BÊ TÔNG - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ LĂNG TRỤ, MÔĐUN ĐÀN HỒI VÀ HỆ SỐ POISSON

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 5726:20xx Xuất lần BÊ TÔNG - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ LĂNG TRỤ, MÔĐUN ĐÀN HỒI VÀ HỆ SỐ POISSON Hardened concrete - Test method for prismatic compressive strength, modulus of elasticity and Poisson’s ratio HÀ NỘI - 20xx TCVN 5726:20xx Mục lục Trang Lời nói đầu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thiết bị, dụng cụ Chuẩn bị bảo quản mẫu thử Cách tiến hành Biểu thị kết Báo cáo thử nghiệm 11 Phụ lục A (tham khảo) Xác định cường độ lăng trụ mô đun đàn hồi gia nhiệt 12 TCVN 5726:20xx Lời nói đầu TCVN 5726:20xx thay TCVN 5726:1993 TCVN 5726:20xx xây dựng sở tham khảo tiêu chuẩn Liên bang Nga GOST 24452-80 TCVN 5726:20xx Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 5726:20xx Bê tông - Phương pháp xác định cường độ lăng trụ, môđun đàn hồi hệ số Poisson Hardened concrete - Test method for prismatic compressive strength, modulus of elasticity and Poisson’s ratio Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định cường độ lăng trụ, mô đun đàn hồi hệ số Poisson bê tơng CHÚ THÍCH: Xác định cường độ lăng trụ, môđun đàn hồi gia nhiệt thực theo phụ lục A Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 3105:20xx, Hỗn hợp bê tơng bê tông - Lấy mẫu, chế tạo bảo dưỡng mẫu thử TCVN 3115:20xx, Bê tông - Phương pháp xác định khối lượng thể tích TCVN 3118:20xx, Bê tơng - Phương pháp xác định cường độ chịu nén TCVN 12252:2020, Phương pháp xác định cường độ mẫu khoan, cắt từ kết cấu Thiết bị, dụng cụ 3.1 Khung đo biến dạng có kích thước hình dạng phụ hợp, có bố trí phụ kiện để gá vào mẫu đo theo ngun tắc mơ tả Hình 3.2 Biến dạng kế: Các loại đồng hồ đo biến dạng lắp khung gá vào mẫu (Hình 1), đo biến dạng tương độ xác không nhỏ  10 5 Biến dạng kế sau lắp vào khung phải đảm bảo không dịch chuyển tương đối so với mẫu trình đo biến dạng Cho phép sử dụng phiến đo biến dạng dán lên bề mặt bê tông với độ xác tương tự 3.3 Máy nén đáp ứng quy định nêu 3.1, TCVN 3118:20xx 3.4 Thước đo có độ dài phù hợp có vạch chia đến mm TCVN 5726:20xx Kích thước tính milimét CHÚ DẪN: a Kích thước cạnh tiết diện mẫu thử h Chiều cao mẫu thử Hình - Sơ đồ lắp đặt khung đo vào mẫu thử Chuẩn bị bảo quản mẫu thử 4.1 Cường độ lăng trụ, môđun đàn hồi, hệ số Poisson bê tông xác định tổ mẫu bê tông lăng trụ mẫu trụ với tỷ lệ chiều cao chiều rộng (hoặc đường kính) Chiều rộng (đường kính) mẫu lấy 70 mm, 100 mm, 150 mm, 200 mm 300 mm phụ thuộc vào kích thước lớn hạt cốt liệu (theo TCVN 3105:20xx) yêu cầu khác TCVN 5726:20xx Mẫu tiêu chuẩn có kích thước 150 mm x150 mm x 600 mm 4.2 Lấy mẫu hỗn hợp bê tông, đúc, bảo dưỡng mẫu thử thực theo TCVN 3105:20xx Khoan cắt mẫu bê tông để thử nghiệm thực theo TCVN 12252:2020 Mỗi tổ mẫu gồm mẫu lăng trụ mẫu trụ 4.3 Nếu khơng có số liệu cường độ chịu nén, cần chuẩn bị tổ mẫu để thí nghiệm cường độ chịu nén gồm viên mẫu lập phương có kích thước cạnh kích thước cạnh (hoặc đường kính) viên mẫu dùng để xác định môđun đàn hồi và/hoặc hệ số Poisson, chuẩn bị điều kiện chuẩn bị mẫu thí nghiệm mơ đun đàn hồi hệ số Poisson 4.4 Nếu có yêu cầu đưa mẫu trạng thái khác mô trạng thái kết cấu, thực theo quy trình nêu TCVN 3115:20xx 4.5 Nếu khơng có u cầu khác trạng thái mẫu thử, trước thí nghiệm, cần lưu mẫu phịng thí nghiệm khơng h 4.6 Với mẫu khoan cắt từ kết cấu, dùng vải ẩm phủ lên mẫu trước thử trừ có yêu cầu bảo quản khác 4.7 Độ sai lệch kích thước, độ phẳng, độ vng góc mẫu thử phải thỏa mãn u cầu nêu 6.4, TCVN 3105:20xx 4.8 Xác định khối lượng thể tích độ ẩm bê tơng thời điểm thí nghiệm (khi cần thiết) theo TCVN 3113:20xx TCVN 3115:20xx 4.9 Đánh dấu khoảng đo biến dạng mặt mẫu sau: - Với mẫu lăng trụ, mặt đứng viên mẫu, kẻ đường trung bình theo chiều dài mẫu; - Với mẫu trụ, kẻ đường sinh cách Trên đường trung bình, đường sinh kẻ, đánh dấu khoảng đo biến dạng dọc ngang cách hai đầu viên mẫu Khoảng đo biến dạng chọn đáp ứng yêu cầu sau: - Lớn 2,5 lần kích thước lớn hạt cốt liệu không nhỏ 50 mm dùng phiến đo 100 mm dùng đồng hồ đo; - Không lớn 2/3 chiều dài viên mẫu 4.11 Lắp khung đo lên mẫu Theo đường kẻ vạch (ở 4.10), lắp đồng hồ đo theo đường trung bình viên mẫu lăng trụ theo sơ đồ Hình 1, theo đường sinh viên mẫu trụ Thiết bị đo biến dạng ngang phải lắp theo chiều cao mẫu, vng góc với khoảng đo biến dạng dọc mẫu TCVN 5726:20xx Cách tiến hành 5.1 Lựa chọn thang lực xác định cường độ lăng trụ theo TCVN 3118:20xx Lựa chọn thang lực xác định môđun đàn hồi và/hoặc hệ số Poisson cho tải trọng phá hủy dự kiến nằm khoảng từ 70 % đến 80 % tải trọng tối đa thang lực 5.2 Lựa chọn giá trị tải trọng phá hủy dự kiến ( Pe ) dùng thí nghiệm mơđun đàn hồi và/hoặc hệ số Poisson theo hai cách sau: - Lấy theo số liệu cường độ chịu nén bê tông quy định tài liệu kỹ thuật; - Lấy 80 % đến 90 % cường độ chịu nén tổ mẫu lập phương xác định theo TCVN 3118:20xx, có kích thước mặt cắt, chế tạo từ hỗn hợp bê tông 5.3 Xác định Môđun đàn hồi 5.3.1 Trước thử nghiệm, mẫu lắp thiết bị đo đặt vào tâm thớt máy nén chỉnh đồng hồ đo biến dạng Trước tăng tải phải kiểm tra điều chỉnh thị lực máy nén 5.3.2 Đặt lực nén ban đầu (sau coi giá trị quy ước) lên mẫu cho lực nén không lớn % tải trọng phá hủy dự kiến 5.3.3 Tiến hành định tâm mẫu Mẫu coi định tâm tăng tải từ giá trị quy ước đến tải trọng Pe  ( 40  5) %, chênh lệch biến dạng theo mặt mẫu đường sinh khơng vượt q 15 % giá trị trung bình chúng Nếu không đáp ứng điều kiện mức tải trọng lớn Pe  (15  5) %, cần dỡ tải mẫu, dịch mẫu so với trục trung tâm phía có biến dạng lớn tiến hành định tâm lại Hủy mẫu sau lần định tâm không thành công 5.3.4 Trong trình định tâm mẫu, biến dạng theo mặt mẫu xác định theo công thức sau: 1  '1  ('2  '1 )  c 2c  a (1)    '1  ('2  '1 )  (a  c) 2c  a (2) đó: 1  biến dạng theo hai mặt mẫu (hoặc hai đường sinh) đối diện mẫu, tính milimét (mm);  '1 '2 biến dạng đọc đồng hồ đặt hai mặt (hoặc hai đường sinh) đối diện mẫu, tính milimét (mm); TCVN 5726:20xx a kích thước cạnh mẫu, tính milimét (mm); c khoảng cách từ trục biến dạng cạnh mẫu, tính milimét (mm) 5.3.5 Gia tải mẫu theo cấp đến mức tải trọng Pe  ( 40  5) %, cấp 10 % tải trọng phá hủy dự kiến Trong phạm vi cấp, giữ không đổi tốc độ gia tải (0,6 ± 0,2) MPa/s Khi đạt tải trọng quy định cấp, giữ tải vòng từ đến min, ghi lại số đo thiết bị thời điểm bắt đầu kết thúc giữ tải vào nhật ký 5.3.6 Ở mức tải trọng Pe  ( 40  5) %, khơng có u cầu khác, dỡ bỏ thiết bị đo khỏi mẫu Sau đó, nén mẫu tới phá hủy theo TCVN 3118:20xx Biểu thị kết 6.1 Cường độ lăng trụ viên mẫu R tính megapascal (MPa), xác đến 0,1 MPa theo cơng thức: R  P A (3) đó: P tải trọng phá hủy, tính niutơn (N); A diện tích tiết diện chịu nén, tính milimét vng (mm²) 6.2 Mơ đun đàn hồi tính theo cơng thức: E 1  1y (4) đó: E môđun đàn hồi viên mẫu mức tải trọng P1  0,3  Pe , tính megapascal (MPa); 1  P1 gia tăng ứng suất tải trọng tăng từ giá trị quy ước đến tải trọng 30 % A tải trọng phá hủy, tính megapascal (MPa); P1 gia tăng tải trọng tương ứng, tính Niu-tơn (N); Pe tải trọng phá hủy dự kiến, tính Niu-tơn (N);  y gia tăng biến dạng tương đối đàn hồi tức thời dọc trục mẫu, ứng với mức tải trọng P1  0,3  Pe đo đầu cấp tải TCVN 5726:20xx Trong giới hạn cấp tải, biến dạng xác định nội suy tuyến tính 6.3 Hệ số Poisson bê tơng tính cho mẫu mức tải trọng 30 % so với tải trọng phá hủy theo công thức:  2y 1y (5) đó:  hệ số Poisson bê tơng tính cho mẫu;  2y gia tăng biến dạng tương đối đàn hồi tức thời ngang trục, tính milimét (mm), ứng với mức tải trọng P1  0,3  Pe đo đầu cấp tải, tính milimét (mm) 6.4 Giá trị  y  y xác định theo công thức sau:  y      1n (6)  y      2n (7) đó: 1  gia tăng biến dạng tương đối dọc ngang trục mẫu ứng với mức tải trọng P1  0,3  Pe , đo thời điểm kết thúc giữ tải cấp tải trọng;   1n   n gia tăng biến dạng tương đối dọc ngang trục từ biến nhanh, giữ tải bậc đến mức tải trọng P1  0,3  Pe Gia tăng biến dạng tương đối dọc ngang trục tính trung bình cộng số thiết bị bốn mặt mẫu lăng trụ ba - bốn đường sinh mẫu trụ 6.5 Giá trị 1  mẫu tính sau: 1  l1 l1 (8) 2  l2 l2 (9) đó: l1 l2 giá trị tuyệt đối gia tăng biến dạng dọc ngang trục mẫu, tính milimét (mm), gây nên gia tăng ứng suất tương ứng; l1 l2 khoảng cách đo biến dạng dọc ngang trục mẫu, tính milimét (mm) 10 TCVN 5726:20xx Khi sử dụng phiến đo thiết bị tương tự mà thang đo chúng chia theo đơn vị biến dạng tương đối giá trị 1  xác định trực tiếp thang đo thiết bị 6.5 Cường độ lăng trụ, mô đun đàn hồi hệ số Poisson tổ mẫu tính giá trị trung bình cộng kết tương ứng viên mẫu giá trị nhỏ lớn không lệch 15 % so với giá trị trung bình tổ mẫu Trường hợp không thỏa mãn điều kiện này, loại bỏ giá trị lớn nhỏ tổ mẫu, cường độ lăng trụ, mô đun đàn hồi hệ số Poisson tổ mẫu lấy giá trị lại tổ mẫu Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm gồm thơng tin sau: - Ký