Báo cáo thí nghiệm vật liệu xây dựng bài 2 lượng nước tiêu chuẩn cường độ chịu nén của xi măng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG LỚP: L20 HK: 202 Người thực MSSV Đặng Phương Linh 1711939 Nguyễn Hà Minh Thịnh 1912127 GVHD: Lê Văn Hải Châu Bài 2: Lượng nước tiêu chuẩn & Cường độ chịu nén xi măng A Lượng nước tiêu chuẩn xi măng I Mục đính thí nghiệm: Lượng nước tiêu chuẩn lượng nước (tính phần trăm khối lượng ximăng), loại xi măng có thành phần khống độ mịn khác nên loại cần lượng nước khác dể tạo hồ xi măng Vì cần thí nghiệm xác định lượng nước tiêu chuẩn để đảm bảo chế tạo hồ ximăng đạt độ dẻo tiêu chuẩn cơng trình, tiêu chuẩn đặt ra.(TCVN 6017 – 2015) Theo đó, xi măng cần phải đáp ứng: ▪ Hồ xi măng đạt độ dẻo tiêu chuẩn có sức cản định lún kim tiêu chuẩn Lượng nước cần thiết để hồ xi măng đạt độ dẻo tiêu chuẩn xác định cách thử độ lún kim vào hồ xi măng có hàm lượng nước khác ▪ Thời gian đông kết xác định cách quan sát độ lún sâu kim tiêu chuẩn vào hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn, đạt giá trị quy định ▪ Độ ổn định thể tích (theo phương pháp Le Chatelier) xác định cách quan sát nở thể tích hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn, thông qua dịch chuyển tương đối hai khn II Dụng cụ thí nghiệm: - Cân kỹ thuật, độ xác 1g - Ống đong có vạch chia, độ xác 1ml - Máy trộn phù hợp với TCVN 6016 (ISO 679) - Đồng hồ bấm giây, có khả đo với độ xác đến ± s - Thước, có khả đo với độ xác đến ± 0,5 mm - Nước - Dụng cụ Vicat ( Hình ) * TCVN 6016 (ISO 679) với máy trộn: Máy trộn gồm phận sau: a) cối trộn thép khơng gỉ, có dung tích 5L, cối gắn vào khung máy trộn cho suốt thời gian trộn độ an toàn đảm bảo Chiều cao cối tương xứng với cánh tay trộn cho khe hở cánh tay cối trộn vi chỉnh cố đinh b) cánh trộn thép khơng gỉ có hình dạng, kích thước dung sai (Hình 1) Cánh rọn chuyển động quay xung quanh trục chuyển động hành tinh quanh trục cối tốc độ điều khiển động điện Hai chiều quay ngược tỷ số tốc độ quay số nguyên c) Các cánh cối trộn làm thành không sử dụng lẫn lộn Khe hở cánh trộn cối trộn thể ( Hình 1) kiểm tra thường xuyên Khe hở ( 1) mm ứng với vị trí cánh trộn cối rỗng chỉnh sát vào thành cối mức Dụng cụ đo dung sai đơn giản dùng chỗ khó đo trực tiếp Hình Dụng cụ Vicat III Tiến hành thí nghiệm: - Cân 500g xi măng lượng nước (ví dụ 142,5 g), xác đến ± g Nếu dùng ống đong có vạch chia buret để đong lượng nước đong xác đến ± 1ml Hồ trộn máy trộn Thời gian giai đoạn trộn khác bao gồm thời gian tắt/bật công tắc máy trộn xác phạm vi ± giây - Quy trình trộn tiến hành sau: a) Máy trộn trạng thái sẵn sàng hoạt động Đổ nước vào cối trộn cho xi măng vào cách cẩn thận để tránh thất nước xi măng, hồn thành q trình đổ vịng 10 giây b) Ngay bật máy trộn tốc độ thấp, lúc bắt đầu tính thời gian giai đoạn trộn Đồng thời, ghi lại thời điểm, lấy đến phút gần nhất, làm thời điểm “0” Thời điểm "0” mốc để tính thời gian bắt đầu đơng kết thời gian kết thúc đông kết c) Sau 90 giây trộn, dừng máy trộn 30 giây Trong thời gian này, dùng bay cao su nhựa phù hợp vét toàn phần hồ bám thành đáy cối trộn đưa vào vùng cối trộn; d) Bật lại máy trộn chạy tốc độ thấp thêm 90 giây Tổng thời gian chạy máy trộn phút e) Đổ hồ vào khuôn đặt đế phẳng Khuôn đế bôi lớp dầu mỏng Đổ hồ đầy khuôn mà không nén hay rung mạnh Loại bỏ khoảng trống hồ cách vỗ nhẹ vào thành khuôn Dùng dụng cụ có cạnh thẳng gạt phần hồ thừa theo kiểu chuyển động cưa nhẹ nhàng, cho hồ đầy ngang mặt khuôn bề mặt phải phẳng trơn *Xác định độ dẻo tiêu chuẩn: - Trước thử, gắn kim to vào dụng cụ Vicat tay, hạ từ từ kim to cho chạm đế chỉnh kim số "0" thang chia vạch Nhấc kim to lên vị trí chuẩn bị vận hành Ngay sau gạt phẳng mặt hồ, chuyển khuôn đế sang dụng cụ Vicat vị trí tâm kim to Hạ kim to từ từ tiếp xúc với mặt hồ Giữ vị trí từ 1- giây để tránh vận tốc ban đầu gia tốc cưỡng phận chuyển động Sau thả nhanh phận chuyển động để kim to lún thẳng đứng vào trung tâm hồ Thời điểm thả kim to cách thời điểm "0" phút ± 10 giây Đọc số thang chia vạch sau kim to ngừng lún giây, đọc thời điểm 30 giây sau thả kim, tùy theo việc xảy sớm - Ghi lại trị số vừa đọc thang chia vạch, trị số biểu thị khoảng cách đầu kim to với đế Đồng thời ghi lại lượng nước hồ, tính theo phần trăm khối lượng xi măng Lau kim to sau lần thử lún - Lặp lại phép thử với hồ có lượng nước khác thu khoảng cách đầu kim to với đế (6 ± 2) mm Ghi lại hàm lượng nước hồ này, lấy xác đến 0,5% coi lượng nước cho độ dẻo tiêu chuẩn IV Xử lý số liệu: Lượng nước nhào trộn: 142,5 g 142,5 ml nước Kim cách đáy: 7mm Hồ xi măng đủ độ dẻo tiêu chuẩn Lượng nước tiêu chuẩn: LNTC = x 100% = x 100 =28.5% B Xác định cường độ chịu nén xi măng: I Mục đính thí nghiệm: Mác xi măng hiểu cường độ chịu nén xi măng Khi bạn đem vữa xi măng + cát + nước trộn theo tỷ lệ tiêu chuẩn Mác xi măng cịn gọi mác bê tơng Tùy thuộc vào điều kiện yêu cầu xây dựng cơng trình khác mà quy định kích thước mác xi măng khác Để tiêu chuẩn xác nên dùng hệ số chuyển đổi *TCVN 6016:2011 Viện Vật liệu Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn sở chuyển dịch từ tiêu chuẩn ISO 679:2009 Tuy nhiên, để đảm bảo điều kiện thử nghiệm phù hợp với điều kiện Việt Nam: khí hậu, mơi trường, tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật xi măng poóc lăng TCVN 6016:2011 lựa chọn điều kiện nhiệt độ thí nghiệm, xi măng pc lăng dùng thử nghiệm chứng nhận cát tiêu chuẩn ISO quy định điều sau: - Nhiệt độ phịng thí nghiệm để chế tạo mẫu thử trì (27 ± 2)0C; - Nhiệt độ phòng dưỡng hộ tủ dưỡng hộ để bảo dưỡng mẫu thử cịn khn trì (27 ± 1)0C; - Nhiệt độ nước bể ngâm mẫu thử trì (27 ± 1)0C; - Xi măng dùng để thử chứng nhận cát tiêu chuẩn ISO xi măng poóc lăng PC40 PC50 II Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị vật liệu thí nghiệm: - Cân kỹ thuật, độ xác 1g - Ống đong có vạch chia, độ xác 1ml - Máy trộn phù hợp với TCVN 6016 (ISO 679) - Khuôn 40x40x160mm - Thiết bị dằn - Dụng cụ thử cường độ uốn - Máy thử cường độ nén, gá định vị - Dụng cụ đo thời gian - Cát tiêu chuẩn - Xi măng, nước - Bể ngâm mẫu *TCVN 6016 (ISO 679): Máy trộn gồm phận sau: a) cối trộn thép khơng gỉ, có dung tích 5L, cối gắn vào khung máy trộn cho suốt thời gian trộn độ an toàn đảm bảo Chiều cao cối tương xứng với cánh tay trộn cho khe hở cánh tay cối trộn vi chỉnh cố đinh b) cánh trộn thép khơng gỉ có hình dạng, kích thước dung sai (Hình 1) Cánh rọn chuyển động quay xung quanh trục chuyển động