Đánh giá chất lượng các mỏ đá trên địa bàn tỉnh khánh hòa ảnh hưởng đến cường độ bê tông

TÓM TẮT: Chất lượng của thành phần cốt liệu chủ yếu để sản xuất bê tông ảnh hưởng rất lớn đến cường độ bê tông, trong đó có đá dăm.Tỉnh Khánh Hòa là địa phương có nguồn đá phục vụ xây d

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN XUÂN HÒA

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÁC MỎ ĐÁ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH KHÁNH HÒA ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình Dân dụng và Công nghiệp

Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRƯƠNG HOÀI CHÍNH

Đà Nẵng, Năm 2018

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác

Tác giả luận văn:

Nguyễn Xuân Hòa

TRANG BÌA

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài: 1

2 Mục đích nghiên cứu: 1

3 Mục tiêu nghiên cứu: 1

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 1

5 Phương pháp nghiên cứu: 2

6 Cơ sở khoa học và thực tiễn: 2

7 Kết quả đạt được và vấn đề còn tồn tại: 2

8 Cấu trúc luận văn: 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐÁ DĂM VÀ BÊ TÔNG 4

1.1 Tổng quan về đá xây dựng tại tỉnh Khánh Hòa 4

1.2 Tính chất cơ lý của đá dăm dùng trong bê tông 8

1.2.1 Chức năng của đá dăm: 8

1.2.2 Một số chỉ tiêu của đá dăm: 8

1.3 Tính chất cơ lý của bê tông 9

1.3.1 Chức năng của bê tông: 9

1.3.2 Phân loại bê tông: 10

1.3.3 Phạm vi ứng dụng 11

1.3.4 Thành phần của bê tông: 12

1.4 Cường độ của bê tông: 13

Kết luận chương 2: 13

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐÁ DĂM VÀ CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG BẰNG THỰC NGHIỆM 14

2.1 Các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm: 14

2.1.1 Lấy mẫu thử: 14

2.1.2 Xác định thành phần hạt: 15

2.1.3 Xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích: 18

2.1.4 Xác định khối lượng thể tích xốp và độ rỗng: 23

2.1.5 Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét trong cốt liệu: 25

2.1.8 Xác định độ hao mòn khi va đập của cốt liệu lớn trong máy Los Angeles: 31

2.1.9 Xác định hàm lượng hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn: 34

2.2 Cách xác định cường độ bê tông bằng phương pháp thực nghiệm: 36

2.2.1 Khái niệm về cường độ của bê tông: 36

2.2.2 Nội dung phương pháp thí nghiệm xác định cường độ: 37

Kết luận chương 2: 38

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA ĐÁ ĐẾN CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG 39

3.1 Mục đích: 39

3.2 Kết quả thí nghiệm cốt liệu và mẫu thí nghiệm bê tông: 41

3.2.1 Thành phần cấp phối đá: tại 3 mỏ khác nhau 41

3.2.2 Thành phần cấp phối liên quan: 48

3.2.3 Tỷ lệ cấp phối: 52

3.2.4 Quá trình đúc mẫu: 56

3.2.5 Quy trình thí nghiệm bê tông: 58

3.2.6 Thiết bị thí nghiệm 59

3.3 Kết quả thí nghiệm: 60

3.3.1 Công thức tính toán: 60

3.3.2 Kết quả thí nghiệm: 60

3.4 Tổng hợp và nhận xét về kết quả thí nghiệm: 71

3.4.1 Kết quả các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm: 71

3.4.2 Kết quả mẫu nén bê tông tại 3 mỏ Bồ Đà- Núi Sầm- Hòn thị 72

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)

BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN

KHÁNH HÒA ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG Học viên: NGUYỄN XUÂN HÒA

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Mã số: 60.58.02.08 - Khóa: K33 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tên đề tài: Quality evaluation of stonequarry in Khanh Hoa province affects the concrete strength

TÓM TẮT:

Chất lượng của thành phần cốt liệu chủ yếu để sản xuất bê tông ảnh hưởng rất lớn đến cường độ bê tông, trong đó có đá dăm.Tỉnh Khánh Hòa là địa phương có nguồn đá phục vụ xây dựng dồi dào, chất lượng tốt và đồng đều Các nghiên cứu thực nghiệm quan hệ giữa chất lượng đá và cường độ bê tông tại các địa phương ở Việt Nam còn khá hạn chế Trên cơ sở nghiên cứu tính chất cơ lý của đá dăm tại 3 mỏ đá điển hình (mỏ đá Hòn Thị- Diên Khánh,

mỏ đá Bồ Đà- Vạn Ninh, mỏ đá Núi Sầm- Ninh hòa) tỉnh Khánh Hòa tiến hành đúc mẫu thí nghiệm bê tông với ba cấp bền B20, 22.5 và 27.5 Thí nghiệm xác định cường độ bê tông ở 3,7,14 và 28 ngày tuổi của 3 nhóm mẫu (mỗi nhóm 6 viên) để đánh giá ảnh hưởng của chất lượng đá đến cường độ bê tông Kết quả số liệu thí nghiệm thực tế cung cấp cơ sở để tham khảo và sử dụng tiết kiệm, hợp lý hơn nguồn đá xây dựng trong công tác thiết kế và thi công xây dựng tại tỉnh Khánh Hòa

Từ khóa: Đá dăm; Bê tông; Cường độ bê tông; Cấp phối; Tính chất cơ lý

ABSTRACT:

The quality of the main aggregates for concrete production greatly affects the concrete strength, including crushed stone Khanh Hoa province has abundant sources of good quality stone for construction Empirical studies on the relationship between stone quality and concrete strength in localities in Vietnam are still limited Based on the study of the mechanical properties of stone at three typical quarries (Hon Thi - Dien Khanh, Bo Da - Van Ninh, Nui Sam - Ninh Hoa) in Khanh Hoa province, concrete samples with three classes

of concrete strength of B20, 22.5 and 27.5 are casted Concrete strength was tested at 3, 7, 14 and 28 days for 3 groups (6 samples for one group) to evaluate the effect of stone quality on concrete strength The results of the actual test data will provide the basis to refer and use construction stone more economical and reasonalbe in the design and construction work in Khanh Hoa province

Keywords: Crushed stone; Concrete; Concrete strength; Mixture; Mechanical properties

ASTM: Tiêu chuẩn Mỹ

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

Rb: Cường độ của bê tông

Rk: Cường độ chịu kéo của bê tông

Rn: Cường độ chịu nén của bê tông

Ru: Cường độ chịu uốn của bê tông

Số

1.1 Tính chất cơ lý trung bình của đá xây dựng trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa 6 1.2 Tiềm năng khoáng sản sản xuất đá xây dựng trên địa bàn tỉnh Khánh

