Báo cáo thí nghiệm môn học vật liệu xây dựng bài 1 xác Định khối lượng riêng khối lượng thể tích vật liệu

MỤC LỤC BÀI 1: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH VẬT LIỆU .... XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA VẬT LIỆU .... - Xác định khối lượng riêng và khối lượng thể tích của một số loại

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Khoa Kỹ thuật Xây Dựng

-* -

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM MÔN HỌC: VẬT LIỆU XÂY DỰNG

GVHD: NGUYỄN NGỌC THÀNH LỚP L02 - NHÓM 2 - HK 231

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Khoa Kỹ thuật Xây Dựng

-* -

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

MÔN HỌC: VẬT LIỆU XÂY DỰNG

GVHD: NGUYỄN NGỌC THÀNH

LỚP L02 - NHÓM 2 - HK 231

Sinh viên thực hiện MSSV

Nguyễn Thị Thanh Huyền 2113567

BẢNG DANH SÁCH THÀNH VIÊN VÀ PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

Lê Minh Hoàng (Nhóm trưởng) 2113398 Xác định lượng nước tiêu chuẩn và

tổng hợp báo cáo

Nguyễn Thị Thanh Huyền 2113567 Đúc mác xi măng và xác định mác xi

măng

Đỗ Minh Quang 2114498 Thiết kế thành phần cấp phối bê tông

Trần Quý Niên 2114350 Xác định thành phần hạt của cốt liệu

dùng để thiết kế cấp phối bê tông Nguyễn Hứa Bảo Quyên 2114582 Xác định cường độ nén bê tông

Châu Thanh Tùng 2014995 Xác định khối lượng riêng vật liệu

Phan Đình Thiều Dương 2113100 Xác định khối lượng thể tích vật liệu

MỤC LỤC

BÀI 1: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH VẬT LIỆU 1

A XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA VẬT LIỆU 1

1 Mục đích và ý nghĩa thí nghiệm 1

2 Dụng cụ, thiết bị và vật liệu thí nghiệm 1

3 Tiến hành thí nghiệm 1

4 Kết quả thí nghiệm 3

5 Nhận xét 4

B XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH 5

1 Mục đích thí nghiệm 5

2 Dụng cụ thí nghiệm 5

3 Trình tự thí nghiệm 5

4 Tính toán kết quả 7

5 Nhận xết kết quả thí nghiệm 9

BÀI 2: XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TIÊU CHUẨN VÀ ĐÚC MÁC XI MĂNG – XÁC ĐỊNH MÁC XI MĂNG 10

A XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TIÊU CHUẨN 10

1 Mục đích thí nghiệm 10

2 Dụng cụ thí nghiệm 10

3 Trình tự thí nghiệm 11

4 Hình ảnh khi thực hiện thí nghiệm 12

5 Tính toán kết quả 16

6 Nhận xét kết quả thí nghiệm 16

B ĐÚC MÁC XI MĂNG VÀ XÁC ĐỊNH MÁC XI MĂNG 17

1 Mục đích thí nghiệm 17

2 Dụng cụ thí nghiệm 17

4 Tính toán thí nghiệm 28

5 Nhận xét thí nghiệm 30

BÀI 3: XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HẠT CỦA CỐT LIỆU DÙNG ĐỂ THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG 32

1 Mục đích thí nghiệm 32

2 Dụng cụ thí nghiệm 32

3 Trình tự thí nghiệm 32

4 Tính toán kết quả 33

5 Nhận xét kết quả thí nghiệm 37

BÀI 4: THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI BÊ TÔNG VÀ ĐÚC MẪU THỬ MÁC BÊ TÔNG 40