hành tinh mó quanh trục cối tốc độ điều khiển động điện Hai chiều quay ngược tỷ số tốc độ quay số nguyên c) Các cánh cối trộn làm thành không sử dụng lẫn lộn Khe hở cánh trộn cối trộn thể ( Hình 1) kiểm tra thường xuyên Khe hở ( 1) mm ứng với vị trí cánh trộn cối rỗng chỉnh sát vào thành cối mức Dụng cụ đo dung sai đơn giản dùng chỗ khó đo trực tiếp II Tiến hành thí nghiệm: - Cân (450±2)g xi măng, (1350±5)g cát (225±1)g nước Mỗi mẻ vữa trộn máy trộn Thời gian giai đoạn trộn khác bao gồm thời gian để mở/tắt công tắc máy trộn tính xác phạm vi sai lệch ±2s - Đổ nước vào cối thêm xi măng cách cẩn thận để tránh nước xi măng - Ngay nước xi măng tiếp xúc với nhau, khởi động máy trộn tốc độ thấp, bắt đầu tính thời gian giai đoạn trộn, đồng thời ghi lại thêm thời điểm lấy đến phút gần làm "thời điểm không" Sau 30 s trộn, thêm cát từ từ suốt 30 s Bật máy trộn để tốc độ cao tiếp tục trộn thêm 30s *CHÚ THÍCH: "Thời điểm 0" mốc để tính tốn thời gian tháo khn tuổi thử cường độ - Dừng máy 90 giây Trong 30 giây đầu, dùng bay cao su nhựa cào vữa bám đáy cối vun vào cối - Tiếp tục trộn tốc độ cao thêm 60 giây Quy trình trộn điều khiển tự động thủ công - Tiến hành đúc mẫu thử sau chuẩn bị xong vữa Khuôn phễu kẹp chặt vào bàn dằn, dùng xẻng nhỏ thích hợp, xúc vài lần để rải lớp vữa cho ngăn khuôn (mỗi lần khoảng 300g), lấy trực tiếp từ máy trộn - Dùng bay lớn để rải đồng đều, bay giữ gần thẳng đứng với vai tiếp xúc với đỉnh phễu đậy lên phía trước phía sau dọc theo ngăn khn Sau lèn lớp vữa cách dằn 60 lần thiết bị dằn Cho thêm lớp vữa thứ hai, đảm bảo phải có lượng vữa thừa nhơ lên bề mặt thành khuôn, dùng bay nhỏ dàn mặt vữa lèn lớp vữa cách dằn thêm 60 lần - Nhẹ nhàng nhấc khuôn khỏi bàn dằn tháo phễu Ngay sau đó, gạt bỏ vữa thừa kim loại, giữ gần thẳng đứng nghiêng theo hướng gạt Chuyển động từ từ theo kiểu cưa ngang chiều lần Lặp lại quy trình gạt bỏ vữa thừa cách nghiêng thêm kim loại theo hướng gạt để làm nhẵn bề mặt Tháo khuôn - Việc tháo khuôn phải thận trọng tránh gây hư hại cho mẫu thử Khi tháo khn sử dụng búa cao su chất dẻo, hay dụng cụ chế tạo đặc biệt Đối với phép thử tuổi 24h, việc tháo khuôn không trước 20 phút trước mẫu thử thử Đối với phép thử tuổi lớn 24h, việc tháo khuôn tiến hành khoảng 20h - 24h sau đúc mẫu - Việc tháo khn sau 24h tuổi 24h vữa chưa đủ cường độ yêu cầu để tránh hư hỏng mẫu thử Phải ghi lại việc tháo khuôn muộn báo cáo thử nghiệm - Các mẫu thử tháo khỏi khuôn chọn để thử vào lúc 24h (hoặc 48h việc tháo khuôn muộn cần thiết), phủ vải ấm lúc thử Còn mẫu thử chọn để ngâm nước, đánh dấu mực chịu nước bút sáp màu trước ngâm để tiện nhận biết sau - Để kiểm tra việc trộn, độ lèn chặt hàm lượng bọt khí vữa nên tiến hành cân mẫu thử sau tháo khuôn Bảo dưỡng mẫu thử nước - Các mẫu thử đánh dấu ngâm ngập nước, để nằm ngang hay thẳng đứng tùy theo cách thuận tiện, nhiệt độ (27±1)0C bể ngâm mẫu Nếu ngâm mẫu nằm ngang để mặt bên thành đúc theo hướng thẳng đứng mặt gạt vữa lên - Đặt mẫu thử lưới cách xa cho nước vào sáu mặt mẫu thử Trong thời gian ngâm, khơng có lúc khoảng cách mẫu thử hay độ sâu nước bề mặt mẫu thử nhỏ mm - Việc ngâm riêng bắt buộc, trừ xác định qua thực nghiệm thành phần xi măng thử nghiệm không ảnh