2.1 Kích thước lỗ sàng tiêu chuẩn dùng để xác định thành phần hạt của cốt

2.2 Khối lượng mẫu thử tuỳ thuộc vào kích thước lớn nhấtcủa hạt cốt liệu 16

2.4 Kích thước của thùng đong phụ thuộc vào kích thước hạt lớn nhất của

3.13 Bảng kết quả tính toán cấp phối bê tông với mỏ đá: Bồ Đà, Núi Sầm,

Sầm – Hòn Thị

Số

3.12 Biểu đồ sử dụng cấp phối của bê tông có cấp độ bền B20 theo

3.13 Biểu đồ sử dụng cấp phối của bê tông có cấp độ bềnB22,5theo

3.14 Biểu đồ sử dụng cấp phối của bê tông có cấp độ bềnB27,5 theo

3.15 Biểu đồ so sánh cường độ nén cấp bền B20;22,5;27,5 của 3 mỏ

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài:

Theo xu hướng phát triển ngành xây dựng hiện nay, việc nghiên cứu sự ảnh hưởng của vật liệu đến chất lượng công trình là không thể thiếu, một trong những yếu tố quan trọng là việc đánh giá chất lượng đá đến cường độ bê tông Chất lượng của thành phần cốt liệu chủ yếu để sản xuất bê tông ảnh hưởng rất lớn đến cường độ bê tông, trong đó có đá dăm

Tỉnh Khánh Hòa là địa phương có nguồn đá phục vụ xây dựng dồi dào, chất lượng tốt và khá đồng đều Các nghiên cứu thực nghiệm quan hệ giữa chất lượng đá và cường độ bê tông tại các địa phương ở Việt Nam còn hạn chế Để tạo điều kiện cho các nhà tư vấn thiết kế, các đơn vị thi công và các doanh nghiệp khai thác đá sử dụng hợp lý nguồn khoáng sản theo quy hoạch tổng thể của địa phương

Với những lý do trên, đề tài của luận văn “Đánh giá chất lượng các mỏ

đá trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa ảnh hưởng đến cường độ bê tông” là một nghiên cứu định hướng thiết thực, giúp nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn tài nguyên, tạo điều kiện phát triển ngành sản xuất vật liệu xây dựng, sử dụng hiệu quả nguồn đá xây dựng vào kết cấu bê tông trong hoạt động xây dựng

2 Mục đích nghiên cứu:

Nghiên cứu thực nghiệm chất lượng đá của các mỏ đá trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa ảnh hưởng đến cường độ bê tông

3 Mục tiêu nghiên cứu:

- Biết được chất lượng đá của các mỏ trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa ảnh hưởng đến cường độ bê tông và rút ra nhận xét, kết luận

- Xác định các chỉ tiêu cơ lý của đá và sự ảnh hưởng đến cường độ của bê tông, để tính toán chất lượng các cấu kiện trong công trình xây dựng Nhằm phục vụ hoạt động thiết kế và thi công xây dựng tại tỉnh Khánh Hòa

- Hướng tới sử dụng tiết kiệm, hợp lý nguồn đá xây dựng tại địa phương

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

a.Đối tượng nghiên cứu:

Nghiên cứu tính chất cơ lý của đá dăm tại 3 mỏ đá điển hình tại tỉnh Khánh Hòa (mỏ đá Hòn Thị tại Diên Khánh, mỏ đá Bồ Đà tại Vạn Ninh, mỏ đá Núi Sầm tại thị xã Ninh hòa) ảnh hưởng đến cường độ bê tông

5 Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm và cường độ bê tông Các TCVN về vật liệu và bê

tông

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Xác định các chỉ tiêu cơ lý của

đá dăm và thí nghiệm thực nghiệm xác định cường độ của bê tông để thu thập số liệu, thống kê và đánh giá các kết quả đạt được

6 Cơ sở khoa học và thực tiễn:

- Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm qua thực tế lấy mẫu thí nghiệm

- Nghiên cứu trong phạm vi của bê tông B20, 22,5 và 27,5 (Mác 250, 300

và 350) qua thực tế tiến hành đúc và nén mẫu thí nghiệm

- Theo Tiêu chuẩn Việt Nam

7 Kết quả đạt được và vấn đề còn tồn tại:

- Đưa ra một nghiên cứu cụ thể về đánh giá chất lượng đá đến cường độ

bê tông trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa

- Khẳng định chất lượng đá dăm chất lượng đảm bảo sử dụng trong bê tông thông thường và bê tông mác cao, phù hợp với hoạt động thi công xây dựng nhà ở thông thường và sử dụng được trong các công trình đòi hỏi chất lượng bê tông cường độ cao tại tỉnh Khánh Hòa

- Công nghệ sản xuất đá còn hạn chế ảnh hưởng đến chất lượng đá dăm

8 Cấu trúc luận văn:

Luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về đá dăm và bê tông

Chương 2: Xác định các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm và cường độ bê tông

bằng thực nghiệm

Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm

Kết luận và Kiến nghị

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐÁ DĂM VÀ BÊ TÔNG

1.1 Tổng quan về đá xây dựng tại tỉnh Khánh Hòa

Trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa có rất nhiều khu vực chứa đá granite đá Andesite và Ryolite có thể khai thác, chế biến thành đá xây dựng

((Nguồn: Báo cáo quy hoạch thăm dò, khai thác và sử dụng khoáng sản tỉnh Khánh Hòa (giai đoạn 2016 đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030)

- Sở Tài nguyên và Môi trường Khánh Hòa, tháng 01năm 2018.))

