Đang tải... (xem toàn văn)
CHÖÔNG III Thí nghiệm vật liệu xây dựng Biên soạn Th S Nguyễn Ngọc Thành trang 1 THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG Thí nghiệm vật liệu xây dựng Biên soạn Th S Nguyễn Ngọc Thành trang 2 Bài 1 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG VÀ KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH CỦA NGUYÊN VẬT LIỆU A Xác định khối lượng riêng Ý nghĩa Khối lượng riêng a (gcm 3, tm3) là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc (không tính đến khe hở của các hạt) Khối lượng riêng là đại lượng cần thiết để tính toán độ xốp của.
Thí nghiệm vật liệu xây dựng THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang Thí nghiệm vật liệu xây dựng Bài XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG VÀ KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH CỦA NGUYÊN VẬT LIỆU A Xác định khối lượng riêng Ý nghĩa Khối lượng riêng a (g/cm3, t/m3) khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái hồn tồn đặc (khơng tính đến khe hở hạt) Khối lượng riêng đại lượng cần thiết để tính tốn độ xốp ngun liệu, tính chọn cấp phối bê tông a m ( g/cm , T/m3 ) va Xác định khối lượng riêng xi măng 1.1 Dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm + + + + + + bình khối lượng riêng xi măng (hình 1) phễu thuỷ tinh cổ dài (hình 2) tủ sấy cân kỹ thuật có độ xác 0.1g dùng dầu hỏa để thử xi măng ống pipet (hình 3)(dùng để điều chỉnh lượng dầu) Hình bình lechatelier Hình phễu thuỷ tinh cổ dài Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành Hình ống pipet trang Thí nghiệm vật liệu xây dựng 1.2 Tiến hành thử - cân 65g (m) xi măng sấy khô nhiệt độ (1050c 1100c) để nguội bình hút ẩm hay ngồi khơng khí đến nhiệt độ phịng thí nghiệm - đổ dầu hoả vào bình đến vạch số khơng, sau lấy bơng thấm hết giọt dầu cổ bình phía phần chứa dầu - dùng muỗng xúc xi măng (đã cân 65g) đổ từ từ vào bình xong, xoay đứng qua lại độ 10 phút cho khơng khí lẫn vào xi măng hết, ghi lại thể tích dầu hoả bị xi măng chống chỗ.(v) 1.3 Tính tốn kết O m ( g / cm ) V Trong đó: m- khối lượng xi măng (g) v- thể tích đặc tuyệt đối xi măng (cm3) - khối lượng riêng xi măng tính giá trị trung bình cộng kết hai lần thử Kết tính bảng sau: số lần thí nghiệm khối lượng m(g) …… …… thể tích v(cm3) …… …… khối lượng riêng a(g/cm3) …… …… 1.4 Nhận xét ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang Thí nghiệm vật liệu xây dựng Xác định khối lượng riêng cát 2.1 Dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm + + + + + bình tỷ trọng có vạch chuẩn (hình 4) cân kỹ thuật có độ xác 0.1g tủ sấy đĩa đựng, giá xúc ống pipet 2.2 Tiến hành thử - cân 500g (g) cát có đường kính hạt từ 0,14 – 5mm dùng biện pháp rửa để loại bỏ hạt 0,14mm dùng sàng có đường kính mắt sàng 5mm để loại bỏ hạt lớn 5mm cho lượng cát vào bình khối lượng riêng, sau cho nước vào đến 2/3 thể tích bình, xoay nhẹ bình cho bọt khí hết tiếp tục cho nước vào đến vạch chuẩn, đem cân khối lượng m1(g) đổ cát nước ra, rửa bình cho nước vào đến vạch chuẩn, cân khối lượng m2(g) 2.3 Tính tốn kết Khối lượng riêng cát là: a G n (G m2 ) m1 Trong đó: g – khối lượng mẫu mang thử, tính (g) m1 – khối lượng cân (bình + mẫu thử + nước 1), tính (g) m2 – khối lượng cân (bình + nước 2), tính (g) - khối lượng riêng cát trung bình cộng kết hai lần thử, kết hai lần thử chênh lệch không qúa 0.02g/cm3 Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang Thí nghiệm vật liệu xây dựng - trường hợp kết hai lần thử chênh lệch qúa 0.02g/cm3 phải xác định lần thứ khối lượng riêng cát trung bình cộng kết hai lần thử có kết gần giống 2.4 Nhận xét ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang Thí nghiệm vật liệu xây dựng B Xác định khối lượng thể tích Ý nghĩa Khối lượng thể tích o (g/cm3, t/m3) khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái tự nhiên.