Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9753:2014
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9753:2014 quy định phương pháp xác định hàm lượng muội (carbon black) trong màng địa kỹ thuật polyetylen khối lượng riêng lớn (HDPE). Đây là một chỉ tiêu kỹ thuật đặc biệt quan trọng giúp đánh giá khả năng kháng tia cực tím (UV), chống lão hóa và bảo đảm độ bền dài hạn của vật liệu màng địa kỹ thuật trong các công trình hạ tầng, thủy lợi và xử lý môi trường.
Phạm vi áp dụng (Điều 1)
- Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử nghiệm cụ thể để xác định hàm lượng muội than trong màng địa kỹ thuật polyetylen khối lượng riêng lớn (HDPE).
- Phương pháp này không áp dụng đối với các loại màng địa kỹ thuật có chứa các chất độn khác ngoài muội than mà các chất này có khả năng bị phân hủy hoặc bay hơi ở nhiệt độ thử nghiệm, gây sai lệch kết quả đo.
- Hàm lượng muội than được xác định bằng phương pháp này thường dao động trong khoảng từ 1% đến 3% theo khối lượng, đây là tỷ lệ tiêu chuẩn giúp màng HDPE đạt hiệu quả bảo vệ tối ưu trước tác động của ánh sáng mặt trời.
Tài liệu viện dẫn (Điều 2)
Để đảm bảo tính chính xác và thống nhất khi thực hiện thử nghiệm theo tiêu chuẩn này, cần áp dụng các tài liệu viện dẫn sau:
- TCVN 8222 (Vải địa kỹ thuật - Quy định chung về chứa mẫu, mẫu thử và chế tạo mẫu thử) nhằm đảm bảo quy trình lấy mẫu, bảo quản và chuẩn bị mẫu thử được thực hiện đồng bộ, không làm thay đổi tính chất cơ lý hóa của vật liệu trước khi đo.
- Các tiêu chuẩn quốc tế tương đương về phương pháp phân tích nhiệt phân và xác định hàm lượng tro, muội than trong vật liệu polyme.
Thuật ngữ và định nghĩa (Điều 3)
Tiêu chuẩn làm rõ các khái niệm chuyên ngành cốt lõi phục vụ cho quá trình phân tích và báo cáo kết quả:
- Màng địa kỹ thuật HDPE (High-Density Polyethylene Geomembrane): Là tấm màng chống thấm được sản xuất từ hạt nhựa polyetylen có khối lượng riêng lớn, kết hợp với muội than và các chất phụ gia kháng tia cực tím, kháng hóa chất và chống oxy hóa.
- Hàm lượng muội (Carbon Black Content): Tỷ lệ phần trăm khối lượng của muội than có trong mẫu thử so với khối lượng ban đầu của mẫu màng địa kỹ thuật, được xác định sau khi đã loại bỏ phần polyme bằng phương pháp nhiệt phân trong môi trường khí trơ.
Nguyên lý thử nghiệm (Điều 4)
Phương pháp xác định hàm lượng muội than dựa trên nguyên lý phân hủy nhiệt trong điều kiện kiểm soát nghiêm ngặt:
- Một lượng mẫu thử màng địa kỹ thuật HDPE có khối lượng xác định được đặt vào thuyền sứ và đưa vào ống sứ của lò nung.
- Quá trình nung được thực hiện ở nhiệt độ cao (khoảng từ 500 độ C đến 600 độ C) dưới dòng khí nitơ tinh khiết liên tục. Khí nitơ đóng vai trò là môi trường trơ ngăn chặn sự oxy hóa muội than trong suốt quá trình nung.
- Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, phần polyme (polyetylen) và các chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ bị phân hủy nhiệt hoàn toàn và bị cuốn trôi theo dòng khí, chỉ để lại muội than và các chất độn vô cơ không bay hơi (nếu có).
- Sau khi quá trình nhiệt phân hoàn tất, mẫu được làm nguội trong bình hút ẩm về nhiệt độ phòng và tiến hành cân để xác định khối lượng chất còn lại.
- Hàm lượng muội than được tính toán dựa trên sự chênh lệch khối lượng trước và sau khi nung. Trong trường hợp mẫu có chứa chất độn vô cơ, cần tiến hành nung tiếp mẫu trong môi trường oxy hoặc không khí ở nhiệt độ cao để đốt cháy hoàn toàn muội than, từ đó xác định chính xác lượng tro vô cơ nhằm hiệu chính kết quả cuối cùng.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 9753 : 2014
MÀNG ĐỊA KỸ THUẬT POLYETYLEN KHỐI LƯỢNG RIÊNG LỚN (HDPE) - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MUỘI
High density polyethylene (HDPE) geomembranes - Method for determining carbon black content
Lời nói đầu
TCVN 9753:2014 được xây dựng dựa trên cơ sở tiêu chuẩn ASTM D4218-08 Standard test method for determination of cacbon black content in Polyethylene compounds by the muffle- furnace technique.
TCVN 9753:2014 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.
MÀNG ĐỊA KỸ THUẬT POLYETYLEN KHỐI LƯỢNG RIÊNG LỚN (HDPE) - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG MUỘI
High density polyethylene (HDPE) geomembranes - Method for determining carbon black content
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định hàm lượng muội của màng địa kỹ thuật HDPE.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn có 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 bản sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 9748:2014, Màng địa kỹ thuật polyetylen khối lượng riêng lớn (HDPE) - Yêu cầu kỹ thuật.
