TCVN 14135-5:2024 xác định thành phần hạt của cốt liệu bằng phương pháp sàng vật liệu đã sấy khô

Cốt liệu là các vật liệu rời nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo có thành phần hạt xác định, khi nhào trộn với xi măng và nước, tạo thành bê tông hoặc vữa. Theo kích thước hạt, cốt liệu được phân ra cốt liệu nhỏ và cốt liệu lớn. Do đó, thử nghiệm cốt liệu là một loạt các hoạt động kiểm tra để thực hiện đánh giá chất lượng của cốt liệu qua các phép thử về tính chất cơ lý và hóa.

Khi đã thực hiện thử nghiệm cốt liệu sẽ biết được là cốt liệu đang dùng có đặc điểm gì, dùng vào mục đích gì là tối ưu nhất, hay là cốt liệu đang sử dụng có nằm trong vùng cốt liệu vô hại hay không, có nằm trong giới hạn cho phép hay không. Việc sử dụng cát và đá dăm để xây dựng có đảm bảo độ bền của công trình theo năm tháng hoặc độ bền của công trình có theo như dự định, kế hoạch của chính bản thân mình, nhà đầu tư,…

Tuy nhiên, để đảm bảo chính xác các phép thử này nên được thực hiện theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14135-5:2024 về cốt liệu dùng trong xây dựng đường bộ – phương pháp thử – xác định thành phần hạt bằng phương pháp sàng khô do Bộ Khoa học và Công nghệ công bố nhằm xác định thành phần hạt của cốt liệu bằng phương pháp sàng vật liệu đã sấy khô.

Tiêu chuẩn cũng hướng dẫn việc xác định thành phần hạt của cốt liệu thu được sau khi tách chiết nhựa khỏi hỗn hợp nhựa theo AASHTO T30 (phân tích cơ học đối với cốt liệu tách chiết). Tiêu chuẩn được dùng trong xây dựng đường bộ và có thể áp dụng trong các lĩnh vực xây dựng khác. 

Tiêu chuẩn này có thể liên quan đến các vật liệu, hoạt động và thiết bị nguy hiểm. Tiêu chuẩn không nhằm giải quyết mọi lo ngại về an toàn gắn với việc sử dụng tiêu chuẩn. Việc thiết lập và áp dụng các thực hành sức khỏe và an toàn thuộc trách nhiệm của những người sử dụng tiêu chuẩn này.

Lấy mẫu xác định thành phần hạt cốt liệu bằng phương pháp sàng khô nên tuân theo tiêu chuẩn. Ảnh minh họa

Chất lượng kết quả thí nghiệm theo tiêu chuẩn này phụ thuộc mức độ thành thạo của người thí nghiệm cũng như năng lực, công tác hiệu chuẩn và bảo dưỡng của thiết bị sử dụng. Các đơn vị thí nghiệm đáp ứng yêu cầu tại AASHTO R18 (thiết lập và áp dụng hệ thống quản lý chất lượng đối với các phòng thí nghiệm vật liệu xây dựng) được xem là có đủ năng lực thực hiện.

Khi áp dụng tiêu chuẩn này cần lưu ý việc tuân thủ AASHTO R18 không đảm bảo các kết quả có độ tin cậy tuyệt đối. Độ tin cậy phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Tuân thủ AASHTO R18 và các hướng dẫn được chấp nhận tương tự cung cấp công cụ đánh giá và kiểm soát các yếu tố đó.

Theo đó quy định chung về mẫu vật liệu được sấy khô cần xác định khối lượng, sàng qua một loạt các sàng có lỗ sàng nhỏ dần để xác định phân bố thành phần hạt.  Phương pháp này được sử dụng chủ yếu để xác định cấp phối cốt liệu. Các kết quả được sử dụng để xác định sự phù hợp của cấp phối hạt với các yêu cầu chỉ dẫn kỹ thuật và cung cấp dữ liệu cần thiết cho việc kiểm soát sản phẩm cốt liệu các loại cũng như các hỗn hợp sử dụng cốt liệu.

Dữ liệu cũng có ích trong xây dựng các mối tương quan liên quan đến độ rỗng và sự lấp đầy. Việc xác định chính xác lượng vật liệu nhỏ hơn 75μm (lọt sàng No. 200) không thể đạt được khi sử dụng một mình phương pháp này. Cần phải sử dụng kết hợp với TCVN 14135-4 : 2024.