A THIẾT KẾ THÀNH PHẦN CẤP PHỐI BÊ TÔNG 40

1 Mục đích 40

2 Các thông số cần thiết trước khi tính toán thành phần bê tông 40

3 Phương pháp thiết kế cấp phối bê tông 40

4 Công thức thiết kế cấp phối bê tông 40

5 Trình tự tính toán cấp phối bê tông 40

B ĐÚC MẪU THỬ MÁC BÊ TÔNG 42

1 Mục đích thí nghiệm 42

2 Dụng cụ thí nghiệm 42

3 Trình tự thí nghiệm 42

4 Kết quả thí nghiệm 45

5 Nhận xét kết quả thí nghiệm 45

BÀI 5: XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ NÉN CỦA BÊ TÔNG 47

1 Mục đích thí nghiệm 47

2 Phương pháp thí nghiệm 47

3 Dụng cụ thí nghiệm 47

5 Tiến hành thí nghiệm 48

6 Kết quả thí nghiệm 50

7 Nhận xét kết quả thí nghiệm 52

- Áp dụng các kiến thức cơ sở lí thuyết vào thí nghiệm thực tiễn

- Xác định khối lượng riêng và khối lượng thể tích của một số loại vật liệu là để ta có thể đưa vào các ứng dụng tính toán vật liệu cho công trình, kho dự trữ và phương tiện vận chuyển, tính cấp phối bê tông…

- Tính toán lại khối lượng của vật liệu để trong thời gian dài trong quá trình bảo quản

2 Dụng cụ, thiết bị và vật liệu thí nghiệm

2.1 Xác định khối lượng riêng của xi măng– TCVN 4030:2003:

- Bình xác định khối lượng riêng, bình cao cổ

3.1 Xác định khối lượng riêng của xi măng– TCVN 4030:2003:

- Mẫu xi măng được sấy khô đến khối lượng không đổi và để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng thử nghiệm

CHÂU THANH TÙNG - 2014995

- Đặt bình khối lượng riêng vào bể ổn nhiệt và duy trì ở nhiệt độ 27 ºC ± 2 ºC Giữ bình trong bể ổn nhiệt sao cho phần chia độ của bình ngập trong bể và giữ chặt để không cho bình nổi lên Sau đó dùng phễu đổ dầu hỏa vào bình đến vạch số không (0) Dùng bông hoặc giấy lọc thấm hết những giọt dầu bám quanh cổ bình

- Cân 65 g xi măng, chính xác đến 0,01g, dùng thìa nhỏ xúc xi măng và đổ từ từ qua phễu vào bình, dầu trong bình dâng lên đến một vạch nào đó của phần chia độ phía trên

- Bỏ bình ra khỏi bể ổn nhiệt, và xoay lắc bình trong khoảng 10 phút sao cho không khí trong xi măng thoát hết ra ngoài Đặt bình trở lại bể ổn nhiệt trong khoảng 10 phút để nhiệt độ của bình cân bằng nhiệt độ của bể ổn nhiệt Ghi lại mực chất lỏng trong bình (Vd)

3.2 xác định khối lượng riêng của cát TCVN 7572:2006:

- Cân 500g (g) cát có đường kính hạt từ 0,14 – 5mm dùng biện pháp rửa để loại bỏ hạt dưới 0,14mm dùng sàng có đường kính mắt sàng là 5mm để loại bỏ hạt lớn hơn 5mm

- Cho lượng cát này vào bình khối lượng riêng, sau đó cho nước vào đến 2/3 thể tích bình, xoay nhẹ bình cho bọt khí thoát hết ra ngoài

- Tiếp tục cho nước vào đến vạch chuẩn, đem cân được khối lượng m1(g)

- Đổ cát và nước ra, rửa sạch bình

- Cho nước vào đến vạch chuẩn, cân được khối lượng m2(g)

CHÂU THANH TÙNG - 2014995

4 Kết quả thí nghiệm

4.1 Xác định khối lượng riêng của xi măng – TCVN 4030:2003

𝜌𝑎 =𝑀𝑥𝑚

𝑉𝑑 (g/c𝑚3) 𝑀𝑥𝑚 khối lượng mẫu xi măng đem thử (g)

