TIÊU\r\nCHUẨN VIỆT NAM

TCVN\r\n7501 : 2005

BITUM\r\n-PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG (PHƯƠNG PHÁP PYCNOMETER)

Bitumen - Test method for\r\ndentermination of density (Pycnometer method)

1.\r\nPhạm vi áp dụng

1.1. Tiêu chuẩn này quy\r\nđịnh phương pháp xác định tỷ trọng và khối lượng riêng của bitum, và các loại\r\nnhựa hắc ín bằng bình tỷ trọng.

Chú thích 1: Phương\r\npháp khác xác định khối lượng riêng của bitum rắn và bitum dẻo là ASTM D 3289.\r\nĐối với loại vật liệu quá lỏng áp dụng ASTM D 3142.

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

2.\r\nTài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn\r\nsau là rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn\r\nghi năm ban hành thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không\r\nghi năm ban hành thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

TCVN 7494 : 2005\r\n(ASTM D 140 - 01) Bitum - Phương pháp lấy mẫu.

ASTM C 670 Practice\r\nfor preparing precision and bias statements for test methods for construction\r\nmaterials (Phương pháp xác định độ chụm và độ lệch đối với các phương pháp thử\r\nvật liệu xây dựng).

ASTM D 3142 Test\r\nmethod for density of liquid asphalts (Hydrometer method) [Phương pháp xác định\r\nkhối lượng riêng của các bitum lỏng (Phương pháp hydrometer)].

ASTM D 3289 Test\r\nmethod for density of semi-solid and solid bituminous materials (Nickel\r\ncrucible method) [Phương pháp xác định khối lượng riêng của bitum rắn và bitum\r\nđặc (Phương pháp dùng cốc niken)].

ASTM D 4311 Practice\r\nfor determining asphalt volume correction to a base temperature (Phương pháp\r\nxác định hiệu chỉnh thể tích bitum về nhiệt độ gốc).

ASTM E 1\r\nSpecification for ASTM thermometers (Qui định kỹ thuật đối với nhiệt kế ASTM).

3.\r\nThuật ngữ

3.1. Định nghĩa các thuật\r\nngữ dùng riêng cho tiêu chuẩn này:

3.1.1. Khối lượng\r\nriêng\r\n(density)

Khối lượng trên một\r\nđơn vị thể tích vật liệu.

3.1.2. Khối lượng\r\nriêng tương đối\r\n(relative density)

Tỷ số giữa khối lượng\r\ncủa thể tích vật liệu và khối lượng của nước có cùng thể tích tại cùng nhiệt độ\r\n(xem Chú thích 2).

Chú thích 2: Khối\r\nlượng riêng tương đối cũng là tỷ trọng.

4.\r\nTóm tắt phương pháp

4.1. Đặt mẫu trong tỷ\r\ntrọng kế đã hiệu chuẩn. Cân cả tỷ trọng kế và mẫu, sau đó dùng nước điền đầy.\r\nĐưa tỷ trọng kế về nhiệt độ của phương pháp thử và sau đó đem cân. Khối lượng\r\nriêng của mẫu được tính từ khối lượng mẫu và khối lượng nước bị mẫu choán chỗ\r\ntrong tỷ trọng kế.

5.\r\nÝ nghĩa và ứng dụng

5.1. Sử dụng các giá trị\r\ncủa khối lượng riêng để xác định thể tích theo đơn vị khối lượng và áp dụng\r\nASTM D 4311 để hiệu chỉnh thể tích đã đo từ nhiệt độ phép đo sang nhiệt độ tiêu\r\nchuẩn.

6.\r\nThiết bị thử\r\n

6.1. Tỷ trọng kế (pycnometer), bằng\r\nthuỷ tinh, gồm bình hình trụ hoặc hình côn, có nắp thủy tinh nhám đường kính từ\r\n22 mm đến 26 mm. Thẳng tâm nắp xuống có một lỗ nhỏ, đường kính từ 1,0 mm đến\r\n2,0 mm, mặt trên của nắp phải nhẵn, phẳng, mặt dưới hơi lõm để không khí thoát\r\nqua lỗ này. Tại tâm của phần lõm vào có độ sâu khoảng từ 4,0 mm đến 18,0 mm.\r\nKhi đóng nắp, tỷ trọng kế có dung tích từ 24 ml đến 30 ml và cân nặng không quá\r\n40 g. Các tỷ trọng kế được mô tả trên Hình 1.

