Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 14134-3:2024 Đất dùng trong xây dựng đường bộ - Phương pháp thử - Phần 3: Xác định thành phần hạt

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 14134-3:2024

ĐẤT DÙNG TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG BỘ - PHƯƠNG PHÁP THỬ - PHẦN 3: XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HẠT

Soils for Highway Construction - Test Methods - Part 3: Determination of the Particle Size Distribution

Lời nói đầu

TCVN 14134-3:2024, Đất dùng trong xây dựng đường bộ - Phương pháp thử - Phần 3: Xác định thành phần hạt, được biên soạn trên cơ sở tham khảo tiêu chuẩn AASHTO T 88, Standard Method of Test for Particle Size Analysis of Soils.

TCVN 14134-3:2024 do Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ Công bố.

ĐẤT DÙNG TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG BỘ - PHƯƠNG PHÁP THỬ - PHẦN 3: XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HẠT

Soils for Highway Construction - Test Methods - Part 3: Determination of the Particle Size Distribution

1  Phạm vi áp dụng

1.1  Tiêu chuẩn này nhằm xác định thành phần hạt của đất.

1.2  Tiêu chuẩn được dùng trong xây dựng đường bộ và có thể áp dụng trong các lĩnh vực xây dựng khác.

1.3  Đối với mục đích đánh giá sự phù hợp với những yêu cầu kỹ thuật quy định tại tiêu chuẩn này, các giá trị quan sát hoặc giá trị tính toán được làm tròn đến đơn vị gần nhất của chữ số cuối cùng bên phải giá trị giới hạn.

1.4  Chất lượng các kết quả thí nghiệm theo tiêu chuẩn này phụ thuộc mức độ thành thạo của người thí nghiệm cũng như năng lực, công tác hiệu chuẩn, và bảo dưỡng của thiết bị sử dụng. Các đơn vị thí nghiệm đáp ứng yêu cầu AASHTO R 18 được xem là có đủ năng lực thực hiện. Người sử dụng tiêu chuẩn này cần lưu ý việc tuân thủ AASHTO R 18 không đảm bảo các kết quả có độ tin cậy tuyệt đối. Độ tin cậy phụ thuộc vào nhiều yếu tố; tuân thủ AASHTO R 18 và các hướng dẫn được chấp nhận tương tự cung cấp các công cụ đánh giá và kiểm soát các yếu tố đó.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 14134-1 : 2024, Đất dùng trong xây dựng đường bộ - Phương pháp thử - Chuẩn bị khô mẫu đất

TCVN 14134-2 : 2024, Đất dùng trong xây dựng đường bộ - Phương pháp thử - Chuẩn bị ướt mẫu đất

AASHTO M 145, Classification of Soils and Soil-Aggregate Mixture for Highway Construction Purposes (Phân loại đất và đất sỏi sạn dùng trong xây dựng đường bộ)

AASHTO M 147, Materials for Aggregate and Soil-Aggregate Subbase, Base and Surface Courses (Vật liệu sử dụng cho lớp móng dưới, lớp móng trên và lớp mặt đường bằng cốt liệu và đất sỏi sạn)

AASHTO M 231, Weighing Devices Used in the Testing of Materials (Cân sử dụng trong thí nghiệm vật liệu)

AASHTO R 18, Establishing and Implementing a Quality Management System for Construction Materials Testing Laboratories (Thiết lập và áp dụng hệ thống quản lý chất lượng đối với các phòng thí nghiệm vật liệu xây dựng).

AASHTO T 100, Specific Gravity of Soils (Xác định tỷ trọng của đất)

AASHTO T 265, Laboratory Determination of Moisture Content of Soils (Xác định độ ẩm của đất trong phòng thí nghiệm)

ASTM C670, Standard Practice for Preparing Precision and Bias Statements for Test Methods for Construction Materials (Tiêu chuẩn thực hành xác định độ chụm và độ chệch với các phương pháp thí nghiệm vật liệu xây dựng)

ASTM E11, Standard Specification for Woven Wire Test Sieve Cloth and Test Sieves (Yêu cầu kỹ thuật đối với lưới sàng thí nghiệm sợi kim loại đan và sàng thí nghiệm)

ASTM E100, Standard Specification for ASTM Hydrometer (Yêu cầu kỹ thuật đối tỷ trọng kế ASTM)

3  Thiết bị, dụng cụ

3.1  Tủ sấy

Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ, có khả năng duy trì nhiệt độ trong tủ ở mức (110 ± 5) °C để sấy khô mẫu.