𝑉𝑑 thể tích dầu chiếm chỗ xi măng (cm3)

Số lần thí nghiệm Khối lượng 𝑀𝑥𝑚(g) Thể tích 𝑉𝑑(𝑐𝑚3) Khối lượng

𝑉 𝑑 = 6521.1 = 3.0806 (g/cm3) Tổng trung bình: 𝜌𝑎1+𝜌𝑎2

- Kết quả thí nghiệm cho khối lượng riêng xi măng là 3.0661 g/cm3 ; khối lượng riêng

xi măng theo lý thuyết là ( 3.05-3.15 g/cm3) , sai số ít và kết quả thí nghiệm có thể sử dụng được

- Các loại sai số có thể dẫn đến sai lệch kết quả đo

+ Sai số trong lúc đọc kết quả khối lượng xi măng (cân nhạy dưới áp lực gió quạt…); sai số lúc đọc kết quả mặt thoáng dầu hòa trong bình

+ Xi măng còn có nhiều phụ gia vô cơ khác

+ Xi măng trong PTN để đã lâu và đã bị ẩm và do trong thực tế thì không sấy lại

PHAN ĐÌNH THIỀU DƯƠNG - 2113100

𝛾0 : Khối lượng thể tích của vật liệu (g/cm3)

m : Khối lượng của vật liệu ở trạng thái hoàn toàn khô (g)

𝑉0: Thể tích ở trạng thái tự nhiên của vật liệu (cm3)

- Khối lượng riêng và khối lượng thể tích của vật liệu dùng để tính toán cấp phối bêtông, chọn phương tiện vận chuyển hoặc tính toán trọng lượng bản thân kết cấu…

PHAN ĐÌNH THIỀU DƯƠNG - 2113100

- Thùng có thể tích V0 (cm3) Cân khối lượng thùng m1 (g)

- Cho vật liệu (xi măng, cát, đá) vào thùng ở chiều cao 10cm cách miệng thùng, dùng que gạt từ giữa sang hai bên Cân được khối lượng m2 (g)

- Nếu đo trường hợp lèn chặt thì đá đổ thành ba lớp, mỗi lớp đầm 25 cái từ ngoài vào trong theo hình xoắn ốc, lớp sau đầm sâu xuống lớp trước Sau đó gặt bằng

Gạch thuộc trường hợp mẫu thí nghiệm có dạng hình học xác

định nên thể tích mẫu được xác định bằng cách đo trực tiếp

Khối lượng mẫu xác định bằng cách cân Các bước tiến hành:

- Cân khối lượng mỗi viên gạch m (g)

- Lấy mẫu đem sấy đến khối lượng không đổi

- Dùng cân kỹ thuật để cân khối lượng m của mẫu (g)

- Dùng thước đo các cạnh của mẫu Quy ước: cạnh dài nhất là

a, cạnh ngắn nhất là c, cạnh còn lại là b Mỗi cạnh đo 3 lần ở

ba vị trí khác nhau và lấy giá trị trung bình cộng để làm giá trị

PHAN ĐÌNH THIỀU DƯƠNG - 2113100

PHAN ĐÌNH THIỀU DƯƠNG - 2113100

Khối lượng thể tích trung bình(g/cm3): 0.9792

PHAN ĐÌNH THIỀU DƯƠNG - 2113100

a (cm) b (cm) d

(cm)

e (cm)

f (cm)

h (cm) m (g) 𝑉𝑜 (cm3) γ0

- Đối với đá, khối lượng thể tích ở trạng thái tự nhiên và trạng thái lèn chặt có sự chênh

lệch không đáng kể Lý do là đá trong thí nghiệm này có kích thước khá đều nhau, và

công đầm/lèn là nhỏ không đủ để sắp xếp lại các hạt đá

- Đối với cát, khối lượng thể tích ở trạng thái lèn chặt và trạng thái không lèn cho kết

quả chênh lệch đáng kể Lý do là trong cát có nhiều cỡ hạt khác nhau, dưới tác dụng của

công đầm/lèn thì các hạt cát dễ sắp xếp (cố kết) lại hơn so với đá

- Cũng cần lưu ý là độ ẩm cũng ảnh hưởng rất nhiều đến khối lượng thể tích Khối lượng

thể tích sẽ đặt tối đa ở một độ ẩm nhất định Tính chất này dùng để tối ưu hóa quá trình

