Báo cáo thí nghiệm vật liệu xây dựng

Khái niệm và mục đích thí nghiệm:- Thành phần hạt của cốt liệu là tỷ lệ phần trăm hàm lượng các loại hạt có kích thước xác định trong cốt liệu.- Module độ lớn của cồt liệu là chỉ tiêu da

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG KHOA XÂY DỰNG

-

-BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNGGiảng viên hướng dẫn: Phạm Kiên

MỤC LỤC

BÀI 1: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA XI MĂNG 3BÀI 2: XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TIÊU CHUẨN VÀ THỜI GIAN NINH KẾT CỦA XI MĂNG 7BÀI 3: XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN UỐN VÀ ĐỘ BỀN NÉN CỦA XI MĂNG 15BÀI 4: KHỐI LƯỢNG RIÊNG, KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH, ĐỘ ẨM, ĐỘ HÚTNƯỚC CỦA CỐT LIỆU 23BÀI 5: XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HẠT CỦA CỐT LIỆU 34BÀI 6: THIẾT KẾ CẤP PHỐI, THỬ ĐỘ SỤT VÀ VÀ CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG 40BÀI 7: THÍ NGHIỆM GẠCH ĐẤT SÉT NUNG 55

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

BÀI 1: XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HẠT CỦA CỐT LIỆU

I Khái niệm và mục đích thí nghiệm:

- Thành phần hạt của cốt liệu là tỷ lệ phần trăm hàm lượng các loại hạt có kích thước xác định trong cốt liệu

- Module độ lớn của cồt liệu là chỉ tiêu danh nghĩa đánh giá mức độ thô hoặc mịn của cốt liệu

- Từ thành phần hạt ta vẽ được đường cấp phối hạt, so sánh với vùng cấp phối hạt theotiêu chuẩn Từ đó đánh giá cồt liệu này có thích hợp để chế tạo bê tông hay không

- Từ thành phản hạt, ta xác định được các đại lượng như Mdl (cát), Dmax (đá dãm) đề

dự đoán lượng xi măng, lượng nước cho hỗn hợp bê tông,tính toán cắp phối bê tông

- Cát dùng trong bê tông nặng và vừa phải có đường biểu diễn thành phần hạt nằm trong vùng gạch xiên của biểu đồ

- Cát bị ẩm có chứa một lượng nước cần phải xác định lượng nước đó đề giảm nước trộn bê tông hoặc vữa

- Tuỳ theo độ lớn của cát, cát được phân thành các loại: cát to, cát trung bình, cát nhỏ, cát mịn(các loại cát được qui định như sau)

* Một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của cát:

- Độ rỗng (độ xốp) của cát nói lên mức độ hổng của cát Độ rỗng càng nhỏ, lượng hồ trong bê tông và vữa có thể giảm đi, nhưng vẫn đảm bảo hỗn hợp bê tông và vữa

- Tạp chất bùn, bụi, đặc biệt là sét, có hại nhất đối với cát vì nó bao mặt cát, ngăn cản

sự đính kết của hồ xi măng với cát Mặt khác hạt cát nhỏ hơn xi măng, nó bao mặt hai

xi măng làm hạt xi măng khó thủy hóa do đó giảm cường độ của xi măng, bê tông, vữa Tạp chất bụi bùn sét làm tăng lượng nước yêu cầu trong bê tông, do đó cũng hạ thấp cường độ của bê tông,

- Tạp chất hữu cơ làm chậm sự đông cứng của xi măng và có khả năng xâm thực bê tông

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

 Thành phần hạt hay cấp phối hạt là tỷ lệ phối hợp giữa các cỡ hạt tương đối hợp lý trong hỗn hợp cốt liệu

Khi cốt liệu nhỏ có tỷ lệ phối hợp hợp lý thì độ rỗng của nó nhỏ, lượng dùng trong hỗnhợp bê tông hay vữa sẽ ít đi nên cường độ bê tông, tính chống thấm và chống xâm thực tốt hơn

I Dụng cụ thí nghiệm:

- Cân kỹ thuật

- Bộ sàng tiêu chuẩn với kích thước mắt sàng 5, 2.5, 1.25, 0.315 và 0.14mm

- Bộ sàng tiêu chuẩn với kích thước mắt sàng 5, 10, 20, 40, 70 và 100mm

- Sàng mẫu đã chuẩn bị qua sàng có kích thước mắt sảng 5mm(đề loại bỏ hạt lớn)