3.2  Cân

Sử dụng cân phù hợp với khối lượng vật liệu đem cân, độ nhạy tối thiểu 0,1 % khối lượng mẫu vật liệu đem cân. Cân thỏa mãn yêu cầu AASHTO M 231.

3.3  Máy khuấy

Máy khuấy cơ khí sử dụng mô tô điện làm quay trục khuấy thẳng đứng với tốc độ không nhỏ hơn 10 000 r/min khi chạy không tải. Cánh khuấy có thể tháo rời được chế tạo bằng kim loại, nhựa hoặc cao su cứng có kích thước thể hiện trên Hình 1. Trục khuấy có chiều dài đảm bảo cho cánh khuấy nằm cao hơn đáy cốc phân tán (xem Hình 2) trong khoảng từ 19 mm đến 38 mm. Có thể sử dụng thiết bị khuấy kiểu khí nén như Hình 3, lưu lượng khí nén tối thiểu 0,06 m³/min.

Kích thước tính bằng milimét

Hình 1 - Cánh khuấy

Kích thước tính bằng milimét

Hình 2 - Cốc phân tán

Hình 3 - Thiết bị khuấy kiểu khí nén (Wintermyer Soil Dispersion Cups)

CHÚ THÍCH 1: Một số máy nén khí nhỏ có thể không đáp ứng được lưu lượng khí nén yêu cầu 0,06 m³/min với thiết bị khuấy khí nén

CHÚ THÍCH 2: Một thiết bị khuấy kiểu khí nén khác có tên là ống phân tán (dispersion tube) được thiết kế bởi Chu và Davidson tại đại học bang Iowa Mỹ, cho kết quả tương tự với thiết bị khuấy kiểu khí nén. Sử dụng ống phân tán cho phép loại bỏ được việc dịch chuyển huyền phù. Việc sử dụng ống phân tán phải được chỉ ra trong báo cáo kết quả thí nghiệm.

CHÚ THÍCH 3: Hơi nước có thể ngưng tụ trong đường ống dẫn khí, cần thổi nước bị kẹt trong đường ống dẫn khí trước khi sử dụng thiết bị khuấy kiểu khí nén.

3.4  Tỷ trọng kế

Sử dụng tỷ trọng kế ASTM No. 151 H hoặc ASTM No. 152 H phù hợp với quy định tại ASTM E100. Tỷ trọng kế No. 151 H khắc vạch đọc tỷ trọng của huyền phù (thang đo B), tỷ trọng kế ASTM No. 152 H khắc vạch gam trên lít (thang đo A). Kích thước của hai tỷ trọng kế là như nhau, chỉ khác nhau về thang đo (Hình 5).

3.5  Ống lắng

Ống lắng hình trụ thủy tinh có chiều cao (460 ± 20) mm, đường kính 60 mm, khắc vạch thể tích 1 000 mL. đường kính trong lòng ống lắng đảm bảo vạch 1 000 mL trong khoảng (360 ± 20) mm từ đáy ống.

3.6  Nhiệt kế

Nhiệt kế có khả năng hiển thị đến 0,5 °C

3.7  Sàng

Sử dụng các sàng lỗ vuông phù hợp với ASTM E11. Các cỡ sàng thông thường được sử dụng như nêu trong Bảng 1.

Bảng 1 - Các cỡ sàng thường được sử dụng

CHÚ THÍCH 4:

Các sàng nêu trên đủ đáp ứng các yêu cầu trong AASHTO M 145 và AASHTO M 147. Các cỡ sàng trung gian có thể được dùng nếu cần thiết, ví dụ:

3.8  Bể ổn nhiệt hoặc phòng điều hòa nhiệt độ

Bể ổn nhiệt hoặc phòng điều hòa nhiệt độ đảm bảo huyền phù có nhiệt độ ổn định trong trong quá trình phân tích tỷ trọng kế. Bể ổn nhiệt phù hợp là bể cách nhiệt duy trì nhiệt độ ổn định ở càng gần 20 °C càng tốt trong điều kiện nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ nước từ vòi cấp nước cho phép (Hình 4). Không cần sử dụng bể ổn nhiệt trong trường hợp thí nghiệm trong phòng nhiệt độ điều hòa ổn định tự động.

