Báo cáo thí nghiệm sức bền vật liệuvà vật liệu xây dựng

MUC DICH YEU CAU: Sau bai hoc thi nghiém cac sinh viên đạt được các yêu cau sau: Nang cao su hiéu biét vé quá trình chịu lực của vật liệu từ khi bắt đầu gia tal dén khi vật liệu bị phá

in

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIÊN TRÚC TP.HCM

BỘ MÔN - THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG

BẢO CÁO

THI NGHIEM SUC BEN VAT LIEU

VA VAT LIEU XAY DUNG

SINH VIEN: LE DUY MINH

NHOM THUC HIEN: 02

LOP : XD20/A1

GIAO VIEN HUONG DAN: TRAN QUOC HUNG

TP HỎ CHÍ MINH, ngày 1 tháng 4 năm 2022

PHAN 1 - SUC BEN VAT LIEU THUC HANH THI NGHIEM KEO - NEN MAU VAT LIEU

Ngành đào tạo: Kỹ sư xây dựng

Số tiết thí nghiệm: 5 tiết

Ngày thí nghiệm: 4/3/2022

Ngày viết báo cáo: 26/3/2022

MUC DICH YEU CAU:

Sau bai hoc thi nghiém cac sinh viên đạt được các yêu cau sau:

Nang cao su hiéu biét vé quá trình chịu lực của vật liệu từ khi bắt đầu gia tal dén khi vật liệu bị phá hoại

Vẽ được biểu đồ quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu khi chịu lực Xác định được các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu ø, - ø„ - Øø, -E-/G

Hiểu được tính năng sử dụng của các thiết bị thí nghiệm: biết cách sử dụng thước kẹp

& đồng hỗ đo chuyền vị

TỎ CHỨC THÍ NGHIỆM:

Một nhóm thí nghiệm gồm 15 sinh viên, các sinh viên phải trục tiếp thực hành thí nghiệm kéo — nén vật liệu

Số lượng thí nghiệm: 6 thí nghiệm

e 1 thí nghiệm kéo mẫu vật liệu dẻo

e 1 thí nghiệm kéo mẫu vật liệu dòn

e =| thi nghiém nén mẫu vật liệu đòn

e 1 thí nghiệm kéo mẫu vật liệu 26

e =| thi nghiém nén mẫu vật liệu 26

e 1thínghiệm uốn mẫu vật liệu 26

Giáo viên hướng dẫn cho từng nhóm sinh viên các nội dung chính:

e Cách sử dụng và đọc các loại đồng hồ trong thí nghiệm

e_ Các bước thí nghiệm với từng mẫu vật liệu

e_ Cách ghi chép và xử lý số liệu thí nghiệm

e Lap bao cao két qua thí nghiệm

TRANG THIET BI THI NGHIEM:

Thiết bi gây tải: máy kéo nén vạn năng 5T

Đồng hồ đo chuyền vị khuếch đại cao tầng

Thước kẹp khuếch đại 10 lần

KET QUA THI NGHIEM:

Được trình bày theo nội dung cua từng bài thí nghiệm

Trang

Diện tích tiết điện: Fo = 1,379 cm?

b San khi thí nghiệm:

Bước 3: Theo dõi quá trình tăng tải và biến dạng của mẫu, ghỉ lại các số liệu hiển thị trên thiết bị thi nghiệm theo từng giai đoạn gia tải cho đến khi mâu bị kéo đt

Lắp đặt đông hồ đo chuyền VỊ

Mẫu thép bị phá hủy

Trang 3

72 8,18

9

98 10,02 10,27 11,8 12,25 12,85 13,31 14,02 15,5 16,2 16,85 17,5 18,2 18,85 19,62 20,3 20,93 21,33

222 22.85 23,3 24.05 24.75 25,31 25,92 26,32 27,15 27,7

283 28.95 29,55 30,15 30,8 31,32 31,98

323 33,16 33,77

AI N >

AI (mm) £,= lo (%) G= F (kG/cm*) 2,2

3,92 5,65 6,8 7,78 8,6

94 9,62 9,87 11,4 11,85 12,45 12,91 13,62 15,1 15,8 16,45 17,1 17,8 18,45 19,22 19,9 20,53 20,93 21,8 22.45 22,9 23,65 24,35 24,91 25,52 25,92 26,75 27,3 27,9 28,55 29,15 29,75 30,4 30,92 31,58 31,9 32,76 33,37

