Vải Địa Kỹ Thuật – Phương Pháp Thử – Phần 5: Xác Định Áp Lực Kháng Bục TCVN 8871-5-2011
1. Phạm Vi Áp Dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định áp lực kháng bục TCVN 8871-5-2011 của vải địa kỹ thuật.
2. Tài Liệu Viện Dẫn
TCVN 8222:2009, Vải địa kỹ thuật – Quy 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, có khổ rộng, có thể ở dạng dệt, không dệt hoặc phức hợp. Vải ĐKT có chức năng gia cố, phân cách, bảo vệ, lọc, và tiêu thoát nước. Vải ĐKT được sử dụng cùng với các loại vật liệu khác nhau như đất, đá, và bê tông trong xây dựng công trình.
3.2 Vải Địa Kỹ Thuật Không Dệt (Non-woven Geotextile)
Vải ĐKT không dệt gồm các sợi vải phân bố ngẫu nhiên, được liên kết bằng phương pháp xuyên kim (needle punched), ép nhiệt (heat bonded), hoặc chất kết dính hóa học (chemical bonded).
3.3 Vải Địa Kỹ Thuật Dệt (Woven Geotextile)
Vải ĐKT dệt được sản xuất bằng phương pháp dệt, trong đó các sợi vải hoặc các bó sợi được sắp xếp theo hai phương vuông góc.
3.4 Vải Địa Kỹ Thuật Phức Hợp (Composite Geotextile)
Vải ĐKT phức hợp kết hợp 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) đến khi mẫu bị phá vỡ hoàn toàn.
4. Nguyên Tắc Phương Pháp
Mẫu thử được kẹp giữa ngàm kẹp hình vành khăn và màng ngăn của thiết bị thử nghiệm tạo áp lực nén. Áp lực nén tác động lên màng ngăn làm cho mẫu vải biến dạng đến khi bị bục. Giá trị lực kháng bục là áp lực nén lớn nhất được ghi lại trên đồ thị hoặc đồng hồ áp lực của thiết bị.
Chú thích: Thí nghiệm áp dụng đối với vải ĐKT không dệt và vải ĐKT dệt có cường độ chịu kéo không lớn hơn 40 kN/m.
5. Điều Kiện Phòng Thử Nghiệm
Thí nghiệm được tiến hành trong điều kiện không khí duy trì độ ẩm tương đối (65 ± 5)% và nhiệt độ (21 ± 2)°C.
6. Mẫu Thử
6.1 Chuẩn Bị Mẫu Thử
6.1.1 Lấy Mẫu và Lựa Chọn
Lấy mẫu đưa về phòng thử nghiệm: Lấy một đoạn vải có chiều rộng toàn bộ khổ cuộn 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.
Phạm vi lựa chọn cắt mẫu thử: Cắt một số mẫu từ mỗi đoạn vải theo từng hướng, không lấy mẫu trong phạm vi 1/20 chiều rộng của vải hoặc 150 mm từ mép vải.
6.1.2 Số Lượng Thử
Quy định thông thường: Trên mỗi đoạn vải cắt tối thiểu 5 mẫu thử.
Tranh chấp hoặc quy định khác: Số lượng mẫu thử sao cho đạt 95% xác suất tin cậy với sai số không vượt quá 5% giá trị trung bình.
6.1.3 Gia Công Mẫu Thử
Cắt 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, thử nghiệm có thể tiến hành 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. Sự cân bằng đạt được khi khối lượng của mẫu thử không thay đổi quá 0,1% trong những lần cân liên tiếp cách nhau không dưới 2 giờ.
Chú thích: Trong thử nghiệm thông thường, có thể để mẫu ở điều kiện không khí chuẩn trong khoảng 24 giờ trước khi thử nghiệm.
