Project based learning pbl2 kết cấu bê tông cốt thép báo cáo phần vật liệu xây dựng

+ Có cường độ thử trên mẫu đá nguyên khai hoặc Mác xác định thông qua giá trị độnén dập trong xi lanh lớn hơn 2 lần cường độ chịu nén của bê tông khi dung đá gốc phúnxuất, biến chất; lớn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

PROJECT BASED LEARNING

PBL2: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP BÁO CÁO PHẦN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Quang

Nhóm học phần: 22N68B Tổ: 9 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Phước Nhân

Lê Văn Tùng

Lê Phúc Việt

Đà Nẵng, tháng 11/2024

THUYẾT MINH BÀI BÁO CÁO PHẦN THỰC HÀNH – VẬT LIỆU XÂY DỰNG

1 CÁC SỐ LIỆU ĐẦU VÀO

1.1 Các yêu cầu kỹ thuật của hỗn hợp bê tông, bê tông

1.2 Các yêu cầu kỹ thuật của các vật liệu đầu vào dùng để đúc bê tông

1.3 Các yêu cầu kỹ thuật của cốt thép

1.4 Các số liệu thực tế về tính chất của vật liệu đầu vào

1.5 Nhận xét về các số liệu thực tế của vật liệu đầu vào so với các yêu cầu kỹ thuật (theo TCVN)

2 THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG

2.1 Tính toán cấp phối

2.1.1 Cấp phối sơ bộ

2.1.2 Cấp phối công tác

2.1.3 Cấp phối định hướng

2.2 Thực nghiệm kiểm tra yêu cầu kỹ thuật

2.2.1 Thành phần vật liệu cho 1 mẻ trộn thí nghiệm

2.2.2 Kiểm tra độ sụt của hỗn hợp bê tông

2.2.3 Kiểm tra khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông sau khi lèn chặt

2.2.4 Trình bày khối lượng thể tích của bê tông

2.2.5 Cường độ chịu nén của bê tông

2.3 Thành phần chính thức của bê tông

2.3.1 Thiết lập quan hệ giữa cường độ chịu nén của bê tông và tỷ lệ N/X (nếu có)

2.3.2 Lựa chọn thành phần chính thức của bê tông

3 Thí nghiệm tính chất cơ lý của thép

3.1 Phương pháp thí nghiệm

3.2 Trình bày kết quả thí nghiệm

4 Kết luận

4.1 Nhận xét về kết quả thí nghiệm và tính chất của hỗn hợp bê tông, bê tông và số liệu khi thiết kế đồ án

4.2 Nhận xét về kết quả thí nghiệm và tính chất của thép và số liệu khi thiết kế đồ án

5 Đóng góp của từng thành viên trong nhóm

THUYẾT MINH BÁO CÁO PHẦN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

HỌC PHẦN PBL2 – KẾT CẤU BTCT

NỘI DUNG

1 CÁC SỐ LIỆU ĐẦU VÀO.

1.1 Các yêu cầu kỹ thuật của hỗn hợp bê tông, bê tông

Quan hệ giữa cấp độ bền chịu nén B (với xác xuất đảm bảo không dưới 0,95) với cường

độ chịu nén trung bình Rm của bê tông được biểu diễn bằng công thức: (theo

TCVN5574:2012)

B Rm 1-1,64  => Rm=R bt yc= ¿25,69

Yêu cầu kỹ thuật

1.2 Các yêu cầu kỹ thuật của các vật liệu đầu vào dùng để đúc bê tông.

Chỉ tiêu chất lượng của xi măng PCB40 theo TCVN 6260:2020

1 Cường độ nén, MPa, không nhỏ hơn:

- 3 ngày ± 45 phút

2 Thời gian đông kết, phút

- bắt đầu, không nhỏ hơn

3 Độ mịn, xác định theo:

- phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09 mm, % không lớn hơn

- bề mặt riêng, xác định theo phương pháp Blaine, cm2/ g, không

nhỏ hơn

102800

4 Độ ổn định thể tích, xác định theo phương pháp Le

Chatelier, mm, không lớn hơn

10

5 Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3¿,%, không lớn hơn 3,5

- Cát: TCVN 7570:2006

+ Cát thô khi môđun độ lớn trong khoảng từ lớn hơn 2,0 đến 3,3

+ Cát mịn khi môđun độ lớn trong khoảng từ 0,7 đến 2,0

+ Không nên sử dụng cát bị nhiễm mặn, nhiễm phèn, lẫn nhiều tạp chất

+ Nên sử dụng cát dành riêng cho bê tông loại hạt to, ít lẫn hàm lượng tạp chất

- Đá: TCVN 7570:2006

+ Có kích thước từ 5mm đến 70mm, đá sử dụng cho bê tông thông thường là đá 1x2,còn gọi là đá 20mm được sử dụng nhiều nhất trong các hạng mục bê tông, độ hút nướckhông lớn hơn 10%.

