BÁO CÁO MÔN HỌC: THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH.

BÁO CÁOMÔN HỌC: THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH.

BÁO CÁO MÔN HỌC:

BÀI I:

PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM KẾT HỢP SÚNG BẬT NẢY XÁC ĐỊNH

CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG XI MĂNG

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Xác định cường độ chịu nén của bê tông theo phương pháp sử dụng kết hợp máy

đo siêu âm và súng thử bê tông loại bật nảy

- Hiểu và nắm được quy trình trình tự thực hiện thí nghiệm

- Hiểu nguyên lý làm việc và biết cách sử dụng thiết bị đo: máy siêu âm và súng bật nảy để xác định các giá trị vận tốc trung bình, trị số bật nảy để từ đó xác định được cường độ chịu nén của bê tông

II NGUYÊN LÝ CỦA PHƯƠNG PHÁP

-Phương pháp xác định cường độ chịu nén này dựa trên mối tương quan giữa cường độ nén của bê tông (R) với hai số đo đặc trưng của phương pháp không phá hoại là vận tốc xuyên (v) của siêu âm và độ cứng bề mặt của bê tông qua trị số (n)

đo được trên súng thử bê tông loại bật nảy (quan hệ R-v, n) Ngoài ra còn sử dụng các số liệu kĩ thuật có liên quan đến thành phần bê tông

III CĂN CỨ PHÁP LÝ

-Tiêu chuẩn xây dựng 171:1989

IV PHẠM VI ÁP DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP

- Không sử dụng phương pháp này để xác định cường độ nén của bê tông trong

những trường hợp sau:

+ Bê tông có mác nhỏ hơn 100 và lớn hơn 350

+ Bên tông sử dụng các loại cốt liệu có đường kính lớn hơn 700 mm

+ Bê tông bị nứt, rỗ hoặc có các khuyết tật

+ Bê tông bị phân tầng hoặc là hỗn hợp có nhiều loại bê tông khác nhau

+ Bê tông có chiều dày theo phương pháp thí nghiệm nhỏ hơn 100 mm

V THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO

1, Mẫu thí nghiệm

Khối lăng trụ đáy vuông, chiều cao gấp 4 lần cạnh đáy : 150x150x600

2, Thiết bị sử dụng để xác định vận tốc siêu âm

- Sử dụng máy siêu âm

- Sơ đồ nguyên lý của máy siêu âm và kỹ thuật đo theo phương pháp đo xuyên

- Để xác định vận tốc siêu âm, cần tiến hành đo hai đại lượng khoảng cách truyền xung siêu âm và thời gian truyền xung siêu âm

- Vận tốc siêu âm (v) được xác định theo công thức:

3

.10

l v t





(m/s) Trong đó:

l – Khoảng cách truyền xung siêu âm hay là khoảng cách giữa hai đầu thu và phát của máy (mm)

t – Thời gian truyền của xung siêu âm (s)

+ Đo thời gian truyền xung siêu âm bằng các máy đo siêu âm Sai số đo không vượt quá giá trị  tính theo công thức:

0.01t 0.1( s)

t – Thời gian truyền của xung siêu âm

+ Đo thời gian truyền xung siêu âm bằng các dụng cụ đo chiều dài Sai số đo không vượt quá 0,5% độ dài cần đo

- Những máy đo siêu âm sử dụng để xác định vận tốc siêu âm là những thiết bị chuyên dùng được quy định trong tiêu chuẩn TCXD 84:14 Máy đo siêu âm phải được kiểm tra trước khi sử dụng bằng một hệ thống mẫu chuẩn Những nguyên tắc

về sử dụng, bảo dưỡng, kiểm tra và hiệu chỉnh máy phải tuân theo tiêu chuẩn TCXD 84:14

3, Thiết bị sử dụng để xác định độ cứng bề mặt của bê tông

- Thiết bị sử dụng để xác định độ cứng bề mặt của bê tông là súng thử bê tông loại bật nảy thông dụng (N) với năng lượng va đập từ 0,2253 KGm

- Sơ đồ nguyên lý súng bật nảy:

- Súng phải được kiểm tra trên đo chuẩn trước khi sử dụng và phải đảm bảo được những tính năng đã ghi trong catalo của máy Những nguyên tắc về sử dụng, bảo quản, kiểm tra và hiệu chỉnh súng phải tuân theo TCXD 03:1985

