Tầm quan trọng của việc thử nghiệm khi chọn đá tự nhiên (P4)

0 17

Mục đích bài viết:

1. Giải thích tại sao và làm thế nào các tiêu chuẩn thử nghiệm ASTM giúp đảm bảo an toàn và chất lượng của ứng dụng đá tự nhiên.

2. Mô tả các thử nghiệm ASTM và / hoặc ANSI có thể áp dụng cho các ứng dụng nội thất, ngoại thất và bề mặt đi bộ.

3. Thảo luận về cách giải thích kết quả thử nghiệm và ý nghĩa của chúng đối với việc lựa chọn vật liệu.

4. Tạo một kế hoạch sử dụng dữ liệu thử nghiệm có liên quan để chọn loại đá thích hợp cho các ứng dụng cụ thể nhằm đảm bảo không gian sử dụng an toàn.

Độ hấp thụ và khối lượng riêng

Độ hấp thụ hoặc độ xốp của đá sẽ ảnh hưởng đến độ bền và hình thức lâu dài của đá. Nếu một viên đá dễ hấp thụ nước, nó có thể dễ bị hỏng hơn trong thời tiết đóng băng. Tương tự như vậy, một loại đá hấp thụ cao có thể dễ bị ố hơn. Nói chung, giá trị hấp thụ thấp là mong muốn. Điều quan trọng là phải biết vật liệu đá dày đặc hoặc “nặng” như thế nào, đặc biệt là khi thiết kế các bức tường hoặc cụm kết cấu sử dụng đá ốp. Đây là lý do tại sao ASTM C97: Thử nghiệm khối lượng riêng và độ hấp thụ của đá kích thước là một trong những thử nghiệm quan trọng nhất và được quản lý phổ biến trong các thử nghiệm ASTM.

Đối với phép thử này, cần ít nhất năm mẫu thử, mỗi mẫu phải là một khối lập phương hoặc hình trụ có kích thước ít nhất là 2 inch nhưng không lớn hơn 3 inch. Đá được sấy khô trong lò thông gió trong 48 giờ và cân, sau đó ngâm trong nước 48 giờ và cân lại. Sự khác biệt giữa trọng lượng khô và trọng lượng bão hòa ướt là giá trị hấp thụ và được biểu thị bằng phần trăm.

Độ hút nước tối đa cho phép được quy định trong Quy cách vật liệu cho loại đá đó. Các giá trị này nằm trong khoảng từ 0,20 phần trăm đối với đá cẩm thạch đến 12 phần trăm đối với đá vôi mật độ thấp.

Điều quan trọng cần lưu ý là giá trị hấp thụ dựa trên trọng lượng của viên đá, không phải thể tích của nó. Để hiểu điều này, hãy xem xét hai viên đá có cùng thể tích nhưng trọng lượng khác nhau — nói cách khác, một viên đặc hơn viên kia. Giả sử rằng cả hai viên đá đều hấp thụ một lượng nước như nhau. Đá đặc hơn sẽ có giá trị hấp thụ thấp hơn đá nhẹ hơn, vì thể tích nước bị hấp thụ sẽ chiếm một tỷ lệ nhỏ hơn trong tổng trọng lượng bão hòa.

Đối với phần cuối cùng của bài kiểm tra, đá được treo bằng dây mịn và cân. Bằng cách so sánh khối lượng của viên đá với khối lượng đơn vị của nước, chúng ta có thể thu được trọng lượng riêng của nó. Điều này lần lượt có thể được sử dụng để tính toán khối lượng riêng của đá. Ví dụ, đây là thông tin quan trọng có thể giúp ích khi thiết kế hệ thống hỗ trợ.

Trọng lượng riêng của đá từ 2 đến 3; Ví dụ, một viên đá có trọng lượng riêng là 2,6, nặng gấp 2,6 lần nước. Trọng lượng riêng là một tỷ lệ không có đơn vị, trong khi mật độ được biểu thị bằng pound trên foot khối (lbs / ft 3 ) hoặc kilôgam trên mét khối (kg / m 3 ). Mật độ có thể được tính bằng cách nhân trọng lượng riêng của một viên đá với 62,4 (đối với lbs / ft 3 ) hoặc 1000 (đối với kg / m 3 ).

Thông số kỹ thuật vật liệu cũng quy định mật độ tối thiểu. Nói chung, một viên đá có mật độ cao hơn có thể cứng hơn, ít xốp hơn và chắc hơn, nhưng điều này không phải lúc nào cũng đúng.

Thử nghiệm ASTM và ANSI
Các mẫu vật được làm khô trong tủ sấy trong 48 giờ trước khi lấy được trọng lượng khô của chúng.

Thử nghiệm ASTM và ANSI
Các mẫu được ngâm trong bồn 48 giờ và cân lại; sự khác biệt giữa trọng lượng khô và bão hòa của chúng thể hiện giá trị hấp thụ.

Hệ thống neo để ốp đá

Đá được sử dụng làm tấm ốp thường là một phần của cụm tường rèm không chịu tải trọng của công trình; thay vào đó, nó được gắn vào cấu trúc theo một trong hai cách. Trong phương pháp “đặt tay”, mỗi viên đá riêng lẻ được đặt riêng lẻ và gắn vào cấu trúc tòa nhà chính hoặc hệ thống khung tường thứ cấp. Trong lắp đặt bằng ván, các tấm đá được lắp đặt sẵn vào khung hoặc gắn vào tấm bê tông đúc sẵn. Các tấm sau đó được gắn vào cấu trúc chính của tòa nhà hoặc vào hệ thống khung phụ.