đầm chặt của nền đất lúc xây dựng công trình

Khối lượng thể tích gạch

- Kết quả thí nghiệm giữa 5 lần đo của 3 mẫu không có sai lệch đáng kể

- Kết quả thí nghiệm chưa nêu rõ là đo ở độ ẩm bao nhiêu vì không sấy khô hay xác định

độ ẩm ban đầu của mẫu đo

- Sai số chủ yếu có thể xảy ra trong lúc đọc kết quả đo kích thước của mẫu

LÊ MINH HOÀNG – 2113398

BÀI 2: XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TIÊU CHUẨN VÀ ĐÚC MÁC XI

MĂNG – XÁC ĐỊNH MÁC XI MĂNG

Lượng nước tiêu chuẩn và mác xi măng là hai tiêu chuẩn chủ yếu dùng để xác định

và đánh giá chất lượng xi măng, ảnh hưởng đến vấn đề cấp phối bê tông

A XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TIÊU CHUẨN

LNTC thực tế dùng để cung cấp nước cho xi măng thực hiện hydrat hoá và phần còn lại để tạo độ linh động cần thiết cho thi công

Lượng nước tiêu chuẩn sử dụng:

LÊ MINH HOÀNG – 2113398

- Dụng cụ phụ: ống đong hình trụ loại 150ml, ống buret, dẻ lau ướt

Bộ dụng cụ thí nghiệm lượng nước tiêu chuẩn

3 Trình tự thí nghiệm

- Cân 400g ximăng đã sàng qua sàng 0,63mm

- Đong lượng nước bằng 27% hoặc 29% so với lượng ximăng

- Cho lượng ximăng này vào chảo trộn đã lau ẩm, dùng bay moi thành hốc ở giữa, đổ lượng nước vào, sau 30 giây bắt đầu trộn theo kiểu dằn mạnh và giật lùi, thời gian trộn khoảng 5 phút

LÊ MINH HOÀNG – 2113398

- Trộn xong, dùng bay cho hồ ximăng vào khâu hình côn và cho một lần,

ép sát vành khâu xuống mặt tấm kính rồi dập kính lên mặt bàn 5 – 6 cái Dùng bay đã lau ẩm gạt cho ximăng bằng miệng khâu

- Đặt khâu vào dụng cụ Vica Hạ đầu kim Vica gát trên miệng vành khâu, điều chỉnh kim về chỉ số 40, khoá chặt rồi di chuyển vành khâu sao cho kim ở ngay giữa vành khâu Mở vít cho kim tự do cắm vào hồ ximăng

- Sau 30 giây cố định kim và đọc giá trị Nếu kim cắm cách đáy 5 – 7

mm thì đạt Nếu không đạt thì phải trộn mẻ khác với lượng nước nhiều

hơn hoặc ít đi 0,5%

4 Hình ảnh khi thực hiện thí nghiệm

Cân 400g xi măng

Lấy 108g nước tương ứng 27%gam xi măng

LÊ MINH HOÀNG – 2113398

Đưa hỗn hợp xi măng và nước vào máy trộn, trộn 2 lần 1p30s có khoảng nghỉ 15s và đưa ra

sản phẩm

Dụng cụ vicat trước và sau khi thả rơi tự do vào hỗn hợp xi măng nước ở lần trộn đầu

