng g, theo công thức:

...

...

...

W - Là độ ẩm tương đối của mẫu đất đem thử xác định theo điều 4.1.2, tính bằng %;

G₀ - Là khối lượng của mẫu đất đem thử tính bằng g.

Khối lượng riêng của hạt sét Js được tính bằng, g/cm³ theo công thức:

Trong đó:

G₁ - Khối lượng mẫu sét khô tuyệt đối đem thử, tính bằng g;

G₂ - Khối lượng của bình tỉ trọng có chứa huyền phù, tính bằng g;

G₃ - Khối lượng của bình tỉ trọng có chứa nước cất, tính bằng g

γ_n - Khối lượng riêng của nước cất ở nhiệt độ thử, tính bằng g/cm3

...

...

...

Khối lượng riêng của mẫu sét (ys)' được tính bằng g/cm3, theo công thức:

Trong đó:

G₁ - Khối lượng riêng của mẫu sét khô tuyệt đối đem thử, tính bằng g;

G₂ - Khối lượng của bình tỉ trọng có chứa dầu hoả và mẫu sét, tính bằng g;

G₃ - Khối lượng của bình tỉ trọng có chứa dầu hoả, tính bằng g;

γ_d - Khối lượng của dầu hoả, tính bằng g/cm3.

Khối lượng riêng của đất sét (Js) là trung bình cộng của hai phép thử song song.

4.8.4. Tính kết quả

...

...

...

Trong đó:

m_i - Khối lượng mỗi nhóm cỡ hạt trên sàng tương ứng, tính bằng g;

m - Khối lượng mẫu đem thử, tính bằng g;

4.8.4.2 Đường kính (d) của các hạt phân tích bằng tỉ trọng kế ứng với các thời gian đọc tương ứng được tính bằng mm, theo công thức:

Trong đó:

Hr - Cự li chìm lắng của các hạt kể từ bề mặt huyền phù đến trọng tâm của bền tỉ trọng kế ứng với số đọc đã hiệu chỉnh (HR là một đại lượng thay đổi và riêng biệt đối với từng số đọc trên tỉ trọng kí trọng kế.

n - Độ nhớt của nước cứng với nhiệt độ đọc (phụ lục 2);

...

...

...

Js - Khối lượng riêng của đất sét, g/cm³;

Jn - Khối lượng riêng của nước, yn = 1g/cm³ (phụ lục 3).

T - Thời gian chìm lắng của hạt sét kể từ lúc ngừng khuấy đến lúc đọc tính bằng giây.

4.8.4.3 Lượng phần trăm của các hạt có kích thước nhỏ hơn đường kính ( d) tính chính xác đến 0,1% theo công thức sau:

Trong đó:

R - Số đọc trên tỉ trọng kế đã được hiệu chỉnh (phụ lục 4);

γ_s- Khối lượng riêng của đất sét g/cm³;

γ_n - Khối lượng riêng của nước, Jn = 1g/cm³;

...

...

...

K - Tổng số phần trăm của các nhóm cơ hạt lớn hơn 0,5mm.

4.8.4.4 Các kết quả đọc đúợc ghi theo bảng 2.

Lượng phần trăm của các nhóm cỡ hạt là trung bình cộng số học của ba phép thử song song.

Bảng 2

Thời gian số đọc trên tỉ lệ trọng kế

Thời gian chìm lắng

Số đọc ở tỉ trọng kế

Nhiệt độ huyền phù, ⁰C

Hiệu chỉnh nhiệt độ

...

...

...

Cự li chìm lắng, cm

Đườn g kính hạt cm

Lượng hạt nhỏ hơn d, %

Kết quả xác định

Nhóm cỡ hạt

%

Ngày, giờ, phút

Giờ, phút

Rô

...

...

...

T=R+m

R₁= R₀ +C

Hr

d

x

d mm

%

Phụ lục 1

...

...

...

1. Hiệu chỉnh số dọc trên tỉ trọng kế

1.1. Lí do phải hiệu chỉnh

Tỉ trọng kế dùng để phân tích là tỉ trọng kế loại B có thang đo từ 0,995 đến 1,030 các vạch chia có giá trị 0,001 khi đọc các số đo được rút gọn bỏ bằng đơn vị và dịch chuyền về bên phải 3 chữ số.