Hình 4 - Bể ổn nhiệt

3.9  Cốc mỏ

Cốc mỏ có dung tích trong khoảng tối thiểu 250 mL và không quá 500 mL.

3.10  Đồng hồ

Đồng hồ có khả năng hiển thị đến giây

3.11  Hộp đựng

Hộp đựng phù hợp chế tạo từ vật liệu kháng ăn mòn, không thay đổi khối lượng hoặc giảm phẩm chất do biến đổi nhiệt trong quá trình sấy mẫu. Hộp đựng có nắp kín ngăn mất độ ẩm của các mẫu trước khi xác định khối lượng ban đầu cũng như ngăn mẫu hút ẩm từ không khí sau khi sấy khô và trước khi cân xác định khối lượng. Mỗi hộp đựng dùng để xác định một hàm lượng độ ẩm.

3.12  Que khuấy

Que thủy tinh dùng để khuấy mẫu.

Hình 5 - Tỷ trọng kế

4  Chất phân tán

4.1  Sodium hexamethaphosphate (NaPO₃)6 được dùng làm chất phân tán, phá keo tụ. Dung dịch thí nghiệm pha chế từ nước cất hoặc nước khử khoáng với tỷ lệ 40 g hexamethaphosphate cho một lít nước.

4.2  Dung dịch thí nghiệm sodium hexamethaphosphate được pha chế thường xuyên ít nhất mỗi tháng một lần hoặc được điều chỉnh độ pH 8 hoặc 9 bằng sodium carbonate. Các chai chứa dung dịch phải được ghi nhãn ngày pha chế dung dịch.

5  Yêu cầu đối với cân mẫu

Khối lượng các mẫu hoặc các phần mẫu trong phân tích tỷ trọng kế và độ ẩm được xác định chính xác tới 0,01 g. Khối lượng mẫu hoặc các phần mẫu phân tích bằng sàng được xác định chính xác đến 0,1 % khối lượng.

6  Chuẩn bị mẫu

6.1  Mẫu thí nghiệm được chuẩn bị theo TCVN 14134-1 : 2024 khi chuẩn bị mẫu khô hoặc theo TCVN 14134-2 : 2024 khi chuẩn bị mẫu ướt. Cân phần mẫu đại diện cho vật liệu ban đầu ở trạng thái khô gió với khối lượng đủ để xác định thành phần hạt như sau:

6.1.1  Khối lượng vật liệu trên sàng 4,75 mm, sàng 2,00 mm hoặc sàng 0,475 mm, phụ thuộc vào cỡ hạt lớn nhất của vật liệu, không nhỏ hơn khối lượng quy định tại Bảng 2.

Bảng 2 - Khối lượng yêu cầu

6.1.2  Khối lượng vật liệu lọt sàng 2,00 mm (No. 10) hoặc 0,475 mm (No. 40) tối thiểu là:

a) Đối với thí nghiệm tỷ trọng kế: khoảng 100 g đối với đất cát, 50 g đối với đất sét và á sét;

b) Đối với thí nghiệm độ ẩm: không nhỏ hơn 10 g.

6.2  Mẫu thí nghiệm được tiến hành theo một trong các phương pháp sau:

6.2.1  Sử dụng sàng 4,75 mm và sàng 2,00 mm (sàng No. 4 và No. 10): Dùng sàng 4,75 mm chia mẫu thí nghiệm thành hai phần theo quy định trong TCVN 14134-1: 2024, 6.2.2. Cân hai phần mẫu. Lấy mẫu đại diện lọt sàng 4,75 mm để phân tích, dùng sàng 2,00 mm để chia phần mẫu đại diện làm hai phần, cân hai phần mẫu. Mẫu thí nghiệm tỷ trọng kế và độ ẩm được lấy từ phần vật liệu lọt sàng 2,00 mm bằng dụng cụ chia mẫu. Mẫu được cân ngay để xác định khối lượng hoặc để trong hộp kín đến khi đem thí nghiệm.

6.2.2  Sử dụng sàng 2,00 mm (sàng No. 10): dùng sàng 2,00 mm chia mẫu làm hai phần quy định trong TCVN 14134-1: 2024, 6.2.1. Phần mẫu trên sàng 2,00 mm đem thí nghiệm theo điều 7. Phần lọt sàng 2,00 mm được cân và chuẩn bị mẫu theo quy định trong TCVN 14134-1: 2024, 7.2. Các phần mẫu dùng thí nghiệm độ ẩm, phân tích tỷ trọng kế và phân tích sàng được được cân ngay để xác định khối lượng hoặc để trong hộp kín đến khi đem thí nghiệm.

