TCVN11893:2017

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11893:2017 về Vật liệu Bentonite - Phương pháp thử TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11893:2017 VẬT LIỆU BENTONITE - PHƯƠNG PHÁP THỬ Bentonite - Test methods Lời nói đầu TCVN 11893: 2017 do Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải biên soạn, Bộ Giao thông Vận t ả i đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường th ẩ m định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. VẬT LIỆU BENTONITE - PHƯƠNG PHÁP THỬ Bentonite - Test methods 1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử các ch ỉ tiêu cơ, lý, hóa trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường của dung dịch bentonite sử dụng trong lĩnh vực xây dựng công trình theo tiêu chuẩn TCVN 9395:2012. 2 Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. 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 c ả các sửa đổi (nếu có). TCVN 2117:2009 Nước thuốc thử - Yêu cầu kỹ thuật; TCVN 4851:1989, Nước dùng để phân tích trong phòng th í nghiệm; TCVN 6177:1996, Chất lượng nước - Xác định sắt bằng phương pháp trắc phổ dùng thuốc thử 1.10 - Phenantrolin; TCVN 6194:1996, Chất lượng nước. Xác định clorua - Chuẩn độ bạc nitrat với ch ỉ thị cromat (phương pháp Mo); TCVN 6224:1996, Ch ấ t lượng nước - Xác định t ổ ng canxi và maigie bằng chuẩn độ EDTA; TCVN 9395:2012, Cọc khoan nhồi - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu. 3 Thuật ngữ và định nghĩa Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau. 3.1 Bentonite (Bentonite) Bentonite là loại khoáng sét tự nhiên, thuộc nhóm smectit gồm montmorilomit và một số khoáng khác. Bentonite có các t í nh chất đặc trưng là trương n ở , kết d í nh, h ấ p phụ, trơ, nhớt và dẻo. 3.2 Dung dịch bentonite (Bentonite Fluid) Dung dịch bentonite gồm nước sạch, bentonite và các hóa chất khác c ó khả năng tạo màng cách nước giữa thành hố khoan và đất xung quanh đồng thời giữ ổn định thành h ố khoan. 3.3 Khối lượ n g riêng (Density) Khối lượng riêng của dung dịch l à khối lượng của một đơn v ị thể tích dung dịch. Khối lượng riêng của dung d ị ch bentonite phụ thuộc v à o tỷ lệ và tính chất của vật liệu dung dịch bentonite v à nước đ ể pha chế dung dịch. 3.4 Độ ổ n định (Stability) Là đại lượng đặc trưng cho khả năng duy tr ì dung dịch ở trạng thái keo, được tính bằng hiệu số khối lượng riêng của phần bên dưới và bên trên trong cùng một dung dịch bentonite, sau khi để dung dịch ổn đ ị nh. Dung dịch ổn định th ì g iá trị độ ổn định c à ng nhỏ. 3.5 Độ nhớt phễu Marsh (MFV- Marsh Funnel Viscosity) Là thời gian tính bằng giây cho 500 mL của dung dịch chảy vào cốc tiêu chuẩn có vạch chia độ từ phễu Marsh. 