hiệu mẫu; - Ngày đúc mẫu, lấy mẫu; - Địa điểm đúc mẫu, lấy mẫu; - Ngày thử mẫu; - Tuổi mẫu bê tông thử; - Trạng thái mẫu thử; - Giá trị cường độ phá hủy dự kiến sử dụng; - Cường độ lăng trụ viên mẫu tổ mẫu; - Biến dạng tương đối tức thời dọc ngang của mẫu tổ mẫu; - Môđun đàn hồi mẫu tổ mẫu; - Hệ số Poisson mẫu tổ mẫu - Viện dẫn tiêu chuẩn này; - Người thử nghiệm 11 TCVN 5726:20xx Phụ lục A (quy định) Xác định cường độ lăng trụ mô đun đàn hồi gia nhiệt A.1 Thiết bị, dụng cụ A.1.1 Buồng gia nhiệt dùng điện (Hình A.1) phải đảm bảo gia nhiệt mẫu theo chế độ cho trước đến nhiệt độ yêu cầu gia nhiệt bê tông vùng đo biến dạng Chênh lệch nhiệt độ buồng gia nhiệt vùng đo biến dạng không vượt 10 ºC gia nhiệt đến 300 ºC, 20 ºC gia nhiệt từ 300 ºC đến 600 ºC, 30 ºC gia nhiệt từ 600 ºC đến 900 ºC 40 ºC gia nhiệt 900 ºC Buồng gia nhiệt có thớt kê chi tiết nối dài CHÚ DẪN: Vỏ kim loại Lò muffel từ vữa chịu lửa với dây đốt có trở kháng cao a Kích thước cạnh mẫu lăng trụ đường kính mẫu trụ Lớp cách nhiệt H Chiều cao mẫu Hình A.1 - Cấu tạo buồng gia nhiệt A.1.2 Tấm amiăng cách nhiệt đặt thớt kê mặt đáy mẫu, có chiều dày mm gia nhiệt đến 300 ºC, 10 mm gia nhiệt từ 300 ºC đến 600 ºC 15 mm gia nhiệt 600 ºC A.1.3 Các chi tiết nối dài gắn, định vị chặt vào khoảng đo biến dạng mẫu, đảm bảo đo biến dạng bê tông trạng thái gia nhiệt Chi tiết nối dài có đường kính từ mm đến mm làm từ hợp kim invar gia nhiệt tới 200 ºC từ hợp kim nichrome gia nhiệt 200 ºC 12 TCVN 5726:20xx A.1.4 Cặp nhiệt điện đặt khoảng đo biến dạng, tâm mặt cắt mẫu mặt cạnh khoảng mặt mẫu lăng trụ đường vng góc mẫu trụ Cặp nhiệt điện để điều chỉnh nhiệt độ đặt không gian làm việc buồng gia nhiệt Cặp nhiệt điện cần làm vật liệu phù hợp với khoảng nhiệt độ dự kiến sử dụng gia nhiệt mẫu A.1.6 Đồng hồ đo điện chiều để đo suất điện động cặp nhiệt điện A.1.6 Thiết bị điều chỉnh tự động để điều chỉnh nhiệt độ gia nhiệt A.1.7 Máy nén quy định 3.3 trang bị thêm buồng gia nhiệt dùng điện để gia nhiệt mẫu, phụ kiện để gia nhiệt mẫu, đo biến dạng nhiệt độ bê tông theo sơ đồ mô tả Hình A.2 a) Mẫu hình lăng trụ b) Mẫu hình trụ CHÚ DẪN: Bàn kê Tấm kê tháo lắp bàn kê hàn với đầu kê mẫu Lớp cách nhiệt amiăng Lò điện Thớt nén Chi tiết nối dài Đồng hồ 10 Lỗ kê tháo lắp để luồn chi tiết nối dài qua 12 Lớp cách nhiệt Tấm chèn Mẫu thử 11 Chi tiết định vị để đặt lị 13 Cặp nhiệt điện đặt khoảng khơng gian làm việc lị a Kích thước cạnh mẫu lăng trụ đường kính mẫu trụ H Chiều cao mẫu Hình A.2 - Sơ đồ thử nghiệm gia nhiệt 13 TCVN 5726:20xx Trình tự lắp đặt chi tiết thiết bị thử sau: - Luồn chi tiết nối dài (8) xuyên qua lỗ (10) kê tháo lắp (2) bàn kê (1) lắp vào mẫu thử (7) - Khoan lỗ có đường kính lớn đường kính chi tiết nối dài khoảng mm đến mm sâu khoảng 10 mm đến 12 mm vào thân mẫu lắp đầu bẻ cong chi tiết nối dài vào mẫu - Trám lại lỗ khoan vữa chịu lửa sơ sở thủy tinh lỏng với natri fluorosilicat (Na2SiF6) samốt nghiền mịn - Khi thí nghiệm, đặt mẫu thử (7) theo vạch thớt nén, hạ buồng gia nhiệt (4) lên kê tháo lắp (2) bàn kê (1), lắp cặp nhiệt điện (13) vào khoảng khơng gian làm việc lị Khơng gian làm việc lị phía đầu mẫu chèn đầy vật liệu cách nhiệt làm sợi xỉ, quắc kaolin - Lắp đồng hồ (9) kiểm tra khả làm việc đồng hồ A.2 Chuẩn bị bảo quản mẫu Chuẩn bị mẫu thử quy định từ 4.1 đến 4.8, số mẫu để thử cường độ lăng trụ mô đun đàn hồi gồm mẫu, mẫu để xác định cường độ lăng trụ mô đun đàn hồi nhiệt độ gia nhiệt mẫu khác để xác định cường độ lăng trụ mô đun đàn hồi khoảng nhiệt độ phòng từ ºC đến 30 ºC A.3 Tiến hành thử Thực theo quy trình nêu Điều quy định sau: A.3.1 Mẫu bê tông lắp thiết bị thớt nén buồng gia nhiệt A.3.2 Gia nhiệt tới nhiệt độ yêu cầu theo tốc độ tăng nhiệt quy định Bảng A.1.Giữ h sau bắt đầu gia tải theo cấp quy định 5.3.5, thời gian giữ tải cấp 15 min, giữ tải đảm bảo giữ cố định nhiệt độ gia nhiệt yêu cầu Bảng A.1 - Tốc độ gia nhiệt phụ thuộc nhiệt độ yêu cầu Nhiệt độ gia nhiệt lớn nhất, ºC 200 400 600 1000 Tốc độ nâng nhiệt lò , ºC/h 50 100 150 200 A.4 Biểu thị kết A.4.1 Xác định biến dạng đàn hồi tức thời tương đối bê tông gia nhiệt  y theo công thức (4) (6) A.4.2 Xác định mô đun đàn hồi bê tông nhiệt độ gia nhiệt khác theo công thức (4) xác định hệ số suy giảm mô đun đàn hồi bê tông gia nhiệt  theo công thức sau:  14 Et E (A.1) TCVN 5726:20xx đó: Et mơ đun đàn hồi tổ mẫu nhiệt độ gia nhiệt yêu cầu, tính mega pascal (MPa); E mô đun đàn hồi tổ mẫu khoảng nhiệt độ phịng từ ºC đến 30 ºC, tính mega pascal (MPa) A.4.3 Hệ số suy giảm cường độ lăng trụ bê tông gia nhiệt đến nhiệt độ u cầu mt tính theo cơng thức sau: mt  Rt R (A.2) đó: Rt cường độ lăng trụ tổ mẫu nhiệt độ gia nhiệt yêu cầu, tính megapascal (MPa); R cường độ lăng trụ tổ mẫu khoảng nhiệt độ phịng từ ºC đến 30 ºC, tính mega pascal (MPa) A.5 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm gồm thơng tin sau: - Ký hiệu mẫu; - Ngày đúc mẫu, lấy mẫu; - Địa điểm đúc mẫu, lấy mẫu; - Ngày thử mẫu; - Tuổi mẫu bê tông thử; - Trạng thái mẫu thử; - Giá trị cường độ phá hủy dự kiến sử dụng; - Cường độ lăng trụ viên mẫu tổ mẫu; - Hệ số suy giảm cường độ lăng trụ bê tông gia nhiệt; - Biến dạng tương đối tức thời mẫu tổ mẫu điều kiện gia nhiệt nhiệt độ phịng thử nghiệm; - Mơđun đàn hồi mẫu tổ mẫu; - Hệ số suy giảm mô đun đàn hồi bê tông gia nhiệt; - Viện dẫn tiêu chuẩn này; - Người thử nghiệm 15 ... Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định cường độ lăng trụ, mô đun đàn hồi hệ số Poisson bê tơng CHÚ THÍCH: Xác định cường độ lăng trụ, môđun đàn hồi gia nhiệt thực theo phụ lục... 3105:20xx, Hỗn hợp bê tông bê tông - Lấy mẫu, chế tạo bảo dưỡng mẫu thử TCVN 3115:20xx, Bê tông - Phương pháp xác định khối lượng thể tích TCVN 3118:20xx, Bê tông - Phương pháp xác định cường độ chịu nén... thử quy định từ 4.1 đến 4.8, số mẫu để thử cường độ lăng trụ mô đun đàn hồi gồm mẫu, mẫu để xác định cường độ lăng trụ mô đun đàn hồi nhiệt độ gia nhiệt mẫu khác để xác định cường độ lăng trụ