6.2.3  Sử dụng sàng 0,425 mm (sàng No. 40): mẫu được chuẩn bị theo TCVN 14134-2: 2024. Cân hai phần mẫu trên sàng và lọt sàng 0,425 mm. Các phần mẫu dùng thí nghiệm độ ẩm, phân tích tỷ trọng kế được rút gọn bằng dụng cụ chia mẫu, cân ngay để xác định khối lượng hoặc để trong hộp kín đến khi đem thí nghiệm.

CHÚ THÍCH 5: Hầu hết các phòng thi nghiêm chuẩn bị mẫu theo TCVN 14134-1: 2024, 6.2.1 (Dùng sàng 2,00 mm để chia mẫu). Từ đây trở đi, khi tham chiếu đến phần trên sàng và lọt sàng chia mẫu 2,00 mm, sàng 4,75 mm sẽ thay thế sàng 2,00 mm nếu mẫu chuẩn bị theo 6.2.1, sàng 0,425 mm thay thế sàng 2,00 mm nếu mẫu được chuẩn bị theo 6.2.3.

7  Phân tích sàng đối với phần mẫu trên sàng 2,00 mm

7.1  Mẫu được sàng qua một dãy các sàng 75 mm; 50 mm; 25 mm; 9,5 mm và 4,75 mm. Có thể bổ sung các sàng trung gian khác nếu cần thiết tùy thuộc vào mẫu thí nghiệm và yêu cầu kỹ thuật. Sàng 2,00 mm được bổ sung vào dãy sàng nếu mẫu được chuẩn bị theo TCVN 14134-2 : 2024.

7.2  Quá trình sàng thực hiện thông qua tác động rung, lắc sàng để vật liệu liên tục chuyển động liên tục trên bề mặt sàng. Không dùng tay ấn, xoay vật liệu qua lỗ sàng. Quá trình sàng kết thúc khi không quá 1% lượng vật liệu còn lại trên bất cứ sàng nào lọt qua sàng trong khoảng thời gian 60 s. Khi sử dụng máy sàng, cần kiểm tra mức độ sàng kỹ hay chưa thông qua việc so sánh kết quả với sàng tay.

7.3  Phần vật liệu nằm trên mỗi sàng được cân xác định khối lượng. Cho phép cân tích lũy khối lượng bằng cách cộng khối lượng trên sàng kế tiếp với phần khối lượng đã có trên trên đĩa cân trước đó.

8  Xác định độ hiệu chỉnh tổng hợp cho số đọc tỷ trọng kế

8.1  Các công thức tính phần trăm đất lơ lửng được nêu trong 16.3 dựa trên việc sử dụng nước cất hoặc nước khử khoáng. Việc sử dụng nước có pha chất phân tán có tỷ trọng lớn hơn của nước cất hoặc nước khử khoáng.

8.1.1  Cả hai tỷ trọng kế được khắc vạch ở nhiệt độ tiêu chuẩn 20 °C, khi thí nghiệm ở nhiệt độ khác với nhiệt độ tiêu chuẩn sẽ có sự thay đổi số đọc tỷ trọng kế.

8.1.2  Tỷ trọng kế được khắc vạch để đọc theo mép dưới mặt cong của chất lỏng trên cán phao, vì huyền phù không trong suốt nên số đọc lấy tại mép trên mặt cong và thực hiện hiệu chỉnh.

8.1.3  Tổng các hiệu chỉnh cho ba yếu tố đã nêu là độ hiệu chỉnh tổng hợp.

8.2  Xác định độ hiệu chỉnh tổng hợp cho mỗi tỷ trọng kế thí nghiệm. Để thuận tiện, độ hiệu chỉnh tổng hợp được lập bảng hoặc vẽ biểu đồ với bước nhiệt độ thay đổi 1 °C. Có thể xác định độ hiệu chỉnh tổng hợp ở hai mức nhiệt độ biên bao trùm khoảng nhiệt độ thí nghiệm và nội suy tuyến tính xác định độ hiệu chỉnh ở nhiệt độ trung gian.

