TIÊu chuẩn việt nam tcvn 1772: 1987

Trong đó:

3.5. Xác định độ hổng giữa các hạt đá dăm (sỏi)

Độ hổng (V_h) gia các hạt đá dăm (sỏi) được xác định bằng phần trăm theo thể tích và tính chính xác tới 0,1% theo công thức:

Trong đó:

3.6. Xác định thành phần hạt của đá dăm (sỏi);

3.6.1. Thiết bị thử:

- Cân kĩ thuật với độ chính xác 0,01g;

- Bộ sàng tiêu chuẩn theo điều 1.4 và tấm tôn có các lỗ tròn đường kính 90, 100, 110, 120mm hoặc lớn hơn;

- Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ.

3.6.2. Chuẩn bị mẫu.

Đá dăm (sỏi) đem sấy khô đến khối lượng không đổi để nguội tới nhiệt độ phòng, rồi lấy mẫu theo bảng 5.

Bảng 5

Kích thước lớn nhất của hạt, mm	Khối lượng mẫu, kg, không nhỏ hơn
Nhỏ hơn hay bằng 10 Nhỏ hơn hay bằng 20 Nhỏ hơn hay bằng 40 Nhỏ hơn hay bằng 70 Lớn hơn 70	5 5 10 30 50

Đặt bộ sàng tiêu chuẩn chồng lên nhau theo thứ tự mặt sàng lớn ở trên. Sau đó đổ dần mẫu vật liệu vào sàng. Chiều dày lớp vật liệu đổ vào mỗi sàng không được quá kích thước của hạt lớn nhất trong sàng. Quá trình sàng được kết thúc khi nào sàng liên tục trong một phút mà khối lượng các hạt lọt qua mỗi sàng không vuợt quá 0,1% tổng số khối lượng các hát nằm trên sàng đó. Khi sàng phải để cho đá dăm nhỏ (sỏi) chuyển động tự do trên mặt lưới sàng. Không dùng tay xoa hoặc tấn vật liệu lọt qua sàng, các hạt lớn hơn 70mm thì nhặt từng hạt bỏ qua các lỗ của tấm tôn từ nhỏ đến lớn.

Cân số liệu còn lại trên từng sàng và ký hiệu khối lượng cân được cửa mỗi sàng là: nhỏ hơn m₁; m₃; m₅; m₁₀; m₁₅;...m₇₀.

3.6.4. Tính kết quả

Tính tổng số khối lượng (g) vật liệu đọng trên các sàng theo công thức:

Σm = m₃+ m₅ +m₁₀ + … m₇₀

Khi có các hạt còn lại trên sàng 70mm, thì kích thước các hạt này lấy bằng kích thước lỗ tròn trên tấm tôn mà tất cả các hạt trên sàng 70 mm đều lọt qua nó. Sau đó tính lượng sót trên mỗi sàng (%) theo công thức:

Trong đó:

m_i - Khối lượng vật liệu còn lại trên từng sàng (phần trăm lượng sót tích luỹ của mỗi sàng được tính bằng tổng số phần trăm lượng sót trên sàng đó và trên các sàng có kích thước mắt sàng lớn hơn nó).

Đem kết quả thu được, dựng đường biểu diễn thành phần hạt (hay đường biểu diễn cấp phối). Kẻ hai trục tọa độ thẳng góc nhau. Trên trục hoành ghi kích thước lỗ sàng (mm) theo chiều tăng dần; trên trục tung ghi phần trăm lượng sót tích luỹ của mỗi sàng. Nối các điểm vừa thu được, ta có đường biểu diễn thành phần dạng như hình 5. Riêng lượng hạt nhỏ hơn 3mm không dựng vào biểu đồ. Theo trục tung kẻ đường thẳng song song với trục hoành ở các giá trị 10% và 90%. Tại giao điềm giữa đường 10% với đường biểu diễn thành phần hạt, đóng xuống trục hoành sẽ có kích thước lớn nhất của hạt (Dmax). Giao điểm giữa đường 90% với đường biểu diễn thành phần hạt sẽ cho ta kích thước nhỏ nhất của hạt (Dmin) Hai giá trị Dmax và Dmin lấy theo kích thước mắt sàng gần nhất của bộ sàng tiêu chuẩn. Lượng mất khi sàng không được quá 1% khối lượng toàn bộ mẫu.

