Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8877:2011 về xi măng - phương pháp thử - xác định độ nở autoclave như thế nào?

Nội dung chính

• Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8877:2011 về xi măng – phương pháp thử - xác định độ nở autoclave như thế nào?
• Quy định về thiết bị autoclave như thế nào?
• Cách tiến hành xác định độ nở autoclave được thực hiện ra sao?

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8877:2011 về xi măng – phương pháp thử - xác định độ nở autoclave như thế nào?

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8877:2011 được xây dựng trên cơ sở tham khảo ASTM C151-09, Standard Test Method for Autoclave Expansion of Hydraulic Cement (Tiêu chuẩn phương pháp thử độ nở autoclave của xi măng).

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8877:2011 do Viện Vật liệu Xây dựng – Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8877:2011 quy định phương pháp xác định độ nở autoclave của xi măng bằng cách thử mẫu được làm từ hồ xi măng.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8877:2011 về xi măng – phương pháp thử - xác định độ nở autoclave như thế nào? (Hình từ internet)

Quy định về thiết bị autoclave như thế nào?

Căn cứ tại tiểu mục 4.5 Mục 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8877:2011, quy định về thiết bị autoclave như sau:

(1) Yêu cầu kỹ thuật của thiết bị autoclave:

Thiết bị autoclave gồm có một bình chịu áp suất hơi nước cao, áp kế, nhiệt kế, van an toàn và van thoát khí. Áp kế có đường kính 115 mm, có thang chia từ 0 MPa đến 4 MPa, với mỗi vạch chia không quá 0,03 MPa, sai số của áp kế không vượt quá 0,02 MPa ở áp suất làm việc 2 MPa. Tốc độ nâng nhiệt của thiết bị đảm bảo sao cho áp suất đạt 2 MPa trong thời gian từ 45 min đến 75 min kể từ khi bắt đầu gia nhiệt.

Thiết bị autoclave được tự động ngắt khi áp suất vượt quá (2,4 ± 0,12) MPa. Bộ khống chế tự động phải duy trì được áp suất ở (2 ± 0,07) MPa trong thời gian ít nhất 3 h. Áp suất thể hiện trên đồng hồ đo (2 ± 0,07) MPa tương ứng với nhiệt độ (216 ± 2) oC. Thiết bị autoclave phải được thiết kế để áp suất giảm từ 2 MPa xuống còn nhỏ hơn 0,07 MPa trong vòng 1h30 min tính từ khi tắt nguồn cung cấp nhiệt.

(2) Một số chú ý về an toàn:

Tiêu chuẩn này nhằm để giải quyết tất cả các mối quan tâm về an toàn, nếu có, kết hợp với việc sử dụng các vấn đề an toàn liên quan. Đây là trách nhiệm của người sử dụng tiêu chuẩn này để thiết lập an toàn thích hợp, kiểm tra và xác định áp dụng những qui định hạn chế trước khi sử dụng. Một số vấn đề cụ thể về an toàn được đưa ra như sau:

- Áp kế đo áp suất có giới hạn đo là 4 MPa, nếu giới hạn đo quá nhỏ hoặc quá lớn đều có thể gây nguy hiểm cho người vận hành.

- Kiểm tra áp kế bằng cách sử dụng nhiệt kế để phát hiện bất kỳ hư hỏng nào của áp kế trong quá trình vận hành.

- Bộ khống chế tự động được duy trì liên tục trong suốt thời gian làm việc.

- Van an toàn được đặt ở giá trị áp suất 2,3 MPa. Van an toàn được kiểm tra định kỳ hai lần mỗi năm, theo hướng dẫn của nhà sản xuất hoặc kiểm tra khi cần thiết nhằm đảm bảo thiết bị làm việc ổn định và an toàn cho người sử dụng.

- Khi mở nắp thiết bị lúc kết thúc thí nghiệm, người thí nghiệm phải đeo găng tay chịu nhiệt và hướng luồng khí nóng thoát ra phía trước để tránh bị bỏng.

- Chú ý: đối với áp kế của thiết bị, sau khi ngừng hoạt động thì kim áp kế không nhất thiết phải chỉ số “0”, do trong thiết bị có thể vẫn tồn tại áp suất đáng kể có thể gây nguy hiểm.

Cách tiến hành xác định độ nở autoclave được thực hiện ra sao?

Căn cứ tại Mục 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8877:2011, cách tiến hành xác định độ nở autoclave được thực hiện như sau:

- Chuẩn bị khuôn mẫu:

Chuẩn bị khuôn mẫu theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6068:2004.

- Xác định nước tiêu chuẩn:

Cân 650 g xi măng, chính xác đến 1 g. Đong 162 ml nước bằng ống đong rồi đổ vào cối trộn. Đổ xi măng vào nước một cách cẩn thận để không làm thất thoát nước hoặc xi măng, để khoảng 30 s cho xi măng ngấm nước.

Trộn mẫu với tốc độ thấp (140 ± 5) r/min trong thời gian 30s. Dừng trộn mẫu trong 15 s để vét hồ xung quanh và đáy cối vào vùng trộn của máy bằng bay. Khởi động lại máy và cho chạy với tốc độ cao (285 ± 10) r/min trong thời gian 60 s. Sau đó, làm mẫu thành dạng hình cầu bằng tay và tung từ bàn tay này sang bàn tay kia 6 lần với khoảng cách hai bàn tay khoảng 150 mm.