Về sử dụng thiết bị và dụng cụ tiêu chuẩn hướng dẫn nên sử dụng cân phù hợp với khối lượng vật liệu đem cân, độ nhạy tối thiểu 0,1 % khối lượng mẫu vật liệu đem cân. Cân thỏa mãn yêu cầu AASHTO M231. 

Sử dụng bộ sàng lỗ vuông tuân thủ yêu cầu ASTM E11-4. Máy sàng lắc bằng thiết bị sàng tự động, nếu được sử dụng phải tạo ra chuyển động các sàng làm cho các hạt nảy, nhào lộn và xoay hướng khi tiếp xúc mặt sàng. Máy sàng phải đáp ứng điều kiện đánh giá thời gian sàng quy định trong khoảng thời gian hợp lý (không quá 10 phút). Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ, có khả năng duy trì nhiệt độ trong tủ ở mức (110 ± 5) °C để sấy khô mẫu.

Khi lấy mẫu tại hiện trường nên tuân theo tiêu chuẩn AASHTO R90 (lấy mẫu cốt liệu). Khối lượng mẫu hoặc theo quy định AASHTO R90 hoặc gấp bốn lần khối lượng yêu cầu tùy thuộc vào giá trị nào lớn hơn.

Tiến hành bằng cách trộn kỹ mẫu và rút gọn mẫu theo AASHTO R 76 (rút gọn mẫu cốt liệu đến kích cỡ mẫu thử nghiệm) đến khối lượng thí nghiệm phù hợp. Nếu không tiến hành xác định lượng lot sàng 75μm bằng phương pháp rửa theo TCVN 14135-4 : 2024 trên cùng mẫu thí nghiệm, sấy khô mẫu đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ (110 ± 5) °C và xác định khối lượng mẫu khô chính xác tới 0,1 %.

Việc tính toán kết quả bằng cách tính tỷ lệ phần trăm lọt sàng, tỷ lệ phần trăm sót tích lũy trên từng sàng hoặc tỷ lệ phần trăm các nhóm hạt khác nhau chính xác tới 0,1 % theo khối lượng mẫu khô ban đầu. Nếu mẫu vật liệu được thí nghiệm theo TCVN 14135-4 : 2024 trước, cộng khối lượng vật liệu lọt sàng 75 μm bằng phương pháp rửa với khối lượng vật liệu lọt sàng 75 μm trong thí nghiệm này, khối lượng mẫu vật liệu sấy khô trước khi thí nghiệm theo TCVN 14135-4 : 2024 được sử dụng làm cơ sở để tính toán mọi tỷ lệ phần trăm.

Khi các phần mẫu được thí nghiệm cộng khối lượng phần mẫu trên từng cỡ sàng, sử dụng khối lượng này để tính tỷ lệ phần trăm như quy định. Tính mô đun độ mịn khi được yêu cầu bằng cách cộng tổng tỷ lệ phần trăm tích lũy trên các sàng 150 μm, 300 μm, 600 μm, 1,18 mm, 2,36 mm, 4,75 mm, 9,5 mm, 19 mm, 37,5 mm và lớn hơn với cỡ lỗ sàng gấp đôi so với cỡ lỗ sàng liền trước. Lấy tổng tỷ lệ phần trăm tích lũy tính được chia cho một trăm.

Yêu cầu khi báo cáo thí nghiệm phải bao gồm tối thiểu các thông tin tên công trình, hạng mục công trình; Số hiệu mẫu, vị trí lấy mẫu; Tên cơ quan và phòng thí nghiệm; Tỷ lệ phần trăm vật liệu lọt qua từng sàng; Tỷ lệ phần trăm sót tích lũy trên từng sàng; Tỷ lệ phần trăm sót riêng trên từng sàng; Viện dẫn tiêu chuẩn này. 

Báo cáo tỷ lệ phần trăm làm tròn tới số nguyên gần nhất ngoại trừ tỷ lệ lọt sàng 75 μm dưới 10 % sẽ được làm tròn tới 0,1 %. Báo cáo mô đun độ mịn khi có yêu cầu, làm tròn tới 0,01.

An Dương