hưởng tới phát triển cường độ xi măng khác ngâm chung, xi măng có chứa hàm lượng ion clo lớn 0,1% phải ngâm riêng - Dùng nước máy đổ bể lần đầu thêm nước để giữ cho mực nước không thay đổi Trong thời gian ngâm mẫu thử, không thay 50% lượng nước lần thay nước - Hệ thống tuần hoàn nước lắp đặt bể ngâm mẫu đảm bảo cho nhiệt độ ngâm mẫu thử đồng nhất, có hệ thống lưu thơng bể ngâm mẫu sử dụng tốc độ chảy nhỏ khơng gây chuyển động hỗn hợp quan sát mắt - Lấy mẫu thử cần thử tuổi (ngoại trừ tuổi 24h 48h tháo khuôn muộn) khỏi nước không trước 15 phút trước tiến hành thử Loại bỏ chất lắng đọng bề mặt mẫu thử Dùng vải ấm phủ lên mẫu thử lúc thử Xác định cường độ uốn - Đặt mẫu thử lăng trụ vào dụng cụ thử uốn với mặt bên tựa lăn gối tựa trục dọc mẫu thử vng góc với gối tựa Đặt tải trọng theo chiều thẳng đứng lăn tải trọng vào mặt đối diện lăng trụ tăng tải trọng từ từ với tốc độ (50±10) N/s mẫu gãy đôi - Phủ vải ẩm lên nửa lăng trụ thử cường độ nén - Cường độ uốn, Rf , tính megapascal (MPa), theo cơng thức: = Trong b cạnh tiết diện vng lăng trụ tính milimét (mm); tải trọng đặt lên lăng trụ lúc gãy, tính niu tơn (N); l khoảng cách gối tựa tính milimét (mm) Xác định cường độ nén - Tiến hành thử nửa lăng trụ gãy sử dụng biện pháp thích hợp khác mà khơng gây ứng suất có hại cho nửa lăng trụ - Đặt mặt bên nửa lăng trụ vào ép máy với sai lệch khơng ±0,5 mm đặt nằm dọc cho mặt cuối lăng trụ nhơ ngồi ép má ép phụ khoảng 10 mm Tăng tải trọng từ từ với tốc độ (2400±200)N/s suốt trình thử mẫu thử bị phá hủy - Nếu tăng tải trọng tay cần điều chỉnh để chống lại khuynh hướng giảm tốc độ tăng tải gần tới tải trọng phá hủy - Cường độ nén, Rc, tính megapascal (MPa), theo cơng thức: = Trong đó: - Fc tải trọng tối đa lúc mẫu thử bị phá hủy, tính niu tơn (N); - 1600 diện tích ép má ép phụ (40x40 mm), tính milimét vng (mm2) III Tính tốn kết quả: - Kết thử cường độ uốn giá trị trung bình số học ba lần xác định cường độ uốn riêng biệt, giá trị lấy xác đến 0,1 MPa, nhận ba mẫu thử lăng trụ Kết trung bình lấy xác đến 0,1 MPa - Kết thử cường độ nén giá trị trung bình số học sáu kết xác định cường độ nén riêng biệt, giá trị lấy xác đến 0,1 MPa, nhận từ sáu nửa lăng trụ gãy ba mẫu thử lăng trụ - Nếu kết số sáu lần xác định vượt ±10% so với giá trị trung bình loại bỏ kết tính giá trị trung bình năm kết lại Nếu năm kết vượt ±10% giá trị trung bình chúng loại bỏ toàn kết lặp lại phép thử Kết trung bình lấy xác đến 0,1 MPa IV Xử lý số liệu: Phần nén: (mẫu tuổi 28 ngày, P tải trọng phá hoại mẫu ,kgf) Sai số = %Sai số = Fc = Pn x 9,81 STT Pn(kgf) Rc(Mpa) Sai số Phần trăm sai số 6420 39,362 2,575 6320 38,75 1,963 5,3 6280 38,504 1,717 4,6 4030 24,708 12,079 32,8 6510 39,914 3,127 8,4 6440 39,485 2,698 7,3 36,787 %Sai số lần đo thứ lớn (32,8%) nên loại, lặp lại phép thử STT Pn(kgf) Rc(Mpa) Sai số Phần trăm sai số 6420 39,362 0,16 0,4 6320 38,75 0,45 1,1 6280 38,504 0,7 1,7 6510 39,914 0,71 1,8 6440 39,485 0,28 0,7 39,203 Như vậy, việc loại bỏ lần số liệu lần đo thứ giúp đạt yêu cầu kết tính tốn Ngun nhân sai số mẫu bị phá hủy nhanh so với mẫu cịn lại Mà lý sai sót q trình bảo dưỡng ( q nhiều nước, thời gian vớt để lâu 15 phút,…) q trình chế tác ( chưa dằn, đầm chưa chặt,…)