Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11916-4:2018 (hoàn toàn tương đương với ISO 13765-4:2004) về Vữa chịu lửa - Phần 4: Xác định cường độ bám dính khi uốn là văn bản kỹ thuật quy định phương pháp thử nghiệm nhằm đánh giá chất lượng liên kết của vữa chịu lửa. Tiêu chuẩn này đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng vật liệu xây dựng lò công nghiệp, đảm bảo tính bền vững và an toàn của các kết cấu chịu nhiệt.
Phạm vi áp dụng và đối tượng áp dụng
- Phạm vi áp dụng: Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định cường độ bám dính khi uốn của các loại vữa chịu lửa (bao gồm cả vữa đóng rắn hóa học, đóng rắn bằng nhiệt hoặc đóng rắn bằng không khí) sau khi sấy hoặc nung ở nhiệt độ xác định.
- Đối tượng áp dụng: Các đơn vị sản xuất, kinh doanh, nhập khẩu vữa chịu lửa; các phòng thử nghiệm chuyên ngành vật liệu xây dựng; các đơn vị thiết kế, thi công và giám sát các công trình lò công nghiệp sử dụng vật liệu chịu lửa.
Nội dung cốt lõi của các điều khoản đầu (Điều 1 đến Điều 4)
1. Phạm vi áp dụng (Điều 1)
- Xác định khả năng liên kết của vữa chịu lửa với các viên gạch chịu lửa tiêu chuẩn thông qua phép thử uốn.
- Phương pháp này cho phép đánh giá cường độ bám dính ở trạng thái nguội sau khi mẫu đã trải qua quá trình xử lý nhiệt (sấy khô hoặc nung ở nhiệt độ cao).
2. Tài liệu viện dẫn (Điều 2)
- Tiêu chuẩn viện dẫn các tài liệu kỹ thuật liên quan để đảm bảo tính đồng bộ trong quá trình thử nghiệm, bao gồm các tiêu chuẩn về lấy mẫu, chuẩn bị mẫu thử và các yêu cầu kỹ thuật đối với gạch chịu lửa dùng làm nền bám dính.
- Các tài liệu viện dẫn này là bắt buộc để đảm bảo tính chính xác và khả năng tái lập của kết quả thử nghiệm.
3. Nguyên lý thử nghiệm (Điều 3)
- Nguyên lý của phương pháp dựa trên việc liên kết hai viên gạch chịu lửa tiêu chuẩn bằng một lớp vữa chịu lửa có chiều dày quy định để tạo thành một tổ hợp mẫu thử.
- Sau khi tạo mẫu, tổ hợp này được sấy khô hoặc nung ở nhiệt độ quy định trong một khoảng thời gian xác định để vữa đóng rắn hoàn toàn và tạo liên kết.
- Mẫu thử sau khi xử lý nhiệt được đặt lên thiết bị thử uốn để tác dụng lực tăng dần cho đến khi mối liên kết giữa vữa và gạch bị phá hủy hoàn toàn. Cường độ bám dính khi uốn được tính toán dựa trên lực phá hủy lớn nhất ghi nhận được và diện tích mặt cắt ngang của mối liên kết.
4. Thiết bị, dụng cụ và vật liệu thử (Điều 4)
- Máy thử uốn: Phải có khả năng tác dụng lực uốn tác động lên mẫu thử với tốc độ tăng tải đều và được kiểm chuẩn định kỳ để đảm bảo độ chính xác của lực đo.
- Khuôn và dụng cụ tạo mẫu: Đảm bảo định hình lớp vữa giữa hai viên gạch có chiều dày đồng đều và đúng kích thước hình học theo yêu cầu kỹ thuật.
- Lò sấy và lò nung: Lò sấy phải có khả năng khống chế nhiệt độ ổn định ở mức quy định (thường là 110 độ C). Lò nung phải đạt được nhiệt độ thử nghiệm yêu cầu với tốc độ nâng nhiệt và chế độ làm nguội được kiểm soát chặt chẽ.