- Lấy 1000g cát dưới sàng có kích thước mắt sàng là 5mm đề xác định thành phần hạt cát không có sỏi Để đánh giá chất lượng cát thì việc xác định này được tiền hành sau khi rửa cát Khi đó lượng bụi bẩn cũng được tính vào lượng lọt qua sàng

có kích thước mắt sảng nhỏ nhất và tính vào khối lượng mẫu thử

- Mẫu thử đã chuẩn bị được ở trên được sàng qua sàng có kích thước mắt sàng 2.5,1.25, 0.63, 0.315, 0.16mm (có thể sàng bằng tay hay sàng bằng máy) Để kiểm traviệc sàng qua một mắt sàng kết thúc được chưa thực hiện cách đơn giản: đặt tờgiấy xuống dưới mỗi sàng rồi sàng đều, nếu không có cát lọt qua sàng thì thôikhông sàng nữa

- Kiểm tra lượng hao hụt qua sàng chính xác đến 1%

2 Cốt liệu lớn (đá):

- Cân 10 kg đá dãm theo nguyên tắc lấy mẫu quy định

- Xếp bộ sảng theo thứ tự lỗ nhỏ ở dưới lỗ to ở trên Đồ mẫu đá dăm lên sàng

- Tiến hành lắc sàng, không được xoa, vỗ hay ấn lên sàng

- Kiểm tra kỹ từng sàng, khi thấy lắc không còn cốt liệu nào rơi xuống nữa thì ngưng sàng.

- Cân lượng đá sót lại trên từng sàng và ghi kết quả

- Kiểm tra lượng hao hụt thỏa điều kiện <1%

- Lượng sót riêng biệt (ai) trên sảng kích thước mắt sàng là i tinh theo dơn vị phầntrăm(%) chính xác đển 0,1% theo công thức:

A i=m i

m ×100

Với: m i: khối lượng sót lại trên sàn thứ i (g)

m: khối lượng mẫu thử (g)

- Lượng sót tích lũy A i sàng có kích thước mắt sàng i bằng tổng lượng sót riêngbiệt trên sàng có kích thước mắt sàng lớn hơn hoặc bằng sàng có kích thước mắtsàng thứ i:

A i =a25+a20+a12,5+ …+ a i(%)Trong đó:

a2.5+a1.25+a0.63+ +a i : lượng sỏi riêng biệt tích lũy trên sàng có kích thước mắtsàng từ 2,5 đến sàng có kích thước mắt sàng i (%)

A i: Lượng sót riêng biệt trên sàng có kích thước mắt sàng i (%)

- Mô đun độ lớn của cốt liệu nhỏ, ký hiệu bằng M N đã loại bỏ sỏi có kích thướchạt lớn hay bằng 5mm, chính xác tới 0.1g theo công thức:

M N=A2.5+ A1.25+ A0.63+ A0.315+ A0.16

100

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Phần trăm sótriêng biệt trêntừng sàng

Phần trăm sóttích lũy trênsàng

Phần trăm lọtsàng tích lũy

Nhận xét : Đường biểu diễn thành phần hạt nằm trong phạm vi cho phép nên cát này

được dùng làm cốt liệu trong cấp phối bê tông

Phần trăm sótriêng biệt trêntừng sàng

Phần trăm sóttích lũy trênsàng

Phần trăm lọtsàng tích lũy

Sơ đồ biểu diễn thành phần hạt :

Nhận xét : Đường biểu diễn thành phần hạt không nằm trong phạm vi cho phép nên đá

không được dùng làm cốt liệu trong cấp phối bê tông

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

BÀI 2: XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN UỐN VÀ ĐỘ BỀN NÉN CỦA XI MĂNG

Hình 2 Máy nén + uốn

Hình 3 Máy trộn vữa xi măng

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Hình 4 Cân kỹ thuật và ống đong nước III Trình Tự Thí Nghiệm:

- Để chuẩn bị cho 3 mẫu thử có kích thước 4x4x16cm, cân 1350g cát tiêuchuẩn và 450g xi măng (để X/C = 1/3)

- Dùng ống đong, đong 225ml nước (tỉ lệ N/X = 0.5)

- Lau ẩm các dụng cụ và thiết kế trộn vữa xi măng

- Đổ nước vào cối trộn, sau đó đổ xi măng vào

- Khởi động máy trộn và chạy với tốc độ thấp trong 30 giây

- Sau 30 giây cho thêm cát từ từ vào cối trộn trong 30 giây

- Chuyển sang trộn ở tốc độ cao thêm 30 giây nữa

- Dừng máy trộn, trong vòng 15 giây dùng muỗng, dùng bay cào vữa bám ởthành cối, đáy cối và vun vào giữa cối