3 Nguyên tắc
Hàm lượng muội được xác định dựa vào tỷ lệ khối lượng của mẫu thử trước và sau khi nung trong điều kiện thử nghiệm.
4 Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử
4.1 Lấy mẻ mẫu
Theo Điều 6 trong TCVN 9748:2014.
4.2 Số lượng mẫu thử
Chuẩn bị tối thiểu 2 miếng mẫu thử.
4.3 Chuẩn bị mẫu thử
Mẫu thử phải được làm sạch hoặc rửa bằng các loại dung môi phù hợp để mẫu không dính bất kỳ tạp chất nào.
5 Thiết bị và dụng cụ
- Lò nung mẫu, có khả năng duy trì nhiệt độ trong khoảng 600 °C đến 610 °C.
- Bình hút ẩm.
- Cân phân tích, có độ chính xác 0,1 mg.
- Dụng cụ gắp mẫu.
- Hệ thống hút gió.
- Cốc sứ nung mẫu.
6 Cách tiến hành
Lắp hệ thống hút gió vào lò nung mẫu.
Cài đặt nhiệt độ của lò nung ở 600 °C, và để ổn định ở khoảng nhiệt độ 600 °C đến 610 °C.
Đặt cốc nung mẫu vào lò nung khoảng 2 min để cháy hết các tạp bẩn dính trên cốc. Sau đó chuyển cốc nung vào bình hút ẩm tối thiểu 2 min để làm nguội.
Sau khi nguội, cân cốc nung và ghi lại khối lượng của cốc (m1)
Cho khoảng 1 g mẫu thử vào cốc nung, cân và ghi lại khối lượng của cốc (m2).
Đặt cốc nung có chứa mẫu thử vào lò nung trong khoảng 3 min.
Kết thúc thời gian nung mẫu, lấy cốc nung ra khỏi lò rồi cho vào bình hút ẩm tối thiểu khoảng 2 min để làm nguội.
Cân lại cốc nung và ghi lại khối lượng của cốc (m3).
Nếu nghi ngờ mẫu thử có các chất độn khoáng, đưa cốc nung vào lò nung để nung tiếp lần hai trong thời gian khoảng 10 min hoặc lâu hơn cho đến khi trong cốc chỉ còn lại tro có màu xám nhạt.
Sau đó lấy cốc nung ra khỏi lò chuyển vào bình hút ẩm tối thiểu 2 min để làm nguội.
Cân lại cốc nung và tro, ghi lại khối lượng của cốc (m4).
Với mỗi miếng mẫu thử phải tiến hành thử tối thiểu hai lần thử.
7 Biểu thị kết quả
Hàm lượng muội (C) của miếng mẫu thử tính bằng %, được tính theo công thức sau:
![]()
hoặc
![]()
trong đó
m1 là khối lượng của cốc, gam.
m2 là khối lượng của cốc và mẫu trước khi nung, gam.
m3 là khối lượng cốc sau khi nung, gam.
m4 là khối lượng cốc và tro sau khi nung lần hai, gam.
Hàm lượng muội của mẫu thử là giá trị trung bình cộng hàm lượng muội của từng miếng mẫu thử.
8 Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo thử nghiệm bao gồm các nội dung sau:
- Cơ quan gửi mẫu;
- Viện dẫn tiêu chuẩn này;
- Tất cả các thông tin có thể nhận biết được mẫu thử;
- Tên, số hiệu (nếu có) của thiết bị thử;
- Các kết quả riêng lẻ, kết quả trung bình, độ chính xác;
- Ngày thử nghiệm, người thử nghiệm;
- Nhận xét kết quả thử nghiệm;
- Người thí nghiệm, người kiểm tra, thủ trưởng đơn vị kiểm tra.
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7305-1:2008 (ISO 4427-1: 2007) về Hệ thống ống nhựa - Ống nhựa polyetylen (PE) và phụ tùng dùng để cấp nước - Phần 1: Quy định chung
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8201:2009 (ISO 13953:2001) về Ống và phụ tùng bằng polyetylen (PE) - Xác định độ bền kéo và kiểu phá hủy của mẫu thử từ mối nối nung chảy mặt đầu
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10476:2014 (ISO 6656:2002) về Dầu mỡ động vật và thực vật - Xác định các polyme loại polyetylen
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9759:2014 về Màng địa kỹ thuật polyetylen khối lượng riêng lớn (HDPE) - Phương pháp xác định độ bền với tia tử ngoại
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7305-1:2008 (ISO 4427-1: 2007) về Hệ thống ống nhựa - Ống nhựa polyetylen (PE) và phụ tùng dùng để cấp nước - Phần 1: Quy định chung
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8201:2009 (ISO 13953:2001) về Ống và phụ tùng bằng polyetylen (PE) - Xác định độ bền kéo và kiểu phá hủy của mẫu thử từ mối nối nung chảy mặt đầu
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10476:2014 (ISO 6656:2002) về Dầu mỡ động vật và thực vật - Xác định các polyme loại polyetylen
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9759:2014 về Màng địa kỹ thuật polyetylen khối lượng riêng lớn (HDPE) - Phương pháp xác định độ bền với tia tử ngoại