3.6 Hàm lượng cát (Sand content) Hàm lượng cát là lượng cát thu được khi để dung dịch pha loãng bằng nước sạch theo t ỉ lệ 9:1 ở trạng thái tĩnh sau 1 min, tính bằng % theo thể tích dung dịch. 3.7 Lư ợ ng tách nước (Filtrate loss) Lượng tách nước của dung dịch là lượng nước tách ra khỏi dung dịch dưới tác dụng của áp suất dư. 3.8 Độ dày áo sét (Cake thickness) Độ dày áo sét là chiều d à y của lớp sét, đặc trưng cho khả năng tạo thành vách của dung dịch bentonite. 4 Chuẩn bị mẫu thử 4.1 Đong 2 L nước theo Phụ lục A đổ vào máy khuấy. 4.2 Cân bentonite theo tỷ lệ yêu cầu của dự án hoặc theo sự thỏa thuận giữa các bên liên quan. 4.3 Bật máy khu ấ y, cho từ từ từng lượng nhỏ bentonite vào, khuấy trong 15 min (tốc độ quay 600 vòng/min) cho đến khi tạo thành dung dịch bentonite đồng nh ấ t. 4.4 Rót dung dịch bentonite vào ống đong hình trụ. 4.5 Ủ dung dịch bentonite trong ít nhất 16 giờ trước khi tiến hành thử nghiệm. 5 Phương pháp thử 5.1 Phương pháp xác định khối lượng riêng 5.1.1 Nguyên lý Khối lượng của một thể tích không đổi dung dịch bentonite được đánh giá thông qua việc di chuyển của một quả cân di động dọc theo một thang chia độ t ă ng dần trên cán cân của dụng cụ c â n tỷ trọng. Khối lượng riêng của dung dịch bentonite sau đó được đọc trực tiếp từ thang chia độ sau khi cân được cân bằng. 5.1.2 Thiết b ị , dụng cụ Dụng cụ cân tỷ trọng (Hình.1) - Có độ chính xác 0,01 g/cm 3 . Dụng cụ cân tỷ trọng gồm các bộ phận sau: - Hộp cân - Quả cân - Thang chia độ - Bầu chứa betonite - Nắp đậy Hình 1 - Dụng cụ cân tỷ trọng Dụng cụ cân tỷ trọng bao gồm một bầu đựng dung dịch gắn liền với một đầu cán cân được cân bằng bằng việc ở đ ầ u b ê n kia gắn một đối trọng cố định và một quả cân di động tự do di chuy ể n dọc theo thang chia độ trên cán cân. Xác định vị trí cân bằng của cân thông qua bọt cân b ằ ng gắn trên cán cân. 5.1.3 Hiệu chỉnh Dụng cụ cân t ỷ trọng phải được hiệu chỉnh thư ờ ng xuyên bằng nước cất theo tiêu chuẩn TCVN 4851:1989. Nước cất có khối lượng riêng 1,00 g/cm3 ở 25 o C. Nếu không, điều chỉnh vít cân bằng hoặc số lượng vạch chia ở cuối thang chia độ theo yêu cầu. 5.1.4 Cách tiến hành 5.1.4.1 Đặt dụng cụ cân tỷ trọng ở mức chu ẩ n, trên một nền phẳng. 5.1.4.2 R ó t đầy dung dịch bentonite vào bầu chứa khô, sạch, đậy nắp trên bầu chứa và xoay nắp cho đến khi chặt (đảm bảo một í t dung dịch tràn qua lỗ trên nắp) 5.1.4.3 R ử a hoặc lau dung dịch d í nh bên ngoài bầu chứa. 5.1.4.4 Đặt cán cân vào giá đỡ và điều chỉnh quả cân trên thang đo cho đến khi cần th ă ng bằng nằm ngang. Cán cân thăng bằng được đánh giá th ô ng qua bọt cân bằng g ắ n trên cán cân. 5.1.4.5 Đọc ch ỉ số đo ở bên trái quả c â n. Ghi lại kết quả đ o. 5.1.4.6 Làm sạch và kh ô dụng cụ sau mỗi lần sử dụng. 5.2 Phương pháp xác định độ ổn định 5.2.1 Nguyên lý Độ ổn định đặc trưng cho sự ổn định của bentonite, chống lại sự sa lắng. Độ ổn định được xác định bằng độ chênh lệch giữa kh ố i lượng r iê ng của 500 mL dung dịch ph ầ n trên và 500 mL dung dịch phần dưới của ống đong. Phương pháp xác định khối lượng riêng được thực hiện theo 5.1. 5.2.2 Thiết bị, dụng cụ 5.2.2.1 Ống đong 1000 mL. 5.2.2.2 Dụng cụ cân tỷ trọng (H ì nh 1). 