8.3  Cho 1 000 mL dung dịch thí nghiệm (nước pha chất phân tán) vào ống lắng, giữ ổn nhiệt ở nhiệt độ hiệu chỉnh trong bình ổn nhiệt. Khi nhiệt độ dung dịch thí nghiệm ổn định, thả tỷ trọng kế và chờ một chút để tỷ trọng kế cân bằng nhiệt độ với chất lỏng, đọc số đo theo mép trên của mặt cong. Đối với tỷ trọng kế 151 H, độ hiệu chỉnh tổng hợp là hiệu số đọc và một; đối với tỷ trọng kế 152 H, độ hiệu chỉnh tổng hợp là hiệu số đọc và không. Tiếp tục thực hiện phép thử để xác định độ hiệu chỉnh tổng hợp ở các nhiệt độ hiệu chỉnh khác.

9  Xác định độ hút ẩm

Xác định khối lượng mẫu đem thí nghiệm độ ẩm. Sấy khô mẫu theo AASHTO T 265 để xác định hàm lượng độ ẩm và ghi nhận kết quả.

10  Phân tán mẫu đất

Cho khoảng 50 g hoặc 100 g mẫu đất tùy loại đất thí nghiệm tỷ trọng kế vào cốc mỏ dung tích 250 mL, rót 125 mL dung dịch thí nghiệm pha chế tại điều 4 vào cốc, dùng đũa thủy tinh khuấy đều dung dịch để đất được thấm ướt hoàn toàn, ngâm hỗn hợp tối thiểu 12 giờ. Đổ và tráng bằng nước cất toàn bộ hỗn hợp trong cốc mỏ vào cốc phân tán (Hình 2), bổ sung nước cất (nếu cần) để hỗn hợp chiếm khoảng hơn một nửa cốc phân tán. Khuấy hỗn hợp 60 s trong máy khuấy cơ khí.

11  Phương pháp thay thế để phân tán mẫu đất

11.1  Cho khoảng 50 g hoặc 100 g mẫu đất tùy loại đất thí nghiệm tỷ trọng kế vào cốc mỏ dung tích 250 mL, rót 125 mL dung dịch thí nghiệm pha chế tại điều 4 vào cốc, dùng đũa thủy tinh khuấy đều dung dịch để đất được thấm ướt hoàn toàn, ngâm hỗn hợp tối thiểu 12 giờ.

11.2  Sử dụng thiết bị khuấy kiểu khí nén lắp đặt như Hình 3. Mở nắp thiết bị, mở van khí nén để áp suất khí đạt 6,9 kPa. Duy trì áp suất khí ban đầu để ngăn hỗn hợp đất và nước chui vào hệ thống dẫn khí nén khi hỗn hợp đất và nước được chuyển từ cốc mỏ vào cốc phân tán của thiết bị, sử dụng bình phun tia nước để hỗ trợ rửa và tráng hỗn hợp trong cốc mỏ.

11.3  Thể tích của hỗn hợp đất và nước trong cốc phân tán không lớn hơn 250 mL. Nắp đậy của máy khuấy có gắn các vách ngăn được đóng lại, mở van khí để áp suất khí đạt 138 kPa. Đất được phân tán trong hỗn hợp trong khoảng thời gian 5 min, 10 min hoặc 15 min tùy thuộc vào chỉ số dẻo của đất. Đất có chỉ số dẻo không lớn hơn 5 được phân tán trong thời gian 5 min, chỉ số dẻo từ 5 đến 20 được phân tán trong 10 min, đất có chỉ số dẻo lớn hơn 20 được phân tán trong 15 min. Đất chứa tỷ lệ phần trăm mica lớn được phân tán chỉ trong thời gian 60 s;

11.4  Sau quá trình phân tán đất trong hỗn hợp kết thúc, van áp suất khí nén được điều chỉnh về 6,9 kPa. Mở nắp thiết bị và rửa để các hạt đất dính trên nắp được chuyển lại cốc phân tán. Huyền phù được chuyển toàn bộ vào ống lắng thủy tinh khắc vạch 1 000 mL với sự trợ giúp của bình phun tia nước, sau đó khóa van khí nén. Lượng nước rửa không quá nhiều để lượng huyền phù trong ống lắng không quá 1 000 mL.

