Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12003:2018 về Xi măng - Phương pháp xác định độ nở thanh vữa trong môi trường nước được Bộ Khoa học và Công nghệ công bố vào năm 2018. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ nở của các thanh vữa được chế tạo từ xi măng và cát tiêu chuẩn, sau đó được lưu giữ và bảo dưỡng trong môi trường nước nhằm đánh giá độ ổn định thể tích của xi măng theo thời gian.
Phạm vi áp dụng và đối tượng điều chỉnh
TCVN 12003:2018 áp dụng đối với các loại xi măng poóc lăng, xi măng hỗn hợp và các loại xi măng chuyên dụng khác có yêu cầu kiểm tra độ nở hoặc độ ổn định thể tích trong môi trường nước. Đối tượng áp dụng tiêu chuẩn này bao gồm các phòng thử nghiệm chuyên ngành xây dựng (LAS-XD), các tổ chức chứng nhận hợp quy, các nhà sản xuất xi măng và các cơ quan quản lý chất lượng công trình xây dựng tại Việt Nam.
Nguyên lý của phương pháp thử
Phương pháp thử dựa trên việc đo sự thay đổi chiều dài của các thanh vữa xi măng có kích thước tiêu chuẩn được đúc sẵn. Các thanh vữa này sau khi tháo khuôn sẽ được ngâm liên tục trong nước ở nhiệt độ quy định. Sự thay đổi kích thước (độ nở) được xác định bằng cách so sánh chiều dài của thanh vữa tại các thời điểm kiểm tra khác nhau so với chiều dài ban đầu đo được ngay sau khi tháo khuôn.
Thiết bị, dụng cụ và vật liệu thử nghiệm
- Khuôn đúc mẫu: Sử dụng khuôn kim loại có cấu tạo đặc biệt để chế tạo các thanh vữa có kích thước mặt cắt ngang 25 mm x 25 mm và chiều dài danh nghĩa khoảng 285 mm. Khuôn phải đảm bảo giữ chặt các chốt đo ở hai đầu thanh vữa trong quá trình đúc.
- Chốt đo: Được làm bằng kim loại không gỉ hoặc hợp kim chống ăn mòn, được đặt cố định ở hai đầu trục dọc của thanh vữa để làm điểm tiếp xúc ổn định cho thiết bị đo.
- Thiết bị đo chiều dài (Dụng cụ so sánh): Thiết bị đo chuyên dụng có gắn đồng hồ so hoặc cảm biến điện tử với độ chính xác tối thiểu là 0,001 mm hoặc 0,002 mm, dùng để đo khoảng cách giữa hai đầu chốt đo của thanh vữa.
- Tủ dưỡng ẩm và bể ngâm nước: Tủ dưỡng ẩm phải duy trì nhiệt độ 27 độ C ± 2 độ C và độ ẩm tương đối không nhỏ hơn 90%. Bể ngâm nước bảo dưỡng mẫu phải duy trì nhiệt độ ổn định ở mức 27 độ C ± 2 độ C.
- Cát tiêu chuẩn và nước trộn: Cát tiêu chuẩn được sử dụng để chế tạo vữa phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật hiện hành. Nước dùng để trộn vữa và ngâm mẫu là nước sạch hoặc nước cất theo quy định.
Quy trình tiến hành thử nghiệm
- Chuẩn bị và trộn vữa: Tiến hành cân đong nguyên liệu gồm xi măng, cát tiêu chuẩn và nước theo tỷ lệ quy định. Quá trình trộn vữa được thực hiện bằng máy trộn tiêu chuẩn để đảm bảo hỗn hợp vữa đạt độ đồng nhất cao.
- Đúc mẫu thanh vữa: Vữa sau khi trộn được cho vào khuôn đúc theo từng lớp, tiến hành đầm chặt bằng tay hoặc bằng bàn rung chuyên dụng để loại bỏ bọt khí. Bề mặt thanh vữa được gạt phẳng và làm nhẵn.
