Phép thử nghiệm độ bền băng giá trong môi trường nhiệt độ độ ẩm

Phép thử nghiệm độ bền băng giá trong môi trường nhiệt độ, độ ẩm là một chỉ tiêu quan trọng được áp dụng để đánh giá khả năng chống chịu của vật liệu trước các chu kỳ đóng băng – tan băng trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Khi nước xâm nhập vào hệ lỗ rỗng của vật liệu và chuyển sang trạng thái đóng băng, sự gia tăng thể tích có thể tạo ra ứng suất nội tại, làm phát sinh các hư hỏng như nứt, bong tách hoặc suy giảm các tính chất cơ lý. Vì vậy, việc thực hiện phép thử không chỉ giúp xác định độ bền lâu dài của sản phẩm mà còn cung cấp cơ sở kỹ thuật quan trọng cho công tác kiểm soát chất lượng, đánh giá sự phù hợp với tiêu chuẩn và dự báo khả năng làm việc của vật liệu trong thực tế. 

1. Thử nghiệm độ bền băng giá cho vật liệu xây dựng là gì? 

Thử nghiệm độ bền băng giá cho vật liệu xây dựng là phép thử nhằm đánh giá khả năng chống chịu của vật liệu trước các chu kỳ đóng băng – tan băng liên tiếp trong điều kiện xác định. Khi nước xâm nhập vào hệ lỗ rỗng và đóng băng, thể tích nước tăng lên sẽ tạo ra áp suất bên trong vật liệu, có thể gây nứt, bong tróc hoặc làm suy giảm các tính chất cơ lý.

Thông qua việc mô phỏng các chu kỳ đóng băng – tan băng trong phòng thử nghiệm, phép thử giúp xác định mức độ bền vững của vật liệu khi làm việc trong môi trường nhiệt độ thấp và độ ẩm cao. Kết quả thử nghiệm là cơ sở để đánh giá chất lượng, độ bền lâu dài và khả năng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của vật liệu xây dựng.

>> Có thể bạn quan tâm: Xác định độ bền kéo của các vật liệu xây dựng

2. Tiêu chuẩn thử nghiệm độ bền băng giá cho từng nhóm vật liệu

STT	Tên sản phẩm / Vật liệu	Tiêu chuẩn áp dụng	Bản chất phép thử & Điều kiện môi trường	Cách thức nghiệm thu / Chỉ tiêu đánh giá
1	Gạch ốp lát, đá ốp lát nhân tạo, ngói gốm tráng men	TCVN 6415-12:2016	Thử nghiệm chu kỳ đóng – tan băng (Freeze-Thaw). Mẫu được ngâm bão hòa nước trước khi chạy.	Đánh giá ngoại quan: Kiểm tra các khuyết tật bề mặt (nứt, rộp, sứt mẻ, bong tróc vảy) sau số chu kỳ quy định.
2	Gạch terrazzo	TCVN 7744:2013	Thử nghiệm chu kỳ đóng – tan băng.	Đánh giá ngoại quan & Khối lượng: Kiểm tra sự phá hủy cấu trúc bề mặt, nứt vỡ hoặc hao hụt khối lượng mẫu.
3	Tấm xi măng sợi	TCVN 8259-8:2009	Thử nghiệm chu kỳ đóng – tan băng.	Đánh giá ngoại quan & Biến dạng: Kiểm tra sự xuất hiện của các vết nứt, tách lớp hoặc rạn nứt cấu trúc tấm.
4	Ngói đất sét nung	TCVN 4313:2023	Thử nghiệm chu kỳ đóng – tan băng.	Đánh giá ngoại quan: Xác định độ bền thời tiết thông qua mức độ nứt vỡ, rộp men hoặc phá hủy xương đất nung.
5	Ngói bê tông và phụ kiện	TCVN 1453:2023	Thử nghiệm chu kỳ đóng – tan băng.	Đánh giá ngoại quan: Kiểm tra độ bền băng giá thông qua sự nguyên vẹn của kết cấu bê tông thân ngói.
6	Vật liệu chống thấm (Chất lỏng, tấm trải…)	BS EN 14891:2017, TCVN 12692:2020	Thử nghiệm hệ quả sau chu kỳ đóng – tan băng.	Thử nghiệm cơ lý (Kéo thử tải): Đo và xác định Cường độ bám dính của lớp chống thấm với nền sau khi trải qua các chu kỳ.
7	Chất trám khe Silicon	TCVN 8267-6:2009	Thử nghiệm đặc tính tại môi trường nhiệt độ âm cố định -29°C. Không chạy chu kỳ đóng-tan.	Thử nghiệm cơ lý tại chỗ: Đo Cường độ bám dính (khả năng chịu kéo giãn/đàn hồi) ngay trong hoặc sau khi duy trì ở nhiệt độ âm sâu.
8	Keo dán gạch	TCVN 7899-2:2008	Thử nghiệm hệ quả sau chu kỳ. Chạy liên tục 25 chu kỳ ở điều kiện khắc nghiệt -15°C ± 3°C	Thử nghiệm cơ lý (Dùng máy kéo): Xác định Cường độ bám dính khi kéo xem lực dính bị suy giảm bao nhiêu % so với mẫu chuẩn.
9	Vữa chít mạch gốc xi măng	TCVN 7899-4:2008	Thử nghiệm hệ quả sau chu kỳ đóng – tan băng.	Thử nghiệm cơ lý (Dùng máy nén uốn): Xác định Cường độ uốn và cường độ nén của mẫu vữa sau các chu kỳ tác động.

3. Hình ảnh thiết bị thử độ bền băng giá vật liệu trong môi trường nhiệt độ độ ẩm 

4. Quy trình thử nghiệm độ bền băng giá cho vật liệu 

Để đánh giá khả năng chống chịu của vật liệu trước tác động của các chu kỳ đóng băng – tan băng, phép thử độ bền băng giá được thực hiện theo một quy trình kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ, độ ẩm và thời gian thử nghiệm. 

Bước 1: Chuẩn bị và bão hòa mẫu thử

Mẫu thử được làm sạch và sấy khô ở nhiệt độ 105°C ± 5°C đến khối lượng không đổi. Sau đó, mẫu được cân để xác định khối lượng ban đầu (m₀).

Tiếp theo, mẫu được ngâm ngập trong nước trong khoảng 24 giờ đến 48 giờ hoặc theo yêu cầu của tiêu chuẩn áp dụng nhằm bảo đảm nước thâm nhập vào hệ lỗ rỗng của vật liệu. Đây là bước quan trọng vì sự đóng băng của nước trong các mao quản chính là nguyên nhân gây ra các hư hỏng do băng giá.

Bước 2: Thực hiện giai đoạn đóng băng

Sau khi bão hòa nước, mẫu được đưa vào buồng thử nghiệm và làm lạnh đến nhiệt độ âm theo quy định của tiêu chuẩn. Đối với nhiều loại gạch, ngói và vật liệu xây dựng, nhiệt độ thử nghiệm thường nằm trong khoảng từ -15°C đến -20°C.

Mẫu được duy trì ở nhiệt độ này trong khoảng 2 giờ đến 4 giờ hoặc cho đến khi toàn bộ thể tích mẫu đạt trạng thái đóng băng hoàn toàn. Trong giai đoạn này, nước trong hệ lỗ rỗng tăng thể tích khoảng 9% khi chuyển sang trạng thái rắn, tạo ra áp suất bên trong vật liệu.

Bước 3: Thực hiện giai đoạn tan băng

Sau giai đoạn đóng băng, mẫu được chuyển sang môi trường nhiệt độ dương để nước đá tan hoàn toàn.

Quá trình tan băng thường được thực hiện bằng cách ngâm mẫu trong nước ở nhiệt độ 20°C ± 5°C hoặc đặt trong môi trường có nhiệt độ từ 20°C đến 30°C. Thời gian duy trì thường từ 2 giờ đến 3 giờ tùy thuộc vào kích thước và chủng loại vật liệu.