5.2.3 Cách tiến hành 5.2.3.1 Sau khi trộn d ung dịch bentonite xong, cho vào ống đong 1000 mL. Để dung dịch bentonite ổn định trong í t nhất 16 giờ. 5.2.3.2 Chia thể tích làm hai phần 500 mL, phần trên và 500 mL phần dưới bằng cách rót riêng 500 ml ph ầ n trên của dung dịch bentonite trong ống đong 1000 mL vào cốc chứa. 5.2.3.3 Tiến hành xác định khối lượng riêng của 500 mL phần trên (a). 5.2.3.4 Tiến hành xác định khối lượng riêng 500 mL phần dưới (b). 5.2.4 Tính toán Độ ổn định được tính theo công thức (1): c = b - a (1) trong đ ó : c là độ ổn định, g/cm 3 ; a là khối lượng riêng của 500 mL dung dịch ph í a trên, g/cm 3 ; b là khối lượng riêng của 500 mL dung dịch phía dưới, g/cm 3 . 5.3 Phương pháp xác định độ nhớt phễu Marsh 5.3.1 Nguyên lý Trong phương pháp này dung dịch bentonite được đổ vào phễu Marsh, cho dung dịch ch ả y từ phễu vào cốc chia vạch. Độ nh ớ t phễu Marsh là thời gian đ ể dung dịch điền đầy thể tích 500mL trong cốc chia vạch. 5.3.2 Thiết b ị , dụng cụ 5.3.2.1 Phễu Marsh (H ì nh 2) - Phễu Marsh bao g ồ m các bộ phận: 5.3.2.1.1 Phễu côn - Phễu côn có bề rộng 305 mm và có đường kính 152 mm, thiết bị có sàng thô đặt tại đ ỉ nh và một lỗ ph í a đáy. Dung t í ch ch ứ a của phễu c ô n tính từ lỗ đáy đến sàng th ô ph í a đỉ nh côn 1500 mL. Phễu côn có thể được làm từ nhựa, kim loại, hoặc các loại vật liệu có độ cứng phù hợp theo yêu cầu. 5.3.2.1.2 Lỗ r ó t (vòi) phễu - V ò i phễu có độ dài 51 mm, đường kính bên trong là 4,75 mm. Đường kính trong ả nh hư ở ng trực tiếp đến kết quả thử nghiệm phễu Marsh. 5.3.2.1.3 Sàng thô c ó k í ch thước lỗ sàng 3,2 mm. Sàng thô thường đặt tại vạch chia 1500 mL của phễu. Cách mặt phẳng đ ỉ nh phễu xấp xỉ 19 mm. Sàng thô được sử dụng đ ể ngăn các hạt lớn trong quá trình thử nghiệm. 5.3.2.2 Cốc có vạch chia mức - Cốc có vạch chia mức có thể làm từ kim loại hoặc nhựa với dung tích 946 mL. 5.3.2.3 Đồng hồ bấm giờ - Có độ chính xác 0,5 s. 5.3.2 . 4 Nhiệt kế thang đo 0 o C đến 105 o C có độ ch í nh xác 1 o C. 5.3.2. 5 M ẫ u thử v à dụng cụ làm sạch. 5.3.3 Mẫu thử nghiệm Tại hiện trư ờ ng: Lấy 7,5 L mẫu đại diện của dung d ị ch thử nghiệm bằng gầu xúc, xô hoặc dụng cụ l ấ y mẫu, hoặc các dụng cụ có thể sử dụng được tại hiện trường. Trong phòng th í nghiệm: Mẫu thử được chuẩn bị theo điều 4. Dung tích yêu cầu cho một lần thử nghiệm l à 700 mL. 5.3.4 Hiệu ch ỉ nh 5.3.4.1 Kiểm tr a định kỳ phễu Marsh và cốc chia vạch về phần tổn thất và hao hụt, phần dư lại thường lưu trong vòi phễu. Xác định v à đọc từng vạch chia thông thường của phễu và cốc. 5.3.4.2 Làm đầy phễu Marsh bằng 1500 mL nước trong lúc đó dùng ngón tay cái bịt phần vòi phễu. Nếu mặt nước trùng với sàng th ô , không được vượ t qua. Nếu mặt nước ở ph í a trên hoặc dưới mặt sàng thô, điểm xác định có thể sử dụng tham khảo khi tiến hành thử nghiệm. 