Cho mẫu vào khâu, loại bỏ phần thừa và làm phẳng bề mặt của mẫu.

Gắn kim to vào dụng cụ Vicat, hạ kim to chạm bề mặt đỉnh của khâu và điều chỉnh kim chỉ về số “0” phía trên của thang vạch chia. Nhấc kim to lên và chuẩn bị vận hành. Sau khi gạt phẳng mặt hồ, chuyển khâu và tấm đế sang dụng cụ Vicat tại vị trí đúng tâm dưới kim to. Hạ kim to từ từ cho đến khi tiếp xúc với mặt hồ. Giữ ở vị trí này 1s đến 2s để tránh gia tốc của bộ phận chuyển động.

Sau đó thả nhanh bộ phận chuyển động để kim to lún thẳng đứng vào trung tâm hồ. Đọc số trên thang vạch chia khi kim to ngừng lún hoặc đọc tại thời điểm 30s sau khi thả kim to, tùy theo việc nào xảy ra sớm hơn.

Ghi lại số đọc, chỉ số đó biểu thị khoảng cách giữa đầu kim to với bề mặt thoáng của hồ. Đồng thời ghi lại lượng nước của hồ tính theo phần trăm khối lượng xi măng. Lau sạch kim to sau mỗi lần thử lún.

Lặp lại phép thử với hồ có lượng nước khác nhau cho tới khi kim to cắm vào trong hồ là (10 ± 1) mm. Ghi lại lượng nước của hồ này lấy chính xác đến 0,5 % và coi đó là lượng nước tiêu chuẩn của hồ.

Hồ xi măng sau khi đã xác định được lượng nước tiêu chuẩn dùng để tạo mẫu thử.

- Chế tạo và bảo dưỡng mẫu:

+ Số lượng thanh mẫu thử:

Chế tạo ít nhất một thanh mẫu.

+Tạo thanh mẫu thử:

Ngay sau khi trộn xong mẫu (nếu đã biết nước tiêu chuẩn của xi măng) hoặc sau khi xác định được nước tiêu chuẩn, lấy hồ xi măng này cho vào khuôn theo hai lớp bằng nhau, mỗi lớp được lèn chặt bằng cách ấn ngón tay cái hoặc ngón tay trỏ vào hồ ở các góc, xung quanh đầu đo và dọc theo mặt khuôn cho đến khi mẫu đạt được sự đồng nhất. Lớp thứ hai được tiến hành tương tự, cắt bỏ phần thừa bằng bay mỏng và làm phẳng mặt. Trong quá trình tạo mẫu người thí nghiệm phải đeo găng tay cao su.

+ Bảo dưỡng mẫu:

Sau khi tạo mẫu, cho khuôn có mẫu vào trong phòng dưỡng ẩm ít nhất 20h, nếu tháo khuôn trước 24 h thì thanh mẫu được để trong phòng dưỡng ẩm cho đủ thời gian là 24 h ± 30 min.

- Cách tiến hành:

+ Tại thời điểm 24 h ± 30 min lấy mẫu ra khỏi phòng dưỡng ẩm và đo chênh lệch chiều dài của thanh mẫu theo TCVN 6068:2004, ghi lại giá trị này (Δlo). Sau khi xác định được (Δlo), đặt thanh mẫu vào trong thiết bị autoclave ở nhiệt độ phòng trên giá đỡ sao cho tất cả các mặt mẫu được tiếp xúc với hơi nước bão hòa.

Thiết bị autoclave phải chứa đủ nước có nhiệt độ ban đầu trong khoảng 20 oC đến 28 oC. Để duy trì môi trường hơi nước bão hòa trong toàn bộ thời gian chưng áp thì lượng nước đổ vào thiết bị thông thường chiếm khoảng 7% đến 10% thể tích bình.

+ Mở van thoát khí của thiết bị autoclave trong giai đoạn của quá trình nâng nhiệt cho đến khi hơi nước bắt đầu thoát ra. Đóng van và nâng nhiệt độ của thiết bị autoclave với tốc độ sao cho đạt được 2 MPa trong vòng 45 min đến 75 min tính từ khi bắt đầu gia nhiệt. Duy trì áp suất ở (2 ± 0,07) MPa trong thời gian 3h.

Sau thời gian này, tắt nguồn gia nhiệt và làm nguội thiết bị để áp suất giảm xuống dưới 0,07 MPa trong vòng 1 h 30 min. Hạ dần áp suất bên trong thiết bị bằng cách mở một phần van thoát khí cho đến khi đạt được áp suất xấp xỉ áp suất khí quyển. Mở nắp thiết bị autoclave lấy mẫu ra và ngâm mẫu trong nước có nhiệt độ lớn hơn 90 oC.

Dùng nước lạnh bổ sung vào làm nguội nước xung quanh các thanh mẫu để nhiệt độ giảm xuống còn (27 ± 2) oC trong 15 min. Duy trì mẫu trong nước ở nhiệt độ này thêm 15 min. Sau đó vớt mẫu làm khô đầu đo, không làm khô mẫu, đo chênh lệch chiều dài của thanh mẫu theo TCVN 6068:2004, ghi lại giá trị này (Δl1).