- Gạch thử tiêu chuẩn: Sử dụng các viên gạch chịu lửa có tính chất bề mặt, độ xốp và thành phần hóa học phù hợp với loại vữa cần thử nghiệm để đảm bảo tính tương thích và phản ánh đúng thực tế làm việc của vữa.
Thông tin về hiệu lực thi hành
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11916-4:2018 (ISO 13765-4:2004) có hiệu lực kể từ ngày ban hành theo quyết định của cơ quan nhà nước có thẩm quyền về tiêu chuẩn đo lường chất lượng tại Việt Nam. Tiêu chuẩn này giúp đồng bộ hóa phương pháp thử nghiệm trong nước với tiêu chuẩn quốc tế ISO, tạo điều kiện thuận lợi cho việc đánh giá chất lượng sản phẩm xuất nhập khẩu và nâng cao chất lượng công trình xây dựng.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 11916-4:2018
ISO 13765-4:2004
VỮA CHỊU LỬA - PHẦN 4: XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ BÁM DÍNH KHI UỐN
Refractory mortars - Part 4: Determination of flexural bonding strength
Lời nói đầu
TCVN 11916-4:2018 hoàn toàn tương đương ISO 13765-4:2004.
TCVN 11916-4:2018 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.
Bộ tiêu chuẩn TCVN 11916:2018 (ISO 13765), Vữa chịu lửa - Phương pháp thử, bao gồm các phần sau:
- TCVN 11916-1:2018 (ISO 13765-1:2004), Phần 1: Xác định độ lưu động bằng phương pháp xuyên côn;
- TCVN 11916-2:2018 (ISO 13765-2:2004), Phần 2: Xác định độ lưu động bằng phương pháp bàn dằn;
- TCVN 11916-3:2018 (ISO 13765-3:2004), Phần 3: Xác định độ ổn định mạch;
- TCVN 11916 -4:2018 (ISO 13765-4:2004), Phần 4: Xác định cường độ bám dính khi uốn.
Bộ ISO 13765:2004 còn có các phần sau:
- Part 5: Determination of grain size distribution (Phần 5: Xác định sự phân bố cỡ hạt);
- Part 6: Determination of moisture content of ready-mixed mortars (Phần 6: Xác định độ ẩm của hỗn hợp vữa trộn sẵn).
VỮA CHỊU LỬA - PHẦN 4: XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ BÁM DÍNH KHI UỐN
Refractory mortars - Part 4: Determination of flexural bonding strength
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định cường độ bám dính khi uốn của bề mặt gắn giữa các viên gạch chịu lửa bằng vữa chịu lửa (sau sấy và nung).
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết khi áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với tài liệu ghi năm công bố thì áp dụng 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 11916-1 : 2018 (ISO 13765-1), Vữa chịu lửa - Phần 1: Xác định độ lưu động bằng phương pháp xuyên côn;
TCVN 11916-2 : 2018 (ISO 13765-2), Vữa chịu lửa - Phần 2: Xác định độ lưu động bằng phương pháp bàn dằn;
ISO 8656-1, Refractory Products - Sampling of raw materials and unshaped Products - Part 1: Sampling scheme (Vật liệu chịu lửa - Lấy mẫu nguyên liệu và sản phẩm không định hình - Phần 1: Kế hoạch lấy mẫu).
3 Thuật ngữ và định nghĩa
Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:
3.1
Cường độ bám dính khi uốn (Flexural bonding strength)
Ứng suất cực đại mà mẫu có thể chịu được khi uốn trên thiết bị uốn ba điểm.
4 Nguyên tắc
Gắn kết hai nửa của viên gạch chịu lửa với vữa chịu lửa tạo thành một mẫu thử hình lăng trụ có kích thước quy định. Sau khi sấy và nung mẫu thử, đặt ứng suất uốn lên bề mặt gắn kết của mẫu thử ở nhiệt độ phòng với tốc độ tăng dần đều cho đến khi bề mặt gắn kết bị phá hủy.
