Thử nghiệm xi măng

Xi măng là gì? Tại sao phải thử nghiệm xi măng

Là một vật liệu kết dính không thể thiếu trong các công trình xây dựng, từ công trình bình thường nhà dân đến cầu ,đường, nhà cao tầng… Xi măng được hiểu là chất kết dính thủy lực, tồn tại ở dạng bột mịn màu đen xám, là sản phẩm nghiền mịn của Clinker xi măng với những phụ gia khác theo tỷ lệ thích hợp. Khi được trộn với nước và cát, đá, nó sẽ thiết lập và cứng như đá ngay lập tức, bền, chịu đựng các tác động từ bên ngoài rất tốt như: mài mòn, thời tiết, chấn động,…

Xi măng được tạo thành từ cách nghiền mịn Clinker, thạch cao thiên nhiên và phụ gia. Khi cho xi măng tiếp xúc với nước thì sẽ xảy ra các phản ứng thủy hóa và tạo thành một dạng hồ gọi là hồ xi măng. Tiếp đó, do sự hình thành của các sản phẩm thủy hóa, hồ xi măng bắt đầu quá trình ninh kết sau đó là quá trình hóa cứng để cuối cùng nhận được một dạng vật liệu có cường độ và độ ổn định nhất định

Để đảm bảo yêu cầu chất lượng công trình về độ an toàn, bền vững và lâu dài, cho nên việc thử nghiệm các chỉ tiêu cơ lí và hóa học phải đáp ứng được yêu cầu theo QCVN 16 :2019 của bộ xây dựng

Tín Nghĩa cung cấp dịch vụ phân tích, kiểm định chất lượng và tính an toàn đối với các loại sản phẩm vật liệu xây dựng đáp ứng toàn diện các yêu cầu đa dạng của khách hàng. Phòng LAS-XD 635 được cấp giấy chứng nhận đủ điều kiện hoạt động thí nghiệm chuyên ngành xây dựng theo quyết định số 798/GCN-BXD ngày 22/11/2018, và đã đạt được giấy chứng nhận quản lý hệ thống chất lượng theo ISO 9001:2015

Phân loại xi măng

Một số sản phẩm xi măng phân loại theo QCVN 16: 2019 của bộ xây dựng. Bao gồm 3 loại chính:

• Xi măng pooclăng là chất kết dính trong nước chứa 70-80% silicat canxi nên còn có tên gọi là xi măng silicat. Nó là sản phẩm nghiền mịn của clinke với phụ gia đá thạch cao( 3-5%) Đá thach cao có tác dụng điều chỉnh tốc độ đông kết của xi măng để phù hợp với thời gian
• Xi măng pooclăng hỗn hợp bền sunfat là sản phẩm được nghiền mịn từ clinke xi măng pooclăng bền sunfat với thạch cao. Clinke xi măng pooclăng bền sunfat được sản xuất như clinke xi măng pooclăng nhưng thành phần khoáng vật được quy định chặt chẽ hơn, đặc biệt là phải hạn chế thành phần C3A
• Xi măng pooclăng hỗn hợp là sản phẩm nghiền mịn giữa clinke với phụ gia khoáng bao gồm phụ gia khoáng hoạt tính và phụ gia đầy. Phụ gia khoáng hoạt tính điển hình như puzolan, phụ gia đầy chủ yếu đóng vai trò cốt liệu mịn, làm tốt thành phần hạt và cấu trúc của đá xi măng pooclăng hỗn hợp. Tổng hàm lượng các phụ gia khoáng (không kể thạch cao) không lớn hơn 40% tính theo khối lượng xi măng.

Thử nghiệm xi măng như thế nào?

