? Cập nhật Bài Viết “Kích thước hạt vật liệu xây dựng” lần cuối ngày 06 tháng 12 năm 2022 tại Địa Điểm công ty TKT Company
Kích thước hạt vật liệu xây dựng là gì? Cần được quan tâm như thế nào trong xây dựng?
Đây là chủ đề ít người viết tới trong ngày vật liệu xây dựng tại Việt Nam. Do đó chúng tôi đã tổng hợp các kiến thức cơ bản nhất về kích thước hạt vật liệu xây dựng để bạn có thể hiểu được kích thước các loại cát, đá, bột đá nghiền, cát nhân tạo, sỏi, cốt liệu mịn, cốt liệu thô trong vữa đổ bê tông…
Kích thước hạt vật liệu xây dựng lại rất khác nhau giữa các hệ thống đo lượng như hệ mét, hệ quốc tế SI, hệ Anh, hệ Mỹ, hệ Nga… do đó có rất nhiều các khái niệm phức tạp. Do vậy chúng tôi đã tổng hợp các hệ thống chuyển đổi đơn vị đo lường giữa các hệ này.
1. Phân tích sàng là gì?
Phân tích sàng – Sieve analysis (hoặc thử nghiệm định cỡ – gradation test) là một phương pháp hoặc quy trình được sử dụng trong kỹ thuật dân dụng và kỹ thuật hóa học để đánh giá sự phân bố kích thước hạt (còn gọi là định cỡ – gradation) của vật liệu dạng hạt bằng cách cho vật liệu đi qua một loạt của các sàng có kích thước mắt lưới nhỏ dần và cân lượng vật liệu bị chặn lại bởi mỗi sàng như một phần của toàn bộ khối lượng.
Sự phân bố kích thước thường có tầm quan trọng đặc biệt đối với cách vật liệu hoạt động trong quá trình sử dụng chúng. Phân tích sàng có thể được thực hiện trên bất kỳ loại vật liệu dạng hạt hữu cơ hoặc phi hữu cơ nào bao gồm cát – sand, đá nghiền – crushed rock or stone, đất sét – clay, đá granit, fenspat, than – coal, đất soil, nhiều loại bột, ngũ cốc và hạt được sản xuất, với kích thước tối thiểu tùy thuộc vào về phương pháp chính xác.
Kỹ thuật định cỡ hạt đơn giản như vậy rất phổ biến nhất.
2. Quy trình phân tích sàng
Thử nghiệm định cỡ được thực hiện trên một mẫu cốt liệu trong phòng thí nghiệm. Một phân tích sàng điển hình sử dụng một cột sàng với tầng lọc lưới thép có kích thước mắt lưới được phân loại.
Mẫu được cân đại diện được đổ vào sàng trên cùng có lỗ sàng lớn nhất. Mỗi sàng thấp hơn trong cột có lỗ nhỏ hơn sàng trên. Ở chân đế là một cái chảo, được gọi là máy thu.
Cột thường được đặt trong một máy lắc cơ học, lắc cột, thường là trong một khoảng thời gian nhất định, để tạo điều kiện cho tất cả vật liệu tiếp xúc với các lỗ của màn hình để các hạt đủ nhỏ để lọt qua các lỗ có thể rơi xuống lớp tiếp theo. Sau khi lắc xong, vật liệu trên mỗi sàng được cân.
Khối lượng mẫu của mỗi sàng sau đó được chia cho tổng khối lượng để tính phần trăm mẫu còn lại trên mỗi sàng. Kích thước của hạt trung bình trên mỗi sàng sau đó được phân tích để có điểm giới hạn hoặc phạm vi kích thước cụ thể.
Mẫu được cân đại diện được đổ vào sàng trên cùng có lỗ sàng lớn nhất. Mỗi sàng thấp hơn trong cột có lỗ nhỏ hơn sàng trên. Ở chân đế là một cái chảo, được gọi là rây thu.