5.3.4.3 Xác định thời gian dòng chảy cho 946 mL nước là (26 ± 0,5) s tại nhiệt độ (25 ± 3) o C. Nước sử dụng phải là nước sạch phù hợp với ti ê u chuẩn TCVN 4851, vòi phễu sạch và vòi phễu không được cong, v ê nh, dẹt hoặc b ị bóp méo. Nếu phễu vẫn được dùng để đọc kh ô ng ch í nh xác, mẫu có thể bị sai khác và nên thay phễu. 5.3.5 Cách tiến hành 5.3.5.1 Cốc và phễu phải được làm sạch và khô. 5 .3.5.2 Dùng ngón tay bịt vòi phễu Marsh và đổ dung dịch mẫu theo phương thẳng đứng đến sàng thô. 5.3.5.3 Giữ phễu bên tr ê n cốc vạch chia mức, bỏ ngón tay b ị t ở vòi phễu và bắt đầu t í nh thời gian. 5.3.5.4 Đo thời gian đến khi dung dịch điền đầy cốc chia vạch đến v ị trí vạch chia 500 mL. 5.3.5.5 Lặp lại thử nghiệm í t nhất 3 lần và lấy kết quả trung b ì nh. Hình 2 - Dụng cụ phễu Marsh 5.4 Phương pháp xác định độ pH 5.4.1 Thiết bị, dụng cụ 5.4.1.1 Thiết bị đo pH: Sử dụng thiết bị đo pH điện cực th ủ y tinh hoặc giấy quỳ phù hợp để xác định độ pH trong phòng thí nghi ệ m hoặc tại c ô ng trường. 5.4.1 . 2 Nước cất hoặc nước khử ion theo tiêu chuẩn TCVN 4851:1989. 5.4.1.3 Giấy mềm để thấm nước các điện cực. 5.4.1 .4 Nhiệt kế chính xác đến 0 , 5 o C. 5.4.2 Cách tiến hành 5.4.2.1 Hiệu chuẩn máy đo theo hướng dẫn của nhà sản xuất. 5.4.2.2 Khi máy đo đã được hiệu chỉnh đúng, rửa nhẹ nhàng điện cực với nước cất, thấm khô bằng giấy mềm. Đặt điện cực vào trong mẫu thử và khu ấ y đều mẫu. Đọc giá tr ị ổn định sau 60 s đến 90 s. 5.4.2.3 Ghi lại giá trị pH chính xác tới 0,1 đ ơ n v ị pH và nhiệt độ của mẫu. 5.4.2.4 R ử a sạch và b ả o qu ả n điện cực trong cốc dựng dung dịch đệm có pH = 4. Không được để điện cực bị khô. CH Ú TH Í CH 1: N ế u sử dụng gi ấ y quỳ trong phép đo pH thì chỉ cần tiến hành nhúng giấy quỳ v à o dung dịch m ẫ u v ề so sánh với bảng màu đ ã xác đị nh độ pH c ủ a dung dịch. 5.5 Phương pháp xác định lực cắt tĩnh 5.5.1 Nguyên lý Các thực nghiệm cho thấy dung dịch bentonite có xu hướng tăng mạnh lực cắt ở điều kiện tĩnh, đặc biệt tại nhiệt độ cao. Lực cắt tĩnh (cường độ cắ t ) bi ể u thị độ bền cấu trúc và xúc biến của dung d ị ch Bentonite. 5.5.2 Thiết bị, Dụng cụ 5.5.2.1 Bộ dụng cụ Shearometer là dụng cụ để xác định lực cắt tĩnh của dung dịch bentonite. Bộ dụng cụ gồm có: - Ố ng cắt trượt rỗng trong có chiều dài 89 mm, đường kính ngoài 36mm và chiều dày 0,2 mm - Cốc chứa mẫu thử có thang chia độ được gắn vào trung tâm của đế (đáy) cốc. - Thang chia độ (pound/100 ft 2 ) đo lực cắt tĩnh (H ì nh 3). 5.5.2.2 Đồng hồ bấm giây 5.5.3 Cách tiến hành 5.5.3.1 Đo lực cắt tĩnh ban đầu (1 min). 5.5.3.1.1 Làm ướt ống cắt rỗng bên trong và lau khô nước th ừ a 5.5.3.1.2 Cốc chứa mẫu thử cần phải sạch và khô trước lúc bắt đầu quá trình đo. Rót dung dịch bentonite vào cốc (mức dung dịch cần phải ngang bằng với vạch cuối của thang chia độ ). Ngay khi b ề mặt dung dịch bằng ph ẳ ng, th ả ống cắt trượt rỗng từ đỉnh của thang chia độ xuống bề mặt của dung dịch bentonite. 5.5.3. 1 .3 Buông ống cắt và để ống tự do trượt thẳng đứng xuống mẫu thử trong một min (t í nh từ thời điểm ống được buông xuống). 