Tóm tắt Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4030:2003 về Xi măng - Phương pháp xác định độ mịn

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4030:2003 do Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành, hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn châu Âu EN 196-6:1989 (có sửa đổi). Tiêu chuẩn này quy định chi tiết các phương pháp thử nghiệm nhằm xác định độ mịn của xi măng. Dưới đây là nội dung tóm tắt chuyên sâu từ Phần mở đầu đến hết Điều 4 của tiêu chuẩn.

- Điều 1: Phạm vi áp dụng

• Tiêu chuẩn này mô tả hai phương pháp xác định độ mịn của xi măng bao gồm: Phương pháp sàng (xác định lượng dư trên sàng) và Phương pháp độ thấm không khí (phương pháp Blaine để xác định bề mặt riêng).
• Phương pháp sàng được sử dụng chủ yếu để phát hiện sự có mặt của các hạt xi măng thô, thích hợp cho việc kiểm tra và kiểm soát liên tục quá trình sản xuất tại nhà máy.
• Phương pháp độ thấm không khí (phương pháp Blaine) dùng để xác định bề mặt riêng (diện tích bề mặt trên một đơn vị khối lượng) bằng cách so sánh với mẫu xi măng chuẩn. Phương pháp này đóng vai trò quyết định trong việc đánh giá chất lượng và mức độ mịn của xi măng thành phẩm trước khi xuất xưởng.

- Điều 2: Tài liệu viện dẫn

Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác, cần kết hợp viện dẫn các tài liệu tiêu chuẩn sau đây:

• TCVN 2230:1977 về Sàng thử nghiệm.
• TCVN 4787:2001 (ISO 9597:1989) về Xi măng - Phương pháp thử - Xác định thời gian đông kết và độ ổn định thể tích.
• ISO 383:1976 về Dụng cụ thí nghiệm bằng thủy tinh - Khớp nối nhám hình côn có thể lắp lẫn.

- Điều 3: Phương pháp sàng (Xác định lượng dư trên sàng)

• Nguyên tắc thử nghiệm: Độ mịn của xi măng được xác định bằng cách tiến hành sàng một lượng xi măng nhất định trên sàng tiêu chuẩn có kích thước lỗ sàng quy định (thường là sàng 90 µm hoặc 45 µm). Lượng dư còn lại trên sàng sau khi kết thúc quá trình sàng được cân và biểu thị bằng phần trăm khối lượng so với mẫu thử ban đầu.
• Thiết bị và dụng cụ: Sử dụng sàng thử nghiệm có lưới sàng làm bằng đồng hoặc thép không gỉ, được căng phẳng trên khung kim loại hình tròn chắc chắn, có nắp đậy kín và đáy thu nhận hạt lọt sàng để tránh hao hụt mẫu. Cân kỹ thuật sử dụng phải có độ chính xác tối thiểu đến 0,01 gam.
• Quy trình tiến hành: Cân khoảng 50 gam xi măng chính xác đến 0,01 gam. Đổ toàn bộ lượng mẫu vào sàng đã được làm sạch và sấy khô. Tiến hành sàng bằng tay hoặc sử dụng máy sàng cơ học trong một khoảng thời gian quy định. Quá trình sàng kết thúc khi lượng xi măng lọt qua sàng trong vòng 1 phút không đáng kể (nhỏ hơn 0,05 gam).
• Tính toán và biểu thị kết quả: Khối lượng xi măng còn lại trên sàng được cân chính xác và tính toán theo tỷ lệ phần trăm (%) so với khối lượng mẫu thử ban đầu. Kết quả cuối cùng được lấy chính xác đến 0,1%.

- Điều 4: Phương pháp độ thấm không khí (Phương pháp Blaine)

• Nguyên tắc thử nghiệm: Phương pháp Blaine dựa trên nguyên lý cản trở dòng không khí đi qua một lớp bột xi măng đã được nén chặt đến một độ rỗng xác định. Độ mịn được biểu thị bằng bề mặt riêng (diện tích bề mặt trên một đơn vị khối lượng, tính bằng cm²/g hoặc m²/kg). Giá trị này được tính toán dựa trên thời gian một thể tích không khí nhất định đi qua lớp xi măng dưới áp suất thay đổi.
• Thiết bị và dụng cụ chính: Hệ thống máy đo độ mịn Blaine bao gồm: Ống thấm thủy tinh hình trụ, đĩa đục lỗ bằng kim loại, pittông kim loại khít với ống thấm, áp kế chữ U chứa chất lỏng chuyên dụng (trị số nhớt và khối lượng riêng ổn định), giấy lọc tròn có đường kính vừa khít ống thấm, cân phân tích có độ chính xác đến 0,001 gam, đồng hồ bấm giây chính xác đến 0,2 giây, và nhiệt kế đo nhiệt độ phòng thử nghiệm.
• Mẫu chuẩn hiệu chuẩn: Sử dụng mẫu xi măng chuẩn có bề mặt riêng đã biết trước (do cơ quan đo lường có thẩm quyền cung cấp) để tiến hành hiệu chuẩn máy Blaine trước khi đo mẫu thử thực tế.
• Xác định thể tích lớp xi măng nén (V): Thể tích của lớp xi măng nén trong ống thấm được xác định chính xác bằng phương pháp thế thủy ngân. Đây là thông số bắt buộc phải xác định lại định kỳ để đảm bảo tính chính xác của phép đo.
• Quy trình thực hiện phép thử: Tính toán khối lượng xi măng cần cân dựa trên khối lượng riêng của mẫu và độ rỗng quy định của lớp mẫu nén (thường chọn độ rỗng tiêu chuẩn là 0,500). Đặt đĩa đục lỗ và một tờ giấy lọc vào đáy ống thấm, đổ lượng xi măng đã cân vào, đặt tiếp tờ giấy lọc thứ hai lên trên. Dùng pittông nén nhẹ nhàng và đều tay cho đến khi vai của pittông chạm sát vào miệng ống thấm. Đặt ống thấm vào khớp nối của áp kế chữ U, hút chất lỏng trong áp kế lên vạch giới hạn trên, đóng van và đo thời gian chất lỏng hạ từ vạch thứ hai xuống vạch thứ ba. Ghi lại nhiệt độ phòng thí nghiệm tại thời điểm đo.
• Tính toán và biểu thị kết quả: Bề mặt riêng (S) của mẫu xi măng được tính toán theo các công thức toán học quy định cụ thể trong tiêu chuẩn, có tính đến các yếu tố hiệu chỉnh về nhiệt độ, độ rỗng của lớp mẫu, khối lượng riêng của xi măng thử so với mẫu xi măng chuẩn, và thời gian chảy của không khí. Kết quả phép thử được làm tròn đến số nguyên gần nhất theo đơn vị cm²/g hoặc m²/kg.