12  Thí nghiệm tỷ trọng kế

12.1  Bổ sung nước cất có nhiệt độ bằng nhiệt độ nước bể ổn nhiệt (nếu cần) để đảm bảo lượng hỗn hợp trong ống lắng là 1 000 mL. Đặt ống lắng vào bể ổn nhiệt đến khi ổn định nhiệt độ thí nghiệm. Lấy ống lắng ra khỏi bể ổn nhiệt, dùng lòng bàn tay hoặc nút cao su để chặn đầu ống lắng, lật ống lắng xuôi ngược khoảng (60 ± 5) lần trong thời gian 60 s.

CHÚ THÍCH 6: Trong những lần lật ống lắng ban đầu, nếu đáy ống lắng có dính đất vón thì tiến hành lắc mạnh ống lắng ở vị trí lật ngược để hòa đất vào dung dịch.

CHÚ THÍCH 7: kết thúc quá trình lắc ống lắng, có thể sử dụng bình phun tia nước với lượng nước nhỏ để rửa đất bám trên thành phía trên của ống lắng quay trở lại dung dịch..

12.2  Ghi lại thời điểm kết thúc quá trình lắc ống lắng. Ngâm ống lắng trở lại bồn ổn nhiệt, nhẹ nhàng thả tỷ trọng kế vào trong huyền phù sao cho tỷ trọng kế nổi tự do ở trung tâm của ống lắng và không chạm vào thành ống, đọc số đo trên cán phao tỷ trọng kế theo mép trên của mặt cong huyền phù tại các thời điểm 120 s, 5 min, 15 min, 30 min, 60 min, 250 min, 1440 min tính từ khi kết thúc quá trình lắc ống lắng. Đối với tỷ trọng kế thang đọc A, số đọc lấy tới 0,5 g/L, đối với thang đọc B, số đọc tỷ trọng lấy tới 0,0005.

12.3  Mỗi lần đọc xong số đọc trên tỷ trọng kế, nhẹ nhàng lấy tỷ trọng kế ra khỏi huyền phù, thả và xoay nhẹ cán tỷ trọng kế trong ống lắng chứa nước cất. Ghi lại nhiệt độ của huyền phù chính xác tới 0,5 °C. Trước thời điểm cần đọc tỷ trọng kế khoảng 25 s đến 30 s, lấy tỷ trọng kế khỏi dung dịch nước cất, nhẹ nhàng nhúng tỷ trọng kế vào huyền phù để tỷ trọng kế ổn định trước thời điểm đọc quy định.

13  Phân tích sàng

Kết thúc quá trình đọc tỷ trọng kế, huyền phù được rửa qua sàng 0,075 mm, phần sót trên sàng được sấy khô ở nhiệt độ (110 ± 5) °C, sau đó sàng qua các sàng 0,425 mm, 0,075 mm và các sàng khác (nếu cần).

CHÚ THÍCH 8: Sau khi rửa mẫu qua sáng 0,075 mm, phun tia nước để hỗ trợ chuyển vật liệu còn bám trên sàng vào khay chứa, không gạn nước từ khay chứa trừ khi gạn qua sàng 0,075 mm, để tránh mất vật liệu. Lượng nước thừa được làm bay hơi trong quá trình sấy.

14  Độ hút ẩm

14.1  Xác định độ hút ẩm

Độ hút ẩm tính bằng tỷ lệ phần trăm theo công thức:

Trong đó:

- H là độ hút ẩm, tính chính xác đến 0,1%;

- W là khối lượng đất ở trạng thái khô gió, tính bằng gam;

- W₁ là khối lượng đất khô sau khi sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 110 °C theo AASHTO T 265, tính bằng gam.

14.2  Hiệu chỉnh khối lượng mẫu ở trạng thái khô gió về khối lượng mẫu khô theo công thức:

Trong đó:

- W₁ là khối lượng đất khô, tính bằng gam;

- H là độ hút ẩm, tính chính xác đến 0,1%;

- W là khối lượng đất ở trạng thái khô gió, tính bằng gam.

15  Vật liệu thô

15.1  Tỷ lệ phần trăm vật liệu thô được tính toán từ các phần khối lượng ghi lại trong quá trình sàng vật liệu trên sàng 2,00 mm theo 7.3, và tổng khối lượng xác định tại 6.1.