- Dưỡng hộ ban đầu và tháo khuôn: Đặt khuôn chứa mẫu vào tủ dưỡng ẩm trong thời gian 24 giờ ± 30 phút. Sau đó, tiến hành tháo khuôn một cách cẩn thận để tránh làm lỏng lẻo hoặc hư hại các chốt đo ở hai đầu thanh vữa.
- Đo chiều dài ban đầu: Ngay sau khi tháo khuôn, lau sạch các đầu chốt đo và tiến hành đo chiều dài ban đầu của thanh vữa bằng dụng cụ so sánh. Ghi lại số đo này làm mốc chuẩn (ký hiệu là L0).
- Bảo dưỡng trong nước và đo định kỳ: Xếp các thanh vữa vào bể ngâm nước bảo dưỡng. Tiến hành đo chiều dài của các thanh vữa tại các mốc thời gian quy định cụ thể (ví dụ: sau 1 ngày, 3 ngày, 7 ngày, 14 ngày, 28 ngày hoặc kéo dài hơn tùy theo yêu cầu của tiêu chuẩn sản phẩm xi măng tương ứng). Trước mỗi lần đo, mẫu phải được lau khô bề mặt và các chốt đo.
Tính toán và biểu thị kết quả
- Công thức tính độ nở: Độ nở của thanh vữa tại mỗi tuổi thử nghiệm (ký hiệu là E, tính bằng phần trăm %) được tính theo công thức dựa trên hiệu số giữa chiều dài đo được tại thời điểm thử nghiệm (Lt) và chiều dài ban đầu (L0), chia cho chiều dài hiệu dụng của thanh vữa (khoảng cách giữa hai đầu trong của chốt đo), sau đó nhân với 100.
- Xử lý số liệu: Kết quả thử nghiệm là trị số trung bình cộng của các kết quả đo trên các thanh vữa trong cùng một tổ mẫu thử (thường là tổ mẫu gồm 3 thanh vữa được đúc từ cùng một mẻ trộn). Nếu có sự sai lệch quá lớn giữa các thanh vữa trong cùng một tổ mẫu, phép thử phải được thực hiện lại.
- Báo cáo thử nghiệm: Báo cáo phải thể hiện đầy đủ các thông tin bao gồm: loại xi măng thử nghiệm, ngày đúc mẫu, nhiệt độ môi trường dưỡng hộ, kết quả đo chiều dài tại các mốc thời gian và độ nở trung bình tính toán được.
Hiệu lực thi hành
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12003:2018 có hiệu lực áp dụng kể từ ngày được Bộ Khoa học và Công nghệ công bố ban hành. Tiêu chuẩn này đóng vai trò là công cụ kỹ thuật quan trọng giúp các đơn vị sản xuất kiểm soát chất lượng sản phẩm, đồng thời hỗ trợ các cơ quan chức năng trong việc giám sát, đánh giá sự phù hợp của các sản phẩm xi măng lưu thông trên thị trường Việt Nam.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 12003:2018
XI MĂNG - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ NỞ THANH VỮA TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC
Test method for expansion of hydraulic cement mortar bars stored in water
Lời nói đầu
TCVN 12003:2018 được biên soạn trên cơ sở tham khảo ASTM C1038/C1038M-14.
TCVN 12003:2018 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.
XI MĂNG - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ NỞ THANH VỮA TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC
Test method for expansion of hydraulic cement mortar bars stored in water
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ nở thanh vữa xi măng có chứa thành phần sulfat ngâm trong môi trường nước.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn 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 4787 (EN 196-7), Xi măng - Phương pháp lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử;
TCVN 5502, Nước sinh hoạt - Yêu cầu chất lượng;
TCVN 6016 (ISO 679), Xi măng - Phương pháp thử - Xác định cường độ;
TCVN 6068, Xi măng poóc lăng bền sulfat - Phương pháp xác định độ nở sulfat;
TCVN 7713, Xi măng - Xác định sự thay đổi chiều dài thanh vữa trong dung dịch sulfat.