5.5.3.1.4 Sau một min, ghi lại số đọc ở thang chia độ ứng với phần đ ỉ nh của ống cắt. 5.5.3.2 Đo lực cắt tĩnh sau 10 min: 5.5.3.2.1 Làm ướt ố ng cắt rỗng bên trong và lau khô nước th ừ a 5.5.3.2.2 Cốc chứa mẫu thử cần phải sạch và khô trước lúc bắt đầu quá trình đo. Rót dung dịch bentonite v à o cốc (mức dung dịch cần phải ngang bằng với vạch cuối của thang chia độ). Để dung dịch bentonite ổ n định trong 10 min, thả ống cắt trượt rỗng từ đỉ nh của thang chia độ xuống bề mặt của dung dịch bentonite. 5.5.3.2.3 Buông ống cắt v à để ống tự do trượt thẳng đứng xuống mẫu thử trong một min (tính từ thời điểm ống được buông xuống). 5 .5.3.2.4 Sau một min, ghi lại số đọc ở thang chia độ ứng với phần đỉnh của ống cắt. Ghi chú: - Đường kính: 36 mm - Chiều dài: 89 mm - Chiều dày: 0.2 mm Hình 3 - Bộ dụng cụ Shearometer 5.5.4 Tính toán Lực cắt tĩnh được tính theo công thức (2): S = 4,89 x A (2) trong đó: S là lực cắt tĩnh, mg/cm 2 ; A là số đọc trên thang chia độ, Ib/ 100 ft 2 ; 4,89 là hệ số chuyển đổi đơn vị từ Ib/ 100 ft 2 sang mg/cm 2 . 5.6 Phương pháp xác định hàm lượng cát 5.6.1 Nguyên lý Bình đo bằng thủy tinh (Hình 4) được đổ đầy dung dịch bentonite và nước đến vạch quy định và lắc đều. Toàn bộ hỗn hợp này được đổ qua sàng ướt . Gắn phễu vào phía đ ầu trên của sàng, sau đó lộn ngược bộ sàng - phễu, đặt đáy của phễu vào bình đo thu ỷ tinh. Tất cả các vật liệu được làm sạch khỏi sàng và đọc lượng cát lắng trong b ì nh đo theo % thể t í ch. 5.6.2 Thiết bị, dụng cụ 5.6.2.1 Bộ xác định hàm lượng cát (Hình 4) bao gồm: 5.6.2.1.1 Sàng có kích thước mắt lưới 75 µ m, đường k í nh 50 mm. 5.6.2.1.2 Phễu côn vừa với sàng và b ì nh đo bằng thủy tinh. 5.6.2.1.3 Bình đo bằng thu ỷ tinh có chia vạch từ 0 % đến 20 % theo thể tích. CHÚ THÍCH 2: Thể tích cát, bao gồm cả các khoảng trống giữa các hạt được đo và được tính bằng ph ầ n trăm thể tích của dung dịch bentonite. 5.6.3 Cách tiến hành 5.6.3.1 Đổ dung dịch bentonite vào b ì nh đến vạch quy định (vạch 1). 5.6.3.2 Đổ thêm nước sạch đến vạch quy định kế tiếp (vạch 2). 5.6.3.3 Đậy nắp b ì nh đo và lắc đều b ì nh. 5.6.3.4 Đổ hỗn hợp v à o sàng ướt, sạch. 5.6.3.5 Loại b ỏ chất lỏng đi qua s à ng. 5.6.3.6 Đổ thêm nước vào bình đo, lắc và đ ổ v à o sàng. Lặp lại đến khi nước qua sàng trong. 5.6.3 .7 Rửa sạch cát giữ lại trên sàng. 5.6.3.8 Gắn phễu vào đầu trên của sàng. 5.6.3.9 C ẩ n thận lật ngư ợ c bộ sàng-phễu và đặt đáy phễu vào miệng của b ì nh đo thủy tinh. Hình 4- Dụng cụ xác định hàm lư ợ ng cát 5.6.3.10 Phun nhẹ nước, rửa cát giữ lại trên sàng vào bình đo. 5.6.3.11 Đ ể cho cát lắng xuống. 5.6.3.12 Đọc và ghi lại chỉ số thể tích cát trên bình đo. 5.6.3.13 Rửa và làm khô các dụng cụ sau khi làm thử nghiệm. 