Kết quả của thử nghiệm này được sử dụng để mô tả các đặc tính của cốt liệu và để xem liệu nó có phù hợp với các mục đích kỹ thuật dân dụng khác nhau chẳng hạn như chọn cốt liệu thích hợp cho hỗn hợp bê tông và hỗn hợp nhựa đường cũng như kích thước của lọc giếng sản xuất nước.
Kết quả của kiểm tra này được cung cấp dưới dạng đồ họa để xác định loại phân cấp của tổng hợp. Quy trình hoàn chỉnh cho thử nghiệm này được nêu trong Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) C 136 và Hiệp hội Quan chức Giao thông và Đường cao tốc Tiểu bang Hoa Kỳ (AASHTO) T 27
3. Kích thước mắt lưới hay kích thước lỗ sàng
3.1. Chuỗi kích thước mắt lưới theo tiêu chuẩn
Mắt lưới là phép đo kích thước hạt thường được sử dụng để xác định sự phân bố kích thước hạt của vật liệu dạng hạt. Ví dụ, một mẫu từ xe tải chở đậu phộng có thể được đặt trên một lưới có lỗ 5 mm (mesh with 5 mm openings). Khi lưới bị rung, các mảnh vụn nhỏ và bụi lọt qua lưới trong khi toàn bộ hạt lạc được giữ lại trên lưới. Một người mua đậu phộng thương mại có thể sử dụng phép thử như thế này để xác định xem một lô đậu phộng có quá nhiều mảnh vỡ hay không.
Loại thử nghiệm này phổ biến trong một số ngành và để tạo điều kiện thuận lợi cho các phương pháp thử nghiệm thống nhất, một số chuỗi lưới tiêu chuẩn hóa đã được thiết lập.
Kích thước lỗ sàng (sieve sizes) có sẵn thường được quy định bởi các tiêu chuẩn. Những tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến là ISO 565:1990 và ISO 3310-1:2000 (quốc tế), EN 933-1(Châu Âu) và ASTM E11:01 (Mỹ). Các tiêu chuẩn EN có sẵn với ‘huy hiệu’ quốc gia, vì vậy hãy xuất hiện dưới dạng BS EN, FR EN, DE, v.v.
Chuỗi kích thước mắt lưới International Test Sieve Series ISO 3310:2000 – British Standard Sieve Series BS.410:2000 cùng 1 tiểu chuẩn.
| Wire Mesh Series | Wire Mesh Series |
| ISO 3310-1:2000 BS410-1:2000 | ISO 3310-1:2000 BS410-1:2000 |
| Nominal Aperture Sizes | Nominal Aperture Sizes |
| mm 125.00 | microns 900 |
| 112 | 850 |
| 106 | 800 |
| 100 | 710 |
| 90 | 630 |
| 80 | 600 |
| 75 | 560 |
| 71 | 500 |
| 63 | 450 |
| 56 | 425 |
| 53 | 400 |
| 50 | 355 |
| 45 | 315 |
| 40 | 300 |
| 37.5 | 280 |
| 35.5 | 250 |
| 31.5 | 224 |
| 28 | 212 |
| 26.5 | 200 |
| 25 | 180 |
| 22.4 | 160 |
| 20 | 150 |
| 19 | 140 |
| 18 | 125 |
| 16 | 112 |
| 14 | 106 |
| 13.2 | 100 |
| 12.5 | 90 |
| 11.2 | 80 |
| 10 | 75 |
| 9.5 | 71 |
| 9 | 63 |
| 8 | 56 |
| 7.1 | 53 |
| 6.7 | 50 |
| 6.3 | 45 |