6.3.2 Mẫu Ở Trạng Thái Ướt
Nhúng mẫu thử trong nước ở nhiệt độ (21 ± 2)°C đủ lâu để làm ướt hoàn toàn mà không làm thay đổi đáng kể về độ bền hoặc độ giãn. Khi thử nghiệm mẫu ở trạng thái ướt, tiến hành trong vòng 20 phút sau khi lấy mẫu 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 điều khiển tăng dần áp lực lên màng ngăn cho đến khi mẫu bục. Hệ thống tạo áp lực bởi pít tông nén thông qua dung dịch trong buồng áp lực, thường là glycerin.
Chú thích: Ethylene 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, với độ chính xác ± 1%.
7.2 Ngàm Kẹp
Ngàm kẹp dạng phẳng với tiết diện hình vành khăn có đường kính ngoài 75 mm và đường kính trong 31 ± 0,75 mm.
7.3 Dụng Cụ Đo Kích Thước Mẫu Thử
Sử dụng các dưỡng mẫu có kích thước chuẩn hoặc thước đo có độ chính xác 1 mm.
7.4 Thiết Bị Làm Ấm
Bể ngâm mẫu hoặc thiết bị phun tạo nước nhỏ giọt.
8. Cách Tiến Hành
8.1 Vận Hành Thiết Bị Nén
Điều chỉnh đồng hồ đo áp lực về giá trị 0 kPa.
Đặt kim chết của đồng hồ về giá trị 0 kPa hoặc đặt chế độ tự ghi số liệu.
8.2 Cách Lắp Mẫu Thử Vào Ngàm Kẹp
Đưa mẫu thử vào giữa má kẹp dưới, sau đó lắp má kẹp trên và ép đủ chặt để mẫu không bị trượt.
8.3 Tiến Hành Thử
Kiểm tra thiết bị và mẫu thử, sau đó chạy thiết bị cho đến khi mẫu bục hoàn toàn.
Lưu số liệu thu được và lặp lại quá trình cho đến khi thử hết số mẫu.
9. Tính Toán
9.1 Loại Bỏ Kết Quả Dị Thường
Theo quy định của TCVN 8222:2009, nếu cần, gia công lại mẫu thử.
9.2 Tính Các Giá Trị Của Mẫu Riêng Lẻ
Giá trị áp lực kháng bục là 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 từ các giá trị thu được từ mẫu riêng lẻ với độ chính xác 5 kPa.
Chú thích: Loại bỏ các kết quả dị thường không đưa vào tính toán.
9.4 Yêu Cầu Đối Với Việc Thử Thêm
9.4.1 Khả Năng Lặp Lại Các Kết Quả
Khi hệ số biến đổi vượt quá 20%, cần tăng số mẫu thử để đạt giới hạn sai số theo quy định của TCVN 8222:2009.
9.4.2 Các Giới Hạn Sai Số
Kiểm tra các kết quả thu được để đảm bảo giới hạn sai số không vượt quá quy định.
Chú thích: Kết quả thử nghiệm có thể so sánh với kết quả thử theo tiêu chuẩn ASTM D 3786.
10. Báo Cáo Thử Nghiệm
Báo cáo thử nghiệm bao gồm các nội dung sau:
Viện dẫn tiêu chuẩn này.
Loại mẫu thử nghiệm (vật liệu hoặc sản phẩm).
Số lượng các mẫu thử được thử nghiệm.
Trạng thái của mẫu thử nghiệm (ướt hay khô).
Kiểu, chủng loại thiết bị thử nghiệm.
Các giá trị tiêu biểu: áp lực kháng bục trung bình của cuộn vải, tính bằng kPa.
Các giá trị riêng lẻ: áp lực kháng bục của các mẫu thử trong tập mẫu, tính bằng kPa.
Người thí nghiệm.
Người kiểm tra.
Ngày thí nghiệm.
Điều kiện về nhiệt độ, độ ẩm khi thử nghiệm.
Các thay đổi về điều kiện, quy trình thử so với tiêu chuẩn này nếu có.