4, Phương pháp đo

- Bề mặt bê tông cần thử phải phẳng, nhẵn, không ướt, không có khuyết tật, nứt, rỗ.Nếu trên bề mặt bê tông cóm lớp vữa trát hoặc lớp trang trí thì trước khi đo phải được đập bỏ và mài phẳng vùng sẽ kiểm tra

- Vùng kiểm tra trên bề mặt bê tông phải có diện tích không nhỏ hơn 400 cm2 Trong mỗi vùng, tiến hành đo ít nhất 4 điểm siêu âm và 10 điểm bằng súng, theo thứ tự đo siêu âm trước đo bằng súng sau Nên tránh đo theo phương đổ bê tông

- Công tác chuẩn bị và tiến hành đo siêu âm phải tuân theo TCXD84:14 Vận tốc siêu âm của một vùng ( )V i là giá trị trung bình của vận tốc siêu âm tại các điểm đo trong vùng đó ( )V i Thời gian truyền của xung siêu âm tại một điểm đó trong vùng

so với giá trị trung bình không được vượt quá  5% Những điểm đon không thoả mãn điều kiện này phải loại bỏ trước khi tính vận tốc siêu âm trung bình của vùng thử.

- Công tác chuẩn bị và tiến hành đo bằng súng thử bê tông loại bật nảy phải tuân theo tiêu chuẩn TCXD03:1985 Khi thí nghiệm, trục súng phải nằm theo phương ngang (g óc =0o) và vuông góc với bề mặt của cấu kiện Nếu phương của súng tạo với phương ngang một góc  thì trị số bặt nảy đo được trên súng phải hiệu chỉnh theo công thức:

1

n n  n

Trong đó:

n- Trị số bật nảy của điểm kiểm tra

n1- Trị số bật nảy đo được trên súng

n

 - Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào góc  và lấy theo catalo của súng ( kí hiệu

của góc  lấy theo biểu đồ dán trên súng) hoặc lấy theo bảng 1

Hệ số hiệu chỉnh trị số bật nảy

Trị số bật nảy vùng kiểm tra (n i) là giá trị trung bình của các điểm đo

VI XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG CỦA CẤU KIỆN VÀ KẾT CẤU XÂY DỰNG

1, Xác định cường độ bê tông của cấu kiện vầ kết cấu xây dựng được tiến hành theo 5 bước sau:

- Xem xét bề mặt của cấu kiện, kết cấu để phát hiện các khuyết tật ( nứt, rỗ, trơ cốt thép) của bê tông

- Xác định những số liệu kỹ thuật có liên quan đến thành phần bê tông dùng để chếtạo cấu kiện, kết cấu xây dựng: loại xi măng, hàm lượng xi măng ( kg/m3), loại cốt liệu lớn và đường kính lớn nhất của cốt liệu (Dmax)

- Lập phương án thí nghiệm, chọn số lượng cấu kiện, kết cấu cần kiểm tra và số vùng kiểm tra trên cấu kiện và kết cấu đó theo tiêu chuẩn TCXD03:1985

- Chuẩn bị và tiến hành đo bằng máy đo siêu âm và súng bật nảy

- Tính toán cường độ bê tông từ các số liệu đo

2, Tính toán cường độ bê tông

Cường độ nén của cấu kiện, kết cấu bê tông( R) là giá trị trung bình của cường độ

bê tông ở các vùng kiểm tra

2

k i i

k- Số vùng kiểm tra trên cấu kiện, kết cấu

Ri- Cường độ nén của vùng kiểm tra thứ i

Ri- Được xác định theo công thức:

Ri=C0.R0 (daN/cm2)

R0- Cường độ nén của vùng kiểm tra thứ i được xác định bằng biểu đồ 1 tương ứngvới vận tốc siêu âm v i và trị số bật nảy n i đo được trong vùng đó

C0-Hệ số ảnh hưởng dùng để xét đến sự khác nhau giữa thành phần của bê tông vùng thử và bê tông tiêu chuẩn

C0 được xác định theo công thức:

BÁO CÁO KẾT QUẢ

THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ NÉN CỦA BÊ TÔNG

1 CÔNG TRÌNH: Thực hành thí nghiệm

2 TIÊU CHUẨN : TCXD 171-1989

Nhóm thí nghiệm : Nhóm 1 Lớp: TĐH thiết kế cầu đường K50

Thành phần cấp phối bê tông:

TT

Kết quả siêu âm Kết quả bắn súng

Các hệ số hiệu chỉnh

Cường độ nén bê tông

Vận tốc chuyền

Vận tốc trung bình

Trị số bật nảy

Góc bắn

Trị số bật nảy hiệu chỉnh góc bắn

Trị số bật nảy trung bình

(m) (μs) (m/s) (m/s) (vạch

) (độ) (vạch) (vạch) C=C1.C2.C3.C4 (daN/cm2)

*Nhận xét :

- Vì 2 mẫu bê tông được đúc sẵn có mác bê tông lớn hơn 350 daN/cm2 nên phải triết giảm các giá trị số liệu xuống 20% thì mới tiến hành xác định được cường độ nén của mẫu bằng cách tra biểu đồ

- Mẫu bê tông 1 có cường độ nén lớn hơn mẫu bê tông 2

Bài 2: KIỂM TRA VỊ TRÍ CỐT THÉP,

BỀ DÀY LỚP BÊ TÔNG BẢO VỆ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN TỪ

II MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM

Mẫu bê tông có bố trí cốt thép: MẪU 3

+ Kích thước: 15x15x60

+ Mẫu bê tông có bố trí cốt thép, có một số vị trí biết trước và không biết

trước

II DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

- Thiết bị: MÁY DÒ CỐT THÉP PROFOMETER 4

Chú thích:

1: Đầu dò nhỏ để xác định chiều dày lớp bê tông bảo vệ ≤ 60mm

2: Đầu dò lớn để xác định chiều dày lớp bê tông bảo vệ > 60mm

3: Phần máy đo với hiện thị số

4: Đầu dò đường kính cốt thép

Và cáp nối giữa 2 bộ phân hiển thị và đầu dò

Để đọc được trực tiếp chiều dày chỉ thị của lớp bê tông bảo vệ cốt thép, các thang

đo phải được hiệu chỉnh theo TCXD 240-2000 Độ chính xác của phép đo chiều dày lớp bê tông bảo vệ trên dải đo của máy đo khi hiệu chuẩn cần đạt ± 5% hoặc ±

2 mm

IV CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

4.1 Công tác chuẩn bị

Đối với thiết bị đo PROFOMETER 4, cần phải tuân theo chỉ dẫn của nhà sản xuất

về việc chuẩn bị máy đo trước khi làm việc

Việc chỉnh mốc 0 cho thiết bị cần được thực hiện khi đầu dò đặt ở xa khỏi bề mặt của cấu kiện bê tông cốt thép và sao cho ảnh hưởng bên ngoài đầu dò là nhỏ nhất Tránh việc dịch chuyển nhanh đầu dò vì điều này có thể ảnh hưởng tới việc chỉ thị của máy

Sau khi bật máy 1 thời gian, do nhà sản xuất quy định, để sấy máy thì mới tiến hành điều chỉnh máy ở các bước tiếp theo

Trong mọi trường hợp không lấy số liệu khi sự hiểu chỉnh mốc 0 chưa ổn định Trong quá trình đo phải thường xuyên hiệu chỉnh lại mốc 0 của máy

Kiểm tra về tình trạng làm việc của pin lúc ban dầu còn phải kiểm tra thường xuyên trong quá trình đo

Sau đó đầu dò được di chuyển áp sát trên bề mặt cấu kiện bê tông để kiểm tra sự cómặt của cốt thép Máy đo sẽ chỉ thị để người sử dụng biết là có cốt thép phía dưới

bề mặt bê tông và nằm trong giới hạn đo của thiết bị

4.2 Trình tự tiến hành xác định chiều dày lớp bê tông bảo vệ

Tiến hành đo trên mẫu 3: đo lần lượt chiều dày lớp bê tông bảo vệ trên mặt 1

và mặt 2

 Sử dụng thước thép có độ chia nhỏ nhất đến mm đo xác định các khoảng

cách 10cm, 20cm, 40cm (tính từ một đầu mẫu bê tông)

 Đầu dò được dịch chuyển một cách có hệ thống trên mặt bê tông và tại vịtrí cốt thép được chỉ ra, đầu dò được đi cho tới khi ở đó chỉ thị máy hiển thị là đã đạt đến giá trị cực đại của trường điện tử Trục của cốt thép đượcxác định là nằm trong mặt phẳng chứa đường thẳng đi qua tâm đầu dò