- Sau đó tiếp tục trộn ở tốc độ cao thêm 60 giây nữa

HÌNH ẢNH CÔNG TÁC CHUẨN BỊ VÀ THÍ NGHIỆM:

Bước 1 Cân lượng xi măng thí nghiệm

m = 9520g Bước 2 Trộn xi măng + 155ml nước

Bước 3 Trộn xi măng và nước trong 1 phút 30 giây

Tiến hành đúc mẫu thử 4x4x16cm ngay khi chuẩn bị xong vữa

- Bôi lớp nhớt thật mỏng vào khuôn

- Dùng xẻng nhỏ đổ vừa vào khuôn thành 2 lớp, mỗi lớp dằn 60 cái trên bàndằn

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

- Dùng bay đã lau ẩm miết mặt vữa cho nhẵn ghi nhãn cho mẫu thí nghiệm

- Dưỡng hộ mẫu trong môi trường ẩm 24 giờ

- Tháo khuôn, lấy mẫu ra dưỡng hộ trong môi trường nước: 27 ngày

- Sau 27 ngày, lấy mẫu ra, lau khô mặt ngoài rồi đem thử mẫu trước 15 phút

- Tốc độ tăng tải khi nén mẫu:2400 N/s ± 200 N/s

Hình 5 Đổ vữa vào khuôn đúc mẫu

4x4x16 cm

Hình 6 Thí nghiệm mẫu uốn

Hình 7 Thí nghiệm mẫu nén

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

IV Kết Quả Thí Nghiệm:

Xác định cường độ chịu uốn:

R u=3PL

2bh2(kg /cm2

)Lấy trung bình kết quả của 3 mẫu

Kết quả tính toán được cho trong bảng sau:

(cm)

B(cm)

h(cm)

P(kg)

P: Tải trọng nén (kG)

F: Diện tích chịu lực (cm2

¿

- Sau khi nén lấy giá trị trung bình cộng của 6 mẫu Nếu có một kết quả trong

6 mẫu vượt quá ± 10 % giá trị trung bình của 6 mẫu thì loại bỏ kết quả đó vàchỉ tính 5 mẫu còn lại Nếu một trong 5 kết quả này vượt quá ± 10% củachúng thì loại bỏ toàn bộ kết quả

Kết quả tính toán được trong bảng sau:

(cm)

H(cm)

F(cm2

¿

P(kg)

Ghichú

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

BÀI 3: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA XI MĂNG

1 Khái niệm và mục đích thí nghiệm:

Trong đó: γ a: khối lượng riêng xi măng (g/cm3)

G k: khối lượng xi măng ở trạng thái khô (g)

V a: Thể tích của xi măng ở trạng thái hoàn toàn đặt (cm3)

Mục đích:

- Làm quen với các phương pháp và thao tác thí nghiệm xác định khối lượng riêng của một số vật liệu (xi măng, cát, đá, gạch, đất sét nung, bê tông, thép, vữa…)

- Khối lượng riêng của một loại vật liệu được xác định để đưa vào một số ứng dụng như:

 Dùng để tính toán độ đặc, độ rỗng của vật liệu

 Dùng để tính toán cấp phối bê tông, vữa xây dựng

 Dùng để tính toán và lựa chọn các phương tiện vận chuyển và bốc xếp

2 Dụng cụ thí nghiệm:

Hình 1 Dầu hỏa, xi măng, phễu, pipet và đũa thủy tinh

- Dùng phễu cho dầu hỏa vào bình đến vạch số 0

- Dùng giấy thấm lau hết đầu bám quanh cổ bình

- Cho 65g xi măng vào bình bằng giá xúc

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

- Xoay lắc bình để không khí trong xi măng thoát hết ra ngoài

- Ghi lại giá trị mực dầu hỏa dâng lên (V)

- Tiến hành 2 lần thử theo quy định trên

+ Sấy đến khối lượng không đổi: vật liệu được sấy ở nhiệt độ 105°C – 110°C, chênh lệch khối lượng giữa 2 lần cân liên tiếp ≤ 0.1%, thời gian giữa 2 lần cân

V d (cm3): thể tích dầu chiếm chỗ xi măng

 Kết quả là giá trị trung bình của 2 lần thử (Chính xác đến 0.01 g/cm3 và chênh lệch giữa lần ≤0.05 g/cm3)