5 Thiết bị, dụng cụ
5.1 Thiết bị thử độ bền uốn, có hai trụ đỡ dạng con lăn và một trụ truyền tải con lăn song song với nhau, thể hiện trên Hình 1.
Con lăn chịu tải được đặt ở giữa, có cùng kích thước với hai con lăn trụ đỡ. Giá trị Ls, R, là sai lệch cho phép về độ song song của các cạnh trên mặt cắt ngang và độ song song của mặt trên và mặt đáy được cho trong Bảng 1. Đặt tải trọng với tốc độ không đổi vào giữa mẫu thử và tốc độ tăng tải được nêu trong Bảng 1.
5.2 Máy trộn, như quy định trong TCVN 11916-1:2018 (ISO 13765-1) hoặcTCVN 11916-2:2018 (ISO 13765-2).
Kích thước tính bằng milimét
CHÚ DẪN:
Ls Khoảng cách giữa các trụ đỡ
R Bán kính của trụ đỡ và trụ tải
Hình 1 - Thiết bị gia tải
Bảng 1 - Kích thước, sai lệch kích thước và tốc độ gia tải cho các viên mẫu thử có kích thước khác nhau
| Kích thước viên mẫu thử l x b x h | Sai lệch chiều rộng, b, chiều cao, h | Sai lệch phương song song của bề mặt cắt ngang | Dung sai theo phương song song của mặt trên và dưới | Khoảng cách giữa các trụ đỡ Ls | Bán kính cong, R, của trụ đỡ và trụ truyền tải | Tốc độ gia tải N/s | |
| Viên mẫu sít đặc | Viên mẫu cách nhiệt | ||||||
| mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm | mm |
| 115 x 114 x 76 | - | - | - | 180 ± 1 | 15 ± 0,5 | 370 ± 37 | 120 ± 12 |
| 115 x 114 x 64 | - | - | - | 180 ± 1 | 15 ± 0,5 | 260 ± 26 | 86 ± 8,6 |
| 100 x 40 x 40 | ± 1 | ± 0,15 | ± 0,25 | 180 1 | 5 ± 0,5 | 36 ± 3,6 | 12 ± 1,2 |
| 57,5 x 40 x 25 | ± 1 | ± 0,1 | ± 0,2 | 100 ± 1 | 5 ± 0,5 | 13 1,3 | 42 ± 0,42 |
| 57 x 40 x 40 | ± 1 | ± 0,15 | ± 0,25 | 100 ± 1 | 4 ± 0,5 | 64 ± 6,4 | 21 ± 2,1 |
5.3 Tủ sấy, được gắn thiết bị điều chỉnh nhiệt độ và có khả năng sấy tại nhiệt độ (110 ± 5)oC
5.4 Thiết bị xác định độ lưu động, như quy định trong TCVN 11916-1:2018 (ISO 13765-1) hoặc TCVN 11916-2:2018 (ISO 13765-2).
5.5 Cân kỹ thuật, có thể cân đến 2 kg, độ chính xác đến 1 g.
5.6 Thước kẹp, có độ chính xác đến 0,1 mm.
5.7 Lò nung, có thể đáp ứng tốc độ nâng nhiệt theo yêu cầu nêu trong 7.3.
5.8 Nhiệt kế nhiệt ngẫu
5.9 Dụng cụ cắt
6 Lấy mẫu và chuẩn bị viên mẫu
6.1 Lấy mẫu
Đối với vữa khô, lấy mẫu theo ISO 8656-1 hoặc theo thỏa thuận giữa các bên. Rút gọn mẫu đến 5 kg bằng phương pháp chia tư hoặc bằng thiết bị chia mẫu dạng máng.