 Đồng thời sử dụng bút chì đánh dấu bốn vị trí trên bề mặt bê tông theo vị trí kẻ sọc trên đầu dò Sau đó sử dụng thước thép kẻ giao 2 đường chéo

giao nhau tại 1 điểm đánh dấu vị trí điểm đó là trục cốt thép

Diem danh dau

 Lần lượt xác đinh chiều dày lớp bê tông tại các vị trí 10cm, 20cm 40cm

và trục cốt thép tại các vị trí đó

 Nối các điểm trọng tâm cốt thép ta được trục cốt thép trong khối bê tông

 Thực hiện tương tự tại mặt 2 của khối bê tông và ghi lại kết quả đo chiều dày lớp bê tông bảo vệ

4.3 Trình tự tiến hành xác định đường kính cốt thép

 Sau khi xác định được vị trí của trục thanh thép bằng đầu dò vị trí (Spot

Probe), sử dụng đầu dò đường kính để tiến hành đo theo chỉ dẫn của nhà

sản xuất máy Hướng mặt đo của đầu dò ra không khí, ấn nút

START/RESET để hiệu chỉnh máy về mốc 0

 Đặt đầu dò áp sát mặt bê tông sao cho trục cốt thép đã xác định từ 2.4.2

trùng với trục cốt thép mẫu trên bề mặt đầu dò

 Ấn nút START/RESET để máy bắt đầu đo đường kính cốt thép tại các vị trí 10cm, 20cm, 40cm và ghi lại kết quả đo

V TÍNH TOÁN XỬ LÍ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

- Mặt 1:

#1

10cm 10cm

20cm

30 35

10cm 10cm

20cm

31 35

 Kết luận:

Phương pháp này để xác định vị trí tương đối của cốt thép,vẫn tồn tại các sai số sau:

- Ảnh hưởng của thép: loại thép, tiết diện, hình dạng, hướng thanh thép

- Ảnh hưởng của bê tông : cốt liệu, vữa liên kết, lớp hoàn thiện bề mặt

- Ảnh hưởng của nhiệt độ

- Những tác động từ bên ngoài: các tác động tương hỗ ở các khu vực xung quanh các kết cấu kim loại

- Cốt thép đã bị ăn mòn

Bài 3: XÁC ĐỊNH MỐI QUAN HỆ GIỮA

LỰC - BIẾN DẠNG - ĐỘ VÕNG TRÊN MÔ HÌNH DẦM GIẢN ĐƠN

I MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU THÍ NGHIỆM.

-Nghiên cứu quy luật phân bố nội lực trong giới hạn đàn hồi của mô hình dầm giảnđơn chịu tác dụng của tải trọng tĩnh tập trung

- Xác định các giá trị ứng suất, biến dạng tương đối của đối tượng khi chịu lực và

độ võng tổng thể của dầm giản đơn ứng với các cấp tải trọng

- Làm quen với phương pháp thí nghiệm kiểm tra xác định khả năng chịu tải của một dầm giản đơn, biết cách tính toán các giá trị ứng suất độ võng tại mặt cắt của dầm chịu tác dụng của tải trọng tĩnh tập trung

- Biết cách sử dụng các thiết bị đo để xác định các giá trị ứng suất biến dạng và độ võng bằng phương pháp thực nghiệm

II ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC VÀ MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM

2.1 Kích thước hình học và sơ đồ bố trí thí nghiệm.

- Dầm thí nghiệm được chọn là dầm thép định hình I100 có kích thước

Ltt=2000mm, đặc trưng hình học theo bảng tra: Chiều cao H= 100mm, rộng cánh 55mm, diện tích tiết diện F= 12cm2, mô mem quán tính đối với trục trung hòa Jx=

198 cm4, mô men chốn uốn với trục TH Wx= 39.7 cm3

- Dầm được kê trên 2 gối và được tạo lực tại hai điểm đối xứng cách đều 2 gối Lúcnày sơ đồ làm việc của dầm như 1 dầm giản đơn chịu 2 lực tập trung Biến dạng cảu dầm giữa hai điểm đặt lực là biến dạng thuần túy- Thớ dưới và thớ trên đều có cùng trị số biến dạng nhưng khác dấu, các giá trị biến dạng tại các điểm trong khảng đặt lực có giá trị không đổi