Bước 4: Lặp lại chu kỳ đóng băng – tan băng

Một chu kỳ thử nghiệm hoàn chỉnh bao gồm:

Đóng băng → Duy trì nhiệt độ âm → Tan băng → Duy trì nhiệt độ dương

Chu trình này được lặp lại liên tục theo số chu kỳ quy định. Tùy thuộc vào loại sản phẩm và tiêu chuẩn áp dụng, số chu kỳ thử nghiệm có thể là 25, 50 hoặc 100 chu kỳ nhằm đánh giá khả năng chống chịu của vật liệu trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Bước 5: Đánh giá kết quả thử nghiệm

Sau khi hoàn thành số chu kỳ quy định, mẫu được kiểm tra ngoại quan và xác định các chỉ tiêu kỹ thuật liên quan.

Đối với gạch, ngói hoặc đá ốp lát, các chỉ tiêu thường được đánh giá bao gồm sự thay đổi khối lượng, tình trạng nứt vỡ, bong tróc hoặc hư hỏng bề mặt. Độ hao hụt khối lượng được xác định theo công thức:

Δm = (m₀ − m₁)/m₀ × 100%

Trong đó:

• m₀ là khối lượng mẫu trước thử nghiệm;
• m₁ là khối lượng mẫu sau thử nghiệm.

Đối với keo dán gạch, vữa xây dựng hoặc vật liệu chống thấm, mẫu được xác định lại các chỉ tiêu cơ lý như cường độ bám dính, cường độ kéo hoặc cường độ chịu nén. Kết quả sau thử nghiệm được so sánh với mẫu đối chứng hoặc yêu cầu của tiêu chuẩn để đánh giá mức độ suy giảm tính năng do tác động của chu kỳ đóng băng – tan băng.

5. Năng lực thử nghiệm độ bền băng giá trong môi trường nhiệt độ, độ ẩm tại OPACONTROL 

OPACONTROL là đơn vị có năng lực chứng nhận và thử nghiệm vật liệu xây dựng, đáp ứng nhu cầu đánh giá chất lượng sản phẩm theo các tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật hiện hành. Đối với phép thử độ bền băng giá trong môi trường nhiệt độ, độ ẩm, OPACONTROL sở hữu nhiều lợi thế nổi bật:

• Hệ thống thiết bị thử nghiệm môi trường chuyên dụng, có khả năng mô phỏng chính xác các chu kỳ đóng băng – tan băng theo yêu cầu kỹ thuật.
• Có năng lực thử nghiệm vật liệu xây dựng cho nhiều nhóm sản phẩm. 
• Đội ngũ kỹ thuật viên, chuyên gia giàu kinh nghiệm trong lĩnh vực thử nghiệm và đánh giá vật liệu xây dựng.
• Kết quả thử nghiệm có độ tin cậy cao, hỗ trợ doanh nghiệp kiểm soát chất lượng sản phẩm và đáp ứng yêu cầu của các dự án xây dựng.
• Có đầy đủ năng lực thử nghiệm và chứng nhận theo QCVN, TCVN, giúp doanh nghiệp tiết kiệm thời gian và chi phí thực hiện.
• Hỗ trợ tư vấn kỹ thuật, hướng dẫn chuẩn bị hồ sơ và giải đáp các yêu cầu liên quan đến thử nghiệm, chứng nhận sản phẩm.
• Cam kết thời gian thực hiện nhanh chóng, quy trình chuyên nghiệp và dịch vụ hỗ trợ xuyên suốt trong quá trình đánh giá chất lượng sản phẩm.

Với năng lực chuyên môn cùng hệ thống phòng thử nghiệm được đầu tư bài bản, OPACONTROL là đối tác đáng tin cậy của nhiều doanh nghiệp trong hoạt động thử nghiệm, chứng nhận và đánh giá sự phù hợp đối với vật liệu xây dựng.

CÔNG TY TNHH TIÊU CHUẨN ĐO LƯỜNG OPACONTROL

Website: https://opacontrol.com.vn/

Email: opa@opacontrol.vn

Facebook: https://www.facebook.com/opacontrol

SĐT: 1800 6464 38 – 024 2206 1628