Các loại đá này được chia thành 2 nhóm như sau:

Nhóm 1:

Đá granit hay đá hoa cương là một loại đá mácma xâm nhập phổ biến

có thành phần axít Granit có kiến trúc hạt trung tới thô, khi có các tinh thể lớn hơn nằm nổi bật trong đá thì gọi là kiến trúc porphia hay nổi ban Granit có màu hồng đến xám tối hoặc thậm chí màu đen, tùy thuộc vào thành phần hóa học và khoáng vật cấu tạo nên đá Các khối granit lộ ra trên mặt đất ở dạng khối và có

xu hướng tròn cạnh khi bị phong hóa Granit đôi khi xuất hiện ở dạng trũng tròn được bao bọc bởi các dãy đồi được hình thành từ quá trình biến chất tiếp xúc nhiệt hay sừng hóa

Granit hầu hết có cấu tạo khối, cứng và xù xì, và được sử dụng rộng rãi làm đá xây dựng.Tỷ trọng riêng trung bình là 2.75 g/cm3 độ nhớt ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn là ~ 4.5 x 1019 Pa.s.Granit xuất phát từ tiếng Latinh là granum, nghĩa là hạt để nói đến cấu trúc hạt thô của đá kết tinh

Thành phần khoáng vật:

Tỷ lệ trung bình của các thành phần khoáng vật trong granit trên thế giới được xếp loại theo phần trăm khối lượng theo thứ tự giảm dần như sau:

SiO2 - 72.04%; Al2O3 - 14.42%; K2O - 4.12%; Na2O - 3.69%; CaO - 1.82%; FeO - 1.68%; Fe2O3 - 1.22%; MgO - 0.71%; TiO2 - 0.30%; P2O5 - 0.12%; MnO - 0.05%

Nhóm 2:

Andesit là một loại đá mácma phun trào có thành phần trung tính, với

kiến trúc ẩn tinh đến ban tinh Về tổng thể, nó là loại đá trung gian giữa bazan

và dacit Thành phần khoáng vật đặc trưng gồm plagiocla với pyroxen hoặc hornblend Magnetit, zircon, apatit, ilmenit, biotit, và granat là các khoáng vật phụ thường gặp.[1]

Fenspat kiềm có thể có mặt với số lượng nhỏ Sự phổ biến của tổ hợp fenspat-thạch anh trong andesit và các đá núi lửa khác được minh hoạ trong các biểu đồ QAPF Hàm lượng tương đối của kiềm và silica được minh hoạ trong biểu đồ TAS

Đá Andesit Đá Ryolit

Hình 1.1 Một vài loại đá dùng trong xây dựng

Đá Andesit, Ryolit phân bố nhiều ở khu vực Diên Khánh, xã Phước Đồng – TP Nha Trang, Ninh Hòa, Vạn Ninh… của tỉnh

Đá mácma chia theo thành phần SiO2 và theo môi trường thành tạo được miêu tả trong bảng bên dưới

Thành phần (% SiO2) Phương thức diễn

ra

Felsic (> 66 %)

Trung gian (52 - 66% )

Mafic (45 - 52% )

Siêu mafic (< 45% )

- Đá mácma xâm nhập:

Đá mácma xâm nhập được tạo thành khi dung dịch macma nguội đi và các tinh thểkhoáng vật kết tinh chậm bên trong vỏTrái Đất Các tinh thể kết tinh rõ

ràng, các đá loại này thường có cấu tạo đặc sít Sự kết tinh của dung dịch mácma trong giai đoạn sau có môi trường thuận lợi để hình thành loại đá có kích thước hạt rất to như pegmatit Các đá xâm nhập có mặt trong các dãy núi cổ và hiện đại, tuy nhiên chúng chỉ có trên các lục địa

- Đá mácma phun trào:

Đá mácma phun trào được thành tạo khi dung dịch mácma phun trào lên trên bề mặt đất; có sự giải phóng các chất khí có trong dung dịch macma một cách mãnh liệt, các đá macma phún xuất thường có cấu tạo rỗng xốp

Trên mặt đất, do nguội lạnh nhanh, macma không kịp kết tinh, hoặc chỉ kết tinh được một bộ phận với kích thước tinh thể rất nhỏ, chưa hoàn chỉnh, còn đại

bộ phận tồn tại ở dạng vô đình hình, trong đá có lẫn nhiều bọt khí (do đang sôi

và bị nguội lạnh nhanh): đó là dạng macma phún xuất chặt chẽ Ví dụ Đá diabazơ, bazan, andezit Có tính chất rỗng nhẹ, cứng và rất giòn Sử dụng làm cốt liệu cho bê tông nhẹ, dùng làm phụ gia hoạt tính cho bê tông và xi măng…

Tính chất cơ lý trung bình của 2 nhóm đá như sau:

Bảng 1.1 Tính chất cơ lý trung bình của đá xây dựng trên địa bàn tỉnh

Với đặc điểm nêu trên, đá Andesit và Ryolit khu vực Khánh Hòahoàn toàn đáp ứng yêu cầu để sản xuất đá xây dựng thông thường theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 7570:2006 - Cốt liệu cho bê tông và vữa - Yêu cầu

kỹ thuật, cụ thể là: Đá làm cốt liệu lớn cho bê tông phải có cường độ thử trên mẫu đá nguyên khai hoặc mác xác định thông qua giá trị độ nén dập trong xi lanh lớn hơn 2 lần cấp cường độ chịu nén của bê tông khi dùng đá gốc phún xuất, biến chất; lớn hơn 1,5 lần cấp cường độ nén của bê tông khi dùng đá gốc trầm tích

Trên địa bàn tỉnh Khánh Hòahiện nay có 79 điểm có khoáng sản có thể sản xuất đá xây dựng với tổng trữ lượng tài nguyên dự báo là 23.616.628.000

m3 Diện tích, trữ lượng tài nguyên theo dự báo như bảng 1.2:

Bảng 1.2 Tiềm năng khoáng sản sản xuất đá xây dựng trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa theo thống kê của Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Nam

TT Vị trí khu mỏ

Số điểm

có khoáng sản

1.2 Tính chất cơ lý của đá dăm dùng trong bê tông

1.2.1 Chức năng của đá dăm:

Đá là cốt liệu lớn dùng cho bê tông là hỗn hợp các loại cốt liệu có kích thước từ 5mm đến 70mm có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo

Trong hỗn hợp bê tông, thông thường đá chiếm 85 đến 90% thể tích khô của bê tông Đá ứng dụng cho bê tông thông thường là đá 1x2 còn gọi là đá 20mm (đá dăm) được sử dụng nhiều nhất trong các hạng mục bê tông

1.2.2 Một số chỉ tiêu của đá dăm:

1.2.2.1 Thành phần hạt:

Cốt liệu lớn có thể được cung cấp dưới dạng hỗn hợp nhiều cỡ hạt hoặc các cỡ hạt riêng biệt Thành phần hạt của cốt liệu lớn, biểu thị bằng lượng sót tích luỹ trên các sàng, được quy định trong bảng sau:

1.2.2.2 Hàm lượng bụi, bùn, sét trong cốt liệu lớn:

Tuỳ theo cấp bê tông không vượt quá giá trị quy định trong bảng sau:

