Kiểm tra cốt liệu phòng lab là gì?
Kiểm tra cốt liệu tại phòng thí nghiệm là quá trình đo đạc và đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của cát và đá dăm theo bộ tiêu chuẩn TCVN 7572, nhằm xác định chúng có đáp ứng TCVN 7570:2006 hay không trước khi đưa vào công trình. Đây là bước kiểm soát chất lượng bắt buộc trong mọi dự án có yêu cầu giám sát kỹ thuật. Kết quả thử nghiệm phải được ghi vào phiếu kiểm nghiệm có chữ ký người thực hiện và phê duyệt.
Các thử nghiệm bắt buộc và phương pháp
1. Phân tích thành phần hạt — TCVN 7572-2
Đây là thử nghiệm cơ bản nhất, xác định tỉ lệ phần trăm khối lượng các cỡ hạt và mô đun độ lớn Mx của cát, hoặc cấp phối hạt của đá dăm. Thiết bị cần: bộ sàng tiêu chuẩn (0,14 / 0,315 / 0,63 / 1,25 / 2,5 / 5 mm cho cát; 5 / 10 / 20 / 40 mm cho đá), máy rung sàng, cân phân tích.
- Sấy khô mẫu ở 105°C đến khối lượng không đổi (thường 4–6 giờ)
- Xếp sàng từ lớn xuống nhỏ, đổ mẫu vào sàng trên cùng
- Rung 10–15 phút; cân lượng sót trên mỗi sàng
- Tính phần trăm sót tích lũy; tính Mx = (tổng % sót tích lũy trên 6 sàng) / 100
- Vẽ đường cong cấp phối và so sánh với giới hạn TCVN 7570
2. Xác định hàm lượng bùn, bụi, sét — TCVN 7572-8
Phương pháp rửa sàng xác định hàm lượng hạt qua sàng 0,075 mm — đây là bùn, bụi và sét. Đây là chỉ tiêu thường bị vi phạm nhất trong điều kiện khai thác cát thực tế tại Việt Nam.
- Cân mẫu ban đầu M₁ (cát: 500 g; đá: 1.000 g), đã sấy khô
- Rửa mẫu dưới vòi nước chảy qua sàng 0,075 mm cho đến khi nước rửa trong
- Sấy khô phần còn lại, cân M₂
- Hàm lượng bùn sét = (M₁ – M₂) / M₁ × 100%
3. Thử độ hao mòn Los Angeles — TCVN 7572-12
Xác định độ bền cơ học của đá dăm khi chịu va đập và mài mòn trong trống thép quay cùng bi thép. Chỉ áp dụng cho cốt liệu thô. Tỉ lệ mất khối lượng sau thử nghiệm là chỉ số Los Angeles (LA%).
- Chuẩn bị mẫu theo cỡ hạt quy định (thường 5.000 g đá cỡ 10–14 mm)
- Nạp mẫu + số bi thép quy định vào trống thép
- Quay 500 vòng với tốc độ 31–33 vòng/phút
- Sàng qua 1,7 mm, cân phần sót M₂
- LA% = (M₁ – M₂) / M₁ × 100%; đạt khi LA ≤ 50% (bê tông thường) hoặc ≤ 30% (đường cao tốc)
4. Khối lượng riêng và độ hút nước — TCVN 7572-4
Khối lượng riêng cần thiết để tính thiết kế cấp phối bê tông (từ tỉ lệ khối lượng sang tỉ lệ thể tích). Độ hút nước ảnh hưởng đến lượng nước trộn hiệu dụng và tỉ lệ w/c thực tế.
5. Đương lượng cát — ASTM D2419 (tham chiếu)
Đương lượng cát (SE) đánh giá tỉ lệ vật chất cát thạch anh so với vật chất bụi sét dạng huyền phù. SE cao → cát sạch. SE ≥ 75 cho bê tông thường; SE ≥ 50 cho lớp nền đường theo Superpave.
Thiết bị phòng lab tối thiểu
| Thiết bị | Dùng cho thử nghiệm |
|---|---|
| Bộ sàng tiêu chuẩn + máy rung | TCVN 7572-2 (thành phần hạt) |
| Tủ sấy 105°C ± 5°C | Tất cả thử nghiệm cần sấy mẫu |
| Cân phân tích 0,1 g và 1 g | Tất cả thử nghiệm |
| Máy Los Angeles + bi thép | TCVN 7572-12 |
| Bình pycnometer 500 mL | TCVN 7572-4 (khối lượng riêng cốt liệu mịn) |
| Giỏ rây ngâm nước | TCVN 7572-4 (khối lượng riêng cốt liệu thô) |
| Ống đo SE + dung dịch clorua canxi | ASTM D2419 (đương lượng cát) |
Tần suất lấy mẫu và thử nghiệm
Tần suất tối thiểu phụ thuộc vào quy mô công trình. Thông thường, mỗi lô vật liệu mới (từ mỏ hoặc nhà cung cấp mới) cần thử nghiệm đầy đủ. Trong quá trình thi công, kiểm tra định kỳ 500–1.000 m³/lần cho thành phần hạt và hàm lượng bùn sét là hợp lý.
Câu hỏi thường gặp
- Phòng lab phải có chứng nhận gì để kết quả được công nhận?
- Phòng thí nghiệm vật liệu xây dựng phải được Bộ Xây dựng hoặc cơ quan có thẩm quyền cấp Giấy chứng nhận đủ điều kiện hoạt động thí nghiệm chuyên ngành xây dựng (LAS-XD). Phiếu kết quả từ phòng lab không có LAS-XD không được chấp nhận trong công trình sử dụng vốn nhà nước.
- Có thể tự thử nhanh hàm lượng bùn sét tại công trường không?
- Có phương pháp chai thủy tinh: đổ cát vào chai, thêm nước lắc đều, để lắng 1 giờ. Chiều cao lớp bùn/chiều cao cát × 100% cho ước tính thô. Phương pháp này chỉ tham khảo, không thay thế thử nghiệm TCVN 7572-8.
- Mẫu cốt liệu phải lấy như thế nào để đại diện?
- Theo TCVN 7572-1, lấy nhiều phần mẫu nhỏ ở ít nhất 5 vị trí khác nhau trong đống vật liệu (trên, giữa, chân đống), trộn đều, dùng phương pháp rút gọn mẫu (quarter method) để có mẫu đại diện.