Đối với vữa trộn sẵn, lấy mẫu bằng cách đổ toàn bộ thùng đựng vữa được cung cấp sang một thùng chứa khác có dung tích lớn hơn và trộn đều, sau đó lấy mẫu đại diện của hỗn hợp này, chú ý không được loại bỏ chất lỏng nổi lên trên bề mặt.
6.2 Chuẩn bị viên mẫu
Kích thước của viên mẫu được nêu trong Bảng 1, kích thước thực tế sử dụng theo thỏa thuận giữa các bên trước khi thí nghiệm.
Yêu cầu phải có 10 viên mẫu để tạo 5 mẫu thử nghiệm, mỗi mẫu thử nghiệm được tạo từ hai viên mẫu liên kết với nhau bằng vữa chịu lửa.
Cắt các viên mẫu từ các viên gạch chịu lửa theo kích thước và sai lệch nêu trong Bảng 1 sao cho các cạnh liền kề của viên mẫu phải vuông góc với nhau. Bề mặt của các viên mẫu nhẵn và không nứt, bề mặt để dính kết phải sạch. Mỗi một viên mẫu có một mặt không cắt dùng để dính kết. Gạch và vữa dùng thử nghiệm tương thích với nhau.
Trước khi tiến hành thí nghiệm, đặt các viên mẫu vào trong lò sấy, nâng nhiệt đến (110 ± 5) °C và lưu trong vòng 8 h đến khối lượng không đổi. Sau đó làm nguội tự nhiên tại nhiệt độ phòng.
7 Cách tiến hành
7.1 Chuẩn bị mẫu thử nghiệm
7.1.1 Đối với vữa khô, cân 1,5 kg và trộn với nước (hoặc chất lỏng khác) theo TCVN 11916-1:2018 (ISO 13765-1) hoặc TCVN 11916-2:2018 (ISO 13765-2) để đạt độ lưu động theo yêu cầu. Xác định độ lưu động của vữa, cho phép để trong vòng 30 min hoặc theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
Đối với vữa ướt, trộn đều hỗn hợp sau đó cân khoảng 1 kg mẫu.
Sau khi xác định độ lưu động, thực hiện thí nghiệm theo 7.1.2.
7.1.2 Lấy một cặp viên mẫu đã sấy khô và trát một lớp vữa đã trộn lên cả hai bề mặt không cắt sau đó gạt bỏ vữa đi. Trát lại vữa lên cả hai bề mặt không cắt và gắn hai bề mặt này lại với nhau (xem Hình 2). Đẩy vữa thừa ra để tạo lớp mạch 2 mm, trừ khi có thỏa thuận khác, bằng cách ép đầu viên mẫu đồng thời di chuyển nó sang hai bên. Gạt bỏ vữa thừa bị ép ra ngoài. Mẫu thử không được bao gói và không được dịch chuyển quá 0,5 mm.
Lặp lại quá trình thí nghiệm trên bằng cách sử dụng 10 viên mẫu để tạo 5 mẫu thử.
7.2 Sấy mẫu thử
Sấy tự nhiên mẫu thử ở nhiệt độ phòng trong vòng 24 h, đặt mỗi mẫu trên một tấm song song với bề mặt dính kết.
Đặt cẩn thận mẫu thử đã sấy khô trong không khí trên tấm song song với bề mặt dính kết vào trong lò sấy. Sấy tại nhiệt độ (65 ± 5) °C trong vòng 4 h sau đó sấy tại nhiệt độ (110 ± 5) °C trong vòng 12 h.
Kích thước tính bằng milimét
CHÚ DẪN:
1 Vữa
Hình 2 - Mẫu thử
7.3 Nung mẫu thử
Đặt mẫu thử đã sấy khô vào trong lò nung. Khoảng cách giữa các mẫu thử và khoảng cách giữa mẫu thử với các tấm chắn nhiệt lớn hơn 10 mm. Khoảng cách giữa mẫu thử và thanh đốt lớn hơn 20 mm. Nếu không có các tấm chắn nhiệt, nhiệt của thanh đốt không được bức xạ trực tiếp lên bề mặt gắn kết của mẫu thử.