(kể lỗ rỗng) Khối lượng thể tích đại lượng cần thiết giúp tính tốn cấp phối bê tông phục vụ cho việc chuyên chở chọn phương tiện vận tải dự trữ sơ khối lượng nguyên vật liệu sử dụng xác định kho bãi chứa a m ( g/cm , T/m3 ) vo Xác định khối lượng thể tích xi măng 1.1 Dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm + dùng thùng đong thép dung tích v = 2830ml (2.83l).[tc-astm] + tủ sấy (hình 5) + cân kỹ thuật có độ xác đến 1g + thước thép + phễu tiêu chuẩn Hình 5: Các dụng cụ thiết bị thí nghiệm Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang Thí nghiệm vật liệu xây dựng 1.2 Tiến hành thử - đặt thùng đong sấy khô phễu tiêu chuẩn, miệng thùng đong cách phễu 10cm - đổ xi măng sấy khô (ở 1050c 1100c để nguội) vào thùng đong, sau đầy thùng dùng thước gạt từ sang hai bên đem cân Chú ý:gạt nhẹ nhàng không gây chấn động làm xi măng sụt xuống từ khối lượng thùng đong thùng đong chứa đầy xi măng: xác định khối lượng thể tích xi măng thùng 1.3 Tính tốn kết Kết qủa tính tốn XM O m2 m1 ( g / cm ) V0 Trong đó: m1 : khối lượng thùng (g) m2 : khối lượng thùng xi măng (g) v0 : thể tích thùng đựng (2.83l) Kết ghi bảng sau: stt m1(g) m2(g) v(cm3) o (g/cm3) ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… 1.4 Nhận xét ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang Thí nghiệm vật liệu xây dựng Xác định khối lượng thể tích cát 2.1 Dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm + dùng thùng đong thép dung tích v = 2830ml (2.83l).[tc-astm] + tủ sấy + cân kỹ thuật có độ xác đến 1g + thước thép + sàng có kích thước mắt sàng 5mm Hình 6: cân kỹ thuật 2.2 Tiến hành thử - mẫu thử khối lượng thể tích cát sấy đến khối lượng không đổi tủ sấy nhiệt độ (1050c1100c) để nguội nhiệt phòng, đem sàng qua sàng 5mm - thùng đong rửa lau khô, đem cân m1.(g) - đổ mẫu thử cát chuẩn bị vào thùng đong qua phễu tiêu chuẩn từ độ cao cách miệng thùng 10cm lúc đầy đến ngọn, dùng thước gạt miệng đem cân m2.(g) 2.3 Tính tốn kết O m2 m1 ( g / cm ) V0 đó: m1: khối lượng thùng (g) m2: khối lượng thùng cát (g) v0 : thể tích thùng đựng (2.83l) kết ghi bảng sau: stt m1(g) m2(g) v0(cm3) o (g/cm3) ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… - tiến hành thử hai lần hai mẫu thử khác khối lượng thể tích cát trung bình cộng kết hai lần thử 2.4 Nhận xét Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang Thí nghiệm vật liệu xây dựng Xác định khối lượng thể tích xốp đá dăm, (sỏi) 3.1 Dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm + tủ sấy + cân kỹ thuật có độ xác đến 1g + dùng thùng đong thép dung tích v = 14160ml (14.16l).[tc-astm] 3.2 Tiến hành thử - mẫu thử lấy sau qua máng chia mẫu (hình 7) - sấy khơ mẫu thử đến khối lượng khơng đổi trước tiến hành thí nghiệm đổ đá từ từ vào thùng đong độ cao cách miệng thùng 10cm lúc đầy thùng thành ngọn, dùng thước gạt mặt cân 3.3 Tính tốn kết Khối lượng thể tích xốp (0x) đá dăm (sỏi), tính g/cm3, xác tới 0.01g/cm3 xác định theo công thức: 0x m2 m1 ( g / cm ) V Trong đó: m1: khối lượng thùng đong, tính g/cm3 m2: khối lượng thùng đong có mẫu vật liệu, tính g/cm3 v: thể tích thùng đong tính cm3 - khối lượng lượng thể tích xốp xác định hai lần, vật liệu làm trước khơng dùng để làm lại lần sau kết thức lấy giá trị trung bình số học hai lần thử 3.4 Nhận xét ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang Thí nghiệm vật liệu xây dựng Xác định khối lượng thể tích gạch xây 4.1 Dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm + tủ sấy + thước thước kẹp (hình 8: độ xác 0.05-0.1mm) mẫu lớn 100mm cho phép dùng thước thép có độ xác đến 1mm) + cân kỹ thuật xác đến 1g Hình 8: Thước kẹp Thước panme 4.2 Tiến hành thử Ta tiến hành với loại gạch sau: gạch đinh, gạch bông, gạch lỗ - cần dùng mẫu cho loại gạch - sấy mẫu thử 105-1100c đến khối lượng khơng đổi để nguội đến nhiệt độ phịng - cân mẫu xác đến 0.1g, mi(g) - dùng thước kẹp (thước dây) đo kích thước (dài, rộng, cao) mẫu, kích thước đo tối thiểu lần vị trí (đầu, cuối cạnh) ghi lại số đo 4.3 Tính toán kết O m ( g / cm ) V đó: m: khối lượng mẫu thử(g) v: thể tích mẫu thử, xác định sau: mẫu dạng hình lập phương.(hình 9) (a1 a a ) cm b (b1 b2 b3 ) cm c (c1 c c ) cm a V a b c ) cm Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành mẫu hình trụ.(hình 10) (d1 d2 d3 d4 ) cm h (h1 h2 h3 h4 ) cm d2 V h (cm ) d trang 10 Thí nghiệm vật liệu xây dựng Phần 1: rải ngăn khn, sau đầm chặt chày 20 (cho ngăn) Phần 2: tiếp tục rải ngăn khuôn đầm thêm 20 (cho ngăn) đúc khuôn: cho ngày cho 28 ngày Sau tĩnh định mẫu sau 24 giờ, tháo mẫu đem dưỡng hộ Hình 15 Các bước đúc tạo mẫu Tính tốn kết Nhận xét kết ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang 16 Thí nghiệm vật liệu xây dựng Bài PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HẠT CỦA CỐT LIỆU DÙNG THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG Cốt liệu dùng cho bê tông vữa thường phân làm hai loại: A Cốt liệu nhỏ Cát bê tông gọi cốt liệu nhỏ yêu cầu cát quy định tcvn 3401986 Cát bê tông vữa thường có thành phần khống định, khơng chứa phần tử gây tác hại đến q trình thuỷ hố đơng cứng xi măng, khơng có tạp chất gây ăn mịn cốt thép Cát dùng cho bê tơng nặng vữa phải có đường biểu diễn thành phần hạt nằm vùng gạch xiên biểu đồ Cát bị ẩm có chứa lượng nước cần phải xác định lượng nước để giảm nước trộn bê tơng vữa Tuỳ theo độ lớn cát, cát phân làm loại: cát to, cát trung bình, cát nhỏ, cát mịn(các loại cát quy định bảng sau) Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang 17 Thí nghiệm vật liệu xây dựng Loại cát cát to cát trung bình cát nhỏ cát mịn Modun độ nhỏ > 2.5 22.5 95%) Dụng cụ thí nghiệm + cân kỹ thuật sai số 10g + hình nón cụt (hình 20) + khn ngăn kích thước 15x15x15cm + bay, giá xúc, thau trộn + thước kim loại + que đầm sắt tròn 16 dài 600mm + bể dưỡng hộ số dụng cụ phụ khác Hình 20: hình nón cụt Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang 26 Thí nghiệm vật liệu xây dựng Tiến hành thử + thiết kế mác bê tơng mác 250 + độ sụt nón sn = 810cm + lượng cát, đá, xi măng, nước cho 1m3 bê tơng thực tế (tính tốn phần trên) x= kg n= lít c= kg đ= kg Tiến hành đúc mẫu bê tơng, mẫu có kích thước 151515cm thể tích mẫu bê tơng dự tính 12 lít thành phần khối lượng 12 lít bê tơng là: x= 0.012 = kg n= 0.012 = lít c= 0.012 = kg đ= 0.012 = kg + trộn vữa bê