4 Kết quả thí nghiệm:

- Khối lượng xi măng ban đầu: m1 = 60g

- Thể tích ban đầu trong bình thủy trọng: m2 = 1

- Thể tích trong bình thủy trọng sau khi bỏ xi măng: v 2 = 18.4

- Khối lượng xi măng còn lại: 10g

- Khối lượng riêng:

γ a=m

v ¿m1−m2

v2−v1

=5017.4=¿2.87 g/cm3

BÀI 4: XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TIÊU CHUẨN VÀ THỜI GIAN NINH KẾT

CỦA XI MĂNG

I Khái niệm:

- Lượng nước tiêu chuẩn (được biểu thị bằng phần trăm khối lượng nước so với khối lượng xi măng nhào trộn): là lượng nước cần thiết dùng để trộn hồ xi măngđạt được độ dẻo tiêu chuẩn

- Độ dẻo của hồ xi măng được đánh giá bằng độ lún sâu của kim tiêu chuẩn vào

hồ xi măng khi cho kim tự rơi độ cao H = 0 so với mặt hồ xi măng

- Độ dẻo tiêu chuẩn của hồ xi măng ứng độ lún sâu của kim là từ 33 – 35 mm (kim cách tấm đáy 5 – 7mm)

- Thời gian ninh kết: gồm thời gian bắt đầu và kết thúc ninh kết

- Thời gian bắt đầu ninh kết là khoảng thời gian từ lúc nhào trọn cho đến khi hồ

xi măng bắt đầu mất dần tính dẻo (thời điểm kim Vica cách đáy 3-5mm)

- Thời gian kết thúc ninh kết là khoảng thời gian từ lúc nhào trộn đến khi hồ xi măng có cường độ nhất định (thời điểm kim Vica lún vào hồ xi măng một đoạn 0.5mm)

- Độ bền của xi măng gồm độ bền uốn và độ bền nén

II Dụng cụ thí nghiệm:

Hình 2 Bình đựng nước Hình 1 Cân kỹ thuật có độ

chính xác đến 1(g)

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

III Trình tự thí nghiệm:

THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TIÊU CHUẨN CỦA XI MĂNG

- Chuẩn bị 500g xi măng và 125g nước

- Trộn hồ xi măng (trộn bằng máy hoặc bằng tay):

+ Đổ xi măng vào cối trộn đã có nước (thời gian từ 5 đến 10 giây)

+ Cho máy quay tốc độ thấp trong 90 giây tính từ thời điểm kết thúc đổ xi măng+ Dừng 15 giây, dùng bay vét hồ xung quanh vào thùng trộn

+ Cho phép quay tiếp tục 90 giây ở tốc độ thấp

- Trộn hồ xi măng (trộn bằng tay) bằng chảo và bay tiêu chuẩn:

+ Đổ xi măng vào chảo thành mô, dùng bay tạo một hố giữa mô, đổ nước vào hố+ Chờ 30 giây, dùng bay trộn miết theo 2 phương vuông góc

+ Thời gian trộn là 4 phút, lưỡi bay phải miết sát đáy chảo

- Bôi dầu lên tấm đáy

- Đổ nhanh hồ xi măng vào khâu đặt trên tấm đáy sao cho hồ đầy hơn miệng đáy, dằn nhẹ rồi dùng bay gạt bằng miệng khâu.

- Đặt khâu vào dụng cụ Vicat

- Hạ kim to tiếp xúc với mặt hồ, giữ kim ở vị trí này trong 1 – 2 giây rồi bắt đầu thả kim (thời gian tính từ lúc kết thúc đổ xi măng vào nước đến khi thả kim là 4 phút)

- Đọc giá trị trên thanh vạch khi kim ngừng lún hoặc sau 30 giây từ lúc thả kim

- Nếu kim không cách đáy từ 5 – 7 mm thì làm lại thí nghiệm với lượng nước điều chỉnh mỗi lần thử 0.5% cho đến khi đạt giá trị quy định

THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH THỜI GIAN NINH KẾT CỦA XI MĂNG:

- Các vị trí thả kim cách nhau và cách rìa khâu lớn hơn 10mm

o Thời gian kết thúc ninh kết: tương tự như trên khi kim lún vào hố một đoạn 0.5 mm

- Lật úp khâu như hình vẽ

- Gắn vòng vào kim

- Các thời điểm thử cách khác nhau một khoảng thời gian ấn định trước ví dụ 30 phút

IV Kết quả thí nghiệm:

1 Thí nghiệm xác định lượng nước tiêu chuẩn của xi măng:

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

BÀI 5: THIẾT KẾ CẤP PHỐI, THỬ ĐỘ SỤT VÀ VÀ CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN

CỦA BÊ TÔNG

I Khái niệm và mục đích thí nghiệm:

1 Tính toán thành phần bê tông nặng:

c Các điều kiện cần biết trước:

Để tính toán được thành phần của bê tông phải dựa vào một số điều kiện như:

- Cường độ bê tông yêu cầu (cấp độ bền của bê tông) : thông thưởng người ta lấy cường độ chịu nén của bê tông sau 28 ngày dưỡng hộ làm cường độ yêu cầu

- Tính chất của công trình: phải biết được công trình làm việc trong môi trường nào, trên khô hay dưới nước, có ở trong môi trường xâm thực mạnh hay không ?