Hình 1 - Các loại tỷ\r\ntrọng kế và nắp phù hợp

6.2. Bể ổn nhiệt, có khả năng duy trì\r\nổn định nhiệt độ của phép thử ±\r\n0,1 ^oC.

6.3. Nhiệt kế, dùng loại nhiệt kế\r\nchất lỏng, thuỷ tinh, đã hiệu chuẩn, nhấn chìm hoàn toàn, có dải đo phù hợp và\r\nvạch chia nhỏ nhất là 0,1 ^oC, sai số lớn nhất của thang đo bằng 0,1 ^oC,\r\ntheo qui định ASTM E 1. Thường dùng loại nhiệt kế ASTM 63 ^oC. Có thể\r\ndùng các loại nhiệt kế cũ ASTM 63F hoặc các loại khác có độ chính xác tương\r\nđương.

7.\r\nVật liệu\r\n

7.1. Nước, nước cất từ nước\r\nđun sôi để nguội hoặc nước đã khử ion.

8.\r\nLấy mẫu

8.1. Lấy mẫu theo TCVN\r\n7494 : 2005 (ASTM D140 - 01). Các mẫu không được chứa tạp chất.

8.2. Mẫu được trộn kỹ\r\ntrước khi chuyển mẫu đại diện để thí nghiệm.

9.\r\nChuẩn bị thiết bị

9.1. Đổ nước đã khử ion\r\nhoặc nước cất vào cốc thử Griffin loại nông 600 ml, sao cho khi ngâm, đỉnh của\r\ntỷ trọng kế ngập sâu ít nhất là 40 mm.

9.2. Ngâm cốc thử vào bể\r\nổn nhiệt sao cho đỉnh cốc cao hơn mực nước và cốc ngập ở độ sâu ít nhất là 100\r\nmm. Kẹp cố định cốc thử.

9.3. Duy trì nhiệt độ\r\nnước trong bể chênh lệch với nhiệt độ thử không quá 0,1 ^oC.

10.\r\nHiệu chuẩn tỷ trọng kế (pycnometer)

10.1. Rửa sạch, làm khô tỷ\r\ntrọng kế, và cân chính xác đến 1 mg. Kí hiệu khối lượng này là A.

10.2. Lấy cốc thử ra khỏi\r\nbể. Đổ nước (7.1) vào bình tỷ trọng sau đó đặt nhẹ nắp. Đặt bình tỷ trọng vào\r\ncốc thử, ấn nắp chặt và chuyển lại cốc vào bể ổn nhiệt.

Chú thích 3: Việc\r\nhiệu chuẩn được tiến hành ở nhiệt độ của phép thử. Không dùng tỷ trọng kế đã\r\nhiệu chuẩn ở nhiệt độ khác với nhiệt độ của phép thử.

10.3. Để tỷ trọng kế trong\r\nbể nước ổn nhiệt trong thời gian không ít hơn 30 phút. Lấy tỷ trọng kế ra, lau\r\nkhô ngay đỉnh nắp một lần bằng khăn khô (Chú thích 4), sau đó nhanh chóng lau\r\nkhô xung quanh bình và cân chính xác đến 1 mg. Khối lượng tỷ trọng và nước cân\r\nđược kí hiệu là B.

Chú thích 4: Không\r\nđược lau lại đỉnh nắp lần 2, cho dù có thể có những giọt nước nhỏ. Nếu đỉnh này\r\nvẫn khô từ lúc lấy ở bể nước ra thì ghi lại khối lượng chính xác tại nhiệt độ\r\ncủa phép thử. Nếu tỷ trọng kế bị đọng ẩm trong khi cân thì phải nhanh chóng lau\r\nlại xung quanh tỷ trọng kế (trừ phần nắp) trước khi ghi khối lượng.

11.\r\nCách tiến hành

11.1. Chuẩn bị mẫu\r\nthử - Gia nhiệt mẫu cẩn thận (tránh quá\r\nnhiệt cục bộ) cho đến khi mẫu đủ lỏng để rót được, nhưng nhiệt độ không được\r\ntăng cao hơn nhiệt độ hoá mềm quá 55 ^oC đối với hắc ín và 110 ^oC\r\nđối với bitum. Không gia nhiệt quá 60 phút và tránh để bọt khí lẫn vào mẫu.