15.2  Các tính toán được thực hiện như sau:

15.2.1  Lấy khối lượng mẫu ở trạng thái khô gió xác định tại 6.1 trừ khối lượng mẫu nằm trên sàng 2,00 mm, xác định được khối lượng mẫu khô gió lọt sàng 2,00 mm (CHÚ THÍCH 5).

15.2.2  Xác định khối lượng phần mẫu lọt sàng 2,00 mm ở trạng thái khô theo 14.2.

15.2.3  Cộng khối lượng phần mẫu xác định theo 15.2.2 với khối lượng phần mẫu trên sàng 2,00 mm để có tổng khối lượng mẫu thí nghiệm đã hiệu chỉnh độ hút ẩm.

15.2.4  Tỷ lệ phần trăm phần mẫu trên sàng 2,00 mm và các sàng lỗ lớn hơn được tính theo khối lượng mẫu đã hiệu chỉnh theo 15.2.3.

CHÚ THÍCH 9: Coi độ hút ẩm các hạt trên sàng 2,00 mm ở trạng thái khô gió bằng không, mặc dù thực tế các hạt này có lượng độ ẩm nhỏ. Lượng độ ẩm này khá nhỏ so với lượng ẩm chứa trong các lỗ rỗng của phần vật liệu lọt sàng 2,00 mm. Vì vậy, sai số do giả thiết đã nêu là không đáng kể.

CHÚ THÍCH 10: Có một vài điểm khác khi tính toán với mẫu chuẩn bị theo 6.2.1 (sử dụng sàng 4,75 mm và sàng 2,00 mm). Trong 15.1, thay sàng 2,00 mm bằng sàng 4,75 mm. Tỷ lệ phần trăm lọt sàng 2,00 mm được tính như sau: 1) hiệu chỉnh khối lượng phần mẫu khô gió lọt sàng 4,75 mm và 2,00 mm về khối lượng mẫu khô; 2) chia khối lượng mẫu khô lọt sàng 2,00 mm cho khối lượng mẫu khô lọt sàng 4,75 mm rồi nhân với 100 được tỷ lệ phần trăm lọt sàng 2,00 mm trong mẫu đại diện (trong 6.2.1); 3) nhân tỷ lệ phần trăm này với tỷ lệ phần trăm phần mẫu lọt sàng 4,75 mm của mẫu tổng, có được tỷ lệ phần trăm lọt sàng 2,00 mm của mẫu tổng.

16  Tỷ lệ phần trăm của đất trong huyền phù

16.1  Số đọc tỷ trọng kế được hiệu chỉnh bởi độ hiệu chỉnh tổng hợp xác định tại điều 8 để tính đến việc sử dụng chất phân tán, nhiệt độ thí nghiệm và chiều cao mặt cong chất lỏng trên cán của tỷ trọng kế.

16.2  Tỷ lệ phần trăm của đất phân tán còn lại trong huyền phù biểu hiện thông qua sự khác biệt số đọc tỷ trọng kế đã hiệu chỉnh. Số đọc tỷ trọng kế phụ thuộc phần trăm còn lại của đất lơ lửng trong dung dịch và tỷ trọng của đất. Tỷ lệ phần trăm của đất phân tán còn lại trong huyền phù được tính như sau:

16.2.1  Đối với tỷ trọng kế 152 H:

Trong đó:

P  Tỷ lệ phần trăm của đất lơ lửng còn lại trong huyền phù;

R  Là số đọc tỷ trọng kế sau hiệu chỉnh;

w  Khối lượng tính bằng gam của đất khô đem phân tích tỷ trọng kế (khối lượng đất khô gió sau hiệu chỉnh độ hút ẩm);

a  Hằng số phụ thuộc vào tỷ trọng của đất.

16.2.2  Đối với tỷ trọng kế 151 H:

Trong đó:

P  Tỷ lệ phần trăm của đất lơ lửng còn lại trong huyền phù;

R  Là số đọc tỷ trọng kế sau hiệu chỉnh;

w  Khối lượng tính bằng gam của đất khô đem phân tích tỷ trọng kế (khối lượng đất khô gió sau hiệu chỉnh độ hút ẩm);

a  Hằng số phụ thuộc vào tỷ trọng của đất:

16.2.3  Xác định hằng số a:

a) Với giả thiết tỷ trọng của đất là G, khối lượng riêng của nước là 1,000 tại 20 °C, Hằng số a, chính xác đến hai số thập phân, tính theo công thức:

b) Hằng số a có thể xác định theo Bảng 3.