2.2 Thiết bị gia tải và thiết bị đo.

- Mô hình thí nghiệm được bố trí tại nhà A10, tải trọng được chất tải bằng các quả cân 10 kg và 5 kg

- Lắp đặt thiết bị đo: Các thiết bị đo được bố trí tại mặt cắt giữa dầm

+ Thiết bị đo ứng suất: Sử dụng thiết bị đo biến dạng TDS 302 với đầu đo điện trở Đatric R= 120 ôm và các Tenzomet cơ học sử dụng đồng hồ Thiên phân kế 0.001 mm với chiều dài chuẩn đo Lo= 200mm Cánh dưới của dầm ( đáy dầm) và cánh trên của dầm ( đỉnh dầm) được bố trí 2 điểm đo ứng suất: 1 điểm Tenzomet

cơ học và 1 điểm điện tử TDS 302 Tổng số 4 điểm đo ứng suất

+ Thiết bị đo độ võng: Sử dụng đầu đo LVDT kết hợp với máy đo biến dạng TDS 302 và đồng hồ đo võng bằng Bách phân kế 0.01 mm hành trình 30mm Tổng

số 2 điểm đo độ võng: 1 điểm đo điện tử TDS 302 + LVDT và 1 điểm cơ học Báchphân kế hành trình 30mm

- Gia tải với cấp tải 0.2P, quan sát các thiết bị đo và của toàn bộ mô hình thí

nghiệm

Nếu phát hiện sự cố cần chỉnh lại Nếu chúng làm việc bình thường thì hạ tải về không Đọc và ghi lại các số liệu ban đầu ( tương ứng với tải trọng P=0) tại các dụng cụ đo vào Biểu mẫu ghi số liệu thí nghiệm

- Tiến hành tác dụng tải trọng theo từng cấp Sau khi chất đủ tải, tại mỗi cấp lực dừng 5 phút để đọc và ghi số liệu vào biểu mẫu ghi số liệu thí nghiệm

- Sau khi đọc số liệu đo ứng với cấp tải trọng cuối cùng thì tiến hành hạ tải về không

Quá trình hạ tải phải thực hiện theo từng cấp ngược với quá trình chất tải và cũng ghi lại các số liệu tương ứng để có nhận xét của sự làm việc thuận nghịch

- Thực hiện quá trình chất tải và hạ tải theo từng cấp lực 3 lần

IV.TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT.

4.1.Tính ứng suất ứng với các cấp tải trọng.

Với dầm giản đơn chịu tải trọng tập trung P như sơ đồ thí nghiệm:

M

Jx=

σ

y Trong đó:

M: Mô men uốn tác dụng tại mặt cắt đầu đo biến dạng M=P/2x(L-b)/2 Với:

b: Khoảng cách giữa hai điểm đặt lực tập trung P/2 (b=50cm)

Jx: Mô men quán tính trục chịu uốn của mặt cắt.( Jx=198cm4)

Ứng suất tại bề mặt cắt gắng đầu đo

y: Khoảng cách từ đường trung hòa đến bề mặt gắn đầu đo ( Biểu đồ ứng suất) y=h/2=5cm

(Mk) 50

Độvõng(mm)

VI.XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM.

BÀI THÍ NGHIỆM MÔ HÌNH DẦM GIẢN ĐƠN

Biểu ghi kết quả thí nghiệmNgày thí nghiệm : 29/1/2013

Nhóm thí nghiệm: Nhóm 1 Lớp: TĐH thiết kế cầu đường K50 b=50cm

Tải trọng

Số đọc

Ghi chú Ứng suất cánh trên Ứng suất cánh dưới Độ võng

- Kết quả đo = Số đọc có tải - Số đọc không tải.

- Chú ý số đo biến dạng: Đối với thiết bị điện tử số đọc chính là biến dạng tương đối, còn đối với các thiết bị cơ học thì giá trị biến dạng được tính như sau:

+ Độ giãn dài tuyệt đối ở điểm đo i: li= (Sisaui- S io) mm

+ Độ giãn dài tương đối: Li/L0 Trong đó L0=200mm là chiều dài chuẩn đo

Kết quả TN được trong 2 bảng sau

trên theo TPK trên theo TDS 302 dưới theo TPK

suất theo TDS302

suất theoTPKdưới

- Nhận xét: Sai số rất lớn so với tính toán lý thuyết, dặc biệt là với kết quả của

thiết bị đo biến dạng TDS 302

- Nguyên nhân sai số: