BÁO cáo THÍ NGHIỆM sức bền vật LIỆU vật LIỆU xây DỰNG THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM kéo nén các mẫu vật LIỆU

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM BỘ MÔN THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG - BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU VẬT LIỆU XÂY DỰNG NHÓM GVHD: THẦY TRƢƠNG VĂN CHÍNH Buổi học : Chiều thứ TP HCM, 30/4/2020 PHẦN I: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU XÂY DỰNG Phân cơng cơng việc nhóm: Bảng phân công phân công thực báo cáo, xử lý số liệu, nhận xét đánh giá Sinh Viên Thực Phạm Quốc Cường Nguyễn Thanh Hải Lê Võ Quang Bình Đinh Khắc Tuấn Anh Nguyễn Văn Toàn Nguyễn Hoàng Phúc Bùi Xuân Khải Lê Quang Hùng Nguyễn Thanh Hùng 10 Nguyễn Văn Diêu PHẦN I: THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM KÉO - NÉN CÁC MẪU VẬT LIỆU Ngành đào tạo: Kỹ sư xây dựng Số tiết thí nghiệm: tiết Ngày thí nghiệm: Ngày viết báo cáo: A MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: - Nâng cao hiểu biết trình chịu đựng vật liệu từ bắt đầu gia tải đến bị phá hoại - Vẽ biểu đồ quan hệ ứng suất biến dạng vật liệu chịu lực - Xác định tiêu lý vật liệudh -ch -b - E –– G - Hiểu tính sử dụng thiết bị thí nghiệm: biết cách sử dụng thước kẹp đồng hồ đo chuyển vị B TỔ CHỨC THÍ NGHIỆM: - Một nhóm thí nghiệm gồm 18 sinh viên, sinh viên phải trục tiếp thực hành thí nghiệm kéo – nén vật liệu - Số lượng thí nghiệm: mẫu thí nghiệm o thí nghiệm kéo mẫu vật liệu dẻo o thí nghiệm kéo mẫu vật liệu dịn o mẫu thí nghiệm nén mẫu vật liệu dịn o mẫu thí nghiệm kéo vật liệu gỗ o mẫu thí nghiệm nén vật liệu gỗ o thí nghiệm uốn mẫu vật liệu gỗ - Giáo viên hướng dẫn cho sinh viên nội dung chính: o Cách sử dụng đọc loại đồng hồ thí nghiệm o Các bước thí nghiệm với mẫu thí nghiệm o Cách chép sử lý số liệu thí nghiệm o Lập báo cáo kết thí nghiệm C D TRANG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM: Thiết bị gây tải: máy kéo vạn 5T Đồng hồ đo chuyển vị khuếch đại cao tầng Thước kẹp khuếch đại 10 lần KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: -Được trình bày theo nội dung thí nghiệm BÀI 1: THÍ NGHIỆM KÉO THÉP (VẬT LIỆU DẺO) Kích thƣớc mẫu a) Trước thí nghiệm: - Mẫu hình trụ - Chiều dài: l0 = 181mm - Đường kính: Khơng gân d0 = 12,3 mm, có gân d1 = 14,1 mm  12,314,1 Đường kính trung bình : d 0tb 13, 2mm 2 -Diện tích tiết diện ngang : F0 = 136,85 mm = 1,3685 cm b) Sau thí nghiệm: -Chiều dài: -Đường kính: Khơng gân d0 = 8,5 mm, có gân d1 = 9,2 mm 2 -Diện tích tiết diện ngang : F1 = 61.5 mm = 0.615 cm 2.Các số liệu thí nghiệm Cấp tải trọng (kG) 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 7700 7750 7800 7800 8000 8100 8250 8500 8600 8750 8900 8950 9000 9050 9100 9150 9200 9200 9200 9000 8750 8500 8250 8000 7750 7500 7250 7000 Vẽ biểu đồ quan hệ ứng suất 8000.00 7000.00 6000.00 5000.00 4000.00 3000.00 2000.00 1000.00 0.00 Xác định tiêu lý vật liệu P 7700 Giới hạn đàn hồi:dh dh  5626.6kG / cm2 Giới hạn chảy:ch F0 P 1.3685 7800    5699.7 kG / cm2 F0 1.3685 ch  Giới hạn bền:b P b  9200   6722.7 kG / cm2  F0 1.3685 Mô đun đàn hồi: E tg 5626.6 0.0531 105962.34kG / cm  Hệ số nở hông: Mô đun đàn hồi trượt: G Độ thắt tỉ đối: Nhận xét q trình thí nghiệm kéo mẫu thép: - Trong trình kéo thép, ta vẽ biểu đồ ứng suất – biến dạng trên, bao gồm giai đoạn sau : + Từ mức tải trọng kG đến mức tải trọng 7700 kG, tương ứng với ứng suất từ 2 kG/cm đến 5626.6 kG/cm , biểu đồ gần đường thẳng Đây giai đoạn biến dạng đàn hồi thép Khi đó, mối quan hệ ứng suất biến dạng tuyến tính tuân theo định luật Hooke Giá trị ứng suất 5626.6 kG/cm gọi giới hạn đàn hồi + Tiếp tục gia tăng tải trọng giá trị khơng kể, giá trị biến dạng tăng nhanh Đồ thị có dạng gần đường thẳng số nằm ngang Đây giai đoạn thép chảy dẻo Giá trị tải trọng giai đoạn 7800 kG tương ứng với giá trị ứng suất 5699.67 kG/cm Đây giá trị giới hạn chảy thép + Sau giai đoạn chảy dẻo, tiếp tục gia tải thấy thép khơng chảy lại chịu lực (thép gia cường) Lúc này, tải trọng tăng biến dạng tăng Đồ thị có dạng đường cong Giai đoạn gọi giai đoạn củng cố Giá trị tải trọng 9200 kG giá trị tải trọng lớn mà thép chịu giá trị ứng suất 6722.7 kG/cm ứng với giới hạn bền Tại vị trí mẫu thép bắt đầu xuất eo thắt + Tiếp tục gia tải, ta thấy đồng hồ đo biến dạng tăng nhanh đồng hồ tải trọng bắt đầu giảm kim đồng hồ tải trọng đến vị trí 7000 (kG) có tiếng nổ lớn mẫu thép bị đứt gãy vị trí eo thắt - Sau lấy mẫu kiểm tra thấy đường kính eo thắt 8.5 (mm) giảm 3.8 (mm) so với ban đầu, độ thắt tỉ đối 55.06% - Từ thí nghiệm trên, ta kết luận thép vật liệu dẻo Các kết thu tương đối phù hợp với lý thuyết vật liệu dẻo Tuy nhiên, số điểm chưa phù hợp giai đoạn đàn hồi, đồ thị chưa xác tuyến tính, biến dạng tương đối lớn,… Nguyên nhân sai số đọc đồng hồ chưa xác, vị trí tiếp xúc thép máy chưa phù hợp tiêu chuẩn, sai sót sản xuất thép,… 14 BÀI 6: THÍ NGHIỆM UỐN PHẲNG MẪU GỖ Mục đích: - Xác định cường độ chịu uốn giới hạn mẫu gỗ độ ẩm tự nhiên Mẫu thí nghiệm: - Gỗ dầu có tiết diện 20 x 30, dài 300mm, L0=240mm - Được gia công đưa mẫu chịu kéo theo TCVN 365 – 70 - Độ ẩm mẫu gỗ: điều kiện tự nhiên Sơ đồ thí nghiệm: - Sơ đồ đặt tải kéo mẫu: - Tốc độ gia tải: 1KG/sm - Gối tựa truyền tải: lăn kim loại hình trụ D = 20 , L = 30 Số liệu kết thí nghiệm: Số Kích thước mẫu (mm) TT mẫu Nhận xét kết luận: Mẫu gỗ bị gãy nơi momen đạt giá trị cực đại vết nứt nghiêng hình thành thớ bên phát triển dọc lên thớ phía trên, tức thớ chịu nén, thớ chịu kéo - Kết thí nghiệm có nhiều sai biệt lớn gỗ vật liệu