| 5.6 | 40 |
| 5 | 38 |
| 4.75 | 36 |
| 4.5 | 32 |
| 4 | 25 |
| 3.55 | 20 |
| 3.35 | |
| 3.15 | |
| 2.8 | |
| 2.5 | |
| 2.36 | |
| 2.24 | |
| 2 | |
| 1.8 | |
| 1.7 | |
| 1.6 | |
| 1.4 | |
| 1.25 | |
| 1.18 | |
| 1.12 | |
| 1 |
Chuỗi kích thước mắt lưới theo tiêu chuẩn Mỹ American Standard Sieve Series ASTM E11:01
| Wire Mesh Series | Wire Mesh Series |
| Designation | Designation |
| Standard | Alternative |
| mm | in |
| 125 | 5.00 in |
| 106 | 4.24 in |
| 100 | 4 in |
| 90 | 3½ in |
| 75 | 3 in |
| 63 | 2½ in |
| 53 | 2.12 in |
| 50 | 2 in |
| 45 | 1¾ in |
| 37.5 | 1½ in |
| 31.5 | 1¼ in |
| 26.5 | 1.06 in |
| 25 | 1 in |
| 22.4 | 7/8 in |
| 19 | ¾ in |
| 16 | 5/8 in |
| 13.2 | 0.530 in |
| 12.5 | ½ in |
| 11.2 | 7/16 in |
| 9.5 | 3/8 in |
| 8 | 5/16 in |
| 6.7 | 0.265 in |
| 6.3 | ¼ in |
| 5.6 | No.3½ |
| 4.75 | No.4 |
| 4 | No.5 |
| 3.35 | No.6 |
| 2.8 | No.7 |
| 2.36 | No.8 |
| 2 | No.10 |
| 1.7 | No.12 |
| 1.4 | No.14 |
| 1.18 | No.16 |
| 1 | No.18 |
| microns | |
| 850 | No.20 |
| 710 | No.25 |
| 600 | No.30 |
| 500 | No.35 |
| 425 | No.40 |
| 355 | No.45 |
| 300 | No.50 |
| 250 | No.60 |
| 212 | No.70 |
| 180 | No.80 |
| 150 | No.100 |
| 125 | No.120 |
| 106 | No.140 |
| 90 | No.170 |
| 75 | No.200 |
| 63 | No.230 |
| 53 | No.270 |
| 45 | No.325 |
| 38 | No.400 |
| 32 | No.450 |
| 25 | No.500 |
| 20 | No.635 |
3.2. Chuỗi kích thước mắt lưới sử dụng thực tế
Mặc dù thông tin đó chứa danh sách dài các kích thước sàng, nhưng trong thực tế, sàng thường được sử dụng nối tiếp trong đó mỗi sàng thành viên được chọn để cho các hạt có đường kính nhỏ hơn khoảng 1/√2 hoặc diện tích mặt cắt ngang nhỏ hơn 1/2 so với sàng trước đó.
- Sê-ri 80mm, 63, 40, 31.5, 20, 16, 14, 10, 8, 6.3, 4, 2.8, 2 mm thường có sẵn ở nhiều quốc gia Châu Âu
- Sê-ri có các bước lớn hơn 63, 31.5, 16, 8, 4, 2, 1 mm, 500 μm, 250, 125, 63 μm thường được sử dụng để phân loại cốt liệu trong ngành xây dựng.
Chuỗi như vậy phần nào bắt nguồn từ các nguyên tắc ban đầu do Renard thiết lập và hiện được gọi là chuỗi Renard. Một số người dùng thay thế một số sàng nêu trên bằng sàng 45, 22,4, 12,5, 11,2 và 5,6 mm, chủ yếu là do lịch sử sử dụng các cỡ sàng như vậy ở quốc gia hoặc ngành của họ.
Thuật ngữ có thể bạn chưa biết
Sàng (sieve), lưới lọc mịn (fine mesh strainer), hoặc rây (sift), là thiết bị để tách các nguyên tố mong muốn khỏi vật liệu không mong muốn hoặc để kiểm soát sự phân bố kích thước hạt của mẫu, sử dụng tấm màn