0,62 1,10 1,59 1,91 2

2,19 2,42 2,64 2,70 2,77 3,20 3,33 3,50 3,63 3,83 4,24 4,44 4.62 4.80 5,00 5,18 5,40 5,59 5,77 5,88 6,12 6,31 6,43 6,64 6,84 7,00 7,17 7,28 7,51 7,67 7,84 8,02 8,19 8,36 8,54 8,69 8,87 8,96 9,20 9,37 2

725,234 1450,469 2175,703 2900,937 3626,172 4351,406 5076,640 5257,949 5439,258 5511,781 5511,781 5548,043 5548,043 5548,043 5620,566

5729 351 5838.136 5910,660 5983.183 6019.445 6091,968 6164,492 6200,754 6273,277 6309,539 6353,053 6418,324 6454,586 6490,847 6527,109 6556,118 6570,623 6599,633 6635,894 6664,904 6672,156 6693,913 6715,670 6737,427 6744,679 6780,941 6780,941

6788, 193 6809,950

Trang 4

46 47,16 48,3

50 51,2 52,19 52,9 53,25

54

34.85 35,8 36,65 37,57 38.5 39.42 40,35 41,33 42,25 43,18 43,91 45,6 46,76 47,9

496 50,8 51,79 52,5

52 85 53,6

9,79 10,06 10,29 10,55 10,81 11,07 11,33 11,61 11,87 12,13 12,33 12,81 13,13 13,46 13,93 14,27 14,55 14,75 14,85 15,06

6853.465 6853.465 6853.465 6853.465 6889.726 6889.726 6889.726 6889.726 6889.726 6889.726 6925.988 6925.988 6925.988 6925.988 6853.465 6708.418 6527,109 6345.801 6164.492 5801,875

Trang 5

3 Vẽ đồ thị quan hệ ứng suất ø và biến dạng dài tương đối <

DO THI QUAN HE UNG SUAT VA BIEN DANG DAI TUONG DOT

O(kG/cm2)

8000.000

7000.000 6715.670 — “P33 6708.418

5, Nhan xét qua trinh thi nghiém kéo mau thép:

Giai doan | kep mau thép vào máy kéo thép và bắt đầu tăng lực kéo, ở giai đoạn thứ nhất khi tải trọng tác dụng lên mẫu từ 0-72,5 kN thì lực biến dạng của mẫu tăng cùng nhau,

đỗ thị lúc này là một đường thăng Đây là giai đoạn đàn hồi của mẫu

Giai đoạn 2 thì hệ số biến dạng tăng cao nhưng tải trọng tăng ít, đồ thị lúc này có dạng đường cong lên xuống gần như hình xiên đi lên, đây là giai đoạn chảy tương ứng với tải

trọng khoảng 76,5kN, giới hạn chảy là 5547,498 kG/crn?

Giai đoạn 3 thì trên biểu đồ thấy được hệ số tải trọng vả hệ số biến dạng của mẫu tăng cao đột biến đồ thị lúc này có dạng đường cong, đây là giai đoạn tái bền của mẫu với tải

trọng lớn nhất khoảng 95,5kN, giới hạn bền là 6925.308 (kG/em?)

Giai đoạn 4 biểu đồ hệ số tải trọng bắt đầu đi xuống còn hệ số biến dạng vẫn tiếp tục tăng

Khi đo mẫu lại thì chiều dài của mẫu thép tăng thêm 53,6 mm, tổng chiều dài của mẫu là 418,6 mm

> Kết luận: Thép là loại vật liệu chịu kéo tốt, bién dang tương đôi lúc vật liệu bị phá hoại Thí nghiệm hoàn thành đúng yêu câu, nhưng có thê mắc một số sai xót nhỏ nhưng không đáng kê

Trang 7

BAI?2:

THI NGHIEM KEO GANG (VAT LIEU DON)

1 Kích thước mẫu:

a Trước khi thí nghiệm:

- Mau hinh tru

- Chiéu dai lp = 188 mm

- Duong kính do = 1,7 cm

- Dién tich Fo= 2,27 cm?

b Sau khi thi nghiém:

Mau gang duoc dua lén thiét bi dé kéo

Mau sau thí nghiệm

Trang 9

3 Vẽ đồ thị quan hệ ứng suất ø và biến dạng dài tương đối s

DO THI QUAN HE UNG SUAT VA BIEN DANG DAI TUONG DOI

O(kG/cm2)

2092.694753 1982.552924

— Mô đun đản hôi trượt: G= 2x(1+u) 2X (140,25) = 30550,277 (kG/cm”)

5 Nhận xét quá trình thí nghiệm kéo mẫu gang:

—_ Trong thí nghiệm kéo gang, do đây là vật liệu dòn nên thí nghiệm diễn ra nhanh hơn thí nghiệm kéo thép, không trải qua những giai đoạn như kéo thép Biểu đồ kéo gang xem như một đường cong liên tục cho đên khi đức

Trang 10

- Diện tích: Eọ = 1,54 em?

b Sau khi thí nghiệm:

Mẫu gang được đưa lên thiết bị để nén

Mẫu bị phá hoại xiên một góc 45

Trang 12

3 Vẽ đồ thị quan hệ ứng suất øvà biến dạng dài tương đối €

DO THI QUAN HE UNG SUAT VA BIEN DANG DAI TUONG DOI

co Ở (kG/cm2)

100!

8509.917

8120.150 7795.344 795/24) 8444.956 8574.879

Nhan xét qua trinh thi nghiém nén mẫu gang:

Ta có thê thấy biểu thí nghiệm nén gang cũng tương tự biểu đỗ kéo gang Khi nén, vật liệu giòn không có giai đoạn đàn hôi cũng như giai đoạn chảy dẻo Biêu đô là một đường cong nøay tử khi lực nén tác dụng rât nhỏ

Sau thí nghiệm mẫu bị phá hoại xiên góc 45° so với trục của mẫu, thời gian phá hoại mẫu nhanh vì thế gang là vật liệu bị phá hoại giòn

BÀI 4:

THI NGHIEM KEO GO DOC THO

Mục đích:

Xác định cường độ chịu kéo giới hạn doc thé của mẫu số ở độ âm tự nhiên

Mau thi nghiệm:

Gỗ có tiết diện 30 x 30, dai 390mm, b=30mm,h=7mm, Lo=140mm

Được gia công đưa về mẫu chịu kéo theo TCVN 364 — 70

Độ âm mẫu 26: trong diéu kién tu nhién

Mẫu trước khi thí nghiệm

4 Số liệu và kết quả thí nghiệm: Mẫu được kẹp vào máy kéo Mẫu sau khi bị phá hoại

Kích thước mẫu (mm) oo, , ` ¬

STT Diện tích ; Lực kéo Cường độ chịu mẫu Dài Rộng Cao chịu kéo ¡ giới hạn kéo giới hạn

Trang 15

lực của gỗ không giống nhau theo các phương và các vi tri

— Từ các thì nghiệm trên ta có thê thấy khả năng chịu kéo của gỗ nhỏ hơn khả năng chịu kéo của thép và gang

> Kết luận: Trong thí nghiệm trên có thé thay gỗ là loại vật liệu giòn không có tính đẻo vì thê sẽ bị phá hoại đột ngột và nhanh chông

Trang 16

- G6 dau cé tiết điện 30 x 30, dài 50mm

- _ Được gia công đưa về mẫu chịu kéo theo TCVN 363 — 70

- _ Độ âm mẫu gõ: trong điều kiện tự nhiên

- So dé dat tai kéo mau: h

- Toc độ gia tai: 2KG/s

4 Số liệu và kết quả thí nghiệm: N

STT Kích thước mẫu (mm) Diện tích chịu | Lực kéo giới | Cường độ chịu

mâu = - kéo F(cm’) | han Nen (kG) | nén giới hạn

Dai Rộng Cao Ra(kG/cm2)

Ba mấu lần lượt sau thí nghiệm

5 Nhận xét và kết luận:

—_ Ta thực hiện nén mẫu gỗ bằng cách: gắn mẫu vào máy , gia tải mẫu bằng một lực cho đến

khi bị phá hủy Ta có thê thấy mỗi mẫu gỗ là một kiêu biến dạng khác nhau Thực

hiện nén gỗ bằng cách gia tải một lực đến khi bị phá hủy Tuy nhiên do tính chất của gỗ

là thớ dọc và thớ ngang nên việc kiểm tra khá lâu so với kéo gỗ Sau thí nghiệm các thớ

bị lệch nhau khi biến dạng

> Kết Luận: Gỗ là vật liệu chịu nén đọc khá tốt có thể dùng thây các vật liệu bêtông

khác đề làm trụ nhà trụ chùa Gỗ là vật liệu không có tính đồng nhất vì thế mỗi loại

số sẽ có sự biến dạng khác nhau khi có một lực tác dụng vao

Trang 18

Gỗ dầu có tiết diện 30 x 30, dài 300mm, Lo=240mm

Được gia công đưa về mẫu chịu kéo theo TCVN 365 — 70

Độ âm mẫu 26: trong diéu kién tu nhién

tos) bof 4 bo/S |

30 8 „30 L

- Toc dé gia tai: IKG/s

- Géi tya truyén tai: 4 con lin kim loai hinh tru D = 20, L = 30

4 Số liệu và kết quả thí nghiệm:

, - ® Chi SỐ Lực uôn Cường độ chịu

SIT Kích thước mâu Moment | lực kẽ giới hạn Moment uôn giới hạn

mâu —_(mm) kháng | Na(kG)| N=Nz2 | uốn giới Ru (kG/cm?)

Dài | Rộng | Cao | uén Wx (kG) hạn

Mẫu mới đưa vào máy uốn Mẫu sau khi tải đạt giá trị lớn nhất

5, Nhận xétvà kết luận:

— Qua hình ảnh minh họa mẫu sau khi biến dạng ta dễ dàng, thấy được vết nức được hỉnh hành ở thớ dưới mẫu gỗ rồi mới lang ra các thớ trên Vi thé thớ đưới gỗ kẹo kéo thế trên chịu nén

> Kết Luận: Từ các thí nghiệm bên trên kéo, nén và uốn gỗ thì ta có thể thấy khả năng uốn của gỗ tốt hơn kéo và nén, vì thế gỗ thường được sử dụng trong xây dung dé lam

xa g6 dé chịu tải do mái gây ra

Trang 20

PHAN 2 - VAT LIEU XAY DUNG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH

CÁC TÍNH CHÁT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG

A NGANH DAO TAO

Ngành đào tạo: Kỹ thuật xây dựng

Số tiết thí nghiệm: 5 tiết

Ngày thí nghiệm: 11/3/2022

Ngày viết báo cáo: 26/3/2022

Các loại vật liệu xây đựng dùng trong thí nghiệm: gạch ống, gạch thẻ, xi măng, bê tông, côt liệu

B MỤC ĐÍCH YEU CAU

Sau khi thực hành thí nghiệm, sinh viên cần đạt được các yêu cầu sau:

Hiểu biết cơ bản về công tác thí nghiệm (Khâu chuẩn bị mẫu, khâu chuẩn bị trang thiết

bị, khâu thí nghiệm, khâu xử lý số liệu và đánh giá kết quả)

Nâng cao sự hiểu biết về quá trình chịu lực từ khi bắt đầu gia tải đến khi vật liệu bị phá hoại

Xác định được một số chỉ tiêu cơ lý của vật liệu xây dựng như: giới hạn cường độ chịu nén, chịu uốn, độ sụt và mác vật liệu

Hiểu được tính năng sử dụng vả biết vận hành các trang thiết bị, máy móc thí nghiệm

C TÔ CHỨC THÍ NGHIỆM

Một nhóm thí nghiệm gồm có 15 - 20 sinh viên Sinh viên được hướng dẫn trực tiếp thực

hành thí nghiệm với từng bài thí nghiệm cụ thé

Các bài thí nghiệm gồm có:

Bài 1: Thiết kế cấp phối - Chế tạo mẫu bê tông - vữa xi măng

Bài 2: Thí nghiệm xác định độ sụt của hỗn hợp bê tông

Bài 3: Thí nghiệm xác định giới hạn cường độ chịu nén của bê tông

Bài 6: Thí nghiệm xác định giới hạn cường độ chịu nén của gạch ống 4 lễ

Bài 7: Thí nghiệm xác định độ bền uốn của gạch thẻ

D KET QUA THÍ NGHIỆM

Được trình bày theo nội dung của từng bài thí nghiệm cụ thé

Trang 21

BÀI 1 CHE TAO MAU BE TÔNG - VỮA XI MĂNG

I NGUYEN VAT LIEU

- Xi mang: PCB40 y,= 3.1 T/mỶ, yạ= 1.15 T/m?

Mác xi măng xác định theo phương pháp mềm

- Cát vàng: Ya¿= 2.65 T/mŸ, W= 2%

- Đá dăm: Y;¿a= 2.7 T/m, Yoạ= 1.42 T/mŠ, D„m„„= 20 mm

- Phụ gia: không sử dụng phụ gia

- Chất lượng cốt liệu: trung bình

- Nước: dùng nước mây trong phòng thí nghiệm

II YÊU CÂU

1 Thiết kế cấp phối bê tông mác 300; SN = 9cm

2 Thí nghiệm xác định độ sụt SN của hỗn hợp bê tông (bài 2)

3 Chế tạo 3 mẫu bê tông kích thước 15x15x15 cm để xác định mác bê tông theo cường

độ chịu nén

4 Chế tạo 3 mẫu vữa xi măng kích thước 4x4xI6em, tỉ lệ XI MĂNG: CÁT= 1:3; NƯỚC : XI MĂNG = 0.4:0.5 sao cho đặt độ dẻo tiêu chuẩn, để xác định mac xi măng theo cường độ chịu nén

II TRINH TU THIET KE CAP PHOI BE TONG

- Xác định các thông số vật lý Yạ, Yọ, r, W của các nguyên vật liệu

- Tính toán (theo phương pháp thê tích tuyệt đối và công thức thực nghiệm của Bolomey

Hệ số A = 0.65 tra bảng ứng với xi măng hoạt tính trung bình, xác định theo phương pháp mềm

- Xác định N: (tra bảng, căn cứ vào SN (hoặc ĐC) yêu cầu của hỗn hợp, Dmax của cốt

liệu, loại cốt liệu)

Tra bang theo giáo trình Vật liệu xây dựng dựa vào độ sụt SN=9em và D=40mm ta được :

c Kiếm tra vật liệu bằng thực nghiệm: Lấy liệu lượng nguyên vật liệu để đúc 3 mẫu bê tông

(11 lít) kích thước 15x15x15 em, đem nhào trộn để kiêm tra SN, đưỡng hộ sau 28 ngày trong điều kiện chuẩn, xác định Rn lấy kết quả trung bình —> Mác bê tông

IV KET QUA THIET KE CAP PHOI BE TONG

Bé tong M300, SN = 9cm:

4 vy

MANG

a £

V TRINH TU CHE TAO 3 MAU VỮA XI

- Mỗi mẻ cho 3 mẫu thử sẽ gồm:

e 450g + 29 xi mang

e 1350g + 5g cat

e 225g + lgnước

- Dùng cân kỹ thuật cân khối lượng xi măng và cát

- Dùng ống đong lấy 225ml nước

- Cho xi măng vào cáT vào máng trộn, trộn khô hỗn hợp xi măng - cát bằng phương pháp

trộn tay

- Cho nước vào hỗn hợp xi măng - cát và tiếp tục trộn đều

- Khuôn đúc 3 mẫu vữa xi măng 4 x 4x 16 cm đã chuẩn bị sẵn sàng Quét nhẹ I lớp nhớt mỏng lên thành khuôn

- Kẹp chặt khuôn đúc vảo bàn dẫn

- Cho hỗn hợp vữa xi măng vào khuôn làm 2 lớp, mỗi lớp có chiều cao khoảng 1⁄2 chiều

cao khuôn

- Dẫn mỗi lớp 60 cái bằng bàn dẫn tương ứng với 60 giây Bàn dăn được nâng lên cao 15

mm và rơi tự đo, mỗi chu ki nang lên và rơi xuống của bàn dan la | giây

- Nhẹ nhàng nhắc khuôn khỏi bàn dăn và xoa phăng mặt khuôn

- Hoàn tất quá trình đúc mẫu, shi nhãn để nhận biết mẫu, dọn đẹp vệ sinh

- Mẫu sau khi đúc xong phải được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn (24 giờ trong khuôn trong không khí âm thì 27 ngày + § giờ ngâm trong nước ở nhiệt độ 27 độ + 2°€), sau đó vớt ra để thử độ bền uốn và độ bền nén => mác xỉ mang

VI NHAN XET VA KET LUAN