không đồng - Gỗ chịu uốn tốt (nhỏ kéo dọc lớn nén dọc) 15 Phần II: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG A GIỚI THIỆU CHUNG - Ngành đào tạo: xây dựng dân dụng cơng nghiệp - Số tiết thí nghiệm: 15 tiết Thời điểm thí nghiệm: Các thí nghiệm thực sau sinh viên học phần lý thuyết tương ứng Các loại vật liệu xây dựng dùng thí nghiệm: gạch ống, gạch thẻ, xi măng, bêtơng, cốt liệu B MỤC ĐÍCH U CẦU Sau thực hành thí nghiệm, sinh viên cần đạt yêu cầu sau: Hiểu biết cơng tác thí nghiệm (khâu chuẩn bị mẫu, khâu chuẩn bị trang thiết bị, khâu thí nghiệm, khâu xử lý số liệu đánh giá kết quả) Nâng cao hiểu biết trình chịu lực từ bắt đầu gia tải đến vật liệu bị phá hoại Xác định số tiêu lý vật liệu xây dựng như: giới hạn cường độ chịu nén, chịu uốn, độ sụt mác vật liệu Hiểu tính sử dụng biết vận hành trang thiết bị, máy móc thí nghiệm C TỔ CHỨC THÍ NGHIỆM: Một nhóm thí nghiệm gồm có 15-20 sinh viên sinh viên hướng dẫn trực tiếp thực hành thí nghiệm với thí nghiệm cụ thể - Các thí nghiệm gồm có: Bài 1: Thiết kế cấp phối – chế tạo mẫu bê tông – vữa xi măng Bài 2: Thí nghiệm xác định độ sụt hỗn hợp bêtơng Bài 3: Thí nghiệm xác định giới hạn cường độ chịu nén bêtông Bài 4: thí nghiệm xác định giới hạn bền uốn xi măng Bài 5: Thí nghiệm xác định giới hạn bền nén xi măng Bài 6: Thí nghiệm xác định giới hạn cường độ chịu nén gạch ống lỗ Bài 7: Thí nghiệm xác định độ bền uốn gạch thẻ Bài 8: Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích xi măng, cát , đá dăm, gạch, vữa, xi măng, bê tơng D KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Được trình bày theo nội dung thí nghiệm cụ thể 16 BÀI 1: CHẾ TẠO VỮA BÊ TÔNG XÂY DỰNG 1.Nguyên Vật Liệu 3 - Xi măng: PCB 40;a = 3.1 T/m ;o= 1.1 T/m ; Cường độ 40 MPa - Cát vàng:a = 2.65 T/m ;o = 1.45 T/m ; W= % ; - Đá dăm:a = 2.7 T/m ;o = 1.42 T/m ; W= % ; Đmax = 20 mm - Phụ gia: Sử dụng phụ gia: Không c đ c 3 đ Giảm nước: Không; Liều lượng: Không; Chất lượng cốt liệu: Trung bình - Nước: Dùng nước máy phịng thí nghiệm 2.u Cầu - Thiết kế cấp phối bê tông mác 250; SN = 4-6 cm - Thí nghiệm xác định độ sụt SN hỗn hợp bê tông (bài 2) - Chế tạo mẫu bê tơng kích thước 15x15x15cm để xác định mác bê tông theo cường độ chịu nén 3.Trinh bày thiết kế cấp phối bê tông Xác định thông số vật lýa,o, r, W nguyên vật liệu - Tính tốn (theo phương pháp thể tích tuyệt đối cơng thức thực nghiệm Bolomey – Kramtaev): a Tính liều lƣợng nguyên vật liệu trạng thái khô dùng cho 1m bê tông: - Xác định tỉ số X/N:  X R Sử dụng công thức N  A RbX 0,5 Khi 1,4 X/N 2,5 Rb ≤ 500 kG/cm X  N - 0.55 x400 Xác định N: (tra bảng, vào SN = 4-6 cm, Dmax cốt liệu = 20 mm, tt loại cốt liệu trung bình) N = 200(l/m ) - Xác định X: X  N N  1.64 x 200 328kg X tt So sánh với lượng XM quy định tối thiểu, chọn giá trị X  328 kg 17 - Xác định phụ gia: Không - Xác định lượng đá dăm hay sỏi: - rD : Độ rỗng cốt liệu rD 1-( / a ) 1-(1.42/2.7) 0.474 -  : Hệ số tăng vữa (hệ số bao bọc) : Tra bảng - Tính lượng cát cho 1m bê tơng: C[1000( b Tính liều lƣợng nguyên vật liệu trạng thái ẩm cho m bê tông: X1 = X=328 (kg) w C1 = C = C.