LÊ MINH HOÀNG – 2113398

Đong 4g nước tương ứng 1% gam xi măng

Cân 400g xi măng để làm tiếp thí nghiệm vì chưa tìm được lượng nước tiêu chuẩn

LÊ MINH HOÀNG – 2113398

Cân 120g nước tương ứng 30% gam xi măng và đưa hỗn hợp xi măng nước vào máy trộn

Sản phẩm sau khi trộn bằng máy và kết quả khi sử dụng dụng cụ vicat

LÊ MINH HOÀNG – 2113398

- Tuy chênh lệch về lượng nước ∆𝑚 = 1% nhưng sự thay đổi về độ lún diễn ra khá rõ rệt

- Sai số trong quá trình đo rất dễ xảy ra do một số nguyên nhân:

• Lượng nước thêm vào quá ít

• Nước bay hơi trong quá trình nhào trộn

• Mất nước trong thí nghiệm do không dùng dẻ ẩm lau cối trộn, bay, vikat

• Thời gian thí nghiệm của lần đầu còn lâu do chưa quen với thiết bị nên ảnh hưởng nhiều đến kết quả

- Xi măng có lượng nước tiêu chuẩn là 𝑁𝑇𝐶 = 30%

NGUYỄN THỊ THANH HUYỀN - 2113567

B ĐÚC MÁC XI MĂNG VÀ XÁC ĐỊNH MÁC XI MĂNG

1 Mục đích thí nghiệm

* Mác xi măng: Là cường độ chịu nén (Rn) của xi măng với các điều kiện:

- Kích thước mẫu thử 4 x 4 x 16 (cm)

- Mẫu thử là hỗn hợp xi măng – cát với tỉ lệ 1 : 3

- Dưỡng hộ 28 ngày trong điều kiện tiêu chuẩn: t = 200C, W > 95%

* Mục đích:

Xi măng dùng để chế tạo các kết cấu bê tông và vữa Mác xi măng là chỉ tiêu cần thiết để có thể tính thành phần cấp phối bê tông và vữa Cường độ đá xi măng (mác xi măng) càng cao thì cường độ bê tông vữa càng cao Cường độ chịu nén của xi măng được dùng làm cơ sở xác định mác xi măng trên bao bì bởi vì trong quá trình vận chuyển, cất giữ bảo quản trong kho, xi măng dần bị vón cục và làm giảm cường độ Do đó việc

xác định mác xi măng là rất cần thiết

Ngoài ra, xác định mác xi măng còn nhằm kiểm tra khả năng chịu lực của cấu kiện xây dựng

Xác định mác xi măng sau 7 ngày đóng rắn từ đó tính mác xi măng sau 28 ngày

đóng rắn theo công thức liên hệ:

𝑹𝒏

𝑹𝟐𝟖 =

𝒍𝒈𝒏

𝒍𝒈𝟐𝟖với (n≥3), n = 7 ngày

2 Dụng cụ thí nghiệm

2.1 Dụng cụ

- Khuôn đúc mẫu kích thước 4 x 4 x 16 (cm)

- Chày đầm có kích thước mặt đáy 3,5 x 3,5 (cm)

- Cân kỹ thuật độ chính xác 0,1 g

- Bình đong nước

- Chảo hình chỏm cầu và bay

NGUYỄN THỊ THANH HUYỀN - 2113567

- Máy trộn vữa

- Khăn lau ẩm

- Dầu, nhớt, cọ quét

- Bể ngâm mẫu

- Máy thử cường độ nén, uốn, tấm đệm ép

(Khuôn đúc kích thước 4x4x16 cm) (Máy trộn vữa)

(Bình đong nước - Ảnh minh hoạ) (Cân kỹ thuật - Ảnh minh hoạ)

NGUYỄN THỊ THANH HUYỀN - 2113567

2.2 Vật liệu sử dụng

- Xi măng 450g

- Cát tiêu chuẩn 1350g (bằng 3 lần khối lượng xi măng)