tông: trước tiên đổ cát xi măng vào khay trộn trộn sau đổ đá trộn cho tiếp, moi thành hốc khối hỗn hợp cho nước vào trộn + tiến hành thử độ sụt: lấy dẻ ẩm lau ướt mặt khn nón cụt, đặt phẳng không hút nước đặt phễu đổ lên miệng khuôn, đổ hỗn hợp bê tông nhào trộn khay làm lớp, lớp dầy khoảng 1/3 chiều cao khuôn sau đổ lớp đầm 25 từ vịng ngồi vào que đầm + lớp đầu chọc que dầm chạm nền, hai lớp sau chọc xuống lớp trước 2-3cm đầm phải giữ khuôn ép chặt vào nền, không dịch chuyển sau đổ đầm song lớp cuối, bỏ phễu gạt bỏ phần bê tông thừa miệng khuôn, dùng bay thoa mặt nhẵn, từ từ nhấc khuôn theo phương thẳng đứng không cho khuôn va vào khối hỗn hợp bê tông đặt khuôn bên cạnh khối hỗn hợp bê tông, dùng gỗ thật thẳng đặt ngang mặt khuôn, dùng thước kim loại đo từ khoảng cách mép gỗ đến đỉnh hỗn hợp bê tông khoảng cách đo gọi đỗ sụt tính cm ký hiệu sn Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang 27 Thí nghiệm vật liệu xây dựng Hình 21: dụng cụ hình nón cụt tiêu chuẩn để xác định độ dẻo hỗn hợp bê tông cách xác định độ dẻo sn Kết qủa nhận xét Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang 28 Thí nghiệm vật liệu xây dựng BÀI ĐÚC MẪU THỬ MÁC BÊTÔNG I Mục đích thí nghiệm Mác bêtơng giá trị giới hạn cường độ chịu nén trung bình mẫu thí nghiệm hình khối lập phương cạnh 15cm chế tạo bảo dưỡng 28 ngày điều kiện tiêu chuẩn (t0 =27 ± 20C, W >95%) Mác bêtông tiêu quan trọng dùng để thiết kế cấp phối bêtông II Dụng cụ thí nghiệm - Bộ khn ngăn kích thước 15x15x15cm - Búa nhỏ, bay - Que đầm sắt tròn φ16 dài 600mm - Máy nén mẫu - Bể dưỡng hộ số dụng cụ phụ khác III Trình tự thí nghiệm - Khn lau sạch, bôi lớp dầu mỏng vào mặt khuôn - Chúng ta lấy lượng bêtơng 12 lít, đạt yêu cầu độ sụt - Cho hỗn hợp bêtông vào khuôn làm lớp, lớp đầm 25 tồn diện tích mặt khn - Dùng búa gõ nhẹ xung quanh thành khuôn cho nước ximăng chảy tránh rổ mặt tháo khuôn - Dùng bay xoa phẳng mặt khuôn - Ghi nhãn (hạng mục, ký hiệu mẫu, ngày đúc, mác, người đúc) đem dưỡng hộ - Sau dưỡng hộ ngày khuôn, lấy mẫu ngâm nước 27 ngày - Đem mẫu dưỡng hộ đủ ngày làm thí nghiệm nén, mặt chịu nén phải mặt tiếp xúc với thành khn Hình 22 Đúc tạo mẫu Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang 29 Thí nghiệm vật liệu xây dựng Hình 23 Tiến hành nén mẫu - Cường độ nén mẫu thử tính theo cơng thức: rn = p f P F (kg/cm2) : lực phá hoại mẫu [kn] : diện tích chịu lực [cm2] - Kết thí nghiệm xác định cường độ nén bêtơng lấy trị số trung bình cộng từ giá trị cường độ mẫu thử, gía trị lớn nhỏ khơng chênh lệch 15% so với giá trị mẫu trung bình (0,85RTB < RMax(Min) < 1,15RTB) Nếu gía trị lớn nhỏ không thuộc khoảng 0,85RTB < RMax(Min) < 1,15RTB phải đúc lại mẫu khác Biên soạn: Th.S Nguyễn Ngọc Thành trang 30 ... Độ dẻo tiêu chuẩn biểu thị lượng nước trộn tiêu chuẩn, lượng nước tối thi? ??u cần thi? ??t để bảo đảm cho vữa có độ linh động thi cơng, đổ khn hay xây trát, tính phần trăm (%) so với khối lương xi... nghiệm + dùng thùng đong thép dung tích v = 2830ml (2.83l).[tc-astm] + tủ sấy (hình 5) + cân kỹ thuật có độ xác đến 1g + thước thép + phễu tiêu chuẩn Hình 5: Các dụng cụ thi? ??t bị thí nghiệm Biên soạn:... (1/3 –1/4) để cung cấp cho khoáng xi măng thực hyđrát hố phần cịn lại để tạo độ linh động cần thi? ??t cho thi công Mỗi loại xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn định tuỳ thuộc vào thành phần khoáng chất, độ