(1+Wc) = 662.82x (1+0.02)= 676.07 w (kg) Đ1 = Đ = Đ.(1+Wđ) = 1199x1= 1199 ( kg) N1 = N - (C.Wc + Đ.Wđ)= 200 – (662.82x0.02+1198x0)=186.74 (l) c Kiểm tra vật liệu thực nghiệm: Lấy liều lượng nguyên vật liệu để đúc mẫu bê tông (11 lít) kích thước 15x15x15cm, đem nhào trộn để kiểm tra SN, dưỡng  hộ sau 28 ngày điều kiện chuẩn, xác định Rn lấy kết trung bình Mác bê tông Kết thiết kế cấp phối bê tông Bê tông mác M 250 , SN =…4-6….cm: A = 0.5 X/N = 1.94 Nguyên vật liệu Xi măng Cát vàng Đá dăm Nước Phụ gia 18 BÀI 2:THÍ NGHIỆM THỬ ĐỘ SỤT (SN) CỦA HỖN HỢP BÊ TƠNG (Theo TCVN 3106:1993) Mục Đích: Xác định độ sụt SN hỗn hợp bê tông Thiết bị thử: - Côn thử độ sụt tiêu chuẩn: d=100, D=200, H=300 - Que đầm (thanh thép tròn trơn Ø16, dài 600mm, đầu múp tròn) -Thước kim loại (dài 30cm) Lấy mẫu thí nghiệm: - Hỗn hợp bê tông trộn tay - Khối lượng nguyên vật liệu: theo Tiến hành thử: - Đặt côn lên ẩm, không thấm nước Đổ hỗn hợp bê tông qua phễu vào côn làm lớp, chiều cao lớp khoảng 1/3 chiều cao côn Dùng que chọc lớp 25 lần chọc từ vào giữa, lớp sau xuyên qua lớp trước 2-3 cm, lớp cuối vừa chọc vừa đổ Xoa mặt, từ từ nhấc côn lên theo phương thẳng đứng (trong khoảng 510s) Đặt côn sang bên cạnh đo chênh lệch chiều cao miệng côn điểm cao cuẩ khối hỗn hợp (chính xác đến 0,5cm) Số liệu đo độ sụt hỗn hợp bê tơng (Tổng thời gian từ hỗn hợp vào côn đến nhấc côn khỏi khối hỗn hợp không 150s) Sơ đồ thí nghiệm: Số liệu kết thí nghiệm : Loại bê tơng M250 19 BÀI 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN BỀN NÉN CỦA BÊ TƠNG (Theo TCVN 3118:1993) 1.Mục đích: -Xác định mác bê tông theo giới hạn cường độ chịu nén -Theo TCVN 6025:1995 phân loại mác bê tông theo cường độ chịu nén sau: Mẫu thí nghiệm: -Nhóm mẫu gồm viên mẫu -Kích thước viên mẫu chuẩn 150x150x150 mm (Các viên mẫu khác kích thước thử nén cần tính đổi kết viên mẫu chuẩn ) Thiết bị thử: -Máy nén -Thước 4.Sơ đồ thí nghiệm: -Sơ đồ đặt tải nén mẫu 20 Số liệu kết thí nghiệm: Mác Thiết kế M200, SN = 2-4 cm Kí hiệu mẫu b M1 M2 M3 145.3 156.1 14.8 Nhận xét kết luận: Do mẫu nén tạo lâu với cấp phối thiết kế M=200 với độ sụt SN = - Nhưng thực tế thí nghiệm cho thấy sau 272 ngày mẫu nén chịu lực nén phá hủy với cường độ chịu nén 78% cường độ chịu nén bê tông mác 200 Lý mẫu tạo trước lâu, sai sót q trình tính tốn cấp phối, q trình trộn, mẫu chưa bảo dưỡng cách Dựa cường độ chịu nén bê tơng thí nghiệm, ta thấy bê tông vật liệu chịu nén tốt 