TIÊU
CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 8871-5:2011
VẢI ĐỊA KỸ THUẬT -
PHƯƠNG PHÁP THỬ - PHẦN 5: XÁC ĐỊNH ÁP LỰC KHÁNG BỤC
Geotextile - Standard test method - Part 5: Geotextile -
Standard test method for hydraulic bursting strength
1. Phạm
vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định
áp lực kháng bục của vải địa kỹ thuật.
2. Tài
liệu viện dẫn
TCVN 8222:2009, Vải địa kỹ thuật - Qui định
chung về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê.
3.
Thuật ngữ và định nghĩa
3.1 Vải
địa kỹ thuật
(geotextile):
Vải địa kỹ thuật viết tắt là "vải
ĐKT", là loại vải được sản xuất từ polyme tổng hợp, khổ rộng, dạng dệt,
dạng không dệt hoặc dạng phức hợp có chức năng gia cố, phân cách, bảo vệ, lọc,
tiêu thoát nước. Vải ĐKT được sử dụng cùng với các loại vật liệu khác nhau: đất,
đá, bê tông... trong xây dựng công trình;
3.2 Vải
ĐKT không dệt
(non woven geotextile):
Vải ĐKT không dệt là loại vải gồm các sợi vải
phân bố ngẫu nhiên (không theo một hướng nhất định nào). Các sợi vải được liên
kết với nhau bằng phương pháp xuyên kim thì gọi là vải không dệt - xuyên kim
(needle punched geotextile), bằng phương pháp ép nhiệt thì gọi là vải không dệt
- ép nhiệt (heat bonded geotextile), bằng chất kết dính hóa học thì gọi là vải
không dệt - hóa dính (chemical bonded geotextile);
3.3 Vải
ĐKT dệt
(woven geotextile):
Vải ĐKT dệt là loại vải được sản xuất theo
phương pháp dệt trong đó các sợi vải hoặc các bó sợi được sắp xếp theo hai
phương vuông góc với nhau;
3.4 Vải
ĐKT phức hợp (composite
geotextile):
Vải ĐKT phức hợp là loại vải được kết hợp bởi
các bó sợi polyester có cường độ chịu kéo cao và độ giãn dài kéo đứt nhỏ với
một lớp vải không dệt có khả năng thấm nước tốt;
3.5 Áp
lực kháng bục
(Bursting Strength)
Áp lực kháng bục là giá trị áp lực lớn nhất
tác động lên mặt vải, tính bằng kilopascal (kPa) nhận được đến khi mẫu bị phá
vỡ hoàn toàn.
4.
Nguyên tắc
Mẫu thử được kẹp giữa ngàm kẹp hình vành khăn
và màng ngăn (màng ngăn có thể giãn ra được) của thiết bị thử nghiệm tạo áp lực
nén. Dưới áp lực nén tác động lên màng ngăn làm cho mẫu vải bị biến dạng đến
bục (phá vỡ). Từ đó xác định được giá trị lực kháng bục là giá trị áp lực nén
lớn nhất để làm mẫu thử bị bục được ghi lại trên đồ thị hoặc trên đồng hồ áp
lực của thiết bị.
CHÚ THÍCH: thí nghiệm áp dụng đối với vải ĐKT
không dệt, đối với vải ĐKT dệt cường độ chịu kéo không lớn hơn 40 kN/m.
5. Điều
kiện phòng thử nghiệm
Việc thí nghiệm được tiến hành ở điều kiện
không khí được duy trì ở độ ẩm tương đối (65 ± 5)% và nhiệt độ (21 ±
2) oC.
6. Mẫu
thử
6.1
Chuẩn bị mẫu thử
6.1.1
Lấy mẫu và lựa chọn
a) Lấy mẫu đưa về phòng thử nghiệm
Lấy một đoạn vải có chiều rộng chiếm hết
chiều khổ của cuộn vải và chiều dài khoảng 4,0 m theo chiều cuộn từ mỗi cuộn
vải trong lô mẫu, loại bỏ không nhỏ hơn 2 m phần vải ngoài cùng của cuộn vải
(mẫu có thể được lấy từ nhà máy sản xuất, kho hoặc nơi bảo quản ở hiện trường).
Trong trường hợp tranh chấp, không sử dụng phần vải xung quanh lõi cuộn vải để
thử nghiệm.
b) Phạm vi lựa chọn cắt mẫu thử: cắt một số
mẫu thử từ mỗi đoạn vải đã được xác định theo từng hướng. Không lấy mẫu thử trong
phạm vi 1 phần 20 chiều rộng của vải hoặc 150 mm tính từ mép vải (biên của cuộn
vải).
6.1.2
Số lượng thử
6.1.2.1
Qui
định thông thường
Trên mỗi đoạn vải cắt một tập mẫu tối thiểu 5
mẫu thử.
6.1.2.2 Khi có sự tranh chấp
hoặc có qui định và thỏa thuận khác trong yêu cầu kỹ thuật, số lượng mẫu thử
trong tập mẫu thử đối với một chỉ tiêu sao cho có thể có được 95 % xác suất tin
cậy của kết quả thử nghiệm với giá trị không vượt quá 5 % so với giá trị trung
bình của mỗi đoạn vải ứng với mỗi chiều cuộn và chiều khổ, xem TCVN 8222:2009
mục 6.
6.1.2.3 Gia công mẫu thử
Cắt các mẫu thử hình vuông kích thước không
nhỏ hơn (200 x 200) mm.
6.2 Mẫu
thử thông thường
Mẫu thử thông thường được tiến hành ở trạng
thái khô. Khi có yêu cầu, việc thử nghiệm có thể tiến hành trong điều kiện mẫu
ở trạng thái ướt.
6.3 Xử
lý mẫu thử
6.3.1
Mẫu ở trạng thái khô
Đưa các mẫu thử về sự cân bằng độ ẩm trong
khí quyển để thử nghiệm. Sự cân bằng đạt được khi độ tăng khối lượng của mẫu thử trong những lần
cân liên tiếp với khoảng thời gian không dưới 2 giờ không vượt quá 0,1 % khối
lượng của mẫu thử.
CHÚ THÍCH: Trong thử nghiệm thông thường có
thể chỉ cần để mẫu thử ở điều kiện không khí chuẩn trong khoảng thời gian hợp
lý trước khi thử nghiệm. Phần lớn các trường hợp đều cho thấy khoảng thời gian
24 giờ trong điều kiện phòng thử nghiệm là chấp nhận được. Tuy nhiên, một số
loại sợi của mẫu thử thể hiện tốc độ cân bằng độ ẩm chậm, khi nhận được mẫu còn
ướt. Trạng thái này của mẫu thử không được chấp thuận trong trường hợp xảy ra
tranh chấp.
6.3.2
Mẫu ở trạng thái ướt
Các mẫu thử được thử nghiệm trong điều kiện
ướt phải được nhúng trong nước có nhiệt độ duy trì ở (21 ±
2) oC. Thời gian nhúng phải đủ để làm ướt hoàn toàn mẫu thử, đảm bảo
không có sự thay đổi đáng kể về độ bền hoặc độ giãn. Sau khi nhúng thêm ít nhất
2 phút để làm ướt hoàn toàn mẫu thử, có thể cho thêm không quá 0,05% chất làm
ướt trung tính không ion hóa vào nước.
Khi thử nghiệm mẫu thử ở trạng thái ướt, thời
gian thử nghiệm không quá 20 phút sau khi lấy mẫu thử ra khỏi nước
7. Thiết
bị, dụng cụ
7.1
Thiết bị tạo áp lực nén
- Bộ phận tạo áp lực nén loại bơm thủy lực.
- Hệ thống thủy lực được điều khiển tăng dần
áp lực lên phía dưới màng ngăn cho tới khi mẫu bị bục. Hệ thống tạo áp lực được
tạo bởi một pít tông nén thông qua dung dịch được nén trong buồng áp lực. Dung
dịch sử dụng là chất lỏng để tạo môi trường áp suất lỏng với tỷ suất (95 ±
5) ml/phút. Chất tạo áp trong buồng áp lực là glycerin.
CHÚ THÍCH: ethylen glycol có thể thay thế cho
glycerin.
- Đồng hồ đo áp lực có thang đo không nhỏ hơn
1,3 lần giá trị áp lực chống bục lớn nhất của vải ĐKT cần thí nghiệm, dải đo 10
kPa và độ chính xác ± 1%. Đồng hồ phải
hiển thị tại giá trị áp lực khi mẫu bị phá vỡ.
7.2
Ngàm kẹp
Ngàm kẹp dạng phẳng có tiết diện hình vành
khăn có đường kính ngoài 75 mm, đường kính trong (31 ±
0,75) mm. Ngàm kẹp được bắt trực tiếp trên thiết bị ra áp lực. Má kẹp phía dưới
kẹp giữ màng ngăn được bắt trực tiếp với buồng áp lực. Má kẹp phía trên kẹp giữ
mẫu thử. Ngàm kẹp phải đảm bảo phần kẹp mẫu không nhỏ hơn 30 mm để giữ mẫu
trong khi thử nghiệm mẫu không bị tuột (xem hình 1).
7.3
Dụng cụ đo kích thước của mẫu thử
Dụng cụ đo kích thước của mẫu thử có thể sử
dụng các dưỡng mẫu có kích thước chuẩn hoặc thước đo có độ chính xác 1 mm.
7.4
Thiết bị làm ấm
Bề ngâm mẫu hoặc thiết bị phun tạo nước nhỏ
giọt.
CHÚ DẪN:
1) Mẫu thử;
2) Má kẹp trên;
3) Má kẹp dưới;
4) Buồng tạo áp;
5) Bộ phận hãm má kẹp;
6) Mang ngăn;
7) Đồng hồ đo áp lực;
8) Thiết bị bơm tạo áp;
9) Van khóa.
|
Hình 1 - Sơ đồ thiết bị thử nghiệm áp lực chống bục
8. Cách
tiến hành
8.1 Vận
hành thiết bị nén
- Điều chỉnh đồng hồ đo áp lực để kim về giá
trị 0 kPa.