Thí dụ số đo là 1,0114 được đọc là 11,4.

Tỷ trọng kế được chế tạo để chia theo đúng mép dưới của mặt cong, nhưng vì huyền phù không trong suốt nên phải đọc theo mép trên của mặt cong, do đó phải hiều chỉnh số đo chiều cao của mặt cong.

Tỷ trọng kế được chia độ theo mật độ dung dịch từ 20⁰C khi đó, nhiệt độ cản huyền phù khác ± 20⁰C.

1.2. Cách hiệu chỉnh

1.2.1. Khoảng cách chìm lắng Hr, tính bằng cm ứng với mỗi vạch chia trên tỉ trọng kế, xác định theo công thức:

...

...

...

N - Số vạch chia trên tỉ trọng kế kể từ vạch chia cuối cùng (thường là 1,030 đến 1,050) đến vạch chia l,000 đối với mỗi tỉ trọng kế có N xác định thường là 30 hoặc 50);

M - Số vạch chia trên tỉ trọng kế, kể từ vạch chia 1,000 đến mát huyền phù N bằng số đọc;

L - Chiều dài, tính bằng cm, từ vạch chia cuối cùng đến vạch chia 1,000 là số cố định đối với mỗi tỉ trọng kế;

S - Khoảng cách tính bằng cm, từ vạch chia cuối cùng (1,030 hoạc 1,050) đến trọng tâm của khối nước do bàn tỉ trọng kế chiếm chỗ.

b - Chiều cao dòng nước trong ống đo khi tì trọng kế chỉ xuống đến trọng tâm của khối nước tỉ trọng kế chiếm chỗ tính bằng cm.

Thường người ta làm sẵn biểu đồ quan hệ giữa Hr và M cho từng tỉ trọng kế và ống đo sử dụng trong phân tích được xác định theo công thức:

Trong đó:

V₀ - Thể tích của bấu tỉ trọng kế tính đến vạch chia cuối cùng (1,030 hoặc: 1,050) tính bằng cm³;

...

...

...

1.2.2. Cách xác định V₀

Đổ 900 ± 920cm³, nhưng chiếm tỉ trọng kế đến vạch cuối cùng ( 1,030 hoặc 1,050) đọc độ dâng của mức nước. Hiệu quả mức nước khi đó với mức nước khi chưa nhúng tỉ trọng kế chính là V₀).

1.2.3. Cách xác định (s)

Đổ 900 cm3 nước cất có nhiệt độ 20⁰C vào ống đo dùng để phân tích hạt. Nhúng tỉ trọng kế đến đúng 1/2 thể tích bầu (V_o).

Đo khoảng cách bằng cm từ vạch chia cuối cùng đến mức nước này ta được khoảng cách s.

1.2.4. Xác định chỉ số (0) (hiệu chỉnh độ khác) của tỉ trọng kế như sau:

Đổ đầy nước cất ở +20⁰C vào một ống đo nhúng tỉ trọng kế vào nước, đọc số mật độ của nước, số đọc được là mật độ đơn vị. Hiệu giữa vạch chia trên thang và số đọc được lúc đó là số hiệu chỉnh chỉ số 0 của tỉ trọng kế.

1.2.5. Xác định chiều cao mặt cong

Thả tỉ trọng kế vào ống đo đựng đầy nước cất ở nhiệt độ +20⁰C. Đọc các số đo theo mép dưới và mép trên mặt cong. Hiệu quả các số đọc là số hiệu chỉnh chiều cao mặt cong.

...

...

...

1.2.6. Hiệu chỉnh về chất phân tán.

Đổ 950 cm³ nước cất vào một ống đo, thả tỉ trọng kế vào và đọc số đo theo mép trên của mặt cong 2 lần hiệu chỉnh số đọc lần 2 và số đọc lần một chính là số hiệu chỉnh về chất phân tán.

2. Quy tắc dùng toán đồ

2.1. Toán đồ để xác định đường kính hạt được thành lập theo công thức S tốc gồm có 7 thang kí hiệu như sau:

Thang 1: Cho γ_s là khối lượng riêng của đất

Thang 2: Cho t là nhiệt độ của huyền phù;

Thang 3: Cho A.10³ là thừa số 4 trong biểu thức dưới căn của công thức S tốc nhân với 10;

Thang 7: Cho d là đường kính hạt đất, mm ,

Thang 6: Cho v là tốc độ rơi của hạt đất trong chất lỏng (cm/s);

...

...

...

Thang 4: Cho R.

2.2. Cách sử dụng

Đặt thước thẳng lên thang 1 và 2 tại các điểm ứng với khối lượng riêng của đất và nhiệt độ của huyền phù (t0C). Tìm giao điểm của đường thẳng thước với thang 3 ta có giá trị của 1 x 103.

Đặt thước thẳng lên thang 4 và 5 tại các điểm ứng với khoảng cách chìm lắng (Hr) và thời gian đọc (T) tìm giao điểm của đường thẳng thước với thang 6 ta có giá trị của tốc độ rơi (v).

Kẻ một đường thẳng nối các điểm tìm được trên các thang 3 (A.10³) và thang 6 (v). Tìm giao điểm của đường thẳng ấy với thang 7 ta có giá trị của đường kính hạt (d) phải tìm.

Phụ lục 2

Hệ số nhớt (γ) của nước ứng với nhiệt độ từ 1 đến 40⁰C

Nhiệt độ ⁰C

Hệ số nhớt của nước

...

...

...

11

12

13

14

15

16

17

18

19

...

...

...

21

22

23

24

25

0,01308

0,01272

0,01236

0,01208

...

...

...

0,01140

0,01111

0,01086

0,01056

0,01050

0,01005

0,00981

0,00958

0,00956

...

...

...

0,00894

Nhiệt độ ⁰C

Hệ số nhớt của n|ớc

26

27

28

29

...

...

...

31

32

33

34

35

36

37

38

39

...

...

...

0,00874

0,00854

0,00836

0,00818

0,00801

0,00784

0,00768

0,00752

0,00737

...

...

...

0,00718

0,00695

0,00601

0,00608

0,00656

Phụ lục 3

Khối lượng riêng của nước cất ở các nhiệt độ khác nhau

...

...

...

0

1

2

3

4

5

6

7

8

...

...

...

0

20

30

40

0,99973

0,99823

0,99568

0,9922

0,99963

...

...

...

0,9954

0,9919

0,99952

0,99780

0,9951

0,9911

0,99940

0,99757

0,9947

...

...

...

0,99927

0,99707

0,9944

0,9902

0,99933

0,99707

0,9941

0,9898

0,99897

...

...

...

0.9937

0,9894

0,99380

0,99654

0,9334

0,9894

0,99962

0,99626

0,9930

...

...

...

0,99843

0,99597

0,9926

0,9885

Phụ lục 4

Trị số hiệu chỉnh độ cho số đọc trên tỉ trọng kế

Nhiệt độ của huyền phù, 0C

Số hiệu chỉnh

...

...

...

Số hiệu chỉnh

10,0

10,5

11,0

11,5

12,0

12,5

13,0

13,5

...

...

...

14,5

15,0

15,5

16,0

16,6

17,0

17,5

18,0

18,3

...

...

...

19,5

20,0

-1,2

-1,2

-1,2

-1,1

-1,1

-1,0

-1,0

...

...

...

-0,9

-0,8

-0,8

-0,7

-0,6

-0,6

-0,5

-0,4

-0,3

...

...

...

-0,2

-0,1

-0,0

20,5

21,0

21,5

22,0

22,5

23,0

...

...

...

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

...

...

...

29,0

29,5

30,0

+0,1

+0,2

+0,3

+0,4

+0,5

+0,6

...

...

...

+0,8

+0,9

+1,0

+1,1

+1,3

+1,4

+1,5

+1,6

+1,8

...

...

...

+2,1

+2,2

+2,3

MỤC LỤC VĂN BẢN

In mục lục

Văn bản này chưa cập nhật nội dung Tiếng Anh