5.1.4.3. Tính toán thể tích mẫu thử

a/ Thể tích mẫu thử hình trụ V (cm³), được tính theo công thức 1.a:

                                                  (1.a)

trong đó:

π   là số Pi, lấy bằng 3,14;

d, h  lần lượt là trị số trung bình của đường kính và chiều cao mẫu, tính bằng centimet (cm), lấy chính xác đến 0,01 cm.

b/ Thể tích mẫu thử hình lập phương V (cm³), được tính theo công thức 1.b:

V = a x b x c                                                     (1.b)

trong đó: a,b,c là trị số trung bình các cạnh của mẫu, cm, lấy chính xác đến 0,01 cm.

...

...

...

5.1.5. Biểu thị kết quả

5.1.5.1. Khối lượng thể tích đơn vị của mẫu thử (g), lấy chính xác đến 0,01 g/cm³, được tính theo theo công thức sau:

                                                              (2)

trong đó:

g  là khối lượng thể tích đơn vị của mẫu, tính bằng gam trên centimét khối (g/cm³);

g là trọng lượng của mẫu thí nghiệm, tính bằng gam (g);

V là thể tích của mẫu thí nghiệm, tính bằng centimét khối (cm³).

CHÚ THÍCH:

1. Sử dụng công thức (2) để tinh khối lượng thể tích đơn vị của mẫu đá ở các trạng thái khác nhau như: tự nhiên g_tn, khô gió g_kg, bão hòa g_bh; khi đó, g sẽ lần lượt là khối lượng của các mẫu thử, xác định được tại 5.1.4.4, ứng với các trạng thái thí nghiệm: tự nhiên (g_tn), khô gió (g_kg), bão hòa nước (g_bh).

...

...

...

5.1.5.2. Kết quả của phép thử cần được ghi chép đầy đủ vào sổ thí nghiệm và biểu ghi kết quả thí nghiệm như nêu tại bảng B.1 Phụ lục B.

5.2. Phương pháp cân thủy tĩnh với mẫu bọc parafin

5.2.1. Yêu cầu chung

Được quy định trong 4.2 b.

5.2.2. Thiết bị, dụng cụ

- Cân thủy tĩnh (cân quang treo hoặc cân điện tử như Hình A.1, hoặc hình A.2 Phụ lục A), có độ chính xác đến 0,01 g;

- Cốc thủy tinh hoặc thùng kín nước có dung tích 500 ml;

- Tủ sấy có khả năng duy trì nhiệt độ ổn định ở các mức từ 50 °C đến 200 °C;

- Búa, đục, đe sắt để gia công mẫu;

...

...

...

- Chậu (khay) thủy tinh ngâm mẫu;

- Parafin;

- Nồi để đun chảy parafin;

- Bếp điện;

- Các dụng cụ khác: tấm lót cao su, chổi lông, bút dạ, khay men, kim sắt, khăn lau, v.v...

5.2.3. Chuẩn bị mẫu

5.2.3.1. Dùng búa, đập mẫu đá thành các viên nhỏ có dạng khối tròn, không có gờ sắc, khối lượng khoảng từ 200 g đến 300 g.

5.2.3.2. Dùng chổi lông quét sạch các hạt bụi bám trên mẫu, đánh số và ghi ký hiệu cho từng viên đá.

5.2.3.3. Tùy theo yêu cầu, các viên mẫu thử cần được xử lý cho tương ứng với trạng thái thí nghiệm cần thiết (như quy định trong 5.1.3.3), rồi mới tiến hành các bước tiếp theo.

...

...

...

5.2.4.1. Buộc chỉ vào mẫu, đem cân để xác định khối lượng ứng với trạng thái thí nghiệm (g_i), chính xác đến 0,01g.

5.2.4.2. Nhúng ngập các mẫu thử vào nồi đựng parafin đô được đun nóng chảy ở nhiệt độ khoảng 70 °C. Thời gian nhúng mẫu kéo dài từ 1 s đến 2 s, đảm bảo cho lớp parafin phủ kín đều bề mặt mẫu và có chiều dày không lớn hơn 1mm.