3 Nguyên tắc
Đo chênh lệch chiều dài các thanh mẫu vữa xi măng tại thời điểm ban đầu (ở tuổi 24 h ± 15 min) và đo chênh lệch chiều dài các thanh mẫu vữa xi măng sau 14 ngày ngâm trong môi trường nước. Tính tỷ lệ phần trăm thay đổi chênh lệch chiều dài các thanh mẫu vữa xi măng đó.
4 Thiết bị, dụng cụ
4.1 Cân định lượng, có độ chính xác đến 0,1 g.
4.2 Ống đong 250 mL, có độ chính xác đến 2 mL.
4.3 Pipet 10 mL, có độ chính xác đến 0,2 mL.
4.4 Máy trộn vữa, phù hợp với quy định của TCVN 6016 (ISO 679).
4.5 Thanh đầm mẫu, có dạng hình lăng trụ kích thước (13 x 25 x 150) mm, làm bằng vật liệu không hấp thụ, không bị mài mòn, chẳng hạn như gỗ sồi hoặc hợp chất cao su có độ cứng trung bình, trước khi sử dụng phải được ngâm 15 min trong paraffin nóng chảy ở nhiệt độ khoảng 200 °C.
4.6 Khuôn tạo mẫu phù hợp với quy định của TCVN 6068.
4.7 Bàn dằn và khâu hình côn (Hình 1), phù hợp với quy định như sau:
a) Bàn dằn: Đường kính bàn dằn là (255 ± 2,5) mm, khối lượng phần động là (4,08 ± 0,05) kg. Phần động có cơ cấu điều chỉnh có thể nâng lên, hạ xuống theo phương thẳng đứng, có khoảng chạy là (12,7 ± 0,38) mm.
b) Khâu hình côn: Đường kính trong của đáy lớn là (100 ± 0,5) mm, của đáy nhỏ là (70 ± 0,5) mm, chiều cao khâu là (50 ± 0,5) mm, chiều dày thành khâu không nhỏ hơn 5 mm.

Hình 1 - Ví dụ về bàn dằn và khâu hình côn
4.8 Buồng dưỡng ẩm, phù hợp với quy định của TCVN 6016 (ISO 679).
4.9 Dụng cụ so chiều dài, phù hợp với quy định của TCVN 6068.
4.10 Thùng chứa nước vôi bão hòa ngâm mẫu, phù hợp với quy định của TCVN 6068.
4.11 Các dụng cụ khác
- Bay, bằng thép, có phần lưỡi dài từ 100 mm đến 150 mm;
- Thước kẹp, có phạm vi đo từ 0 đến 200 mm, độ chính xác 0,05 mm;
- Thanh gạt kim loại, có kích thước (1 x 30 x 300) mm;
- Dụng cụ tháo khuôn và chổi quét khuôn.
- Đồng hồ bấm giây.
5 Thuốc thử, vật liệu
5.1 Nước dùng để chế tạo vữa xi măng, phù hợp với quy định của TCVN 5502. Trong trường hợp có tranh chấp hoặc thử nghiệm trọng tài thì sử dụng nước cất hoặc nước khử ion.
5.2 Cát thí nghiệm phù hợp với quy định của TCVN 6068.
5.3 Nước dùng để ngâm mẫu, sử dụng nước vôi bão hòa phù hợp với quy định của TCVN 7713.
6 Điều kiện thử nghiệm
6.1 Nhiệt độ và độ ẩm trong phòng thử nghiệm, phòng dưỡng mẫu phải phù hợp với quy định của TCVN 6016 (ISO 679).
6.2 Duy trì nhiệt độ của thuốc thử, vật liệu và xi măng ở phạm vi nhiệt độ (27 ± 2) °C.
7 Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu
7.1 Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu xi măng theo TCVN 4787 (EN 196-7).
7.2 Mẫu xi măng được tiến hành thử nghiệm không chậm hơn một tháng, kể từ ngày lấy mẫu.
7.3 Số lượng thanh vữa:
Chuẩn bị bốn thanh vữa, kích thước (25 x 25 x 285) mm cho một mẫu xi măng. Chiều dài quy ước của các thanh mẫu là 250 mm.