Bảng 1.4 Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn

Cấp bê tông Hàm lượng bùn, bụi, sét, % khối

lượng, không lớn hơn

1.2.2.3 Cường độ đá:

Đá làm cốt liệu lớn cho bê tông phải có cường độ thử trên mẫu đá nguyên khai hoặc mác xác định thông qua giá trị độ nén dập trong xi lanh lớn hơn 2 lần cấp cường độ chịu nén của bê tông khi dùng đá gốc phún xuất, biến chất; lớn hơn 1,5 lần cấp cường độ chịu nén của bê tông khi dùng đá gốc trầm tích

Mác đá dăm xác định theo giá trị độ nén dập trong xi lanh được quy định trong Bảng 1.5

Bảng 1.5 Mác của đá dăm từ đá thiên nhiên theo độ nén dập

1.2.2.4 Độ hao mòn khi va đập của cốt liệu lớn thí nghiệm trong máy Los Angeles: không lớn hơn 50% khối lượng

1.2.2.5 Hàm lượng hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn: không vượt quá 15 % đối với

bê tông cấp cao hơn B30 và không vượt quá 35 % đối với cấp B30 và thấp hơn

1.2.2.6 Tạp chất hữu cơ trong đá: Xác định theo phương pháp so màu, không

thẫm hơn màu chuẩn

1.3 Tính chất cơ lý của bê tông

1.3.1 Chức năng của bê tông:

- Tính năng cơ học của bê tông là chỉ các loại cường độ và biến dạng

- Tính năng vật lý là chỉ tính co ngót, từ biến, khả năng chống thấm, cách nhiệt, của bê tông

1.3.2 Phân loại bê tông:

Có nhiều cách phân loại bê tông, thường theo 3 cách

1.3.2.1 Phân loại theo khối lượng thể tích:

Đây là cách phân loại được dùng nhiều nhất vì khối lượng riêng của các thành phần tạo nên bê tông gần như nhau (đều là khoáng chất vô cơ) nên khối lượng thể tích của bê tông phản ánh độ đặc chắc của nó Theo cách phân loại này có thể chia bê tông thành 4 loại:

Bê tông đặc biệt nặng: γ0 >2500kG/m3, chế tạo bằng các cốt liệu đặc chắc và từ các loại đá chứa quặng Bê tông này ngăn được các tia X và tia γ

Bê tông nặng (còn gọi là bê tông thường): γ0= (1800 – 2500), chế tạo từ các loại đá đặc chắc và các loại đá chứa quặng Loại bê tông này thường được dùng phổ biến trong xây dựng cơ bản và dùng để sản xuất các cấu kiện chịu lực

Bê tông nhẹ: γ0 = (500 - 1800) kG/m3, gồm bê tông chế tạo từ cốt liệu rỗng thiên nhiên, nhân tạo và bê tông tổ ong không cốt liệu, chứa một lượng lớn lỗ rỗng khí

Bê tông đặc biệt nhẹ: γ0 < 500 kG/m3, có cấu tạo tổ ong với mức độ rỗng lớn, hoặc chế tạo từ các loại rỗng nhẹ có độ rỗng lớn (không cát)

1.3.2.2 Phân loại theo chất kết dính:

- Bê tông xi măng: Chất kết dính là xi măng và chủ yếu là xi măng pooc lăng và các loại xi măng khác

- Bê tông silicat: Chế tạo từ nguyên liệu vôi cát silic nghiền, qua xử lí chưng hấp ở nhiệt độ và áp suất cao

- Bê tông thạch cao: Chất kết dính là thạch cao hoặc xi măng thạch cao

- Bê tông xỉ: Chất kết dính là các loại xỉ lò cao trong công nghiệp luyện thép hoặc xỉ nhiệt điện, phải qua xử lí nhiệt ẩm ở áp suất thường hay áp suất cao

- Bê tông polime: Chất kết dính là chất dẻo (polime) và phụ gia vô cơ

1.3.2.3 Phân loại theo phạm vi sử dụng:

- Bê tông công trình: Sử dụng ở các kết cấu và công trình chịu lực, yêu cầu có cường độ thích hợp và tính chống biến dạng

- Bê tông công trình cách nhiệt: Vừa yêu cầu chịu được tải trọng vừa cách nhiệt, dùng ở các kết cấu bao che

- Bê tông cách nhiệt: Bảo đảm yêu cầu cách nhiệt của các kết cấu bao che có độ dày không lớn

- Bê tông thủy công: Ngoài yêu cầu chịu lực và chống biến dạng, cần có

độ chống thấm và tính bền vững trong môi trường xâm thực cao

- Bê tông làm đường: Dùng làm tấm lát mặt đường, làm đường băng sân bay, loại bê tông này cần có cường độ cao, tính chống mài mòn lớn và chịu được sự biến đổi lớn về nhiệt độ và độ ẩm

- Bê tông ổn định hóa học: Ngoài yêu cầu thỏa mãn các chỉ tiêu kĩ thuật khác, cần chịu được tác dụng xâm thực của các dung dịch muối axit, kiềm và hơi của các chất này mà không bị phá hoại hay giảm tuổi thọ công trình

- Bê tông chịu lửa: Chịu được tác dụng lâu dài của nhiệt độ cao khi sử dụng

- Xây dựng công trình quốc phòng: Công sự kiên cố, doanh trại,

- Xây dựng công trình thông tin

1.3.4 Thành phần của bê tông:

1.3.4.1 Xi măng:

Việc lựa chọn xi măng là đặc biệt quan trọng trong việc sản xuất bê tông,

có nhiều loại xi măng khác nhau, xi măng mác càng cao thì khả năng kết dính càng tốt và chất lượng thiết kế bê tông tăng lên Tuy nhiên giá thành của xi măng mác cao là lớn vì vậy khi thiết kế bê tông vừa phải đảm bảo chất lượng đúng yêu cầu kĩ thuật và giải quyết tốt bài toán kinh tế

1.3.4.2 Cốt liệu nhỏ (Cát):

Cát dùng trong sản xuất bê tông có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo kích thước hạt từ 0.14 - 5(mm) Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần khoáng, thành phần tạp chất, thành phần hạt,

Thường có hai loại phụ gia

- Loại phụ gia hoạt động bề mặt: loại phụ gia này mặc dù được sử dụng một lượng nhỏ nhưng có khả năng cải thiện đáng kể tính chất của hỗn hợp bê tông và tăng cường nhiều tính chất khác của bê tông

- Loại phụ gia rắn nhanh: loại phụ gia này có khả năng rút ngắn quá trình rắn chắc của bê tông trong điều kiện tự nhiên cũng như nâng cao cường độ bê tông