- Đặt kim chết của đồng hồ đo áp lực về giá
trị 0 kPa, hoặc đặt chế độ làm việc của các thiết bị tự ghi số liệu thử nghiệm.
8.2
Cách lắp mẫu thử vào ngàm kẹp
Đưa mẫu thử vào giữa chính giữa má kẹp dưới.
Lắp má kẹp trên, ép hai má kẹp đủ chặt để đảm bảo không có sự trượt hoặc hư hại
đối với mẫu thử trong quá trình nén.
8.3
Tiến hành thử
- Kiểm tra thứ tự từ 8.1 đến 8.2 và cho thiết
bị chạy cho tới khi mẫu bục hoàn toàn.
- Lưu các số liệu thu được trong suốt quá
trình thử nghiệm.
- Tiếp tục lặp lại tuần tự các bước trên cho
tới khi thử nghiệm hết số lượng mẫu thử.
9. Tính
toán
9.1
Loại bỏ các kết quả dị thường
Theo quy định của TCVN 8222:2009 và gia công
lại mẫu thử, xem mục 6.
9.2
Tính các giá trị của mẫu riêng lẻ
Giá trị áp lực kháng bục là giá trị áp lực
nén lớn nhất (ký hiệu là Pcb) của từng mẫu, đơn vị kPa.
9.3 Các
giá trị tiêu biểu
Các giá trị tiêu biểu được xác định bởi các
giá trị thu được từ các mẫu thử riêng lẻ với độ chính xác như sau:
a) Áp lực kháng bục chính xác tới 5 kPa.
CHÚ THÍCH: Loại bỏ các kết quả dị thường theo
9.1 không đưa vào tính toán. Tuy nhiên, các kết quả này cần ghi lại và báo cáo
riêng.
b) Đối với mỗi tính chất, các giá trị tiêu chuẩn
sau đây cần được xác định:
- Giá trị trung bình;
- Độ lệch chuẩn;
- Hệ số biến thiên.
(theo TCVN 8222:2009, mục 6)
9.4 Yêu
cầu đối với việc thử thêm
9.4.1 Khả năng lặp lại các
kết quả
Khi hệ số biến đổi theo quy định tại 9.3 vượt
quá 20 % cần phải tăng số mẫu thử nhiều lên để thu được kết quả có giới hạn sai
số cho phép theo quy định của TCVN 8222:2009 và số lượng các mẫu thử yêu cầu
được tính theo TCVN 8222:2009, mục 6.
9.4.2
Các giới hạn sai số
Kiểm tra các kết quả thu được theo qui định
tại 9.3 để đảm bảo các giới hạn sai số thực tế không vượt quá giới hạn qui
định. Sai số kết quả thử nghiệm được coi là thỏa mãn nếu số lần thử nghiệm tính
theo TCVN 8222:2009 không vượt quá kết quả thực tế. Nghĩa là các kết quả thử
nghiệm đã thỏa mãn khi thử nghiệm đủ số lần và đáp ứng yêu cầu của 9.3.
CHÚ THÍCH: Kết quả thử nghiệm theo tiêu chuẩn
này có thể so sánh với kết quả thử theo tiêu chuẩn ASTM D 3786 đối với cùng
loại mẫu thử.
10. Báo
cáo thử nghiệm
Báo cáo thử nghiệm bao gồm các nội dung sau:
1) Viện dẫn tiêu chuẩn này;
2) Loại mẫu thử nghiệm (vật liệu hoặc sản
phẩm);
3) Số lượng các mẫu thử được thử nghiệm;
4) Trạng thái của mẫu thử nghiệm (ướt hay
khô);
5) Kiểu, chủng loại thiết bị thử nghiệm;
6) Các giá trị tiêu biểu: áp lực kháng bục
trung bình của cuộn vải, tính bằng kPa;
7) Các giá trị riêng lẻ: áp lực kháng bục của
các mẫu thử trong tập mẫu thử nghiệm của cuộn vải, tính bằng kPa;
8) Người thí nghiệm;
9) Người kiểm tra;
10) Ngày thí nghiệm;
11) Điều kiện về nhiệt độ, độ ẩm khi thử
nghiệm;
12) Các thay đổi về điều kiện, qui trình thử
so với tiêu chuẩn này nếu có;
13) Thông tin về kết quả bị loại bỏ kể cả
nguyên nhân không dùng các kết quả đó để đánh giá các trị số tiêu biểu;
và các mục khác khi yêu cầu.
11. Lưu
mẫu
11.1 Mẫu lưu có diện tích
không nhỏ hơn 1 m2.
11.2 Mẫu lưu và điều kiện
tiêu chuẩn theo quy định của TCVN 8222:2009.
11.3 Thời gian lưu mẫu
tối thiểu là 28 ngày.