Trong cả hai trường hợp, neo được sử dụng để gắn đá hoặc tấm. Hệ thống neo phải chịu được nhiều lực tác động đến tấm ốp đá tự nhiên. Có một số loại hệ thống neo, nhưng nói chung, hệ thống neo tốt nhất là loại đơn giản nhất và được thiết kế với ít thành phần nhất. Các neo cũng phải được thiết kế cẩn thận để ngăn chặn sự ăn mòn điện, có thể làm cho các neo bị hỏng nhiều năm sau khi chúng được lắp đặt.

Vì hệ thống neo đậu rất quan trọng nên các thử nghiệm ASTM đặc biệt đã được phát triển để đánh giá chúng.

ASTM C1354: Sức mạnh của mỏ neo đá riêng lẻ trong đá thứ nguyên

Phương pháp này được sử dụng để kiểm tra một neo cụ thể trong một mẫu đá đã chuẩn bị. Thử nghiệm quy mô nhỏ này được sử dụng để thiết lập “khả năng tối đa” của một neo nhất định trong một viên đá nhất định – điểm mà tại đó neo bị hỏng khi chịu tải. Khuyến cáo rằng bất kỳ chất độn nào được sử dụng phải được bỏ qua cho thử nghiệm, hoặc ngăn không cho liên kết với đá hoặc neo trong quá trình thử nghiệm. Điều này đảm bảo rằng mỏ neo đang được thử nghiệm trên giá trị của chính nó và không được “trợ giúp” bởi chất độn.

Không có tiêu chí “đạt / không đạt” cho bài kiểm tra này. ASTM C1242: Hướng dẫn tiêu chuẩn về lựa chọn, thiết kế và lắp đặt hệ thống gắn đá kích thước có thể được sử dụng để chọn hệ số an toàn và tính toán công suất cho phép của neo, phải thấp hơn đáng kể so với công suất cuối cùng, được xác định bằng thử nghiệm neo sau đó.

Thử nghiệm ASTM và ANSI
Một neo kerf đang được thử nghiệm theo ASTM 1354.

Có một bài kiểm tra có thể được sử dụng để đánh giá toàn bộ các cụm thay vì các neo riêng lẻ. ASTM C1201: Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn đối với hiệu suất kết cấu của hệ thống ốp đá có kích thước bên ngoài bằng áp suất không khí tĩnh đồng nhất yêu cầu một bản mô phỏng toàn diện của tấm đá. Đá thực tế được lắp đặt, được cắt theo các kích thước quy định và với độ hoàn thiện chính xác, được sử dụng cho mô hình. Các neo là loại thực tế được đề xuất trong thiết kế. Phần cứng neo được gắn vào một khung cứng mô phỏng cấu trúc tòa nhà. Mô hình được bao bọc trong một buồng không khí và chịu tải trọng gió mô phỏng.

Thử nghiệm này cung cấp một bức tranh chính xác hơn về cách lắp ráp sẽ hoạt động trên thực địa. Tuy nhiên, vì xét nghiệm này khá tốn kém nên nó không được sử dụng rộng rãi.

Các cân nhắc khác đối với đá ngoại thất

Một xem xét quan trọng đối với các ứng dụng đá ngoại thất là làm thế nào đá sẽ giữ được chu kỳ đóng băng và tan băng lặp đi lặp lại. Nói chung, đá ít đặc hơn với tỷ lệ hấp thụ lớn hơn có thể dễ bị suy thoái hơn. Mặc dù không có thử nghiệm ASTM cụ thể để đánh giá một viên đá chịu các chu kỳ đóng băng-tan băng, nhưng người chỉ định có các tùy chọn. Các mẫu có thể được gửi đến một phòng thí nghiệm độc lập để kiểm tra Thời tiết gia tốc. Có những viên đá được đặt trong một buồng mô phỏng môi trường và chịu bất kỳ điều kiện nào, bao gồm nhiệt độ và độ ẩm. Các viên đá được kiểm tra độ bền uốn trước và sau thời gian ở trong buồng để đánh giá tốc độ xuống cấp.

Máy lát (cả nội thất và ngoại thất) cũng phải được kiểm tra Độ cứng mài mòn. Thử nghiệm này được đề cập trong phần sau.

Phát triển một kế hoạch

Bây giờ chúng ta hãy xem xét cách bạn có thể bắt đầu tạo một kế hoạch cho từng ứng dụng ngoại thất chung. Kế hoạch là quá trình bạn sẽ tuân theo để đảm bảo đá được kiểm tra và đặt vào thông số kỹ thuật một cách chính xác. Do đó, bạn sẽ cần quyết định dữ liệu thử nghiệm nào bạn sẽ cần cho mỗi ứng dụng bên ngoài. Đối với hầu hết, bạn sẽ cần dữ liệu về độ hấp thụ và mật độ, độ bền nén và độ bền uốn; tuy nhiên, nếu ứng dụng dành cho máy lát đá, bạn cũng có thể tìm kiếm dữ liệu thử nghiệm về Độ cứng mài mòn hoặc nếu ứng dụng ốp, hãy xem xét chỉ định thử nghiệm neo. Nếu dự án nằm ở nơi có khí hậu khắc nghiệt, bạn có thể muốn chỉ định thử nghiệm thời tiết gia tốc. Khi phát triển các kế hoạch của bạn, hãy tính đến chi phí và thời gian để kiểm tra bổ sung và đảm bảo hiểu các lựa chọn của bạn để kiểm tra.

Nguồn: continuingeducation.bnpmedia.com

Ban biên tập –  Thư Viện Đá Tự Nhiên

Comments
Loading...