Bảng 3 - Giá trị của Hằng số a theo tỷ trọng của đất

16.3  Để chuyển đổi tỷ lệ phần trăm của đất lơ lửng trong huyền phù ứng với khối lượng mẫu lọt sàng 2,00 mm thành tỷ lệ phần trăm của tổng khối lượng mẫu bao gồm cả phần trên sàng 2,00 mm, tỷ lệ phần trăm của đất lơ lửng trong huyền phù ứng với khối lượng mẫu lọt sàng 2,00 mm được nhân với hệ số:

17  Đường kính hạt đất ở trạng thái lơ lửng

17.1  Đường kính của hạt đất lớn nhất d ở trạng thái lơ lửng tương ứng với số đọc tỷ trọng kế được tính theo định luật Stocks như sau:

Trong đó:

17.2  Để thuận tiện cho việc tính toán, công thức (6) được viết dưới dạng:

Trong đó:

Bảng 4 - Chiều sâu có hiệu L theo tỷ trọng kế và đường kính ống lắng

Bảng 5 - Giá trị K

18  Phân tích sàng đối với vật liệu mịn

18.1  Tỷ lệ phần trăm lượng sót trên mỗi sàng của mẫu đất thí nghiệm tỷ trọng kế sau khi qua sàng 0,075 mm theo điều 13 được xác định bằng cách chia khối lượng sót trên mỗi sàng sau khi sấy khô cho khối lượng mẫu đất thí nghiệm tỷ trọng kế ở trạng thái khô nhân với 100.

18.2  Tỷ lệ phần trăm khối lượng sót trên các sàng theo tổng khối lượng mẫu bao gồm cả phần trên sàng 2,00 mm được xác định bằng cách nhân tỷ lệ phần trăm xác định trong 18.1 với hệ số:

19  Vẽ đồ thị

Tỷ lệ phần trăm sót tích lũy của các hạt đường kính khác nhau được vẽ trên đồ thị bán logarit với tên gọi “đường cong tích lũy cỡ hạt” thể hiện trên Hình 5.

Hình 5 - Đường cong tích lũy cỡ hạt

20  Báo cáo kết quả thí nghiệm

20.1  Báo cáo kết quả thí nghiệm phải bao gồm tối thiểu các thông tin sau:

- Tên công trình, hạng mục công trình;

- Số hiệu mẫu, vị trí lấy mẫu;

- Tên cơ quan và phòng thí nghiệm;

- Đồ thị đường cong tích lũy cỡ hạt;

- Phần trăm hạt lớn hơn 2,00 mm;

- Phần trăm cát thô, cỡ hạt từ 0,42 mm đến 2,00 mm;

- Phần trăm cát mịn, cỡ hạt từ 0,074 mm đến 0,42 mm;

- Phần trăm bụi, từ 0,002 mm đến 0,074 mm;

- Phần trăm sét, nhỏ hơn 0,002 mm;

- Phần trăm hạt keo, nhỏ hơn 0,001 mm.

20.2  Kết quả phân tích cơ học thành phần hạt của đất bao gồm kết quả phân tích sàng và kết quả phân tích tỷ trọng kế như sau:

a) Phân tích sàng, chính xác tới 0,1 %

b) Phân tích tỷ trọng kế, chính xác tới 0,1 %

21  Độ chụm

Độ chụm kết quả thí nghiệm được nêu trong Bảng 6.

Bảng 6 - Độ chụm kết thí nghiệm

MỤC LỤC

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thiết bị, dụng cụ

4  Chất phân tán

5  Yêu cầu đối với cân mẫu

6  Chuẩn bị mẫu

7  Phân tích sàng đối với phần mẫu trên sàng 2,00 mm

8  Xác định độ hiệu chỉnh tổng hợp cho số đọc tỷ trọng kế

9  Xác định độ hút ẩm

10  Phân tán mẫu đất

11  Phương pháp thay thế để phân tán mẫu đất

12  Thí nghiệm tỷ trọng kế

13  Phân tích sàng

14  Độ hút ẩm

15  Vật liệu thô

16  Tỷ lệ phần trăm của đất trong huyền phù

17  Đường kính hạt đất ở trạng thái lơ lửng

18  Phân tích sàng đối với vật liệu mịn

19  Vẽ đồ thị

20  Báo cáo kết quả thí nghiệm

21  Độ chụm