Duy trì môi trường ôxy hóa trong lò trong quá trình nung, tốc độ nâng nhiệt như sau:
- Vữa chịu lửa thông thường: 5 °C/min;
- Vữa chịu lửa silica: 3 °C/min.
Khi nhiệt độ trong lò đạt nhiệt độ nung, tùy thuộc vào từng loại vữa, lưu trong 3 h (5 h đối với vữa chịu lửa silica), biến động nhiệt độ không vượt quá ± 10 °C.
Sau khi lưu nhiệt, mẫu thử được làm nguội tự nhiên trong lò đến nhiệt độ phòng.
7.4 Xác định cường uốn bám dính
7.4.1 Đo chiều rộng, b, chiều cao, h, của mỗi mẫu tại bề mặt dính kết sau sấy và sau nung. Thực hiện đo hai lần tại những điểm khác nhau trên mỗi mẫu thử sau đó tính giá trị trung bình với sai số 0,1 mm.
7.4.2 Đặt mẫu thử lên các trụ đỡ, trụ tải thẳng với bề mặt dính kết của mẫu thử. Sự chênh lệch không quá 2 mm. Đặt tải trọng theo phương thẳng đứng với tốc độ nêu trong Bảng 1 cho đến khi bề mặt dính kết bị phá hủy, ghi giá trị tải trọng lớn nhất.
7.4.3 Kiểm tra cẩn thận từng mẫu thử một. Nếu diện tích khoảng trống ở bề mặt dính kết của mẫu ≥ 20 % hoặc toàn bộ bề mặt dính kết của mẫu sạch, nhẵn thì không tính kết quả. Trong trường hợp này, nếu số mẫu bình thường nhỏ hơn ba thì tiến hành thí nghiệm lại từ 6.2.
8 Biểu thị kết quả
Cường độ bám dính khi uốn của mỗi viên mẫu được tính như ứng suất gãy, σF, tính bằng Mega Pascal (MPa), với sai số 0,1 MPa, theo công thức sau:
trong đó:
Fmax là tải trọng lớn nhất làm gãy bề mặt dính kết của mẫu thử, tính bằng Niutơn (N);
Ls là khoảng cách giữa các trụ đỡ, tính bằng milimét (mm);
b là chiều rộng bề mặt dính kết của mẫu thử, tính bằng milimét (mm);
h là chiều cao bề mặt dính kết của mẫu thử, tính bằng milimét (mm);
Kết quả thử là giá trị trung bình cộng của 5 mẫu thử, loại bỏ các kết quả bất thường trong 7.4.3, độ chính xác tới 0,1 MPa.
9 Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo thử nghiệm bao gồm ít nhất các thông tin sau:
a) các chi tiết cần thiết để nhận biết mẫu thử, bao gồm: mô tả mẫu thử, nhà sản xuất, loại, nhãn hàng, số lô,...;
b) viện dẫn tiêu chuẩn này;
c) tên đơn vị thí nghiệm;
d) trong trường hợp vữa khô, ghi phần trăm (%) của nước (hoặc chất lỏng khác) sử dụng;
e) kết quả của mẫu thử, độ ổn định của mạch vữa tính bằng giây, bao gồm các kết quả thử nghiệm riêng và giá trị trung bình, tính toán kết quả theo Điều 8;
f) độ lưu động và phương pháp xác định độ lưu động;
g) nhiệt độ và thời gian lưu nhiệt;
h) các thao tác bất kỳ được thực hiện không quy định trong tiêu chuẩn này;
i) các đặc điểm bất thường ghi nhận trong quá trình thử;
j) ngày thử mẫu.