Chú thích:

1. Có thể dùng bộ sàng thông dụng theo điều 1.4 để xác định thành phần của đá dăm (sỏi). Khi đó D_max và D_min sẽ lấy tròn theo kích thước lỗ của bộ sàng này.

2. Đá dăm (sỏi) bẩn, có nhiều đất cát bám quanh thì phải rửa sạch trước khi thử.

3.7. Xác định hàm lượng bụi, bùng và sét trong đá dăm sỏi.

3.7.1. Thiết bị thử

Cân kĩ thuật với độ chính xác 0,01g;

Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ;

Thùng rửa (hình 6);

3.7.2. Chuẩn bị mẫu

Đá dăm (sỏi) sấy khô đến khối lượng không đổi, rồi cân máu theo bảng 6.

Bảng 6

Kích thước lớn nhất của hạt, mm	Khối lượng mẫu, kg, không nhỏ hơn
Nhỏ hơn hay bằng 40 Lớn hơn 40	5 10

Để mẫu thử vào thùng rửa, nút kín hai ống và cho nước ngập trên mẫu và để yên 15 đến 20 phút cho bụi bẩn và đất cát rữa ra. Sau đó đổ ngập nước trên mẫu khoảng 200mm.

Dùng que gỗ khuấy đều cho bụi, bùn bẩn rã ra. Để yên trong 2 phút, rồi xả nước qua hai ống xả. Khi phải để lại lượng nước trong thùng ngập trên vật liệu ít nhất 30mm. Sau đó nút kín hai ống xả và cho nước vào để rửa lại. Công việc tiến hành đến khi nào rửa thấy trong thì thôi. Rửa xong, toàn bộ mẫu trong thùng được sấy khô đến khối lượng không đổi (chú ý không làm mất các hạt cát nhỏ có lẫn trong mẫu) rồi cân lại. 3.7.4. Tính kết quả. Hàm lượng bụi bùn và sét (B) tính bằng phần trăm theo khối lượng, chính xác tới 0,1% theo công thức:

Trong đó:

m - Khối lượng mẫu khô trước khi rửa, tính bằng g;

m₁ -Khối lượng mẫu khô sau khi rửa, tính bằng g;

Hàm lượng bụi, bẩn, sét của đá dăm (sỏi) lấy bằng giá trị trung bình số học của kết quả hai lần thử.

Chú thích: Mẫu vật có kích thước hạt trên 40mm có thể xẻ đôi rửa làm hai lần.

3.8. Xác định hàm lượng hạt thoi dẹt trong đá dăm (sỏi).

3.8.1. Thiết bị thử

Cân thương nghiệp

Thước kẹp cải tiến (hình 7)

Bộ sàng tiêu chuẩn theo điều l.4;

3.8.2. Chuẩn bị mẫu:

Dùng bộ sàng tiêu chuẩn để sàng đá dăm (sỏi) đã say khô thành từng cỡ hạt, tuỳ theo cỡ hạt khối lượng mẫu được lấy theo bảng 7.

Bảng 7

Cỡ hạt, mm	Khối lượng mẫu, kg, không nhỏ hơn
5-10 10-20 20-40 40-70 Lớn hơn 70	0,25 1,00 5,00 15,00 35,00

3.8.3. Tiến hành thử

Hàm lượng hạt thoi dẹt của đá dăm (sỏi) được xác định riêng cho từng cỡ hạt. Nếu cỡ hạt nào trong vật liệu chỉ chiếm dưới 5% khối lượng, thì hàm lượng thoi dẹt của cỡ hạt đó không cần phải xác định.

Đầu tiên nhìn mắt, chọn ra những hạt thấy rõ ràng chiều dầy hoặc chiều ngang của nó nhỏ hơn hoặc bằng 1/3 chiều dài. Khi có nghi ngờ thì dùng thước kẹp (hình 7) để xác định chính xác bằng cách đặt chiều dài hòn đá vào thước kẹp để xác định khoảng cách L; sau đó cố định thước ở khoảng cách đó và cho chiều dày hoặc chiều ngang của hòn đá lọt qua khe d. Hạt nào lọt qua khe d thì hạt đó là hạt thoi dẹt. Phân loại xong đem cân các hạt thoi dẹt, rồi cân các hạt còn lại.

3.8.4. Tính kết quả Hàm lượng hạt thoi dẹt (Tđ) trong đá dăm (sỏi) được tính bằng phần trăm theo khối lượng, chính xác tới 1% theo công thức: Trong đó: m1- Khối lượng các hạt thoi dẹt, tính bằng g; m2 - Khối lượng các hạt còn lại, tính bằng g;

Hàm lượng hạt thoi dẹt của mẫu lấy bằng trung bình cộng theo quyển của các kết quả đã xác định cho từng cỡ hạt.

Chú thích: Cách tính trung bình cộng theo quyền quy định ở p + mục 5 của phụ lục tiêu chuẩn.

3.9. Xác định hàm lượng hạt mềm yếu và phong hoá trong đá dăm (sỏi).

3.9.1. Thiết bị thử.

Cân kĩ thuật với độ chính xác 0,01g

Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ; Bộ sàng tiêu chuẩn theo điều 1.4;

Kim sắt và kim nhôm

Búa con;

3.9.2. Chuẩn bị mẫu.

Đá dăm (sỏi) đã sấy khô đến khối lượng không đổi được sàng thành từng cỡ hạt riêng rồi lấy mẫu theo bảng 8.

Bảng 8

Hạt mềm yếu và phong hoá thuộc TCVN 1771: 1987 được lựa chọn và loại ra theo các dấu hiệu sau đây:

Các hạt mềm yếu, phong hoá, thuờng dễ gẫy hay bóp nát bằng tay. Dễ vỡ khi đập nhẹ bằng búa con, khi dùng kim sắt cạo lên mặt các hạt đá dăm (sỏi) loại phun xuất hoặc biến chất, hoặc dùng kim nhôm cạo lên mặt các hạt đá dăm (sỏi) loại trầm tích, thì trên mặt các hạt mềm yếu hoặc phong hoá, sẽ có vết để lại.

Các hạt đá dăm mềm yếu gốc trầm tích, thuờng có hình mòn nhẵn, không có góc cạnh.

Chọn xong đem cân các hạt mềm yếu và phong hoá.

3.9.4. Tính kết quả.

Hàm lượng hạt mềm yếu và phong hoá (Mg) được xác định bằng phần trăm khối lượng tính chính xác tới 0,01% theo công thức:

Trong đó:

m₁ - Khối lượng các hạt mềm yếu và phong hoá, tính bằng g;

m - Khối lượng mẫu khô, tính bằng g;

Kết quả cuối cùng là trung bình số học của hai lần thử

Chú thích:

1. Để tăng thêm độ chính xác khi thử, có thể dùng các thiết bị cơ khí để lựa chọn các hạt mềm yếu và phong hoá theo giới hạn bền khí nén nêu trong TCVN 1771: 1987.

2. Nếu đá dăm (sỏi) là hỗn hợp của nhiều cỡ hạt thì sàng chúng ra thành từng cỡ hạt để thử riêng. Kết quả chung cho cả mẫu lấy bằng trung bình cộng theo quyền của các loại cỡ hạt.

3.10. Xác định độ ẩm của đá dăm (sỏi).

3.10.1. Thiết bị thử.

Cân kĩ thuật với độ chính xác 0,01g;

Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ.

3.10.2. Chuẩn bị mẫu

Mẫu thử lấy theo bảng 9

Bảng 9

Mẫu lấy ra phải cân ngay, rồi đem sấy đến khối lượng không đổi. Sau đó cân lại.

3.10.4. Tính kết quả.

Độ ẩm (W) của đá dăm (sỏi) được tính bằng phần trăm khối lượng, chính xác tới 0,1% theo công thức:

Trong đó:

m₁ - Khối lượng mẫu tự nhiởn, tính bằng g;

m₀ - Khối lượng mẫu sau khi sấy khô, tính bằng g

Độ ẩm lấy bằng trung bình số học của kết quả hai mẫu thử.

3.11. Xác định độ hút nước của đá nguyên khai, đá dăm (sỏi)

3.11.1. Thiết bị thử.

Cân kĩ thuật với độ chính xác 0,01g;

Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ;

Thùng để ngâm mẫu;

Bàn chải sắt.

3.11.2. Chuẩn bị mẫu.

Đối với đá nguyên khai lấy 5 viên đá 40 - 70mm (hoặc 5 viên mẫu hình khối hoặc hình trụ) mẫu được tẩy sạch bằng bàn chải sắt sau đó sấy khô đến nhiệt độ không đổi rồi cân.

Đối với đá dăm (sỏi) thì đem rửa sạch sấy khô đến khối lượng không đổi, rồi cân mẫu theo bảng 9.

3.11.3. Tiến hành thử

Đổ mẫu vào thùng ngâm, cho nước ngập trên mẫu ít nhất là 20mm ngâm liên tục 48 giờ. Sau đó vớt mẫu ra, lau ráo mặt ngoài bằng khăn khô rồi cân ngay (chú ý cân cả phần nước chảy từ các lỗ rỗng của vật liệu ra khay).

3.11.4. Tính kết quả.

Độ hút nước (W_H) tính bằng phần trăm khối lượng, chính xác tới 0,1%, theo công thức:

Trong đó:

m₁- Khối lượng mẫu bão hoà nước, tính bằng g;

m - Khối lượng mẫu khô, tính bằng g;

Độ hút nước lấy bằng trung bình số học của kết quả thử 5 viên đá nguyên khai hoặc kết quả thử hai mẫu đá dăm (sỏi).

3.12. Xác định giới hạnbền khí nén của đá nguyên

3.12.1. Thiết bị thử

Máy ép thuỷ lực theo điều 1.1.5;

Máy khoan và máy cua đá; Máy mài nước;

Thước kẹp;

Thùng hoặc chậu để ngâm mẫu.

3.12.2. Chuẩn bị mẫu

Từ các hòn đá gốc, dùng máy khoan hoặc máy ca để lấy ra 5 mẫu hình trụ, có đường kính và chiều cao từ 40 đến 50mm, hoặc hình khối có cạnh từ 40 đến 50mm. Hai mặt mẫu đặt lực ép phải mài nhẵn bằng máy mài và phải luôn song song nhau.

Nếu đá có nhiều lớp thì phải tạo mẫu sao cho hướng đặt lực ép thẳng góc với thỏ đá.

Cũng có thể dùng các mẫu đá khoan bằng các mũi khoan khi thăm dò địa chất có đường kính 40 đến 110mm và chiều cao bằng đường kính. Các mẫu này không được có chỗ sứt mẻ và hai mặt đáy phải được gia công nhẵn.

3.12.3. Tiến hành thử.

Dùng thước kẹp để do chính xác kích thước mẫu theo điều 1.3, sau đó ngâm mẫu bão hoà theo điều 3.11.3. Sau khi ngâm, vớt mẫu ra lau lau mặt ngoài rồi ép trên máy thuỷ lực. Lực ép tăng, dầm với tốc độ từ 3 đến 5. 10⁵N/m² trong một phút, cho tới khi mẫu bị phỏ huỷ.

3.12.4. Tính kết quả.

Giới hạn bền khí nén (σ_N) của đá nguyên khối tính bằng N/m², chính xác tới 10N/m² , theo công thức:

Trong đó:

P - Tải trọng phỏ hoại của mẫu ép trên máy ép, tính băng N;

F - Diện tích mặt cat ngang của mẫu, tính bằng m²;

Giới hạnbền khí nén lấy bằng giỏ trị trung bình số học của kết quả 5 mẫu thử trong đó ghi rõ cả giới hạncao nhất và thấp nhất trong các mẫu.

3.13. Xác định độ nén dập của đá dăm (sỏi) trong xi lanh.

3.13.1. Thiết bị thử

Máy ép thuỷ lực có sức nén (Pmax) 50 tấn;

Xi lanh bằng thép có đáy rời, đường kính 75 và 150mm chỉ ra ở hình 8 và bảng 10

Bảng 10

D	d	d1	L	L1
87	75	73	75	70
170	150	148	150	120
Cân; Bộ sàng tiêu chuẩn theo điều 1.4, Sàng 2,5mm và 1,25mm Tủ sấy; Thùng ngâm mẫu. 3.13.2. Chuẩn bị mẫu.

Đá dăm sỏi các loại 5 – 10, 10 - 20; hoặc 20 - 40mm đem sàng qua sàng tương ứng với cỡ hạt lớn nhất và nhỏ nhất của từng loại đá dăm (sỏi). Sau đó mỗi loại đều lấy mẫu nằm trên sàng nhỏ. Nếu dùng xi lanh đường kính trong 75mm thì lấy mẫu mẫu không ít hơn 0,5kg. Nếu dùng xi lanh đường kính trong 150mm, thì lấy mẫu không ít hơn 4kg.

Nếu đá dăm (sỏi) 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 40mm thì dập thành hạt 10 - 20, hoặc 20 - 40mm để thử.

Khi hai cỡ hạt 20 - 40 và 40 - 70mm 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 hoà nước.

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

3.13.3. Tiến hành thử.

Khi xác định mác đá dăm (sỏi) theo độ nén dập, thì phải dùng xi lanh có đường kính 150mm. Khi kiểm tra chất lượng đá dăm (sỏi) ở cỡ hạt 5 – 10 và 10 –20mm thì có thể dùng xi lanh đường kính 75mm.

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

Mẫu đá dăm (sỏi) đổ vào xi lanh ở độ cao 50mm. Sau đó dàn phẳng, đặt pítông sắt vào và đưa xi lanh lên máy ép.

Máy ép tang lực nén với tốc độ từ100 đến 200N trong một giây. Nếu dùng xi lanh đường kính 75mm thì dừng tải trọng ở 5 tấn. Còn xi lanh đường kính 150mm thì dừng tải trọng ở 20 tấn.

Mẫu nén xong đem sàng bỏ các hạt lọt qua sàng tương ứng với cỡ hạt chọn trong bảng 11.

Bảng 11

Cỡ hạt	Kích thước mắt sàng
5 - 10 10 - 20 20 - 40	1,25 2,50 5,00

Đối với mẫu thử ở trạng thái bão hoà nước, thì sau khi sàng phải rửa phần mẫu còn lại trên sàng để loại hết các bột dính di; sau đó lại lau các mẫu bằng khăn khô rồi mới cân. Mẫu thử ở trạng thái khô, thì sau khi sàng, đem cân ngay số hạt còn lại trên sàng.

3.13.4. Tính kết quả.

Độ nén dập (N_d) của đá dăm (sỏi) được tính bằng phần trăm khối lượng, chính xác tới 1% theo công thức:

Trong đó:

m₁- Khối lượng mẫu bỏ vào xi lanh, tính bằng g;

m₂- Khối lượng mẫu còn lại trên sàng sau khi sàng, tính bằng g,

Giỏ trị N_d của đá dăm (sỏi) một cỡ hạt lấy bằng trung bình số học của hai kết quả thử song song. Nếu đá dăm (sỏi) là hỗn hợp của nhiều cỡ hạt thì giỏ trị N_d chung cho cả mẫu, lấy bằng trung bình cộng theo quyền của các kết quả thu được khi thử từng cỡ hạt.

Chú thích: Cách tính trung bình cộng theo quyền được quy định ở mục của phụ lục tiêu chuẩn.

3.14. Xác định hệ số hóa mềm của đá nguyên khai

Làm theo điều 3.12 để có giới hạn bền khí nén của đá nguyên khai ở trạng thái bão hoà nước. Làm như điều 3.12, nhưng ép 5 viên mẫu sấy khô đến khối lượng không đổi để có giới hạn bền khí nén ở trạng thái khô:

Sau đó tính hệ số hóa mềm (K_M) theo công thức:

Trong đó:

σ_N - Giới hạn bền khí nén của đá ở trạng thái bão hoà nước tính bằng N/m²;

σ’_N - Giới hạnbền khí nén cửa đá ở trạng thái khô tính bằng N/m².

Hệ số hóa mềm được tính chính xác tới 0,01.

3.15. Xác định hệ số hóa mềm của đá dăm (sỏi) làm theo điều 3.13 cho hai trạng thái của đá dăm (sỏi) bão hoà nước và khô hoàn toàn.

Hệ số hóa mềm (K_M) của đá dăm (sỏi) tính theo công thức:

Trong đó:

N_d - Độ nén dập của đá dăm (sỏi) ở trạng thái khô hoàn toàn, tính bằng phần trăm;

N’_d - Độ nén dập của đá dăm (sỏi) ở trạng thái bão hoà nước tính bằng phần trăm

Hệ số hóa mềm K_M của đá dăm (sỏi) được tính chính xác tới 0,01.

Chú thích: Khi chuẩn bị mẫu phải đảm bảo tính đồng nhất về chất lượng vật liệu giữa mẫu khô và mẫu bão hoà nước.

3.16. Xác định độ mài mòn của đá dăm (sỏi).

3.16.1. Thiết bị thử. Máy mài tang quay (hình 9) Cân thương nghiệp; Bộ sàng tiêu chuẩn theo điều 1.4, Sàng 125 mm 3.16.2. Chuẩn bị mẫu thử.