- Đối với đề tài nghiên cứu này ta không sử dụng phụ gia

1.4 Cường độ của bê tông:

Xác định cường độ của bê tông theo thời gian theo tiêu chuẩn TCVN 3118:1993

Cường độ nén từng viên mẫu bê tông (Rn) được tính bằng (daN/cm2

) theo công thức:

F

P

R n

Trong đó:

P - Tải trọng phá hoại, (daN);

F - Diện tích chịu lực nén của viên mẫu, (cm2);

α - Hệ số tính đổi kết quả thử nén các viên mẫu bê tông kích thước khác chuẩn về cường độ của viên mẫu kích thước 150x150x150 (mm)

Giá trị α lấy theo Bảng 1.6

150x300 200x400

0,91 1,00 1,05 1,10

1,16 1,20 1,24

Kết luận chương 1:

Vật liệu đá dăm dùng làm bê tông được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng cơ bản của nước ta Đánh giá chất lượng đá ảnh hưởng đến cường độ

bê tông là vấn đề rất cần thiết nhằm đạt đến hiệu quả sử dụng của vật liệu trong

bê tông Trong thiết kế và thi công nhiều cấu kiện bê tông cốt thép, việc nghiên cứu thực nghiệm chất lượng đá ảnh hưởng đến cường độ bê tông là công tác thường xuyên và liên tục, vấn đề này sẽ được nghiên cứu trong các chương sau

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐÁ DĂM VÀ

CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG BẰNG THỰC NGHIỆM 2.1 Các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm:

2.1.1 Lấy mẫu thử:

Mẫu cốt liệu được lấy theo lô sản phẩm, sao cho đảm bảo đặc tính tự nhiên của cốt liệu và đại diện cho lô cốt liệu cần thử

- Lô cốt liệu là khối lượng cốt liệu do một cơ sở sản xuất trong một ngày

và được giao nhận cùng một lúc Nếu cốt liệu được sản xuất theo từng cỡ hạt riêng biệt thì lô cốt liệu là khối lượng cốt liệu của cùng một cỡ hạt được sản xuất trong một ngày

- Khối lượng lô cốt liệu nhỏ trong kho không lớn hơn 500 Tấn hoặc khoảng 350 m3

- Khối lượng lô cốt liệu lớn trong kho không lớn hơn 300 Tấn hoặc khoảng 200 m3

Sấy đến khối lượng không đổi: Cốt liệu được sấy ở nhiệt độ từ 1050

C đến 110oC cho tới khi chênh lệch giữa hai lần cân không vượt quá 0,1 % khối lượng Thời gian giữa hai lần cân liên tiếp không ít hơn 30 phút

Mẫu thử, thiết bị và vật liệu dùng cho quá trình thử, phải được bảo quản đạt nhiệt độ phòng thí nghiệm trước khi sử dụng

Bảng 2.1.Kích thước lỗ sàng tiêu chuẩn dùng để xác định thành phần hạt của

mà lượng lọt qua mỗi sàng không lớn hơn 0,1 % khối lượng mẫu thử

- Cân lượng sót trên từng sàng, chính xác đến 1 g

- Đổ dần cốt liệu đã cân theo Bảng 2.2 vào sàng trên cùng và tiến hành sàng Chú ý chiều dày lớp vật liệu đổ vào mỗi sàng không được vượt quá kích

thước của hạt lớn nhất trong sàng Có thể dùng máy sàng hoặc lắc bằng tay Khi dùng máy sàng thì thời gian sàng theo qui định của từng loại máy Khi sàng bằng tay thì thời điểm dừng sàng là khi sàng trong vòng 1 phút mà lượng lọt qua mỗi sàng không lớn hơn 0,1 % khối lượng mẫu thử

- Cân lượng sót trên từng sàng, chính xác đến 1 (g)

trong đó:

m5 là khối lượng phần còn lại trên sàng có kích thước mắt sàng 5 mm, (g);

mo là khối lượng mẫu thử, (g)

- Lượng sót riêng trên từng sàng kích thước mắt sàng i (ai), tính bằng phần trăm khối lượng, chính xác đến 0,1 %, theo công thức:

100

x m

m

trong đó:

mi là khối lượng phần còn lại trên sàng có kích thước mắt sàng i, (g);

m là tổng khối lượng mẫu thử, (g)

- Lượng sót tích lũy trên sàng kích thước mắt sàng i, là tổng lượng sót riêng trên sàng có kích thước mắt sàng lớn hơn nó và lượng sót riêng bản thân

nó Lượng sót tích lũy (Ai), tính bằng phần trăm khối lượng, chính xác tới 0,1

%, theo công thức:

Ai = ai + + a2,5 … trong đó:

ai là lượng sót riêng trên sàng có kích thước mắt sàng i, (%);

a2,5 là lượng sót riêng trên sàng có kích thước mắt sàng 2,5 mm, (%)

- Môđun độ lớn của cốt liệu nhỏ (Mđl), không thứ nguyên, chính xác tới

0, 1, theo công thức:

100

14 , 0 315 , 0 63 , 0 25 , 1 5 ,

m được lấy tương ứng theo Bảng 2.2

- Lượng sót tích lũy trên sàng kích thước mắt sàng i là tổng lượng sót riêng trên sàng có kích thước mắt sàng lớn hơn và lượng sót riêng thân nó Lượng sót tích lũy của mẫu cốt liệu lớn (Ai), tính bằng phần trăm khối lượng, chính xác tới 0,1 %, theo công thức:

Ai = ai + + a70 … trong đó:

ai là lượng sót riêng trên sàng có kích thước mắt sàng i, (%);

a70 là lượng sót riêng trên sàng có kích thước mắt sàng 70 mm, (%)

2.1.3 Xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích:

2.1.3.1 Thiết bị thử:

- Cân kỹ thuật, độ chính xác 0,1 %;

- Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ sấy ổn định từ 105oC đến 110o

C;

- Bình dung tích, bằng thuỷ tinh, có miệng rộng, nhẵn, phẳng dung tích

từ 1,05 lít đến 1,5 lít và có tấm nắp đậy bằng thuỷ tinh, đảm bảo kín khí;

- Thùng ngâm mẫu, bằng gỗ hoặc bằng vật liệu không gỉ;

- Khăn thấm nước mềm và khô có kích thước 450 mm x 750 mm;

- Khay chứa bằng vật liệu không gỉ và không hút nước;

- Côn thử độ sụt của cốt liệu bằng thép không gỉ, chiều dày ít nhất 0,9

mm, đường kính nhỏ 40 mm, đường kính lớn 90 mm, chiều cao 75 mm;

- Phễu chứa dùng để rót cốt liệu vào côn;

- Que chọc kim loại khối lượng 340 g + 5 g, dài 25 mm + 3 mm được vê tròn hai đầu;

Lấy khoảng 1 kg cốt liệu lớn đã sàng loại bỏ cỡ hạt nhỏ hơn 5 mm

Lấy khoảng 0,5 kg cốt liệu nhỏ đã sàng bỏ loại cỡ hạt lớn hơn 5 mm và gạn rửa loại bỏ cỡ hạt nhỏ hơn 140 µm

Mỗi loại cốt liệu chuẩn bị 2 mẫu để thử song song

2.1.3.3 Tiến hành thử:

- Các mẫu cốt liệu sau khi lấy và chuẩn bị theo điều 4 được ngâm trong các thùng ngâm mẫu trong 24 giờ + 4 giờ ở nhiệt độ 27o

C + 2oC Trong thời gian đầu ngâm mẫu, cứ khoảng từ 1 giờ đến 2 giờ khuấy nhẹ cốt liệu một lần

để loại bọt khí bám trên bề mặt hạt cốt liệu

- Làm khô bề mặt mẫu (đưa cốt liệu về trạng thái bão hoà nước, khô bề mặt)

+ Đối với cốt liệu lớn

Vớt mẫu khỏi thùng ngâm, dùng khăn bông lau khô nước đọng trên bề mặt hạt cốt liệu

+ Đối với cốt liệu nhỏ

Nhẹ nhàng gạn nước ra khỏi thùng ngâm mẫu hoặc đổ mẫu vào sàng 140

µm Rải cốt liệu nhỏ lên khay thành một lớp mỏng và để cốt liệu khô tự nhiên

ngoài không khí Chú ý không để trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời Có thể đặt khay mẫu dưới quạt nhẹ hoặc dùng máy sấy cầm tay sấy nhẹ, kết hợp đảo đều mẫu Trong thời gian chờ cốt liệu khô, thỉnh thoảng kiểm tra tình trạng ẩm của cốt liệu bằng côn thử và que chọc theo quy trình sau: Đặt côn thử trên nền phẳng, nhẵn không thấm nước Đổ đầy cốt liệu qua phễu vào côn thử, dùng que chọc đầm nhẹ 25 lần Không đổ đầy thêm cốt liệu vào côn Nhấc nhẹ côn lên và

so sánh hình dáng của khối cốt liệu với các dạng cốt liệu chuẩn (xem Hình 2.2a) Nếu khối cốt liệu có hình dạng tương tự Hình 2.2c), cốt liệu đã đạt đến trạng thái bão hoà nước khô bề mặt Nếu có dạng Hình 2.2a) và 2.2b), cần tiếp

tục làm khô cốt liệu và thử lại đến khi đạt trạng thái như Hình 2.2c) Nếu có dạng Hình 2.2d), cốt liệu đã bị quá khô, cần ngâm lại cốt liệu vào nước và tiến hành thử lại đến khi đạt yêu cầu

Hình 2.2a) Hình 2.2b)

Hình 2.2c) Hình 2.2d)

Hình 2.2 Các loại hình dáng của khối cốt liệu

- Ngay sau khi làm khô bề mặt mẫu, tiến hành cân mẫu và ghi giá trị khối lượng (m1) Từ từ đổ mẫu vào bình thử Đổ thêm nước, xoay và lắc đều

bình để bọt khí không còn đọng lại

Đổ tiếp nước đầy bình Đặt nhẹ tấm kính lên miệng bình đảm bảo không còn bọt khí đọng lại ở bề mặt tiếp giáp giữa nước trong bình và tấm kính

- Dùng khăn lau khô bề mặt ngoài của bình thử và cân bình + mẫu + nước + tấm kính, ghi lại khối lượng (m2)

- Đổ nước và mẫu trong bình qua sàng 140 µm đối với cốt liệu nhỏ và qua sàng 5 mm đối với cốt liệu lớn Tráng sạch bình đến khi không còn mẫu đọng lại Đổ đầy nước vào bình, lặp lại thao tác đặt tấm kính lên trên miệng, lau khô mặt ngoài bình thử Cân và ghi lại khối lượng bình + nước + tấm kính (m3)

- Sấy mẫu thử đọng lại trên sàng đến khối lượng không đổi

- Để nguội mẫu đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm, sau đó cân và ghi khối lượng mẫu (m4)

m

n a

trong đó:

nlà khối lượng riêng của nước, (g/cm3

)

m2 là khối lượng của bình + nước + tấm kính + mẫu, (g);

m3 là khối lượng của bình + nước + tấm kính, (g);

m4 là khối lượng mẫu ở trạng thái khô hoàn toàn, (g);

- Khối lượng thể tích của cốt liệu ở trạng thái khô ( vk), g/cm3, chính xác đến 0,01 g/cm3

4

m m m

m

n vk

m2 là khối lượng của bình + nước + tấm kính + mẫu, (g);

m3 là khối lượng của bình + nước + tấm kính, (g);

m4 là khối lượng mẫu ở trạng thái khô hoàn toàn, (g);

- Khối lượng thể tích của cốt liệu ở trạng thái bão hoà nước ( vbh), tính bằng g/cm3

lấy chính xác đến 0,01 g/cm3, theo công thức sau:

1

m m m

m

n vbh

trong đó:

nlà khối lượng riêng của nước, (g/cm3

)

m1 là khối lượng mẫu ướt, (g);

m2 là khối lượng của bình + nước + tấm kính + mẫu, (g);

m3 là khối lượng của bình + nước + tấm kính, (g);

m4 là khối lượng mẫu ở trạng thái khô hoàn toàn, (g);

Kết quả thử khối lượng riêng, khối lượng thể tính của cốt liệu là giá trị trung bình cộng số học của hai kết quả thử song song Nếu kết quả giữa hai lần thử chênh lệch nhau lớn hơn 0,02 (g/cm3) cần tiến hành thử lại lần thứ ba Kết quả thử là trung bình cộng của hai giá trị gần nhau nhất

- Độ hút nước của cốt liệu (W), tính bằng phần trăm khối lượng, chính xác đến 0,1 %, xác định theo công thức:

100

4

2 1

x m

m m W

trong đó:

m1 là khối lượng mẫu ướt, (g);

m4 là khối lượng mẫu ở trạng thái khô hoàn toàn, (g);

Kết quả thử độ hút nước của cốt liệu là giá trị trung bình cộng của hai kết quả thử song song

Nếu chênh lệch giữa hai lần thử lớn hơn 0,2 %, tiến hành thử lần thứ ba

và khi đó kết quả thử là trung bình cộng của hai giá trị gần nhau nhất

- Phễu chứa vật liệu (xem Hình 2.3);

- Bộ sàng tiêu chuẩn, theo TCVN 7572-2 : 2006;

- Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ đạt nhiệt độ sấy ổn định từ 105

1 Phễu chứa vật liệu hình tròn; 2 Cửa quay;

3 Giá đỡ 3 chân bằng sắt Ø10; 4 Thùng đong;

5 Vật kê

2.1.4.2 Tiến hành thử:

- Mẫu thử được lấy theo TCVN 7572-1 : 2006 Trước khi tiến hành thử, mẫu được sấy đến khối lượng không đổi, sau đó để nguội đến nhiệt độ phòng

- Đối với cốt liệu nhỏ: Cân từ 5 kg đến 10 kg (tùy theo lượng sỏi chứa trong mẫu) và để nguội đến nhiệt độ phòng rồi sàng qua sàng có kích thước mắt sàng 5 mm Lượng cát lọt qua sàng 5 mm được đổ từ độ cao cách miệng thùng 100 mm vào thùng đong 1 lít khô, sạch và đã cân sẵn cho đến khi tạo thành hình chóp trên miệng thùng đong Dùng thước lá kim loại gạt ngang miệng ống rồi đem cân

- Đối với cốt liệu lớn: Chọn loại thùng đong thí nghiệm tuỳ thuộc vào

cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu theo quy định ở Bảng 2.4

Bảng 2.4 Kích thước của thùng đong phụ thuộc vào kích thước

2

5

10

20 Mẫu thử được đổ vào phễu chứa, đặt thùng đong dưới cửa quay, miệng thùng cách cửa quay 100mm theo chiều cao Xoay cửa quay cho vật liệu rơi

tự do xuống thùng đong cho tới khi thùng đong đầy có ngọn Dùng thanh gỗ gạt bằng mặt thùng rồi đem cân

x

2 1

trong đó:

m1 là khối lượng thùng đong, (kg);

m2 là khối lượng thùng đong có chứa cốt liệu, (kg);

V là thể tích thùng đong, (m3

)

Khối lượng thể tích xốp được xác định hai lần Cốt liệu đã thử lần trước không dùng để làm lại lần sau Kết quả là giá trị trung bình cộng của kết quả hai lần thử

Chú thích: Tùy theo yêu cầu kiểm tra có thể xác định khối lượng thể tích xốp ở trạng thái khô tự nhiên trong phòng

- Độ hổng giữa các hạt của cốt liệu (VW), tính bằng phần trăm thể tích chính xác tới 0,1 %, theo công thức:

100 ) 1000 1

trong đó:

xlà khối lượng thể tích xốp của cốt liệu, (kg/m3), xác định theo trên;

vklà khối lượng thể tích của cốt liệu ở trạng thái khô, (g/cm3

), xác định theo TCVN 7572-4 : 2006

Chú thích: Tùy theo yêu cầu kiểm tra có thể xác định độ hổng giữa các hạt cốt liệu ở trạng thái lèn chặt

2.1.5 Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét trong cốt liệu:

- Tấm kính hoặc tấm kim loại phẳng sạch;

- Que hoặc kim sắt nhỏ

Hình 2.4 Thùng rửa cốt liệu

Loại thùng

b) Đối với cốt liệu nhỏ

Cân 1000 (g) mẫu sau khi đã được sấy khô, cho vào thùng rồi đổ nước sạch vào cho tới khi chiều cao lớp nước nằm trên mẫu khoảng 200 (mm), ngâm trong 2 giờ, thỉnh thoảng lại khuấy đều một lần Cuối cùng khuấy mạnh một lần nữa rồi để yên trong 2 phút, sau đó gạn nước đục ra và chỉ để lại trên mẫu một lớp nước khoảng 30 (mm).Tiếp tục đổ nước sạch vào và rửa mẫu theo qui trình trên cho đến khi nước gạn ra không còn vẩn đục nữa

Nếu dùng thùng hình trụ (Hình 2.4) để rửa mẫu thì phải cho nước vào thùng đến khi nước trào qua vòi trên, còn nước đục thì tháo ra bằng hai vòi dưới

Sau khi rửa xong, mẫu được sấy đến khối lượng không đổi

c) Đối với cốt liệu lớn

Cốt liệu lớn sau khi đã sấy khô được lấy mẫu với khối lượng được nêu trong Bảng 2.5

h2

h1

D

Bảng 2.5 Khối lượng mẫu thử hàm lượng bùn, bụi, sétcủa cốt liệu lớn

Kích thước lớn nhất hạt cốt liệu (mm)

Khối lượng mẫu, không nhỏ hơn (kg)

Nhỏ hơn hoặc bằng 40 Lớn hơn 40

5

10

Đổ mẫu thử vào thùng rửa, nút kín hai lỗ xả và cho nước ngập trên mẫu

Để yên mẫu trong thùng 15 phút đến 20 phút cho bụi bẩn và đất cát rữa ra

Đổ ngập nước trên mẫu khoảng 200 (mm) Dùng que gỗ khuấy đều cho bụi, bùn bẩn rã ra Để yên trong 2 phút rồi xả nước qua hai ống xả Khi xả phải

để lại lượng nước trong thùng ngập trên cốt liệu ít nhất 30 mm Sau đó nút kín hai ống xả và cho nước vào để rửa lại Tiến hành rửa mẫu theo qui trình trên đến khi nước xả trong thì thôi

Sau khi rửa, sấy toàn bộ mẫu trong thùng đến khối lượng không đổi (chú

ý không làm mất các hạt cát nhỏ có lẫn trong mẫu), rồi cân lại mẫu

m m

Sc

trong đó:

m là khối lượng mẫu khô trước khi rửa, (g);

m1 là khối lượng mẫu khô sau khi rửa, (g)

Kết quả là giá trị trung bình cộng của kết quả hai lần thử

2.1.6 Xác định cường độ của đá gốc:

2.1.6.1 Thiết bị và dụng cụ

- Máy nén thủy lực;

- Máy khoan và máy cưa đá;

- Máy mài nước;

- Thước kẹp;

- Thùng hoặc chậu để ngâm mẫu:

2.1.6.2 Chuẩn bị mẫu:

Từ các viên đá gốc, dùng máy khoan hoặc máy cắt để lấy ra 10 mẫu hình trụ, có đường kính và chiều cao từ 40 mm đến 50 mm, hoặc hình khối lập phương có cạnh từ 40 mm đến 50 mm Trong số này 5 mẫu dùng để thử cường