5.2.4.3. Treo và để nguội các mẫu thử đến nhiệt độ trong phòng, lần lượt kiểm tra độ kín của lớp parafin bọc mẫu. Nếu mẫu có lớp bọc parafin kín đều và không có bọt khí, đem cân xác định khối lượng trong không khí (g₁), chính xác đến 0,01g.

CHÚ THÍCH: Trường hợp khi quan sát thấy trong lớp parafin có bọt khí thì dùng kim hơ nóng châm vỡ bọt khí rồi trát kín lại.

5.2.4.4. Thả mẫu thử đã được bọc parafin vào trong cốc chứa nước cất, và treo mẫu thử vào một đầu cân sao cho mẫu ngập hoàn toàn trong nước, không chạm thành, không chạm đáy. Cần xác định khối lượng mẫu trong nước (g₂). chính xác đến 0,01 g;

5.2.4.5. Dùng khăn sạch thấm khô mặt ngoài các mẫu đã cân trong nước; rồi đem cân kiểm tra lại khối lượng mẫu trong không khí. Nếu mẫu có khối lượng lớn hơn 0,03 g, so với kết quả xác định ban đầu tại 5.2.4.3, thì mẫu đó phải được thí nghiệm lại theo trình tự các bước từ 5.2.4.2 đến 5.2.4.3.

5.2.4.6. Ghi chép đầy đủ số liệu các lần cân vào sổ thí nghiệm và bảng ghi kết quả thí nghiệm như nêu tại bảng B.2 Phụ lục B.

5.2.5. Biểu thị kết quả

Khối lượng thể tích của mẫu thử (g_i), lấy chính xác tới 0,01 g/cm³, được tính theo công thức sau:

...

...

...

trong đó:

g_i là khối lượng thể tích của mẫu thử ứng với từng trạng thái thí nghiệm, gam trên centimét khối (g/cm³);

g_i là khối lượng ban đầu của mẫu thử ứng với trạng thái thí nghiệm (xác định tại 5.2.4.1), gam (g);

g₁ là khối lượng mẫu thử bọc parafin cân trong không khí, tính bằng gam (g);

g₂ là khối lượng mẫu thử bọc parafin cân trong nước, tính bằng gam (g);

r_n là khối lượng riêng của nước cất ở nhiệt độ thí nghiệm, được lấy bằng 1 g/cm³.

r_p là khối lượng riêng của parafin, được lấy bằng 0,93 g/cm³.

CHÚ THÍCH:

Chỉ số i tại công thức 3 thể hiện các trạng thái của đá khi thí nghiệm: với mẫu ở trạng thái tự nhiên, i = tn; với mẫu ở trạng thái khô gió, i = kg; với mẫu ở trạng thái bão hòa, i = bh. Khí đó, trong công thức, ta có các giá trị của g_i và g_i ở trạng thái thí nghiệm tương ứng.

...

...

...

6. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo kết quả thử nghiệm cần được bao gồm các thông tin chủ yếu sau:

- Tên công trình, hạng mục công trình;

- Vị trí lấy mẫu, độ sâu lấy mẫu;

- Số hiệu mẫu hiện trường;

- Số hiệu mẫu trong phòng thí nghiệm;

- Mô tả đặc điểm của đá: màu sắc, đặc điểm phân lớp, phân phiến, mức độ nứt nẻ .v.v...;

- Phương pháp thí nghiệm áp dụng;

- Khối lượng thể tích của đá;

...

...

...

PHỤ LỤC A

(Tham khảo)

Thiết bị cân thủy tĩnh

Hình A.1 - Cân Thủy tĩnh quang treo

Hình A.2 - Cân Thủy tĩnh điện tử

...

...

...

(Tham khảo)

Bằng ghi chép kết quả thí nghiệm

Bảng B.1 - Bảng ghi chép kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích của đá theo phương pháp đo trực tiếp

Số hiệu mẫu

Vị trí lấy mẫu

Độ sâu mẫu (từ ... đến)

Tên đá

Trạng thái mẫu

Khối lượng mẫu
(g_i)

...