- Nước 225 ml (bằng 1/2 khối lượng xi măng), dùng nước sinh hoạt

3 Trình tự thí nghiệm

3.1 Tạo mẫu thử

- Cân lượng xi măng X = 450g và cát C = 1350g (đảm bảo tỷ lệ X/C = 1/3) Cát dùng

ở đây là cát tiêu chuẩn (cỡ hạt từ 0,5 – 1 mm)

- Tỷ lệ nước/xi măng: N/X = 0,5 ⇒ N = 225g

* Nếu trộn tay:

- Lau ẩm dụng cụ: bay, chảo trộn

- Cho xi măng và cát vào chảo, trộn đều Sau 1 phút, ta dùng bay moi thành hốc

ở giữa, sau đó cho nước vào và tiếp tục trộn đều

* Nếu trộn máy:

- Lau ẩm dụng cụ: nồi trộn, cánh trộn, bay

NGUYỄN THỊ THANH HUYỀN - 2113567

- Cho nước vào nồi trộn trước, rồi cho xi măng vào, tổng thời gian là từ 5 đến 10 giây

- Lắp cánh trộn vào máy Cho máy trộn ở tốc độ thấp trong 30 giây, rồi cho cát từ

từ vào nồi trộn trong thời gian 30 giây, dừng máy, rồi bật máy ở tốc độ cao trong 30 giây

- Dừng máy trộn 90 giây Trong vòng 15 giây đầu dùng bay vét vữa bám ở cánh trộn và thành nồi trộn Sau đó tiếp tục trộn ở tốc độ cao trong 60 giây nữa

- Dừng máy trộn

(Cho nước, xi măng, cát vào cối trộn và trộn)

NGUYỄN THỊ THANH HUYỀN - 2113567

(Vữa sau khi đã trộn xong)

- Bôi trơn khuôn đúc mẫu bằng dầu

- Dùng bay chia vữa trong cối vừa trộn xong thành hai phần bằng nhau:

+ Phần 1: rải đều vữa ra 3 ngăn của khuôn sao cho chiều cao của vữa cao hơn

½ chiều cao của khuôn Sau đó đầm chày 20 lần qua lại dọc theo chiều dài khuôn

+ Phần 2: tiếp tục rải đều ra 3 ngăn của khuôn và đầm chày tiếp 20 lần

- Gạt bằng mặt khuôn và miết mặt vữa cho nhẵn Dằn 2 đầu khuôn từ 5 – 7 cái

để nước xi măng phân bố đều tránh rổ mặt mẫu thử

NGUYỄN THỊ THANH HUYỀN - 2113567

(Cho vữa vào khuôn và gạt mặt khuôn cho phẳng)

- Dưỡng hộ mẫu trong khuôn 1 ngày, sau đó gỡ khuôn, ngâm mẫu trong nước

27 ngày

NGUYỄN THỊ THANH HUYỀN - 2113567

(Mẫu thử sau khi gỡ khuôn đúc mẫu)

(Ngâm mẫu trong bể nước - Ảnh minh hoạ)

3.2 Xác định cường độ chịu uốn, nén

NGUYỄN THỊ THANH HUYỀN - 2113567

- Sau khi dưỡng hộ 28 ngày, lấy mẫu ra lau ráo mặt và thử cường độ ngay không

để chậm quá 10 phút

* Tiến hành thí nghiệm uốn mẫu:

- Chọn 2 bề mặt mẫu song song với nhau (bề mặt nhẵn, bóng, đều nhau), đặt vào máy uốn sao cho nằm đều trên 2 gối tựa

- Khởi động máy, reset máy cho các chỉ số trở về 0, đóng van dầu, điều chỉnh lực tác dụng lên mẫu đến khi mẫu thử bị gãy thành 2 nửa Sau đó xả van dầu

(Đặt mẫu máy thử) (Mẫu bị tác dụng lực gây gãy làm 2)