CHÚ THÍCH : Đối với các thử nghiệm thông thường, có thể tạo mẫu có kích thước (25 x 25 x 160) mm. Chiều dài quy ước của các thanh mẫu này là 125 mm. Tuy nhiên, trong trường hợp có tranh chấp, phải sử dụng mẫu có kích thước (25 x 25 x 285) mm. Phép thử sẽ chính xác hơn, nếu chế tạo 12 thanh vữa cho một mẫu thử từ ba mẻ trộn, mỗi mẻ trộn được thực hiện ở một ngày khác nhau.
8 Cách tiến hành
8.1 Chuẩn bị khuôn mẫu
Theo TCVN 7713.
8.2 Xác định lượng nước yêu cầu
8.2.1 Lau khô và sạch bề mặt bàn dằn, sau đó đặt khâu hình côn vào tâm bàn dằn.
8.2.2 Dùng cân kỹ thuật cân 500 g xi măng, 1375 g cát thí nghiệm và đong lượng nước ban đầu là 242 mL nước.
8.2.3 Tiến hành trộn vữa theo quy trình trộn mẫu của TCVN 6016 (ISO 679).
8.2.4 Ngay sau khi trộn vữa xong, lấy vữa từ cối trộn, đổ lớp vữa thứ nhất vào khâu, đến chiều cao bằng 1/2 khâu. Sau đó, tiến hành đầm lớp vữa 20 cái. Lực đầm đủ để điền đầy, đồng nhất lớp vữa trong khâu.
8.2.5 Đổ tiếp lớp vữa thứ hai đầy khâu, sau đó tiến hành đầm vữa như đối với lớp thứ nhất. Gạt bỏ phần vữa thừa trên khâu bằng thanh gạt.
8.2.6 Nhấc từ từ khâu hình côn theo chiều thẳng đứng ra khỏi khối vữa, tiến hành nâng hạ bàn dằn 25 chu kỳ, trong vòng 15 s.
8.2.7 Sử dụng thước kẹp để xác định lần lượt bốn giá trị đường kính khối vữa theo bốn vị trí khác nhau, theo đường vạch sẵn trên bề mặt bàn dằn. Độ chảy của khối vữa (D), tính bằng phần trăm (%), theo công thức sau:
|
| (1) |
trong đó:
- D1 là giá trị trung bình của bốn giá trị đường kính khối vữa vừa đo, tính bằng milimet (mm).
- D0 là giá trị đường kính ban đầu của khối vữa (trước khi dằn), lấy bằng 100 mm.
8.2.8 Nếu giá trị độ chảy (D) nhỏ hơn 105 % thì làm lại mẫu khác với lượng nước được tăng lên để nhận được độ chảy yêu cầu (110 ± 5) %. Nếu giá trị độ chảy (D) lớn hơn 115 % thì làm lại mẫu khác với lượng nước được giảm đi để nhận được độ chảy yêu cầu (110 ±5) %. Ghi lại lượng nước khi vữa có độ chảy đạt yêu cầu và coi đó là lượng nước yêu cầu.
8.3 Tạo mẫu thử
8.3.1 Trộn lại mẻ vữa mới với lượng nước yêu cầu, theo cách thức đã nêu trong 8.2.
8.3.2 Lấy vữa đổ vào khuôn (đã chuẩn bị ở mục 8.1) thành hai lớp và dùng thanh đầm mẫu dồn vữa vào các góc khuôn, xung quanh các đầu đo và dọc theo các thành của khuôn. Đầm chặt vữa theo từng lớp, mỗi lớp đầm 15 cái.
8.3.3 Dùng thanh gạt kim loại gạt hết lớp vữa thừa trên bề mặt khuôn, lấy bay miết phẳng bề mặt mẫu và đánh dấu vào mỗi mẫu.
8.4 Dưỡng mẫu, tháo khuôn, đo chỉ số so sánh chiều dài thanh mẫu ở thời điểm ban đầu và ở các tuổi
8.4.1 Ngay sau khi tạo mẫu xong, chuyển cả khuôn chứa mẫu thử vào buồng dưỡng ẩm, lưu trong khoảng thời gian 22,5 h ± 30 min, sau đó tiến hành tháo mẫu ra khỏi khuôn, ghi nhãn từng thanh mẫu và chiều đo tương ứng. Ngâm các thanh mẫu vào thùng chứa nước hoặc nước vôi bão hòa trong khoảng thời gian tối thiểu là 30 min; khoảng cách giữa các thanh với nhau cần đảm bảo tối thiểu là 5 mm và cách thành hoặc đáy thùng ít nhất là 6 mm.