- Đặc điểm của kết cấu công trình: kết cấu có cốt thép hay không có cốt thép, cốt thép dày hay thưa, biết tiết diện của công trình rộng hay hẹp, Mục đích là để chọn độ dẻo của hỗn hợp bê tông và cường độ lớn của đá (sỏi) cho hợp lý

- Điều kiện nguyên vật liệu: như cấp độ bền và loại xi măng, loại cát, đá dăm hay sỏi

và các chỉ tiêu cơ lý của chúng

Điều kiện thi công: thi công bằng máy hay bằng thủ công

2 Tính toán thành phần bê tông bằng phương pháp tính toán kết hợp với thực nghiệm theo thể tích tuyệt đối:

Việc tính toán thành phần hay cấp phối bê tông có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp, song hiện nay người ta thường sử dụng ba phương pháp sau: tra bảng, tính toán kết hợp với thực nghiệm và thực nghiệm hoàn toàn

Trong phần báo cáo thực tập này em xin được phép trình bày phương pháp Bolomey – Skrametaev là phương pháp được sử dụng phổ biến ở Việt Nam và một số nước.

a Nguyên tắc của phương pháp:

- Phương pháp Bolomey – Skramtaev là phương pháp tính toán lý thuyết kết hợp với việc tiến hành kiểm tra bằng thực nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết “ thể tích tuyệt đối ” có nghĩa là tổng thể tích tuyệt đối (hoàn toàn đặc) của vật liệu trong 1m3 bê tông bằng 1000 lít

Vax +VaN + V + V = 1000 lítaC aD

Trong đó Vax,VaN,VaC,VaD : thể tích hoàn toàn đặc của xi măng , nước, cát, đá trong 1m bê tông (lít)3

b Các bước thực hiện

Bước 1: lựa chọn thành phần định hướng

Lựa chọn tính dẻo (độ sụt , độ cứng) cho hỗn hợp bê tông

Dạng kết cấu

Độ sụt (cm)

Tối đa Tối thiểuMóng và tường móng bê tông cốt thép 9/10 3/4Móng bê tông , giếng chim , tường phần ngầm 9/10 3/4

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Loại kết cấu

Phương pháp thi công

cơ giới Thủ công

SN , cm ĐC , giây SN , cm

Bê tông khối lớn ít hay không có cốt thép 2-4 15-25 3-6

Bê tông có hàm lượng cốt thép trung bình 6-8 10-12 8-12

Độ sụt thích hợp cho một số công nghệ thi công đặc biệt:

Cọc khoan nhồi: 14 -16cm

Bêtông bơm, rót: 12 - 18cm tuỳ theo khoảng cách và chiều cao bơm

Rót chèn vào các khe, hốc, mối nối nhỏ không đầm được:

18 - 22cm

Khi thời gian thi công cần kéo dài thêm 30 – 45 phút, độ sụt chọn tăng 2 - 3cm Khi

cần kéo dài hơn sử dụng phụ gia

Xác định lượng nước nhào trộn (N)

2-3.0

2.5-1.9

1.5-2.4

2-3.0

2.5-1.9

1.5-2.4

2-3

2.5-1.9

1.5-2.4

2-3

Các lưu ý khi sử dụng bảng tra lượng nước:

Khi sử dụng cốt liệu lớn là sôi, lượng nước tra bảng giảm đi 10lit

Khi sử dụng ximăng pooclăng hỗn hợp (PCB), pooclăng xỉ lượng nước tra bảng được cộng thêm 10 lít

 Khi sử dụng xi măng pooclăng puzơlan (PC PUZ), lượng nước tra bảng được

cộng thêm 15 lít

 Khi sử dụng cát có M đl =1 ÷1,4 lượng nước tăng thêm 5 lít

 Khi sử dụng cát có M đl>3 lượng nước giảm đi 5 lít



 Xác định tỷ lệ xi măng – nước (X/N):