TIÊu chuẩn việt nam tcvn 1772: 1987

SỎI - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CÁC TẠP CHẤT TRONG SỎI

Hàm lượng tạp chất hữu cơ trong sỏi;

Hàm lượng hạt bị đập vỡ trong sỏi dăm đập từ cuội;

Hàm lượng silic ôxyt vô định hình trong đá dăm (sỏi);

Số lượng các chỉ tiêu kỹ thuật cần phải xác định cho một loại đá dăm (sỏi) được quy định tuỳ theo đặc điểm vật liệu và yêu cầu kỹ thuật của công việc cần dùng đến loại đá dăm (sỏi) đó.

1.1. Nếu trong các phương pháp thử của tiêu chuẩn này không quy định cụ thể về độ chính xác cân đong cần thiết thì khi cân mẫu thử và mẫu phân tích, vật liệu phải cân với độ chính xác đến 0,1%.

1.2. Sấy khô vật liệu đến khối lượng không đổi được tiến hành trong tủ sấy ở nhiệt độ 105 – 110⁰C cho tới khi độ chênh lệch giữa hai lần cân không được vượt quá 0,1% khối lượng mẫu. Thời gian giữa hai lần cân cuối cùng không ít hơn 3 giờ.

1.3. Kích thước các mẫu hình trụ hay hình khối phải đo bằng thước kẹp với độ chính xác đến 0,1mm.

Để xác định diện tích mặt đáy (trên hoặc dưới) của mẫu hình khối, thì lấy giá trị trung bình chiều dài của mỗi cặp cạnh song song. Sau đó lấy tích của hai giá trị trung bình đó.

Diện tích của mỗi đáy hình trụ xác định theo số trung bình của hai đường kính thẳng góc với nhau.

Diện tích mặt cắt ngang của mẫu hình trụ lấy bằng giá trị trung bình của diện tích đáy trên và đáy dưới của mẫu hình khối lấy bằng giá trị trung bình của cạnh đáy trên và cạnh đáy dưới; sau đó nhân hai giá trị trung bình của hai cạnh kế tiếp nhau.

Chiều cao của mẫu hình trụ lấy bằng giá trị trung bình của trị số đo chiều cao thành trụ ở các điểm trên phần tư chu vi đáy. Chiều cao của mẫu hình khối lấy bằng giá trị trung bình của chiều cao mẫu ở bốn cạnh đứng.

Thể tích của các mẫu tính bằng số nhân diện tích mặt cắt ngang với chiều cao.

1.4. Để xác định thành phần hạt đá dăm (sỏi) dùng bộ sàng tiêu chuẩn có lỗ hình tròn, thành bằng gỗ hoặc bằng sắt, hình vuông mỗi cạnh 300mm hay hình tròn với đường kính không nhỏ hơn 300mm.

Bộ sàng tiêu chuẩn bao gỗm các sàng có đường kính lỗ sàng như sau:3; 5; 10; 15; 20; 25; 40; và 70mm.

Bộ sàng thông dụng gồm các cỡ sàng có đường kính lỗ sàng như sau: 5; 10; 20; 40 và 70mm. Để xác định kích thước các hạt trên 70mm có thể dùng 1 tấm tôn mỏng trên đó các lỗ tròn đường kính 70mm; 100mm; 110mm; 120mm, hoặc lớn hơn.

1.5. Xác định giới hạn bền khí nén hoặc độ nén đập của đá dăm (sỏi) được tiến hành trên máy nén thuỷ lực, lực nén tối đa (P_max) đảm bảo sau khí ép mẫu chỉ dùng tới 0,3 đền 0,6 P_max

1.6. Nếu trong các phương pháp thử của tiêu chuẩn này không quy định cụ thể và mức độ chính xác tương đối của kết quả thử thì tính kết quả thử sẽ lấy tới số thứ hai sau dấu phẩy của hàng đơn vị.

1.7. Kết quả thử được lấy bằng giá trị trung bình số học cua hai mẫu thử.

2. Lấy mẫu thử

2.1. Khi kiểm tra chất lượng đá dăm (sỏi) ở tại nơi khai thác thì mỗi ca phải lấy mẫu trung bình một lần. Mẫu trung bình lấy cho từng cỡ hạt hoặc cho từng hỗn hợp các cỡ hạt nếu, không phân cỡ ở mỗi dây chuyền sản xuất.

2.2. Khi kiểm tra chất lượng đá dăm (sỏi) để ở kho (nơi sản xuất hoặc nơi tiêu thụ) thì cứ 300 tấn (hoặc 200m³) phải lấy mẫu trung bình một lần cho từng loại cỡ hạt riêng.

2.3. Mẫu trung bình được chọn bằng cách gép các mẫu cục bộ đã lấy theo chỉ dẫn các điều 2.11; 2.3; 2.4; và 2.5 của bàn tiêu chuẩn này. Khối lượng mẫu trung bình của đá dăm (sỏi) dùng để thử mỗi loại chỉ tiêu phải không nhỏ hơn bốn lần khối lượng ghi ở bảng 1.

2.4. Lấy mẫu trung bình ở tại nơi khai thác bằng cách chọn gép các mẫu cục bộ. Mẫu cục bộ được lấy bằng cách chặn ngang băng tải theo chu kỳ để lấy phần vật liệu rơi ra.

Tuỳ theo độ đồng nhất của vật liệu, cứ nửa giờ đến một giờ lại lấy mẫu cục bộ một lần.

Chú thích:

1. Khi chiều rộng băng tải lớn hơn hay bằng 1000 mm thì chọn mẫu cục bộ bằng cách chặn ngang một phần băng tải cho vật liệu rơi ra.

2. Nếu vật liệu đồng nhất thì việc lấy mẫu có thể thưa hơn.

2.5. Lấy mẫu trung bình ở các kho (của nơi sản xuất hoặc nơi tiêu thụ) bằnh cách chọn gép 10 đến 15 mẫu cục bộ cho một lô đá dăm (sỏi).

2.5.1. Nếu kho là bãi ngoài trời thì mẫu cục bộ lấy ở các điểm khác nhau theo mặt bằng và chiều cao của các đồng đá (sỏi).

2.5.2. Nếu kho là các hộc chứa thì mẫu cục bộ lấy ở lớp trên mặt và lớp dưới đáy hộc chứa. Lớp dưới đáy lấy bằng cách mở cửa đáy hộc chứa cho vật liệu rơi ra.

2.6. Tuỳ theo độ lớn của hạt đá dăm (sỏi) khối lượng mẫu cục bộ lấy theo bảng2.

Bảng 2

Kích thước lớn nhất của hạt (mm)	Khối lượng mẫu cục bộ (kg)
5 10 20 40 70	2,5 2,5 5,0 10,0 15,0

Sau khi lấy mẫu, các mầu cục bộ đem gép lại, trộn kĩ để có mẫu trung bình. Mẫu trung bình này cần được rút gọn trước khi đưa về phòng thí nghiệm. Khối lượng mẫu đưa về phòng thí nghiệm ít nhất phải bằng hai lần khối lượng ghi ở bảng 1.

Mẫu trung bình được rút gọn bằng cách chia tư hoặc dùng máng chia mẫu (hình 1). Khi rút gọn mẫu bằng cách chia tư, thì trộn thật đều mẫu, dàn mỏng rồi xẻ hai đường vuông góc với nhau đi qua tâm đống vật liệu, sau đó lấy hai phần đối diện nhau làm thành một mẫu. Mẫu được rút gọn như vậy nhiều lần cho tới khi đạt được khối lượng yêu cầu. Khi dùng máng chia mẫu, thì đổ vật liệu chảy qua máng để chia thành hai phần. Mỗi phần lại đổ lại vào máng để chia mẫu. Cứ như vậy mẫu được rút gọn nhiều lần cho tới khi đạt được khối lượng yêu cầu.

Chiều rộng khe chảy của máng chia mẫu phải lớn hơn kích thước hạt lớn nhất của đá dăm (sỏi) 1,5 lần.

3. Các phương pháp thử

3.1. Xác định khối lượng sỏi riêng của đá nguyên khai, đá dăm (sỏi).

3.1.1. Thiết bị thử. Bình khối lượng riêng 100ml, nút có ống mao dẫn (h.2); Cân kỹ thuật với độ chính xác 0,01g; Cốc thủy tinh nhỏ để đựng mẫu; Cốc, chày đồng, gang hoặc bằng sứ; Bình hút ẩm đường kính 150 đến 200; Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ; Bếp cách cát hoặc cách thuỷ; Bàn chải sắt.
	Hình 1: Máng chi mẫu

Khi xác định khối lượng riêng của các nguyên khai hay đá dăm thì lấy một số viên đá với tổng khối lượng không nhỏ hơn 1 kg. Khi xác định khối lượng riêng của sỏi thì lấy khối lượng mẫu theo bảng 3.

Mẫu lấy được chải sạch bụi, rồi đập thành các hạt lọt qua sàng 5mm. Sau đó trộn đều và rút gọn mẫu đến 150g, bằng cách chia tư. Mẫu mới thu được tiếp tục nghiêng nhỏ bằng cối chày đồng cho lọt qua sàng 1,25mm. Trộn đều mẫu mới nghiền và rút gọn lần thứ hai đến khoảng 30g. Mẫu mới thu được tiếp tục nghiền mịn tới khi sờ thấy mát tay thì bỏ mẫu vào cốc thủy tinh, rồi cho vào tủ sấy. Mẫu được sấy khô đến khối lượng không đối để nguội trong bình hút ẩm có axít sunfuric đặc hay tính thể clorua canxi Khi mẫu nguội bang nhiệt độ phòng, dùng cân kĩ thuật cân lấy hai mẫu nhỏ, mỗi mẫu 10g để thử

Hình 2

Cân mỗi mẫu 10 gam mẫu theo 3a la2 rồi cho vào một bình khối lượng riêng 100 ml đã rửa sạch và sấy khôa Đổ nước cất vào bình không quá một nửa thể tích của bình. Đặt các bình nằm hơi nghiêng trên bếp cách cát hoặc cách thuỷ và đun sôi trong 15 đến 20 phút để cho bọt khí thoát hết. Sau đó nhấc bình ra, để nguội đến nhiệt độ phòng, tiếp tục đổ nước cất vào cho đầy hoàn toàn rồi lau khô mặt ngoài bình và đem cân. Cân xong đổ nước và bột đá trong bình đi. Rửa sạch bình, đổ nước cất khác vào cho đầy hoàn toàn, lau khô mặt ngoài bình rồi đem cân lại.

3.1.4. Tính kết quả

Khối lượng riêng của vật liệu (p), tính bằng g/cm³ được tính chính xác tới 0,01 g/cm³ theo công thức:

Trong đó:

m - Khối lượng mẫu bột khô trong bình, tính bằng g;

m₁- Khối lượng bình chứa đầy nước cất, tính bằng g;

m₂ - Khối lượng bình có mẫu và đầy nước cất, tính bằng g;

ρ_n- Khối lượng riêng của nước, lấy bằng 1g/cm³.

Khối lượng riêng của đá (sỏi) lấy bằng giá trị trung bình số học của hai mẫu thử làm song song. Sai số giữa hai kết quả thử không được vuợt quá 0,02g/cm³. Nếu lệch quá trị số trên, phải làm thêm mẫu thứ ba và giá trị cuối cùng sẽ lấy bằng giá trị trung bình số học của hai kết quả thử nào gần nhau nhất.

3.2. Xác định khối lượng thể tích của đá nguyên khai và đá dăm (sỏi).

3.2.1. Thiết bị thử.

Cân kĩ thuật với độ chính xác 0,01g

Cân thuỷ tĩnh (hình 3);

Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ;

Thùng hoặc xô để ngâm đá dăm (sỏi) hoặc để đun paraphin bọc quanh mẫu thử;

Bộ sàng tiêu chuẩn theo điều 1.4;

Thước kẹp theo điều 1.3;

Bàn chải sắt

3.2.2. Chuẩn bị mẫu thử

Xác định khối lượng thể tích của đá nguyên khai được tiến hành trên 5 mẫu đá hình đáng bất kỳ có kích thước 40 đến 70mm.

Mẫu được tẩy chải sạch bụi bằng bàn chải sắt, rồi sấy khô đến khối lượng không đổi. Có thể lấy các mẫu đá hình trụ hoặc hình khối để thay thế cho mẫu trên và cũng sấy khô đến khối lượng không đổi. Khi xác định khối lượng thể tích của đá dăm (sỏi) cách chuẩn bị như sau:

Đối với cỡ hạt nhỏ hơn hay bằng 40mm, từ đống vật liệu cần thử lấy một mẫu 2,5kg. Đối với cỡ hạt lớn hơn 40mm, lấy 5kg đập nhỏ dưới 40mm rồi rút gọn lấy 2,5kg.

Mẫu đá dăm (sỏi) đem sấy khô đến khối lượng không đổi, sàng qua sàng tương ứng với cỡ hạt nhỏ nhất. Phần vật liệu còn lại trên sàng này được cân lấy hai mẫu mỗi mẫu 1000g để thử.

3.2.2. Tiến hành thử

Các mẫu đá dăm (sỏi) đã tạo (theo điều 3.2.2) được ngâm nước 2 giờ liền. Khi ngâm, cần giữ cho mức nước cao hơn bề mặt mẫu ít nhất 20 mm. Khi vớt mẫu ra, dùng vải mềm lau khô mặt ngoài rồi cân ngay mẫu trên cân kỹ thuật ngoài không khí. Sau đó cân ở cân thuỷ tĩnh theo trình tự thao tác; bỏ mẫu vào cốc lưới đồng, rồi nhúng cốc chứa mẫu vào bình nước để cân. Trước khi dùng cân thuỷ tĩnh phải điều chỉnh thăng bằng cân khi có cốc lưới đồng trong nước. Nhúng cốc lưới đồng không có mẫu vào thùng nước; đổ nước vào thùng cho đầy tràn qua vòi, rồi đặt cốc có hạt chì lên đĩa để thăng bằng cân. Khi cân mẫu phải để cho nước trong bình tràn hết qua vòi rồi mới đọc cân.

3.2.4. Tính kết quả

Khối lượng thể tích (p_v) tính bằng g/cm³ được tính chính xác tới 0,01g/cm³ theo công thức:

Trong đó: m- Khối lượng mẫu khô, tính bằng g m1- Khối lượng mẫu bão hoà nước cân ở ngoài không khí, tính bằng g; m2 - Khối lượng mẫu bão hoà nước cân trong nước, tính bằng g; ρn - Khối lượng riêng của nước, lấy bằng 1g/cm3

Trường hợp đá nguyên khai có nhiều lỗ rỗng thông nhau có thể thay thế việc bão hoà nước bằng, cách bọc xung quanh mẫu một lớp paraphin dầy chừng 1mm.

Muốn vậy, lấy mẫu đá đã sấy khô đến khối lượng không đổi; nhúng từng mẫu vào paraphin đã đun chảy rồi nhấc ra ngay để nguội trong không khí, nếu ở lớp bọc paraphin có lớp bọt khí hoặc chỗ khuyết, thì lấy que sắt hơ nóng, trà kín chỗ đó lại.

Mẫu bọc paraphin xong, đem cân ở cân kĩ thuật ngoài không khí. Sau đó cân ở cân thuỷ tĩnh (mẫu thả trong nước).

Khối lượng thể tích (ρ_v) tính bằng g/cm³ theo công thức:

Trong đó:

m - Khối lượng mẫu khô hoàn toàn, tính bằng g;

m₁ - Khối lượng mẫu đã bọc paraphin cân trong không khí, tính bằng g;

m₂ - Khối lượng mẫu đã bọc paraphin cân trong nước, tính bằng g;

ρ_n - Khối lượng riêng cửa nước, lấy bằng 1g/cm³;

ρ_p- Khối lượng riêng của paraphm lấy bằng 0,93g/cm³

Xác định khối lượng thể tích của đá nguyên khai, có mẫu hình trụ hoặc hình khối làm như sau: dùng thước kẹp đo mẫu để xác định thể tích của mẫu theo chỉ dẫn ở điều 1.3.

Khối lượng thể tích vật liệu tính theo công thức:

Trong đó:

m - Khối lượng mẫu khô hoàn toàn, tính bằng g;

v - Thể tích mẫu tính bằng cm³;

Khối lượng thể tích của đá nguyên khai lấy bằng giá trị trung bình số học kết quả của 5 mẫu thử.

Khối lượng thể tích của đá dăm (sỏi) lấy bằng giá trị trung bình số học của hai mẫu thử làm song song. Sai lệch giữa hai kết quả thử không được vuợt quá 0,02g/cm³. Nếu lệch quá trị số trên, phải làm thêm mẫu thứ ba và giá trị cuối cùng sẽ lấy bằng giá trị trung bình số học của hai kết quả thử nào gần nhau nhất.

3.3. Xác định khối lượng thể tích xốp của đá dăm (sỏi).

3.3.1. Thiết bị thử.

Cân thương nghiệp loại 50kg;

Thùng đong có thể tích 2; 5; l0; 20 lít;

Phễu chứa vật liệu (hình 4);

Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ;

3.3.2. Tiến hành thử

Khối lượng thể tích xốp được xác định bằng cách cân đá dăm (sỏi) đã sấy khô đến khối lượng không đổi, đựng trong thùng đong đã chọn trước. Kích thước thùng đong chọn theo bảng 4.

Bảng 4

Kích thước lớn nhất của hạt, mm	Thể tích thùng đong, lít	Kích thước thùng đong, mm
		Đường kính	Chiều cao
Không lớn hơn10 Không lớn hơn 20 Không lớn hơn 40 Lớn hơn 40	2 5 10 20	137 185 234 294	136 186 233 294

3.3.3. Tính kết quả

Khối lượng thể tích xốp (ρ_vx) của đá dăm (sỏi), tính bằng kg/m³ chính xác tới 10kg/m³ được xác định theo công thức:

Trong đó: m1 - Khối lượng thùng đong, tính bằng kg, m2- Khối lượng thùng đong có mẫu vật liệu, tính bằng kg v - Thể tích thùng đong, tính bằng m3; Khối lượng thể tích xốp được xác định hai lần, trong đó vật liệu đã làm lần trước khòng dùng để làm lại lần sau. Kết quả chính thức lấy bằng giá trị trung bình số học của kết quả hai lần thử. Chú thích: Tuỳ theo yêu cầu kiểm tra, có thể xác định khối lượng thể tích xốp ở trạng thái khô tự nhiên trong phòng. 3.4. Xác định độ rỗng của đá nguyên khai, đá dăm (sỏi)

1. Phễu chứa vật liệu hình tròn; 2. Cửa quay 3. Giá đỡ 3 chân bằng sắt Ф 10 4. Thùng đong; 5. Vật kê

Độ rỗng (V_r) của đá nguyên khai hoặc đá dăm (sỏi) được xác định bằng phần trăm thể tích và tính chính xác tới 0,l% theo công thức:

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.