+ Có cường độ thử trên mẫu đá nguyên khai hoặc Mác xác định thông qua giá trị độnén dập trong xi lanh lớn hơn 2 lần cường độ chịu nén của bê tông khi dung đá gốc phúnxuất, biến chất; lớn hơn 1,5 lần cường độ chịu nén của bê tông khi dung đá gốc trầm tích

Ionsunfat(SO4 2− ¿ ¿)

IonClo (Cl−¿¿)

Cặnkhôngtan

1 Nước trộn bê tông và nước trộn vữa bơm bảo vệ

cốt thép cho các kết cấu bê tông cốt thép ứng lực

trước

2 Nước trộn bê tông và nước trộn vữa chèn mối nối

cho các kết cấu bê tông cốt thép 5000 2000 1000 200

3 Nước trộn bê tông cho các kết cấu bê tông không

cốt thép Nước trộn vữa xây và trát

1000

1.3 Các yêu cầu kỹ thuật của cốt thép: TCVN 1651-2:2018

- Đảm bảo cường độ theo thiết kế

- Có tính dẻo cần thiết

- Có kết dính tốt và cùng chịu lực được với bê tông trong mọi giai đoạn làm việc của kếtcấu

- Dễ gia công, dễ uốn, cắt và hàn được…

- Tận dụng hết khả năng chịu lực của cốt thép khi kết cấu bị phá hoại

- Tiết kiệm thép khi uốn và tốn ít sức lao động

- Khi bố trí thép cầu lưu ý:

+ Bề mặt phải được vệ sinh sạch sẽ trước khi thi công, không dính bùn hay vảy gỉ sắt… + Trong quá trình làm sạch các thanh sắt hạn chế tối đa việc làm cho thanh sắt không bịhao mòn quá mức

+ Đảm bảo đúng quy trình, các phần cốt thép phải được uốn thẳng

+ Sau quá trình thi công phải đảm bảo đúng kích thước, hình dạng, bề dày…

+ Phải kiểm tra lại toàn bộ số lượng sắt thép xây dựng khi thi công có đủ số lượng haykhông

1.4 Các số liệu thực tế về tính chất của vật liệu đầu vào

2.Thiết kế cấp phối bê tông

2.1.Tính toán các thành phần định hướng

2.1.1.Tính toán cấp phối sơ bộ: (1m 3 )

a) Tính lượng nước nhào trộn (N):

Ứng với độ sụt 8-10, cát Mđl = 2,67, vật liệu sử dụng là đá dăm Dmax =20, xi măng PCB40

→ Tra bảng ở PL1 có nước (N)=200+10 = 210 (lít)

Rbt: cường độ thiết kế của bê tông

R bt =R bt

yc

k=¿ 25,69.1= 25,69 (MPa) k: hệ số an toàn, chọn k = 1 (trạm trộn bán tự động)

A,A1: hệ số kể đến chất lượng vật liệu và phương pháp xác định Mac xi măng Căn cứ vật liệu chất lượng trung bình, Rx xác định theo TCVN 6016:2011 → A=0,5; A1=0,32

Rx: cường độ thực tế của xi măng

Theo số liệu đầu vào Rx = 42,5 MPa

Thay A và A1, Rx, Rbt vào (a.1)

-Hệ số dư vữa k đ từ bảng sau

-Với mô đun của cát M dl= ¿ 2,67 và thể tích hồ xi măng V ho= ¿327 (l) ta nội suy được

C2 D2 tính toán lại theo Vho mới.

V ho= X2

γ aX+ N

γ aN= 3843,066 +210

C=[1000 –( X2

γ aX+ N

γ aN+ Đ2

γ oĐ) ]γ aC=660 (Kg) Tính toán tương tự cho TP3 (giảm 7%X), ta được khoảng tăng giảm 2-10, lựa chọn

sao để thể hiện sự khác biệt về cường độ

2.2.Thực nghiệm kiểm tra các yêu cầu kĩ thuật.

2.2.1.Tính lượng vật liệu cho mẻ trộn thí nghiệm:

- Chọn v = 40 lít (đúc 3 tổ mẫu x 3 mẫu x 15x15x15 cm)

-Chuyển thành phần bê tông theo điều kiện thực tế

-Độ ẩm của cát tại PTN là 4,99% → Cấp phối điều chỉnh theo độ ẩm của cát là:

2.2.2.Kiểm tra độ sụt hỗn hợp bê tông:

- Phương pháp thử: rút côn đo độ sụt bê tông

- Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm: côn thử độ sụt, tấm nền, phể đổ hỗn hợp, thanh đầm,

bay, đồng hồ, thước đo

- Trình tự thí nghiệm:

+ B1: Dùng côn N1 để xác định độ sụt của hỗn hợp bê tông có kích thước hạt danhnghĩa lớn nhất của cốt liệu nhỏ hơn hoặc bằng 40mm; côn N2 để xác định độ sụt của hỗnhợp bê tông có kích thước hạt danh nghĩa lớn nhất của cốt liệu trong hỗn hợp bê tông lớnhơn 40mm Khi kích thước hạt danh nghĩa lớn nhất của cốt liệu từ 70mm đến 100mm,trước khi thí nghiệm cần phải sàng loại bỏ các hạt có kích thước lớn hơn 40mm có tronghỗn hợp bê tông

+ B2: Dùng giẻ ẩm lau mặt trong của côn và các dụng cụ khác sẽ tiếp xúc với hỗn hợp

bê tông trong quá trình xác định độ sụt

+ B3: Đặt côn lên tấm nền Côn phải được giữ cố định trong cả quá trình đổ và đầm hỗnhợp bê tông trong công bằng chi tiết giữ cố định côn hoặc tì chân lên gối đặt chân

+ B4: Đổ và làm chặt hỗn hợp bê tông trong côn

+ B4.1: Với hỗn hợp bê tông có độ sụt nhỏ hơn 160mm, đổ hỗn hợp bê tông qua phễuvào côn làm 3 lớp, mỗi lớp chiếm khoảng một phần ba chiều cao của côn Sau khi đổ mỗilớp, dùng thanh đầm chọc đều trên toàn bề mặt hỗn hợp bê tông từ ngoài vào trong theođường xoáy tròn ốc Khi dung côn N1 chọc 25 lần Khi dung côn N2 chọc 56 lần

+ B4.2: Với hỗn hợp bê tông có độ sụt từ 160mm đến 220mm, đổ hỗn hợp bê tông quaphễu vào côn một lần Dùng thanh đầm chọc đều trên toàn bề mặt hỗn hợp bê tông từngoài vào trong theo đường xoáy tròn ốc Khi dung côn N1 chọc 10 lần Khi dung côn N2

chọn 20 lần

+ B5: Sau khi làm chặt hỗn hợp bê tông trong côn, nhấc phễu ra, cắt phần hỗn hợp bêtông thừa, lấy bay gạt phẳng miệng côn và làm sạch xung quanh đáy côn Dùng tay ghìchặt côn xuống tấm nền và nhả chi tiết giữ cố định côn (hoặc bỏ chân ra khỏi gối đặtchân) Từ từ nhấc côn thẳng đứng trong khoảng thời gian từ 5s đến 10s

+ B6: Nếu khối hỗn hợp bê tông sau khi nhất côn lên bị vỡ, sạt thì phải lấy mẫu khác.Nếu 2 lần thí nghiệm liên tiếp đều bị vỡ, sạt thì hỗn hợp bê tông đó được xem là không

đủ độ dẻo, độ dính kết cần thiết để thí nghiệm độ sụt hoặc cần kiểm tra lại quá trình thínghiệm

+ B7: Đặt côn sang bên cạnh khối hỗn hợp bê tông Xác định độ sụt của mẫu bằng cách

đo chênh lệch chiều con giữa miệng côn với điểm cao nhất của khỗi hỗn hợp bê tông với

độ chính xác tới 5mm

+ B8: Độ sụt của hỗn hợp bê tông khi dung côn N2 được quy đổi về độ sụt côn N1 bằngcách nhân với hệ số chuyển đổi 0,67.

+ B9: Quá trình thí nghiệm

+ B9.1: Quá trình thí nghiệm phải được tiến hành liên tục, không ngắt quãng Thời gianthí nghiệm tính từ lúc bắt đầu đổ hỗn hợpp bê tông vào côn cho tới thời điểm nhấc cônkhỏi khối hỗn hợp bê tông không quá 3 phút

+ B9.2: Tổng thời gian xác định độ sụt của các lượt thí nghiệm cho cùng một mẫu hỗnhợp bê tông không quá 10 phút tính từ thời điểm bắt đầu đổ hỗn hợp bê tông vào côn lầnthứ nhât cho tới thời điểm nhấc côn khỏi khối hỗn hợp bê tông lần cuối cùng

- Hình ảnh quá trình thí nghiệm:

Hình 1: Trộn bê tông theo cấp phối

đã tính toán Hình 2:Đổ bê tông vào côn, mỗi lớp 1/3 chiều cao côn

Hình 3:Đầm mỗi lớp bê tông theo đường

xoáy tròn ốc ngoài vào giữa, mỗi lớp đầm

25 lần

Hình 4:Rút côn, đo độ sụt

Hình 5: Hình ảnh độ sụt thực tế

- Ta thấy sau khi tiến hành trộn bê tông theo cấp phối công tác đã tính, ta dung các dụng

cụ tại phòng thí nghiệm để kiểm tra và thấy được độ sụt của mẻ trộn bê tông này là 9(cm) ϵ (8 ÷ 10) cm theo độ sụt đặt ra ban đầu

=> Đảm bảo yêu cầu độ sụt yêu cầu kỹ thuật của hỗn hợp bê tông.

2.2.3.Khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông sau khi lèn chặt:

- Dụng cụ thí nghiệm: thùng kim loại, thiết bị đầm, cân kỹ thuật chính xác tới 50g, thước

lá, …

- Trình tự thí nghiệm:

+B1: Dùng thùng đong dung tích 5 lít để thử hỗn hợp bê tông có cỡ hạt lớn nhất của cốtliệu tới 40mm, thùng 15 lít để thử hỗn hợp bê tông có cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu –

100mm Chú thích: Cho phép sử dụng khuôn đúc mẫu thử cường độ nén, kích thước quy

định trong bảng 1 của TCVN 3105:2022 để kiểm tra khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông

+B2: Xác định khối lượng của thùng hoặc khuôn chính xác tới 0,2%

+B3: Đổ và đầm hỗn hợp bê tông trong thùng hoặc khuôn theo điều 3.7 TCVN3105:2022 Đầm xong, dùng thước lá bằng thép cắt bỏ phần hỗn hợp thừa, gạt mặt hỗnhợp cho bằng với miệng thùng hoặc khuôn, lấy giẻ lau sạch hỗn hợp dính bên ngoài rồixác định khối lượng của thùng hoặc khuôn chứa hỗn hợp chính xác tới 0,2%

Hình ảnh thí nghiệm

- Khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông đã lèn chặt thực tế(TCVN 3108:1993)

γ oh=G k + b −G k

V k

2.2.4 Trình bày khối lượng thể tích của bê tông: TCVN 3115:2022

- Dụng cụ thí nghiệm: cân kỹ thuật, thước đo, tủ sấy, bình hút ẩm, túi cách hơi hoặcthùng kín, …

- Trình tự thí nghiệm:

+ B1: Xác định khối lượng viên mẫu ở trạng thái cân thử bằng cách cân

+ B2: Xác định thể tích từng viên mẫu Đối với mẫu lập phương thể tích được tính bằngmilimét khối (mm3

(kg)

Thể tích mẫu (m3) Khối lượng thể tích (kg /m3)

Giá trị trung bình khối lượng thể tích (

kg /m3)

Độ lệch chuẩn

2.2.5 Cường độ chịu nén của bê tông

a Phương pháp thí nghiệm đo cường độ chịu nén của mẫu bê tông:

- Mẫu dùng để đo cường độ là mẫu bê tông hình lập phương có kích thước 150mm x150mm x 150 mm, được dưỡng họ trong điều kiện tiêu chuẩn quy định theo TCVN3118:2022, trong thời gian 28 ngày sau khi bê tông ninh kết Sau đó được đưa vào máynén đo đo ứng suất nén phá huỷ mẫu

b Các bước đo cường độ chịu nén của bê tông

- B1: Chuẩn bị mẫu xác định cường độ chịu nén theo tổ mẫu Mỗi tổ mẫu gồm 3 viênđược quy định theo TCVN 3118:2022 Mẫu được dưỡng hộ theo điều kiện tiêu chuẩn.Được lau khô trước khi tiến hành đem đi nén

- B2: Chọn hai mặt chịu nén của viên mẫu đúc lập phương sao cho lực nén tác dụngtheo phương song song với mặt hở khi đúc mẫu

- B3: Xác định tải trọng phá huỷ viên mẫu

+ B3.1: Chọn thang lực thích hợp của máy để khi nén tải trọng phá huỷ nằm trongkhoảng từ 20 – 80% tải trọng cực đại của thang lực đã chọn

+ B3.2: Làm sạch bề mặt thớt nén

+ B3.3: Đặt viên mẫu vào máy nén sao cho một mặt chịu nén tiếp xúc với mặt thớt néndưới Định tâm mẫu theo vạch khắc trên thớt nén (hoặc bằng các dụng cụ thích hợp) saocho trục của viên mẫu trùng với trục của thớt nén

+ B3.4: Vận hành máy sao cho thớt nén trên của máy nhẹ nhàng tiếp xúc với mặt trêncủa mẫu (hoặc đệm truyền tải) Tăng tải liên tục với vận tốc không đổi bằng (0,6 ÷ 0,2)MPa/s cho tới khi viên mẫu bị phá huỷ Thời gian gia tải mẫu cho đến khi phá huỷ khôngnhỏ hơn 30s Tải trọng phá huỷ viên mẫu là là tải trọng lớn nhất đạt được

+ B3.5: Kiểm tra hình dạng phá huỷ viên mẫu

Trong đó: - P là tải trọng phá huỷ viên mẫu, tính bằng Niutơn (N)

- A là diện tích chịu lực nén của mẫu, tính bằng milimet vuông (mm2¿

- α là hệ số chuyển đổi kết quả xác định trên mẫu khác về cường độ chịu nén

của mẫu chuẩn (150 mm x 150 mm x 150 mm)

+ B4.2: Cường độ chịu nén của tổ mẫu được tính bằng trung bình cộng cường độ 3 viên mẫu trong tổ nếu giá trị lớn nhất và nhỏ nhất trong 3 giá trị cường độ viên mẫu không lệch quá 15% so với giá trị cường độ viên còn lại Nếu giá trị lớn nhất hoặc nhỏ nhất trong 3 giá trị cường độ viên mẫu lệch quá 15% so với cường độ còn lại thì không tính toán cường độ chịu nén của tổ mẫu

-B5: Bắt đầu gia tải và đọc kết quả cuối cùng sau khi ngừng gia tải (Hình 2.2b)

-Xử lý số liệu:

Cường độ nén của mẫu được xác định theo công thức:

R n=P

F Trong đó:

P – tải trọng phá hoại mẫu (N)

F – diện tích chịu lực nén của viên mẫu (mm2)

Tính toán cường độ nén của mẫu :

Tải trọng phá hoại mẫu 1: P =590 , 2(kN )

Diện tích chịu lực nén của viên mẫu 1: F =15 ×15=225(cm2)

Cường độ nén của mẫu 1:

R1=P F = 590 , 2225 =2,623(kN

cm2)=26 ,23( N

mm2)=26 ,23( MPa)

Tải trọng phá hoại mẫu 2: P=618 ,3(kN )

Diện tích chịu lực nén của viên mẫu 2: F =15 ×15=225(cm2)

Cường độ nén của mẫu 2:

R2=P F = 581 , 5225 =2,584( kN

cm2)=25 , 84( N

mm2)=25 ,84( MPa)

Tải trọng phá hoại mẫu 3: P =590 , 2(kN )

Diện tích chịu lực nén của viên mẫu 1: F =15 ×15=225(cm2)

Cường độ nén của mẫu 3:

+Do ∆1<15 %,∆2<15 % nên theo TCVN 3118-2022 cường độ nén của bê tông là giá trị

trung bình của 3 viên mẫu:

⇒ R bt=R1+R3+R2

3 =26 ,23 +25 ,84 +27 , 48

3 =26 ,51(MPa)

Kíchthướcmẫu(cm)

Diệntíchchịunén(cm2)

Lựcpháhoạimẫu(kN)

Cường

độ nénmẫu(MPa)

Sai khác(%)

Cường độnén trungbình của tổmẫu(MPa)

 Nhận xét: Giá trị cường độ 3 viên mẫu không vượt quá giá trị sai số cho phép

Chọn cường độ trung bình của tổ mẫu làm giá trị đại diện cho tổ mẩu R=26,51 MPa → Đạt yêu cầu thiết kế

a Phương pháp thí nghiệm đơn trọng: TCVN 1651-1:2018 và TCVN 1651-2:2018

- Dụng cụ thí nghiệm: cân đo kỹ thuật, thước dây, cưa sắt cầm tay

2 Cân khối lượng của 3 mẫu thép

3.Đo độ giãn dài của mẫu thép

Theo TCVN1651-2:2018 đối với thép vằn:

Khối lượng trên 1m dài: m yc= ¿1,580 kg/m, sai số cho phép ±5%

Sai số khối lượng so với yêu cầu ¿m yc −m tt

m yc ×100

Trong đó: m tt: đơn trọng của mẫu tính toán

m yc: khối lượng trên 1m dài