21 BÀI 6: THÍ NGHIỆM ĐỘ BỀN NÉN CỦA GẠCH ỐNG LỖ (Theo TCVN 6355-1:1998) 1.Mục đích: - Xác định mác gạch theo giới hạn cường độ chịu nén gạch lỗ - Theo TCVN 1450:1986, gạch rỗng đất sét nung phân thành mác sau:35; 50; 75; 100; 125; 150 Các kí hiệu quy ước: GR90-1V47-M50 (Gạch rỗng dày 90-4 lỗ vuông - r =47% - Mác 50) GR90-4T20 (Gạch rỗng dày 90-4 lỗ tròn - r =20% ) GR90-4CN40 (Gạch rỗng dày 90-4 lỗ chữ nhật - r =40% ) GR60-2T15 (Gạch rỗng dày 60-2 lỗ tròn - r =15% ) GR200-6CN52 (Gạch rỗng dày 200-6 lỗ chữ nhật - r =52% ) Nguyên tắc: Đặt mẫu gạch lên máy nén nén đến mẫu bị phá hủy Từ lực phá hủy lớn tính cường độ chịu nén mẫu gạch 3.Mẫu thí nghiệm:  Số lượng mẫu thử nén mẫu gạch gia công theo TCVN 6355-1:1998  Khi thử, mẫu trạng thái ẩm tự nhiên b 4.Sơ đồ thí nghiệm: h Mặt cắt ngang viên gạch S1 S S3 N h b Sơ đồ đặt tải nén mẫu N 5.Số liệu kết thí nghiệm mẫu: 22 STT l 90,7 88.2 91.4 90.6 88.6 Nhận xét kết luận: - Khi bị phá hoại, gạch xuất vết nứt từ xuống theo phương đứng theo cạnh lỗ Điều chứng tỏ lỗ rỗng làm giảm khả chịu nén gạch - Chất lượng viên gạch không đồng có chệnh lệch lớn Lý khuyết tật, trình phơi sấy nung khiến gạch bị co ngót 23 BÀI 7: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN UỐN CỦA GẠCH THẺ 1.Mục đích: Xác định mác gạch theo giới hạn cường độ chịu uốn gạch thẻ Nguyên tắc: - Đặt mẫu gạch lên gối đỡ phụ kiện thử uốn, tác dụng lực lên mẫu qua gối lăn truyền lực mẫu thử từ lực phá hủy lớn nhất, tính cường độ chịu uốn mẫu gạch - Theo TCVN 1450-1986 quy định độ bền uốn nén gạch rỗng đất sét nung không nhỏ trị số bảng sau đây: Mác gạch 150 125 100 75 50 35 3.Mẫu thí nghiệm: - Số lượng mẫu thử uốn mẫu gạch nguyên gia công theo TCVN 6355-2:1998 - Khi thử, mẫu trạng thái ẩm tự nhiên 4.Sơ đồ thí nghiệm: Mặt cắt ngang viên gạch: Sơ đồ đặt tải uốn mẫu: Số liệu kết thí nghiệm mẫu: 24 stt l 181.5 182.2 183.1 182.1 182.6 6.Nhận xét kết luận: Gạch thẻ có cường độ chịu uốn nhỏ, ta kết luận gạch thẻ chịu uốn khơng tốt Các mẫu thí nghiệm có chênh lệch cường độ chịu uốn lớn (Mẫu : 33.3% ; mẫu : 39.4% ; mẫu : 47%) Lý khuyết tật, trình phơi sấy nung khiến gạch bị co ngót, có sai sót khâu sản xuất 25 ... nghiệm: mẫu thí nghiệm o thí nghiệm kéo mẫu vật liệu dẻo o thí nghiệm kéo mẫu vật liệu dịn o mẫu thí nghiệm nén mẫu vật liệu dịn o mẫu thí nghiệm kéo vật liệu gỗ o mẫu thí nghiệm nén vật liệu gỗ o thí. .. PHẦN I: THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM KÉO - NÉN CÁC MẪU VẬT LIỆU Ngành đào tạo: Kỹ sư xây dựng Số tiết thí nghiệm: tiết Ngày thí nghiệm: Ngày viết báo cáo: A... thí nghiệm uốn mẫu vật liệu gỗ - Giáo viên hướng dẫn cho sinh viên nội dung chính: o Cách sử dụng đọc loại đồng hồ thí nghiệm o Các bước thí nghiệm với mẫu thí nghiệm o Cách chép sử lý số liệu thí