TCVN 13900:2023 hướng dẫn yêu cầu kỹ thuật khi lấy mẫu hỗn hợp nhựa để thử nghiệm

Hỗn hợp nhựa bao gồm hỗn hợp cốt liệu (cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ, có hoặc không có bột khoáng) có thành phần cấp phối liên tục, cấp phối gián đoạn, cấp phối hở hoặc cấp phối bán hở, nhựa đường và phụ gia (nếu có) theo tỷ lệ xác định, được trộn đều với nhau ở nhiệt độ thích hợp. 

Để có hỗn hợp nhựa tốt yêu cầu cốt liệu phải là vật liệu sạch và bền, không chứa bất kỳ hóa chất hoặc lớp phủ nào có thể làm xấu đến sản phẩm tạo ra. Nhưng để đảm bảo được các yêu cầu này thì trong quá trình lấy mẫu thử nghiệm, vận chuyển mẫu nên tuân theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13900:2023 Hỗn hợp nhựa – Lấy mẫu do Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Tiêu chuẩn này hướng dẫn quy trình lấy mẫu hỗn hợp nhựa tại nơi sản xuất, nơi lưu trữ, trong quá trình vận chuyển hoặc tại hiện trường. Mẫu được lấy theo TCVN 13900:2023 được coi là mẫu đại diện, được sử dụng cho các thử nghiệm để xác định sự phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật của hỗn hợp nhựa.

Phần vật liệu đủ lớn dùng cho thử nghiệm sao cho kết quả thử nghiệm phản ánh được chất lượng trung bình của một mẻ trộn hoặc một phần của lô vật liệu. Mẫu có được từ một phần mẫu hoặc được gộp lại từ nhiều phần mẫu.

Quy trình lấy mẫu hỗn hợp nhựa nên tuân theo tiêu chuẩn để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật. Ảnh minh họa

Phần vật liệu dùng để thử nghiệm, được lấy ra từ mẫu theo trình tự rút gọn mẫu (chia mẫu) quy định để đảm bảo tính đại diện cho mẫu. Việc lấy mẫu cũng quan trọng như công tác thử nghiệm. Do đó cần quan tâm đến việc lấy mẫu để lấy được mẫu đại diện cho vật liệu. Quá trình lấy mẫu cần tránh làm mẫu bị phân tầng và lẫn tạp chất.

Yêu cầu đối với việc lấy mẫu, TCVN 13900:2023 đề cập đến việc lấy mẫu ở các vị trí khác nhau, theo các trình tự khác nhau, do vậy cần lưu ý để việc lấy mẫu được thực hiện theo đúng yêu cầu. Việc lấy mẫu hỗn hợp nhựa sau khi đầm nén được thực hiện theo AASHTO R67 (lấy mẫu hỗn hợp nhựa sau đầm nén).

Yêu cầu về dụng cụ đựng mẫu có thể là hộp giấy các tông, thùng kim loại, xô kim loại, chậu thép không gỉ, chảo thép không gỉ hoặc các loại dụng cụ khác được chấp thuận. Hệ thống lấy mẫu cơ học thiết bị được gắn cố định, cho phép ngăn chứa mẫu vuông góc với toàn bộ dòng vật liệu hoặc chuyển toàn bộ dòng vật liệu vào dụng cụ đựng mẫu bằng phương pháp thủ công hoặc bằng hệ thống thủy lực hoặc khí nén. Xẻng lấy mẫu bằng kim loại hoặc thiết bị khác, có lưỡi xúc bằng kim loại, đầu vuông và rộng ít nhất 125 mm.

Khuôn lấy mẫu trên băng tải được liên kết với nhau hoặc tách rời nhau, có hình dạng và chiều rộng bằng với băng tải vận chuyển hỗn hợp nhựa. Nếu hai khuôn được liên kết với nhau thì khoảng trống giữa hai khuôn phải đủ để lấy được các phần mẫu theo yêu cầu.

Tấm lấy mẫu phải là tấm kim loại dày, có kích thước phù hợp với khối lượng mẫu cần lấy, các góc tấm có lỗ tròn đường kính 6 mm. Có một dây kim loại gắn vào một góc tấm, chiều dài của dây phải lớn hơn khoảng cách từ vị trí tâm máy rải đến đầu ngoài cùng ở vị trí xa nhất của guồng xoắn máy rải.

Thiết bị lấy mẫu dạng khuôn phải được làm bằng kim loại dạng hình chữ nhật hoặc hình vuông có kích thước phù hợp với khối lượng mẫu cần lấy và phải nhỏ hơn tấm lấy mẫu tối thiểu 50 mm khi sử dụng đồng thời hai dụng cụ này để lấy mẫu.

Chất chống dính dùng để bôi lên các dụng cụ lấy mẫu để hỗn hợp nhựa không dính vào dụng cụ lấy mẫu. Vật liệu này không được chứa các dung môi hoặc các sản phẩm gốc dầu mỏ có thể ảnh hưởng đến các tính chất của nhựa đường.

Về quy trình lấy mẫu, TCVN 13900:2023 hướng dẫn nên kiểm tra vật liệu để xác định độ đồng nhất. Chọn các vị trí lấy mẫu theo quy trình lấy mẫu ngẫu nhiên hoặc theo quy trình lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng theo AASHTO R10 ((Định nghĩa các thuật ngữ liên quan đến chất lượng và thống kê sử dụng trong xây dựng đường bộ) hoặc theo các quy định khác. Chọn tối thiểu 03 vị trí lấy mẫu đại diện cho vật liệu lấy mẫu. Tránh để mẫu bị nhiễm bẩn hoặc lẫn các tạp chất lạ khác. Khối lượng mẫu cần lấy phụ thuộc vào số lượng các phép thử sẽ được thực hiện. Cần lấy đủ khối lượng mẫu cho tất cả các phép thử.

Dụng cụ đựng mẫu phải sạch và khô. Sử dụng hộp bằng giấy các tông, hộp kim loại để đựng các mẫu hỗn hợp nhựa có cấp phối chặt. Sử dụng các chậu kim loại hoặc chảo kim loại không gỉ để đựng các mẫu hỗn hợp nhựa nóng cấp phối hở. Để nguội hỗn hợp nhựa cấp phối hở cho đến khi nhựa đường không thể chảy khỏi bề mặt cốt liệu trước khi cho mẫu vào trong dụng cụ đựng mẫu làm bằng các loại vật liệu có khả năng hấp thụ.

Các dụng cụ lấy mẫu gắn cố định (hệ thống lấy mẫu cơ học) cho phép một khay lấy mẫu đi qua vuông góc với toàn bộ dòng chảy hỗn hợp nhựa. Hệ thống lấy mẫu này được điều khiển bằng thủy lực hoặc khí nén, cho phép khay lấy mẫu đi qua dòng hỗn hợp nhựa hai lần, một lần theo mỗi hướng mà mẫu không tràn ra khỏi khay. Dụng cụ lấy mẫu cũng có thể chuyển toàn bộ dòng hỗn hợp nhựa vào khay lấy mẫu.

Không lấy mẫu tại thời điểm bắt đầu hoặc kết thúc quá trình sản xuất hỗn hợp nhựa do tại các thời điểm này hỗn hợp nhựa có thể bị phân tầng, không đồng đều. Cần lưu ý các hạt nhỏ có thể dính vào băng tải. Đặt khuôn lấy mẫu hỗn hợp nhựa trên băng tải, tránh sự xâm nhập của vật liệu lân cận.

Lấy hỗn hợp nhựa ra khỏi khuôn lấy mẫu, bao gồm tất cả các hạt nhỏ, và cho vào dụng cụ đựng mẫu. Nếu một phần mẫu không đủ khối lượng cho mẫu thì tiến hành lấy một số phần mẫu sao cho đủ khối lượng mẫu. Kết hợp các phần mẫu để có được một mẫu với khối lượng yêu cầu.

Lấy mẫu từ xe vận chuyển nên dùng mắt ước lượng, chia thùng xe chở hỗn hợp nhựa thành 3 hoặc 4 khu vực tương đương nhau để lấy mẫu. Tại mỗi khu vực lấy mẫu, gạt bỏ lớp hỗn hợp nhựa trên cùng với chiều dầy khoảng 0,15 m đến 0,3 m; sau đó lấy phần mẫu trên bề mặt hỗn hợp còn lại. Kết hợp các phần mẫu để có được một mẫu với khối lượng yêu cầu.

Lấy mẫu tại hiện trường ngay dưới vị trí đầu ngoài guồng xoắn của máy rải. Sử dụng xẻng có đầu vuông để lấy mẫu tại vị trí đầu ngoài của guồng xoắn. Đặt xẻng phía trước phần kéo dài của guồng xoắn sao cho lưỡi xẻng nằm trên bề mặt sẽ được rải hỗn hợp nhựa. Cho hỗn hợp ở mặt trước của guồng xoắn chảy lên xẻng, lấy xẻng ra trước khi guồng xoắn chạm tới bằng cách nâng thẳng đứng hết mức có thể. Cho hỗn hợp nhựa vào dụng cụ đựng mẫu. Kết hợp các phần mẫu để có được một mẫu với khối lượng yêu cầu.

Lấy một mẫu đại điện từ một luống vật liệu do một đơn vị vận chuyển rải xuống đường. Không lấy mẫu tại vị trí đầu và cuối luống vật liệu. Dùng mắt ước lượng và chia luống vật liệu thành 3 khu vực tương đương nhau để lấy mẫu. Tại mỗi khu vực lấy mẫu, gạt bỏ lớp hỗn hợp nhựa trên cùng với chiều dầy khoảng 0,3 m (xem Hình 1). Lấy các phần mẫu bằng cách dùng xẻng ấn sâu vào đống hỗn hợp nhựa, lưỡi xẻng càng vuông góc với bề mặt lớp hỗn hợp nhựa càng tốt. Cho các phần mẫu vào dụng cụ đựng mẫu. Kết hợp các phần mẫu để có được một mẫu với khối lượng yêu cầu.

Việc lấy mẫu được thực hiện ngay phía sau máy rải hỗn hợp nhựa, trước khi lu lèn sơ bộ. Để đảm bảo an toàn cho việc lấy mẫu, máy lu phải đảm bảo cách xa vị trí lấy mẫu tối thiểu là 3 m và sau khi lấy mẫu, vị trí lấy mẫu đã được lấp đầy bằng hỗn hợp nhựa.

Phương pháp sử dụng tấm lấy mẫu bằng cách đặt tấm lấy mẫu trên bề mặt lớp vật liệu phía dưới trước khi rải lớp hỗn hợp nhựa. An toàn nhất là dừng dây truyền rải hỗn hợp nhựa khi đặt tấm lấy mẫu trên bề mặt lớp vật liệu phía dưới. Trong trường hợp không thực hiện được yêu cầu này, cần thực hiện các nguyên tắc an toàn sau:

Việc đặt tấm lấy mẫu phải thực hiện trước máy rải ít nhất 3 m. Người đặt tấm lấy mẫu phải nhìn và giữ liên lạc với người điều khiển máy rải, trong trường hợp không thực hiện được yêu cầu này một cách liên tục thì phải có người thứ 3 giữ mối liên lạc này; Người lấy mẫu không được thực hiện công việc lấy mẫu giữa máy rải và xe tải vận chuyển hỗn hợp nhựa ngoại trừ trường hợp xe tải đã di chuyển về phía trước, trong trường hợp này thì vẫn phải cách xa phía sau xe tải ít nhất 3 m; Nếu việc lấy mẫu không an toàn, cần phải dừng việc lấy mẫu cho đến khi an toàn hoặc dừng hệ thống rải khi đặt tấm lấy mẫu; Cần làm sạch vật liệu rơi vãi trước máy rải ít nhất 0,5 m; Đặt tấm lấy mẫu xuống sao cho đường chéo tấm trùng với hướng di chuyển của máy rải, giữ cho tấm phẳng và chắc chắn trên bề mặt lớp phía dưới.

Phương pháp không sử dụng tấm lấy mẫu thì sau khi máy rải hỗn hợp đi qua vị trí lấy mẫu, đặt khuôn lấy mẫu lên bề mặt hỗn hợp nhựa vừa rải. Dùng tay ấn khuôn lấy mẫu cắt qua lớp hỗn hợp nhựa mới rải cho đến khi chạm bề mặt đường phía dưới. Dùng xẻng nhỏ có đầu lưỡi vuông hoặc thìa hoặc cả hai cẩn thận đào lấy hết hỗn hợp nhựa có trong khuôn lấy mẫu cho vào dụng cụ đựng mẫu. Lưu ý tránh lấy lẫn vật liệu lớp dính bám, thấm bám và vật liệu của lớp dưới. Tháo lấy khuôn lấy mẫu lên khỏi mặt đường. Sử dụng hỗn hợp nhựa lấp đầy vị trí vừa lấy mẫu trước khi tiến hành công tác lu lèn.

Lấy mẫu từ phễu chứa vật liệu của máy rải hỗn hợp cần được đổ đầy trong phễu chứa. Dừng máy rải và hãm phanh hoặc tắt động cơ máy rải. Di chuyển xe tải chờ hỗn hợp nhựa về phía trước cách máy rải ít nhất 10 m, tắt động cơ hoặc phải chèn bánh sau. Gạt bỏ lớp hỗn hợp nhựa phía trên với chiều dầy khoảng từ 0,15 m đến 0,2 m ở khoảng 1/3 giữa phễu chứa. Không lấy mẫu ở phạm vi 0,45 m tính từ các thành bên của phễu chứa. Cắt xén mặt trước của khu vực lấy mẫu để tạo thành vách thẳng đứng với chiều cao khoảng từ 0,2 m đến 0,3 m. Ấn xẻng vào bề mặt vách thẳng đứng để lấy mẫu, lấy đầy xẻng mẫu nhưng tránh để tràn.

Lấy mẫu tại kho lưu trữ nên gạt bỏ lớp hỗn hợp trên cùng với chiều dầy ít nhất 0,1 m; hỗn hợp nhựa trong kho lưu trữ có thể có lớp ngoài cùng bị ô xi hóa. Lấy mẫu từ đống mẫu nhỏ được tạo bởi máy xúc lật. Hướng dẫn người vận hành máy xúc lật tiến vào kho lưu trữ với gầu xúc cao hơn bề mặt đất ít nhất 0,3 m và không làm bẩn kho lưu trữ. Xúc lấy một gầu hỗn hợp nhựa. Lưu ý không được xúc lẫn vật liệu phía dưới đống mẫu (nếu sàn kho lưu trữ là vật liệu rời), khi lấy mẫu lên cần nhẹ nhàng để mẫu không bị rơi khỏi xẻng. Kết hợp các phần mẫu để có được mẫu với khối lượng yêu cầu.

Lấy mẫu trên mặt đống hỗn hợp trong kho lưu trữ nên sử dụng xẻng hoặc máy xúc lật (nếu có thể) để tạo thành 3 bậc tam cấp tại các vị trí gần đỉnh đống, giữa đống và gần chân đống hỗn hợp nhựa. Đặt một tấm ván thẳng đứng sát vách của bậc tam cấp sẽ lấy mẫu để khi lấy mẫu, hỗn hợp nhựa không bị đổ (chảy xuống). Gạt tạo phẳng bề mặt nằm ngang tại vị trí sẽ lấy mẫu. Lấy mẫu trên bề mặt nằm ngang tại vị trí càng sát vách đứng càng tốt. Lấy ít nhất một phần mẫu trên bề mặt nằm ngang của các bậc tam cấp. Kết hợp các phần mẫu để tạo thành một mẫu với khối lượng yêu cầu.

Khi vận chuyển, mẫu được đựng trong các dụng cụ đựng mẫu để tránh bị mất mát, nhiễm bẩn hoặc hư hỏng do những sai xót trong quá trình vận chuyển. Nếu cần, các dụng cụ đựng mẫu cũng phải giảm thiểu thất thoát nhiệt. Mỗi mẫu sẽ có một nhãn dán nhận dạng riêng với các thông tin tối thiểu sau: Thời điểm lấy mẫu (ngày, giờ); Người lấy mẫu, đơn vị cung cấp hỗn hợp nhựa; Vị trí lấy mẫu (số lô, nếu mẫu lấy tại công trường thì phải ghi rõ lý trình và vị trí mẫu trên mặt đường, tùy theo điều kiện nào có thể áp dụng được); Mục đích sử dụng mẫu.

An Dương