11.2. Rót một lượng vừa đủ\r\nvào khoảng 3/4 dung tích bình tỷ trọng, sạch, khô và ấm. Chú ý không để bitum\r\ndính vào thành bình, vào phía trên của vạch chia cuối cùng và tránh không tạo\r\nbọt khí (Chú thích 5). Làm nguội tỷ trọng kế và mẫu đến nhiệt độ phòng trong\r\nthời gian không ít hơn 40 phút, sau đó đậy nắp và cân chính xác đến 1 mg. Khối\r\nlượng tỷ trong kế và mẫu cân được ký hiệu là C.

Chú thích 5: Nếu vô\r\ntình có bọt khí thì cho thoát ra bằng cách quét nhẹ lên bề mặt bitum trong tỷ\r\ntrọng kế bằng ngọn lửa "êm" cao của đèn bunsen. Để tránh quá nhiệt,\r\nkhông cho ngọn lửa tiếp xúc với bitum quá vài giây tại bất kì thời điểm nào.

11.3. Lấy cốc thử ra khỏi\r\nbể và đổ đầy nước cất hoặc nước đã khử ion vào bình tỷ trọng chứa bitum , đậy\r\nnắp nhẹ. Không cho các bọt khí lưu lại trong tỷ trọng kế. Đặt lại tỷ trọng kế\r\nvào cốc và ấn nắp chặt. Đặt lại cốc vào bể ổn nhiệt.

11.4. Giữ tỷ trọng kế\r\ntrong bể ổn nhiệt trong thời gian không ít hơn 30 phút, sau đó lấy ra, làm khô\r\nvà cân theo cách đã nêu ở 10.3. Khối lượng cân được của tỷ trọng kế cộng với\r\nmẫu và nước được ký hiệu là D.

12.\r\nTính kết quả \r\n

12.1. Tính khối lượng\r\nriêng tương đối chính xác đến 0,001, như sau:

Khối lượng riêng\r\ntương đối = (C - A)/[(B - A) -  (D -\r\nC)]                                    (1)

trong đó:

A          là khối\r\nlượng của tỷ trọng kế (và nắp);

B          là khối\r\nlượng của tỷ trọng kế chứa nước;

C          là khối\r\nlượng của tỷ trọng chứa mẫu;

D          là khối\r\nlượng của tỷ trọng kế chứa mẫu và nước.

12.2. Tính khối lượng\r\nriêng chính xác đến 0,001 như sau :

Khối lượng riêng = tỷ\r\ntrọng x WT                                                                       (2)

trong đó:

WT       là khối\r\nlượng riêng của nước tại nhiệt độ của phép thử (Chú thích 6).

Chú thích 6: Khối\r\nlượng riêng của nước lấy từ sổ tay hoá lý:

13.\r\nBáo cáo kết quả

13.1. Báo cáo khối lượng\r\nriêng chính xác đến 1 kg/m³ và báo cáo nhiệt độ của phép thử.

14.\r\nĐộ chụm và độ lệch

14.1. Độ chụm của một\r\nthí nghiệm viên\r\n- Độ lệch tiêu chuẩn\r\ncủa một thí nghiệm viên về khối lượng riêng tương đối của bitum đặc là 0,0013\r\ntại 15,6 ^oC và 0,00082 tại 25,0 ^oC. Do đó các kết quả của\r\ncác phép thử do cùng một thí nghiệm viên thực hiện một cách chuẩn xác trên cùng\r\nmột vật liệu không được vượt quá các giá trị dưới đây (xem chú thích 6).

14.2. Độ chụm liên\r\nphòng\r\n- Độ lệch tiêu chuẩn\r\ncủa nhiều phòng thí nghiệm về khối lượng riêng tương đối của bitum đặc là 0,0024\r\ntại 15,6 ^oC và 0,0019 tại 25, ^oC. Do đó, các kết quả của\r\ncác phép thử do hai phòng thí nghiệm thực hiện một cách chuẩn xác trên các mẫu\r\nlấy từ cùng loại vật liệu không được vượt quá các giá trị dưới đây (xem Chú\r\nthích 6).

Bảng 1 - Độ chụm của\r\ncác số liệu về tỷ trọng của bitum đặc