5.7 Phương pháp xác định độ dày áo sét 5.7.1 Nguyên lý Dưới áp lực tạo bởi khối dung dịch bentonite, các hạt của dung dịch bám lên thành đất của hố đào và liên kết nhau tạo thành lớp màng áo giữ cho dung dịch không bị thất thoát ra xung quanh. Nếu lớp “áo” quá mỏng sẽ không giữ được dung dịch, quá dày dễ bị phá hủy. Thực tế cho thấy sau khi đào đất tầng hầm, chúng ta có thể bóc được l ớ p "áo" này còn bám d í nh trên thân cọc hoặc bề mặt tường vây. 5.7.2 Thiết bị, dụng cụ 5.7.2.1 Cốc đựng có chia vạch hình trụ, cốc đựng dung tích ( 500 ± 5) mL, c ó vạch chia đến 10 mL, ống đo thủy tinh dung tích (25 ± 0,1) mL, có vạch chia 0,1 mL. 5.7.2.2 Cốc chứa dung dịch bentonite - Cốc có chiều cao 180 mm, đường kính bên trong của phần đỉnh là 97 mm và của phần đáy l à 70 mm. 5.7.2.3 Đồng hồ bấm giây loại cơ hoặc điện tử, có thể đo 30 min, đo hai khoảng thời gian và chính xác đến ± 0.1 min. 5.7.2.4 Máy ép lọc áp suất thấp/nhiệt độ thường (Hình 5). Máy ép lọc này bao gồm phần chính là bộ phận hình tr ụ có đường kính bên trong là 76,2 mm và chiều cao ít nh ấ t là 64,0 mm. Bộ phận hình trụ này được làm từ vật liệu b ê n trong dung dịch kiềm, phù hợp với áp suất trung bình và có thể dễ dàng đưa vào máy ép. Bộ phận hình trụ này được thiết kế để c ó thể thuận tiện rót mẫu vào từ trên đỉnh. Đặt một tấm gi ấ y lọc đường kính 90 mm l ê n đáy của hình trụ này. Diện tích lọc là (4580 ± 60) mm 2 . Dưới phần này là một ố ng dẫn dung dịch lọc vào ống hình trụ có chia vạch. Bịt kín với các miếng đệm và toàn bộ hệ được đỡ b ở i một thanh đứng. Một máy ép nhỏ hoặc máy ép một nửa vùng được trang bị bộ phận điều ch ỉ nh áp suất và có th ể thực hiện với bình áp su ấ t di động, hộp áp suất thấp hoặc bộ phận sử dụng áp suất th ủ y lực có th ể sử dụng cho thử nghiệm này. 5 .7.2.5 Giấy lọc có đường kính 90 mm. Giấy lọc này c ó độ bền khi ướt cao, cho ph é p sử dụng trong quá trình lọc áp suất cao. Giấy lọc có khả năng chống kiềm và axit Hình 5 - Máy ép lọc áp suất 5.7.3 Cách tiến hành 5.7.3.1 Đặt giấy lọc vào đáy b ì nh chứa. 5.7.3.2 Đổ đầy dung dịch bentonite vào bình chứa. 5.7.3.3 Đặt bình v à o giá đỡ, siết tăng đơ để đậy k í n nắp bình. 5.7.3.4 Nối nắp bình (gắn đồng hồ áp lực) với b ì nh kh í nén. 5.7.3.5 Đặt ống đo thủy tinh bên dưới b ì nh chứa. 5.7.3.6 M ở van khí nén, duy tr ì áp lực 7 kg/cm 2 trong 30 min. 5.7.3.7 Lấy giấy lọc ra, đo độ dày lớp áo sét trên đó. 5.7.3.8 Ghi kết quả. 5.8 Phương pháp xác định lượng tách nước 5.8.1 Thiết bị, dụng cụ 5.8.1.1 Cốc đựng có chia vạch hình trụ, cốc đựng dung tích 500 ± 5mL, có vạch chia đến 10 mL, ống đo thủy tinh dung t í ch 25 ± 0,1 mL, c ó vạch chia 0,1 mL. 5.8.1.2 Cốc chứa dung dịch bentonite - Cốc có chiều cao 180 mm, đường kính bên trong của phần đỉnh là 97 mm và của phần đáy l à 70 mm. 5.8.1.3 Đ ồ ng hồ bấm giây loại cơ hoặc đ iện tử, có thể đo 30 min, đo hai khoảng thời gian và chính xác đến ± 0.1 min. 5.8.1.4 Máy ép lọc áp suất th ấ p/ n h i ệt độ thường (Hình 5). Máy ép lọc này bao gồm phần ch í nh là bộ phận hình trụ có đường kính bên trong là 76,2 mm và chiều cao í t nhất là 64,0 mm. Bộ phận hình trụ này được làm từ vật liệu bền