độ nén ở trạng thái bão hòa nước, 5 mẫu thử cường độ nén ở trạng thái khô để xác định hệ số hóa mềm Hai mặt mẫu đặt lực ép phải mài nhẵn bằng máy mài

và phải song song nhau

Nếu đá có nhiều lớp thì phải tạo mẫu sao cho hướng đặt lực ép thẳng góc với thớ đá.Cũng có thể dùng các mẫu đá khoan bằng các mũi khoan khi thăm

dò địa chất có đường kính từ 40 mm đến 110 mm, khi đó chiều cao và đường kính mẫu phải bằng nhau Các mẫu này không được có chỗ sứt mẻ và hai mặt đáy phải được gia công nhẵn

2.1.6.3 Tiến hành thử

Xác định cường độ nén của đá gốc

Dùng thước kẹp để đo kích thước mẫu chính xác tới 0,1 mm Cách đo như sau: Để xác định diện tích mặt đáy (trên hoặc dưới) thì lấy giá trị trung bình chiều dài của mỗi cặp song song; sau đó lấy tích của hai giá trị trung bình

đó Sau khi đo kích trước, ngâm mẫu vào thùng nước với mức nước ngập trên mẫu khoảng 20 mm liên tục trong khoảng 48 giờ để mẫu thử đạt trạng thái bão hòa Sau khi ngâm, vớt mẫu ra lau ráo mặt ngoài rồi ép trên máy thủy lực Tốc

độ gia tải từ 0,3 MPa đến 0,5 MPa trong một phút, cho tới khi mẫu bị phá hủy

Cường độ nén (RN) của đá gốc, tính bằng MPa chính xác tới 0,1 MPa, theo công thức:

F

P

R N

trong đó:

P là tải trọng phá hoại của mẫu ép trên máy ép, (N)

F là diện tích mặt cắt ngang của mẫu, (mm2

)

Cường độ nén là giá trị trung bình số học của kết quả năm mẫu thử, trong đó ghi rõ cường độ mẫu cao nhất và thấp nhất

- Bộ sàng tiêu chuẩn theo TCVN 7572-2 : 2006;

- Tủ sấy tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ đạt nhiệt độ sấy ổn định từ

2.1.7.2 Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu:

Lấy mẫu theo TCVN 7572-1 : 2006 và chuẩn bị mẫu như sau:

Sàng cốt liệu lớn các kích thước: từ 5 mm đến 10 mm; từ 10 mm đến 20mm; từ 20 mm đến 40 mm qua các sàng tương ứng với cỡ hạt lớn nhất và nhỏ nhất của từng loại đá dăm Mẫu được lấy trên các sàng nhỏ

Nếu dùng xi lanh đường kính trong 75 mm thì lấy mẫu không ít hơn 0,5

kg Nếu dùng xi lanh đường kính trong 150 mm thì lấy mẫu không ít hơn 4 kg

Nếu cốt liệu lớn là loại hỗn hợp của nhiều cỡ hạt thì phải sàng ra thành từng loại cỡ hạt để thử riêng

Nếu cỡ hạt lớn hơn 40 mm thì đập thành hạt từ 10 mm đến 20 mm, hoặc

từ 20 mm đến 40 mm để thử Khi hai cỡ hạt từ 20 mm đến 40 mm và từ 40 mm đến 70 mm có thành phần thạch học như nhau thì kết quả thử cỡ hạt trước có thể dùng làm kết quả cho cỡ hạt sau

Xác định độ nén dập trong xi lanh, được tiến hành cả cho mẫu ở trong trạng thái khô hoặc trạng thái bão hòa nước

Mẫu thử ở trạng thái khô thì mẫu được sấy đến khối lượng không đổi Mẫu thử ở trạng thái bão hòa nước thì ngâm mẫu trong nước hai giờ Sau khi ngâm, lấy mẫu ra lau các mặt ngoài rồi thử ngay

2.1.7.3 Tiến hành thử:

Khi xác định cốt liệu lớn đá dăm theo độ nén dập, dùng xi lanh có đường kính 150 mm Với đá dăm cỡ hạt từ 5 mm đến 10 mm và từ 10 mm đến 20 mm thì có thể dùng xi lanh đường kính 75 mm

Khi dùng xi lanh đường kính 75 mm thì cân 400 g mẫu đã chuẩn bị ở trên, khi dùng xi lanh đường kính 150 mm thì cân 3 kg mẫu

Mẫu đá dăm được đổ vào xi lanh ở độ cao 50 mm Sau đó dàn phẳng, đặt pittông sắt vào và đưa xi lanh lên máy ép

Tăng lực nén của máy ép với tốc độ từ 1 kN đến 2 kN trong một giây Nếu dùng xi lanh đường kính 75 mm thì dừng tải trọng ở 50 kN, với xi lanh đường kính 150 mm thì dừng tải trọng ở 200 kN

Mẫu nén xong đem sàng bỏ hạt lọt qua sàng tương ứng với cỡ hạt được nêu trong Bảng 2.6

Bảng 2.6 Kích thước mắt sàng trong thí nghiệm xác định độ nén dập

1,25 2,50 5,00 Đối với mẫu thử ở trạng thái bão hòa nước, sau khi sàng phải rửa phần mẫu còn lại trên sàng để loại bỏ hết các bột dính; sau đó lau các mẫu bằng khăn khô rồi mới cân Mẫu thử ở trạng thái khô, sau khi sàng, cân ngay số hạt còn lại trên sàng

N d

trong đó:

m1 là khối lượng mẫu bỏ vào xi lanh, (g);

m2 là khối lượng mẫu còn lại trên sàng sau khi sàng, (g)

Giá trị Nd của cốt liệu lớn một cỡ hạt là trung bình số học của hai kết quả thử song song Nếu cốt liệu lớn là hỗn hợp của nhiều cỡ hạt thì giá trị Ndchung cho cả mẫu, được lấy bằng trung bình cộng theo quyền (bình quyền) của các kết quả thu được khi thử từng cỡ hạt

2.1.8 Xác định độ hao mòn khi va đập của cốt liệu lớn trong máy Los Angeles:

2.1.8.1 Thiết bị và dụng cụ

- Máy Los Angeles, có kết cấu bằng thép, hình ống trụ rỗng, hai đầu bịt kín, có kết cấu cửa vững chắc ở thân ống để đưa cốt liệu vào Chiều dài lòng ống khoảng 500 mm, đường kính trong khoảng 700 mm, chiều dày thành ống