8.4.2 Tại thời điểm 24 h ± 15 min, kể từ khi trộn xi măng với nước, lấy các thanh mẫu ra khỏi thùng ngâm mẫu, tiến hành thấm khô đầu đo các thanh mẫu bằng giẻ ẩm, đo chỉ số so sánh chiều dài ban đầu (∆L0) các thanh mẫu theo TCVN 6068. Sau đó, đặt các thanh mẫu trong thùng chứa nước vôi bão hòa trong vòng 14 ngày. Đo chỉ số so sánh chiều dài (∆L14) ở tuổi 14 ngày các thanh mẫu theo TCVN 6068.
9 Biểu thị kết quả
9.1 Độ nở của thanh vữa ở tuổi 14 ngày của thanh mẫu thứ “i”, ký hiệu là (δ14i), tính bằng phần trăm (%), chính xác tới 0,001 %, theo công thức sau:
|
| (2) |
trong đó:
- ∆L14i là chỉ số so sánh chiều dài ở tuổi 14 ngày, của thanh mẫu thứ “i”, so với thanh chuẩn, tính bằng mm;
- ∆L0i là chỉ số so sánh chiều dài ở tuổi ban đầu, của thanh mẫu thứ “i”, so với thanh chuẩn, tính bằng mm;
- 250 là chiều dài quy ước của thanh vữa, kích thước (25 x 25 x 285) mm.
9.2 Độ nở của mẫu thử ở tuổi 14 ngày là số trung bình cộng của độ nở từng thanh mẫu thử, lấy chính xác tới 0,001 %.
9.3 Trình bày kết quả, phù hợp theo quy định của TCVN 6068.
10 Báo cáo thử nghiệm
Trong báo cáo thử nghiệm bao gồm ít nhất các thông tin sau:
- Tên cơ sở thử nghiệm;
- Các thông tin cần thiết về mẫu thử: người (cơ quan) gửi mẫu, loại mẫu xi măng, ký hiệu mẫu, ngày gửi mẫu và ngày thử nghiệm;
- Kết quả xác định độ nở của mẫu ở tuổi 14 ngày;
- Viện dẫn tiêu chuẩn này;
- Các lưu ý khác trong quá trình thử nghiệm, nếu có;
- Người thí nghiệm, người kiểm tra và thủ trưởng cơ sở nơi thử nghiệm.
- 1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5502:2003 về nước cấp sinh hoạt - yêu cầu chất lượng do Bộ khoa học và công nghệ ban hành
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4787:2009 (EN 196-7 : 2007) về Xi măng - Phương pháp lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7713:2007 về Xi măng - Xác định sự thay đổi chiều dài thanh vữa trong dung dịch sulfat
- 4 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6016:2011 (ISO 679:2009) về Xi măng - Phương pháp thử - Xác định cường độ
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6068:2004 về Xi măng poóc lăng bền sunphat - Phương pháp xác định độ nở sunphat
- 1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5502:2003 về nước cấp sinh hoạt - yêu cầu chất lượng do Bộ khoa học và công nghệ ban hành
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4787:2009 (EN 196-7 : 2007) về Xi măng - Phương pháp lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7713:2007 về Xi măng - Xác định sự thay đổi chiều dài thanh vữa trong dung dịch sulfat
- 4 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6016:2011 (ISO 679:2009) về Xi măng - Phương pháp thử - Xác định cường độ
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6068:2004 về Xi măng poóc lăng bền sunphat - Phương pháp xác định độ nở sunphat
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6882:2016 về Phụ gia khoáng cho xi măng
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11833:2017 về Thạch cao phospho dùng để sản xuất xi măng
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9079:2012 về Xi măng đóng rắn nhanh