tr ong dung dịch kiềm, ph ù hợp với áp suất trung bình và c ó th ể dễ dàng đưa vào máy ép. Bộ phận hình trụ này được thiết kế đ ể có thể thuận tiện rót mẫu vào từ trên đ ỉ nh. Đặt một tấm giấy lọc đường k í nh 90 mm lên đáy của hình trụ này. Diện tích lọc là 4580 mm 2 ± 60 mm 2 . Dưới phần n à y l à một ống d ẫ n dung dịch lọc vào ống hình trụ có chia vạch. Bịt kín với các miếng đệm và toàn bộ hệ được đ ỡ bởi một thanh đứng. Một máy ép nhỏ hoặc máy ép một nửa vùng được trang bị bộ phận điều chỉnh áp suất và c ó thể thực hiện với bình áp suất di động, hộp áp suất th ấ p hoặc bộ phận s ử dụng áp suất thủy lực có thể sử dụng cho thử nghiệm này. 5.8.1.5 Giấy lọc có đường kính 90 mm. Giấy lọc này c ó độ b ề n khi ướt cao, cho phép sử dụng trong quá trình lọc áp suất cao. Giấy lọc có khả năng chống kiềm v à axit. 5.8.2 Nước 5.8.2.1 Độ tinh khiết của nước - Trừ khi có những chỉ dẫn khác, liên quan đến nước sẽ được ngầm hiểu là nước thuốc thử phù hợp với yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 2117, Loại I, II hoặc III. V í dụ, nước tốt nhất được chuẩn bị bằng chưng cất hoặc được lọc qua hạt nhựa trao đổi ion. 5.8.2.2 Nước thuốc thử, loại I, II hoặc III theo TCVN 2117. 5.8.3 Mẫu thử nghiệm Mẫu thử nghiệm được chuẩn bị theo điều 4. 5.8.4 Cách tiến hành 5.8.4.1 Lắp ráp bộ phận lọc khô v ớ i giấy lọc và miếng đệm, và ngay sau khi khuấy lại dung dịch bentonite, đổ vào bộ phận lọc và lắp ráp bộ phận lọc vào máy. Đặt bộ phận lọc vào khung lọc và đ ó ng van an toàn. Đặt ống đong hình trụ dung tích 10 mL dưới ống dẫn của bộ phận lọc. 5.8.4.2 Đặt thời gian lần đầu là (7,5 ± 0,1) min , và lần hai là (30 ± 0,1) min. Bắt đầu bật đồng hồ bấm giờ và hiệu chỉnh áp suất tác động lên bộ phận lọc là 7 at. Thời gian bắt đầu tính giờ và tăng áp suất đến 7 at nên hoàn thành trong khoảng 15 s. Cung cấp áp suất bằng máy nén khí, nitơ, heli hoặc CO 2 . 5.8.4.3 Tại khoảng thời gian (7,5 ± 0,1) min đầu tiên, b ỏ ống đong hình trụ và bất kỳ chất lỏng dính tr ê n ống dẫn bộ của bộ phận lọc. Ngay lập tức sử dụng một ống đong sạch dung tích 10 mL dưới ống dẫn của bộ phận lọc và chứa dung dịch chảy ra trong (22,5 ± 0,1) min là lúc khoảng thời gian của đồng hồ bấm giây th ứ hai k ế t thúc. Bỏ ống đong ra sau khi khoảng thời gian thứ hai kết thúc, ghi lại thể tích dung dịch chảy ra đã thu được (V 1 ). 5.8.5 Tính toán Tính toán lượng nước tách ra theo mL bằng công thức (3): V = 2.V 1 (3) trong đ ó : V là lượng tách nước, mL; V 1 l à lượng nước thu được trong 22,5 min, mL. 5.9 Phương pháp xác định tỷ lệ keo (độ trương nở) 5.9.1 Nguyên lý T ỷ lệ keo đặc trưng cho sự keo tụ và sự tách nước của bentonite, được xác định theo tỷ lệ phần trăm giữa thể t í ch dung dịch bentonite và thể t í ch nước bị tách ra sau í t nhất 16 giờ. 5.9.2 Thiết bị, dụng cụ Ống đong 1000 mL. 5.9.3 Cách tiến hành 5 .9.3.1 Sau khi trộn dung dịch bentonite xong, cho vào ống đong 1000 mL. Ủ bentonite trong ít nhất 16 giờ. 5 .9.3.2 Đo thể tích nước bị tách ra khỏi dung dịch bentonite. 5.9.4 Tính toán Tỷ lệ keo được tính theo công thức (4): trong đó: V 2 là thể tích nước b ị tách ra khỏi dung dịch bentonite (mL). 5.10 Báo cáo kết quả thử nghiệm Báo c áo kết quả với các thông tin sau: 5.10.1 Nguồn gốc của khoáng sét, bao gồm ký hiệu mẫu hoặc số lô; 5.10.2 Bất kỳ thay đổi phương pháp thử hoặc các khác thường quan sát được có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm; 5.10.3 Chuẩn bị mẫu thử nghiệm, bao gồm tỷ lệ pha và thời gian ủ; 5.10.4 Khối lượng riêng, g/cm 3 ; 5.10.5 Độ ổn định; 5.10.6 Độ nhớt phễu March, s; 5.10.7 Độ pH; 5.10.8 Lực cắt tĩnh tại 1 min và tại 10 min, Ib/ 100 ft 2 (hoặc mg/cm 2 ); 5.10.9 Hàm lượng cát, % thể tích dung dịch bentonite; 5.10.10 Độ dày áo sét, mm; 5.10.11 Lượng tách nước sau 30 min, mL; 5.10.12 Tỷ lệ keo, % th ể tích dung dịch bentonite; 5.10.13 Nhiệt độ tạ i lúc bắt đầu và khi hoàn thành thử nghiệm chính xác tới 0,5 o C. Phụ lục A (Quy định) Nước trộn bentonit- Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử A1 Yêu cầu kỹ thuật của nước trộn bentonit polyme được th ể hiện ở bảng A1 Bảng A1 - Yêu cầu kỹ thuật của nước trộn benton i t polyme Tên ch ỉ tiêu Mức quy định 1. Độ pH 6 ÷ 8 2. Hàm lượng NaC l <500 ppm 3. Hàm lượng Ca 2 + <100 ppm 4. Hàm lượng Fe <3 ppm 5.Tổng lượng muối hòa tan <2000 ppm A2 Phương pháp xác định các chỉ tiêu nước trộn bentonit A2.1 Độ pH Độ pH của nước trộn bentonit được xác đ ị nh theo 5.4. A2.2 Hàm lượng NaC l Hàm lượng NaC l của nước trộn bentonit được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 6194-96. A2.3 Hàm lượng Ca 2 + Hàm lượng Ca 2 + của nước trộn bentonit được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 6224-96. A2.4 Hàm lượng Fe Hàm lượng Fe của nước trộn bentonit được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 6177-96. A2.5 Tổng lượng muối hòa tan Tổng lượng muối hòa tan của nước trộn bentonite được xác định như sau: A2.5.1 Làm bay hơi 50 mL nước trong cốc dung tích 200 mL. A2.5.2 Đặt cốc vào dụng cụ đun cách thủy. A2.5.3 Thêm mẫu nước đến 50 mL. A2.5.4 Đun bay hơi mẫu nước, sau đó cho vào t ủ sấy ở nhiệt độ 105 o C sau 4 giờ. A2.5.5 Sau đó cốc và phần còn lại của mẫu được làm nguội tại trong bình hút ẩ m ở nhiệt độ phòng. Cân khối lượng cốc và phần còn lại của mẫu. Mục lục 1 Phạm vi áp dụng 2 Tài liệu viện dẫn 3 Thuật ngữ và định nghĩa 4 Chuẩn bị mẫu thử 5 Phương pháp thử 5.1 Phương pháp xác định khối lượng riêng 5.2 Phương pháp xác định độ ổ n đ ị nh 5.3 Phương pháp xác định độ nhớt phễu Marsh 5.4 Phương pháp xác định độ pH 5.5 Phương pháp xác định lực cắt tĩnh 5.6 Phương pháp xác định hàm lượng cát 5.7 Phương pháp xác định độ dày áo sét 5.8 Phương pháp xác định lượng tách nước 5.9 Phương pháp xác định tỷ lệ keo (độ trương nở) 5.10 Báo cáo kết qu ả thử nghiệm Phụ Lục A (Quy định) Nước trộn bentonite - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử