TCVN 9492:2012 Tiêu chuẩn quốc gia về Bê tông - Xác định hệ số khuếch tán clorua biểu kiến theo chiều sâu khuếch tán

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9492 : 2012

ASTM C1556 - 11a

BÊ TÔNG - XÁC ĐỊNH HỆ SỐ KHUẾCH TÁN CLORUA BIỂU KIẾN THEO CHIỀU SÂU KHUẾCH TÁN

Standard test method for determining the apparent chloride diffusion coefficient of cementitious mixtures by bulk diffusion

Lời nói đầu

TCVN 9492:2012 được xây dựng trên cơ sở hoàn toàn tương đương với ASTM C1556 - 11a Standard test method for determining the apparent chloride diffusion coefficient of cementitious mixtures by bulk diffusion với sự cho phép của ASTM quốc tế, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428, USA. Tiêu chuẩn ASTM C1556 - 11a thuộc bản quyền của ASTM quốc tế.

TCVN 9492:2012 do Hội Công nghiệp Bê tông Việt Nam 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.

BÊ TÔNG - XÁC ĐỊNH HỆ SỐ KHUẾCH TÁN CLORUA BIỂU KIẾN THEO CHIỀU SÂU KHUẾCH TÁN

Standard test method for determining the apparent chloride diffusion coefficient of cementitious mixtures by bulk diffusion

1. Phạm vi áp dụng

1.1. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định hệ số khuếch tán clorua biểu kiến trong phòng thí nghiệm của bê tông hoặc vữa xi măng đã đóng rắn.

1.2. Trong tiêu chuẩn này, các giá trị được công bố theo đơn vị thuộc hệ SI.

1.3. Tiêu chuẩn này không đề cập đến tất cả các vấn đề liên quan đến an toàn khi sử dụng. Người sử dụng tiêu chuẩn này có trách nhiệm thiết lập các nguyên tắc về an toàn và bảo vệ sức khỏe cũng như khả năng áp dụng phù hợp với các giới hạn quy định trước khi đưa vào sử dụng.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là rất cần thiết khi 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 bản sửa đổi, bổ sung (nếu có).

2.1. Tiêu chuẩn ASTM

C31/C31M, Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in theo Field (Hướng dẫn chế tạo và bảo dưỡng mẫu thử bê tông tại hiện trường).

C42/C42M, Test Method for Obtaining and Testing Drilled Cores and Sawed Beams of Concrete (Phương pháp thu thập và thử nghiệm mẫu khoan và dầm bê tông đã được cưa cắt).

C125, Terminology Relating to Concrete and Concrete Aggregates (Thuật ngữ liên quan đến bê tông và cốt liệu bê tông).

C192/C192M, Practice for Making and Curing Concrete in the Laboratory (Hướng dẫn về chế tạo và bảo dưỡng mẫu thử bê tông trong phòng thí nghiệm).

C670, Practice for Preparing Precision and Bias Statements for Test Methods for Construction Materials (Hướng dẫn thực hành xử lý, biểu thị độ chính xác và độ lệch đối với các phương pháp thử vật liệu xây dựng).

C1152/C1152M, Test Method for Acid-Soluble Chloride in Mortar and Concrete (Phương pháp xác định clorua tan trong axit của vữa và bê tông).

C1202, Test Method for Electrical Indication of Concrete's Ability to Resist Chloride Ion Penetration (Phương pháp đo điện lượng xác định khả năng chống thẩm thấu ion clo của bê tông).

2.2. Tiêu chuẩn NORDTEST

NT BUILD 443, Approved 1995-11, Concrete, Hardened: Accelerated Chloride Penetration (in English) (thông qua 11 - 1995, Bê tông: Thẩm thấu clorua nhanh).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

3.1. Định nghĩa

3.1.1. Các định nghĩa của thuật ngữ dùng trong tiêu chuẩn này tuân theo ASTM C125.

3.2. Các định nghĩa về thuật ngữ dùng riêng cho tiêu chuẩn này

3.2.1. Hệ số khuếch tán clorua biểu kiến, D_a (Apparent chloride diffusion coefficient)

Thông số chuyển clorua tính từ số liệu xác định clorua tan trong axit của mẫu thử đã được ngâm trong dung dịch clorua đến bão hòa, không hiệu chỉnh đối với clorua liên kết, nó cung cấp thông tin về sự dễ dàng thấm clorua vào trong vữa hoặc bê tông xi măng.

3.2.2. Clorua liên kết (Chloride binding)

Quá trình hóa học ion clo di chuyển từ dung dịch và liên kết với sản phẩm thủy hóa của xi măng.

3.2.2.1. Giải thích

Clorua liên kết là sự phối hợp chủ yếu với sản phẩm thủy hóa hình thành bởi pha aluminat của xi măng và hỗn hợp có chứa xỉ lò cao.

3.2.3. Thẩm thấu clorua (Chloride penetration)

Sự xâm nhập ion clo vào vật ngâm trong dung dịch clorua.

3.2.4. Dung dịch ngâm (Exposure liquid)

Dung dịch natri clorua dùng để ngâm các mẫu thử trước khi lấy ra xác định clorua.

3.2.5. Thời gian ngâm (Exposure time)

Thời gian mẫu thử được ngâm trong dung dịch có chứa ion clo.

3.2.6. Hàm lượng ion clo ban đầu C_i (Initial chloride-ion content)

Tỷ lệ giữa khối lượng ion clo và khối lượng mẫu thử bê tông chưa nhiễm ion clo từ nguồn bên ngoài.

3.2.7. Nghiền lát cắt (Profile grinding)

Quá trình nghiền khô và thu mẫu dạng bột ở các lớp mỏng kế tiếp nhau từ mẫu thử.

3.2.8. Hàm lượng clorua bề mặt C_s (Surface chloride content)

Tỷ lệ theo lý thuyết giữa khối lượng ion clo và khối lượng bê tông ở bề mặt tiếp xúc với dung dịch ngâm.

4. Tóm tắt phương pháp thử

4.1. Lấy mẫu đại diện cho vữa hoặc bê tông xi măng trước khi ngâm vào dung dịch chứa ion clo. Tách mỗi mẫu thành mẫu thử và một mẫu dùng để xác định hàm lượng ion clo ban đầu. Nghiền mẫu thử ion clo ban đầu và xác định hàm lượng ion clo ban đầu trong axit. Bịt kín tất cả các mặt của mẫu thử bằng lớp phủ ngăn nước thích hợp, trừ bề mặt được hoàn thiện. Làm bão hòa mẫu thử đã bịt kín trong dung dịch canxi hydroxyt Ca(OH)₂, rửa sạch mẫu dưới vòi nước, sau đó cho vào dung dịch clorua natri. Sau thời gian ngâm quy định, lấy mẫu ra và cắt thành các lát mỏng song song với bề mặt nhiễm clorua. Xác định hàm lượng ion clo tan trong axit của mỗi lớp. Tính hệ số khuếch tán clorua biểu kiến và nồng độ ion clo bề mặt bằng cách dùng hàm lượng ion clo ban đầu. Ít nhất phải có 6 giá trị tương ứng với hàm lượng ion clo và chiều sâu dưới bề mặt dung dịch ngâm.

5. Ý nghĩa và sử dụng

5.1. Phương pháp thử này áp dụng cho vữa hoặc bê tông xi măng chưa chịu tác động của ion clo bên ngoài, hoặc có một lượng không đáng kể ion clo có trong nước được dùng để chuẩn bị mẫu thử trước khi thử.

5.2. Quy trình tính toán được mô tả trong tiêu chuẩn này chỉ áp dụng cho mẫu thử trong phòng thí nghiệm chịu tác động của dung dịch clorua natri được mô tả trong tiêu chuẩn này, không áp dụng cho các mẫu thử chịu tác động của ion clo theo chu kỳ khô và ẩm.

CHÚ THÍCH 1: Các loại ion khuếch tán trong bê tông xảy ra ở trong các lỗ xốp, các vết nứt và các khoảng trống khác có chứa chất lỏng. Nồng độ và hóa trị của các loại ion khác trong lỗ xốp có chất lỏng cũng ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán clorua, vì thế hệ số khuếch tán biểu kiến cũng được xác định theo quy trình này.

5.3. Trong hầu hết các trường hợp, giá trị hệ số khuếch tán clorua biểu kiến của vữa hoặc bê tông xi măng thay đổi theo thời gian (xem Chú thích 2). Vì vậy, hệ số khuếch tán biểu kiến thu được ở tuổi sớm có thể chưa đại diện cho tính năng làm việc của vật liệu.

CHÚ THÍCH 2: Tốc độ thay đổi hệ số khuếch tán biểu kiến đối với vữa hoặc bê tông xi măng có puzơlan hoặc xỉ lò cao sẽ khác hơn so với hỗn hợp chỉ có xi măng poóc lăng.

5.4. Hệ số khuếch tán clorua biểu kiến theo định luật khuếch tán thứ hai của Fick được dùng để đánh giá sự thẩm thấu clo vào trong vữa hoặc bê tông xi măng ở điều kiện bão hòa.

5.5. Hệ số khuếch tán clorua biểu kiến được dùng phổ biến trong mô hình xâm nhập clo dựa trên định luật khuếch tán thứ hai của Fick. Hệ số khuếch tán biểu kiến xác định theo phương pháp này bao gồm clorua liên kết, do đó sử dụng đúng hệ số khuếch tán clorua biểu kiến để xác định trước sự thẩm thấu clo đòi hỏi phải xem xét cả clo liên kết.

5.6. Khả năng chống thẩm thấu clo chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như môi trường, mức độ hoàn thiện, thành phần hỗn hợp, tay nghề thi công, điều kiện bảo dưỡng và tuổi của hỗn hợp.

6. Thiết bị, dụng cụ

6.1. Cân, có độ chính xác đến ± 0,01 g;

6.2. Nhiệt kế, có độ chính xác đến ± 1,0 ⁰C;

6.3. Phòng thí nghiệm hoặc buồng thí nghiệm kiểm soát được nhiệt độ, duy trì nhiệt độ nước trong thùng ở (23 ± 2) ⁰C;

6.4. Thùng nhựa có nắp đậy kín, kích thước phù hợp với yêu cầu trong 9.1.2;

6.5. Thiết bị nghiền và lấy mẫu thử (Hình 1 và Hình 2 là những thiết bị thích hợp) (xem Chú thích 3). Các thiết bị này dùng để nghiền và lấy mẫu thử dạng bột từ bê tông, vữa hoặc vữa rót theo từng lớp dày khoảng 2 mm.

CHÚ THÍCH 3: Máy tiện hoặc máy nghiền có gắn các đầu bịt bằng cácbít hoặc kim cương.

Bản word | Bản gốc