...

...

Thể tích mẫu (V)

Khối lượng đơn vị thể tích (g_i), g/cm³

d (hoặc a)

h (hoặc b)

-, (hoặc c)

-

-

(m)

-

...

...

...

gam

Từng lần đo (i)

Trung bình (tb)

Từng lần đo (i)

Trung bình (tb)

Từng lần đo (i)

Trung bình (tb)

cm³

Từng mẫu TN

...

...

...

1

2

3

4

s

6

7

8

9

...

...

...

11

12

13

14

15

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

Người thí nghiệm

...

...

...

Người kiểm tra

Bảng B.2 - Bảng ghi chép kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích của đá theo phương pháp cân thủy tĩnh với mẫu thử bọc parafin

Số hiệu mẫu

Vị trí lấy mẫu

Độ sâu mẫu (từ ... đến)

Tên đá

Trạng thái mẫu

Khối lượng mẫu ở trạng thái TN
(g_i)

...

...

...

Khối lượng đơn vị thể tích, γ_i

Ghi chú

Cân trong không khí lần 1 (g₁)

Cân trong không khí lần 2 (g’₁)

Cân trong nước (g₂)

Từng lần thí  nghiệm

Trung bình

-

-

...

...

...

-

-

gam

gam

gam

gam

g/cm³

g/cm³

...

...

...

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

...

...

...

(12)

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

Người thí nghiệm

Người tính toán

Người kiểm tra

PHỤ LỤC C

(Quy định)

Xác định độ rỗng của đá

C.1. Độ rỗng của đá hay còn gọi là độ rỗng ‘tổng cộng’ của đá có thể được xác định bằng cách tính toán trực tiếp từ khối lượng đơn vị thể tích của đá được sấy khô kiệt (g_k), xác định được theo các phương pháp nêu trong tiêu chuẩn này và giá trị khối lượng riêng của đá (r), xác định được theo TCVN 8735:2012.

...

...

...

        (a); hoặc           (b)

trong đó:

n là độ rỗng của đá, % ;

r là khối lượng riêng của đá, g/cm³;

g_k là khối lượng đơn vị thể tích khô của đá, g/cm³;

g_s là khối lượng đơn vị thể tích của các chất rắn, g/cm³;

g là khối lượng của mẫu nghiền nát, sấy khô, g;

V là thể tích của mẫu thử, cm³.

...

...

...

(Tham khảo)

Phương pháp cân thủy tĩnh trực tiếp với mẫu thử

D.1. Phạm vi áp dụng

Phương pháp áp dụng cho các loại đá có cấu tạo đặc sít và chỉ thực hiện khi có yêu cầu xác định nhanh giá trị khối lượng thể tích của đá với kết quả gần đúng.

D.2. Thiết bị, dụng cụ

- Cân thủy tĩnh (cân quang treo hoặc cân điện tử như Hình A.1, hoặc hình A.2 Phụ lục A), có độ chính xác đến 0,01 g;

- Cốc thủy tinh hoặc thùng kín nước có dung tích 500 ml;

- Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ ở các mức từ 50 °C đến 200 °C;

- Búa, đục, đe sắt để gia công mẫu;

...

...

...

- Chậu (khay) thủy tinh ngâm mẫu;

- Các dụng cụ khác như: tấm lót cao su, chổi lông, bút dạ.v.v..

D.3. Chuẩn bị mẫu thử

Tương tự như được nêu trong 5.2.3 của tiêu chuẩn này.

D.4. Các bước thí nghiệm

D.4.1. Buộc chỉ vào mẫu rồi đem cân để xác định khối lượng mẫu (g_i), ứng với trạng thái thí nghiệm, chính xác đến 0,01g.

D.4.2. Đem đặt các mẫu thử vào chậu (khay) thủy tinh, đổ nước vào cho ngập mẫu, rồi đem ngâm trong vòng 24 h để làm bão hòa sơ bộ.

D.4.3. Lần lượt kéo các viên mẫu lên, dùng khăn sạch thấm khô nước mặt ngoài mẫu, rồi cân xác định khối lượng mẫu ở trong không khí (g₁), chính xác đến 0,01g.

D.4.4. Treo mẫu thử vào một đầu cân, đảm bảo mẫu được treo ngập trong nước, không chạm thành, không chạm đáy (xem Hình A.1 Phụ lục A); rồi cân xác định khối lượng mẫu trong nước (g₂),  chính xác đến 0,01g.

...

...

...

Nước trong cốc phải là nước cất; sau khi cân nhiều lần, nếu thấy nước hơi đục thì phải thay bằng nước cất mới.

D.4.5. Ghi chép đầy đủ số liệu của các lần cân vào sổ thí nghiệm và bảng ghi kết quả thí nghiệm như nêu tại bảng D.1

D.5. Tính toán và biểu thị kết quả

Khối lượng thể tích của mẫu thử, g_i (g/cm³), lấy chính xác tới 0,01 g/cm³, được tính theo công thức sau:

                                               (d.1)

trong đó:

g_i  là khối lượng thể tích của đá ứng với từng trạng thái thí nghiệm, gam trên centimét khối (g/cm³);

g_i  là khối lượng của mẫu đá ứng với trạng thái thí nghiệm (xác định tại 5.2.4.1), gam (g);

g₁ là khối lượng mẫu đá sau khi bão hòa sơ bộ được cân trong không khí, gam (g);

...

...

...

r_n khối lượng riêng của nước cất ở nhiệt độ trong phòng, được lấy bằng 1.

CHÚ THÍCH: Chỉ số i tại công thức (d.1) thể hiện trạng thái của đá khi thí nghiệm: với mẫu ở trạng thái tự nhiên thì i = tn ; với mẫu ở trạng thái khô gió thì i = kg; với mẫu ở trạng thái bão hòa thì i = bh. Khi đó, trong công thức ta có các giá trị của g_i và g_i ở các trạng thái thí nghiệm tương ứng.

Giá trị khối lượng thể tích của mẫu đá được lấy bằng giá trị trung bình kết quả của hai mẫu thử, chính xác đến 0,01 g/cm³.

Bảng D.1 - Bảng ghi chép kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích của đá theo phương pháp cân thủy tĩnh trực tiếp với mẫu thử

Số hiệu mẫu

Vị trí lấy mẫu

Độ sâu mẫu (từ ... đến)

Tên đá

Trạng thái mẫu

...

...

...

Khối lượng mẫu đá được bão hòa sơ bộ

Khối lượng đơn vị thể tích, g_i

Ghi chú

Cân trong không khí (g₁)

Cân trong nước (g₂)

Từng lần thí  nghiệm

Trung bình

-

-

...

...

...

-

-

gam

gam

gam

g/cm³

g/cm³

(1)

...

...

...

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(12)

(13)

(14)

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

Người thí nghiệm

Người tính toán

Người kiểm tra

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Viện NC Khoa học thủy lợi -1975, Quy trình thí nghiệm các tính chất vật lý, cơ học của đá.

...

...

...

[3] RTH 109 -93, Method of determining effective (as received) and dry unit weights ant total porosity of rock cores.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

TCVN 10322:2014: Đá xây dựng - Phương pháp xác định khối lượng thể tích trong phòng thí nghiệm

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Thuật ngữ, định nghĩa

4. Quy định chung

...

...

...

5.1. Phương pháp đo trực tiếp

5.2. Phương pháp cân thủy tĩnh với mẫu bọc parafin

6. Báo cáo thử nghiệm

Phụ lục A (Tham khảo) Các thiết bị cân thủy tĩnh

Phụ lục B (Tham khảo) Bảng ghi kết quả thí nghiệm

Phụ lục C (Quy định) Xác định độ rỗng của đá

Phụ lục D (Tham khảo) Phương pháp cân thủy tĩnh trực tiếp với mẫu thử

Thư mục tài liệu tham khảo

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10322:2014 về Đá xây dựng - Phương pháp xác định khối lượng thể tích trong phòng thí nghiệm