Thử nghiệm xi măng

Các chỉ tiêu cần phải thử nghiệm cho sản phẩm xi măng, theo QCVN 16: 2019 BXD

• Về  các chỉ tiêu hóa học : MKN, hàm lượng SO3, hàm lượng MgO, hàm lượng CKT… theo TCVN 141:2008
• Về chỉ tiêu cơ lí:
  • Cường độ nén (TCVN 6016:2011)
  • Độ ổn định Le chatelier (TCVN 6017:2015)
  • Độ nở autoclave (TCVN 8877: 2011), .v.v…

Dưới đây cùng tìm hiểu chi tiết về các chỉ tiêu cơ lý

1. Độ ổn định thể tích của xi măng  (TCVN 6017-1995)

Xác định sự thay đổi thể tích trong quá trình ninh kết và đóng rắn của hồ xi măng. Tính ổn định thể tích phụ thuộc vào thành phần khoáng vật,độ mịn và tỉ lệ nước/xi măng, thành phần C3A trong xi măng càng nhiều sự co ngót càng lớn.
Dụng cụ thí nghiệm

• Bộ dụng cụ Le Chatelier
• Buồng ẩm đủ kích thước và ở nhiệt độ 27oC. Độ ẩm tương đối nhỏ hơn 98 %.
• Cặp đế phẳng bằng kính và đĩa đậy.
• Thùng nước có dụng cụ đung nóng và chứa ngập được các mẫu Le Chatelier và nâng được nhiệt độ của nước từ 270C đến sôi trong vòng 30 phút.

Phương pháp tiến hành

• Tiến hành thử trên hai mẫu cùng một tổ xi măng.
• Chế tạo hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn . Đặt khuôn Le Chatelier đã bôi dầu mỏng lên tấm đế đã quét dầu và đổ đầy hồ vào mà không được lắc hay rung chỉ dung tay và dao gạt bằng mặt. đậy khung lại bằng đĩa đã quét dầu trọng lượng 75g. Ngay sau đó đặt toàn bộ dụng cụ vào buồng giữ ẩm trong 24 giờ.
• Sau 24h đo khoảng cách giữa 2 điểm chóp của càng khuôn chính xác đến 0.5mm. Giữ khuôn ngập trong nước, đun dần dần đến sôi trong thời gian 30 phút và duy trì bể sôi trong 3 giờ. Vào thời gian kết thúc sôi đo khoảng cách giữ 2 điểm chóp của càng khuông , chính sát đến 0.5mm.
• Để khuôn nguội đến nhiệt độ 270C, đo khoảng cách giữa 2 điểm chóp của càng khuôn, chính sát đến 0.5 mm.

A= C-B

C: (khoảng cách giữa 2 điểm chóp của càng khuông đã để nguội 27oC)

B: (khoảng cách giữa 2 điểm chóp của càng khuôn vào cuối thời gian 24 giờ)

2. Cường độ (Mác) của xi măng Poóc lăng  (TCVN 6016:2011)

Theo cường độ chịu nén mác của xi măng pooclăng hỗn hợp gồm PCB 30; PCB 40. Các trị số 30 và 40 là giới hạn cường độ nén của các mẫu vữa xi măng sau 28 ngày dưỡng hộ tính bằng N/mm2, xác định theo TCVN 6016 – 2011.

Cường độ của xi măng là khả năng chịu nén; của hỗn hợp xi măng cát theo điều kiện tiêu chuẩn. Điều kiện tiêu chuẩn được quy định như sau:

• Tỷ lệ phối hợp Xi măng: Cát = 1:3 tính theo khối lượng. (theo quy trình AASHTO tỷ lệ pha trộn 1: 2.75)
• Cát nhào trộn phải là cát tiêu chuẩn phải thoả mãn yêu cầu sau; Hàm lượng SiO2 > 96%; đường kính hạt từ 0.5-0.9mm’ lượng bẩn tạp chất (bụi, sét) không quá 1%.
• Kích thước mẫu 5x5x5 cm mẫu chịu nén; 4x4x16cm mẫu chịu uốn; điều kiện bảo dưỡng về độ ẩm w= 90 –100%; nhiệt độ = 20 ± 50C. thời gian bảo dưỡng 28 ngày.
• Mác của Xi măng chính là cường độ chịu nén của mẫu thử tiêu chuần.

Dụng cụ thí nghiệm

• Máy trộn vữa xi măng
• Bàn dằn để xác định lượng nước tiêu chuẩn.
• Khuôn tạo mẫu; chày đầm; bay trộn.
• Máy thí nghiệm kéo uốn.
• Máy nén thuỷ lực
• Các dụng cụ thông thường khác như cân; ống đong..

Các bước tiến hành

• Nhào trộn xi măng, nước theo tỷ lệ đã quy định. Khối lượng mỗi loại tùy thuộc vào số lượng và kích thước mẫu thử cần đúc; sau đó nhào trộn với lượng nước tiêu chuần.
• Cho vữa vào khuôn làm 2 lớp cho đầm rung hoạt động; để đầm chặt mẫu vữa trong thời gian 3 phút.
• Dùng dao xén bỏ phần thừa trên mặt.
• Đem bảo dưỡng mẫu và khuôn trong môi trường tiêu chuẩn trong vòng 24 tiếng sau đó tháo mẫu khỏi khuôn, cho vào ngâm trong nước. Mặt nước ngập trên mặt mẫu từ.
• Mẫu thử đã bảo dưỡng đủ thời gian quy định 28 ngày vớt ra, lau khô bề mặt và đem thử (mẫu lấy ra khỏi buồng dưỡng hộ phải thử ngay không chậm quá 10 phút).
• Đặt mẫu vào đúng vị trí của máy, cho gia tải với tốc độ phù hợp tuỳ theo chỉ tiêu thí nghiệm. Nếu thí nghiệm chịu nén thì gia tải với tốc độ 2 daN/cm2/giây, nếu thí
• nghiệm chịu kéo uốn thì gia tải với tốc độ 5 daN/cm2/giây cho tới khi mẫu bị phá hoại..
• Trong trường hợp kết hợp xác định cường độ chịu nén trong mẫu kéo uốn thì lấy nửa mẫu uốn để thí nghiệm. Dùng bàn ép có diện tích chịu nén 25 cm2 đặt lên mẫu, và nén với tốc độ như trên khi mẫu bị phá hoại.

F : Là tải trọng phá hủy mẫu

A : là diện tích má nén.

3. Độ nở autoclave (TCVN 8877:2011)

Đây là một tiêu chuẩn thí nghiệm xi măng, cho biết chỉ số nở muộn tiềm tàng do thủy hóa CaO và MgO thông qua việc đo sự thay đổi chiều dài của thanh mẫu trước và sau khi chưng áp trong thiết bị autoclave
Dụng cụ thí nghiệm

• Khuôn tạo mẫu
• Máy trộn
• Dụng cụ đo độ dẻo tiêu chuẩn
• Thiết bị autoclave

Các bước tiến hành

• Cân 650g xi măng và 162 ml nước rồi đổ vào cối trộn. Đổ xi măng vào nước một cách cẩn thận để không làm thất thoát  xi măng, để 30s cho xi măng ngấm nước.trộn mẫu với tốc độ thấp 140 r/min trong 30s. Dừng mẫu trộn trng vong 15s để vét hồ xung quanh vào đáy cối vào vùng trộn của máy bằng tay, rồi cho chạy lại với tốc độ cao 285 r/min trong 60s. Sau đó làm mẫu thành dạng hình cầu và tung mẫu từ lòng bàn tay này sang bàn tay kia 6 lần , khoảng cách 2 bàn tay là 150mm.
• Cho mẫu vào khâu và làm phẳng phần thừa của mẫu
• Gắn kim to vào dụng cụ vicat, hạ kim to chạm vào bề mặt đỉnh của khâu và điều chỉnh kim về vị trí 0. Nhấc kim lên chủng bị vận hành.sau khi gạt phảng mặt hồ chuyển kim khâu và tấm đế sang dụng cụ vicat đặt đúng tâm dưới kim to. Hạ kim to từ từ cho tiếp xúc vớt mặt hồ.sau đó thả nhanh kim to vào trung tâm hồ. Đọc số ghi trên thang vạch chia khi kim to ngừng lún hoặc đọc tại thời điểm 30s sau khi thả kim to. Ghi lại số đọc, chỉ số đó biểu thị khoảng cách giữa các 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 cáp vào trong hồ là 10mm. Ghi lại lượng nước hồ này chính sát 0.5% 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). Đặt mẫu vào thiết bị autoclave ở nhiệt độ phòng trên giá đỡ sao cho các mặt của mẫu tiếp súc với hơi nước bão hòa. Thiết bị autoclave phải chứa đủ nước có nhiệt độ ban đầu 20 đến 28oC.
• Sau đó bảo dưỡng mẫu.và tại thời điểm bảo dưỡng 24h lấy ra khỏi phòng dương ẩm và đo lại chiều dài ghi lại giá trị.
• Mở van thoát khí autoclave trong giai đoạn đầu trong quá trình nâng nhiệt cho đến khi hơi nước thoát ra ngoài. Đóng van,nâng nhiệt độ của thiết bị autoclave với tốc độ cao đạt được 2Mpa trong 45 đến 75 min,duy trì áp trong 3 giờ. Sau đó tắt  gia nhiệt giảm nhiệt xuống còn 0.07 Mpa trong vòng 1h30min.mở nắp thiết bị autoclave lấy mẫu ra và ngâm trong nước có nhiệt đô lớn hơn 900C. Dùng nước lanhj bổ xung vào nước làm giảm nhiệt độ xuống 27 độ trong vòng 15 phút. Duy trì mẫu trong nhiệt độ này thêm 15 phút, sau đó vớt mẫu làm khô đầu đo, không làm khô mẫu,rồi đo chênh lệch chiều dài của thanh mẫu.
• Tính toán kết quả

Một số thiết bị dùng cho thí nghiệm

Máy AAS xác định các hàm lượng MgO, Na2O, K2O…

Lò Nung xác định MKN, CKT…

Máy phân tích nước quang phổ DR3900

Trên đây là các tiêu chí cần phải có khi thử nghiệm xi măng cũng như là các thiết bị cần thiết để thử nghiệm. Tín Nghĩa có đầy đủ các thiết bị cùng với quy trình thử nghiệm bài bản đã dần trở thành tổ chức thử nghiệm kiểm định chất lượng uy tín nhất toàn quốc.

Lợi ích khi thử nghiệm vật liệu tại Tín Nghĩa

• Trang thiết bị hiện đại: Công ty CP TVXD & KĐCL công trình Tín Nghĩa được đầu tư phòng thử nghiệm với máy móc thiết bị hiện đại, chuyên sâu về vật liệu xây dựng, đảm bảo tính chính xác, trung thực của kết quả thử nghiệm.
• Đội ngũ chuyên nghiệp: Đội ngũ kỹ thuật viên, thử nghiệm viên trình độ chuyên môn cao, có nhiều kinh nghiệm trong hoạt động thử nghiệm và chứng nhận vật liệu xây dựng;
• Tận tâm với khách hàng: Tín Nghĩa có thể hỗ trợ và hướng dẫn doanh nghiệp đạt được chứng nhận theo các tiêu chuẩn sản phẩm bằng năng lực của tổ chức chứng nhận nhiều năm kinh nghiệm và đầy đủ năng lực pháp lý.
• Tiết kiệm: Thủ tục và chi phí rõ ràng, hợp lý đáp ứng toàn diện mọi yêu cầu của khách hàng, đem đến giá trị thực cho các doanh nghiệp hợp tác.

---