GIÁM SÁT CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG VẬT LIỆU

Trong suốt thời gian thi công công trình, một trong những công việc mà người kỹ sư quan tâm thường xuyên, đó là việc kiểm tra chất lượng của vật liệu trước khi đưa chúng vào sử dụng. Công việc này, theo quy định, phải thực hiện bằng phương pháp thí nghiệm phá hoại mẫu thử. Đối với bất kỳ một loại vật liệu nào sử dụng thi công, trước hết là cho kết cấu chịu lực, ta phải chứng minh rằng chất lượng của nó có phù hợp không

Chuyên đề : t vấn giám sát đối với công tác thí nghiệm và kiểm định công trình thi công xây lắp II - giám sát công tác thí nghiệm kiểm tra chất lợng vật liệu sử dụng thi công công trình Trong suốt thời gian thi công công trình, một trong những công việc mà ngời kỹ s quan tâm thờng xuyên, đó là việc kiểm tra chất lợng của vật liệu trớc khi đa chúng vào sử dụng. Công việc này, theo quy định, phải thực hiện bằng phơng pháp thí nghiệm phá hoại mẫu thử. Đối với bất kỳ một loại vật liệu nào sử dụng thi công, trớc hết là cho kết cấu chịu lực, ta phải chứng minh rằng chất lợng của nó có phù hợp không so với : 1. Quy định và yêu cầu của thiết kế . 2. Quy định của các tiêu chuẩn hiện hành liên quan Chẳng hạn, trên bản vẽ kỹ thuật thi công một kết cấu BTCT nào đó có ghi chú là: Bêtông dùng mác M.300; Cốt thép (6 ữ 10) mác C.I, (12 ữ 25) mác C.II. Để thực hiện quy định này, ta phải thực hiện một loạt các thí nghiệm sau : Những thí nghiệm liên quan đến việc kiểm tra mác bêtông M.300: TN kiểm tra mác XM (Đối với mỗi lô hàng XM nhập về kho công trình). TN xác định cấp phối BT M.300 chế tạo từ loại XM vừa kiểm tra và các loại cốt liệu sẽ sử dụng (Đối với mỗi đợt nhập cốt liệu về kho bãi hoặc mỗi lần thay đổi nguồn gốc khai thác cốt liệu). TNphá hoại mẫu kiểm tra mác BTM.300 ( với VL đúcmẫu chuẩn láy từ BT sử dụng thi công kết cấu ). Những thí nghiệm liên quan đến việc kiểm tra mác cốt thép: TN kiểm tra mác cốt thép C.I và cốt thép C.II (Đối với mỗi lô hàng cốt thép nhập về kho công trình) với các phép thử trên mẫu kéo, mẫu uốn (bao gồm cả mẫu VL nguyên dạng và mẫu hàn). Đối với mỗi TN kể trên, khi tiến hành đồng thời lại phải thực hiện theo những quy định và chỉ dẫn của Tiêu chuẩn tơng ứng về: Phờng pháp lấy mẫu và gia công mẫu thử. Phơng pháp TN đối với từng chủng loại mẫu VL v.v. ( Xem danh mục một số các TC thí nghiệm hiện hành thờng gặp nêu ở phụ lục I). Có ngời cho rằng, chất lợng VL nhập về kho công trình nếu đã đợc bên cung ứng (cửa hàng bán VL) cấp đầy đủ những chứng chỉ và thông tin về chất lợng VL rồi thì làm gì phải thực hiện TN kiểm tra nữa. Điều này theo quy định là không thể chấp nhận đợc, bởi lẽ : + Trong thực tế, vật liệu nhập về công trình từ nhiều nguồn khác nhau với khối lợng và chủng loại vật liệu rất đa dạng. Nhà thầu làm sao chứng minh đợc rằng những chứng chỉ chất lợng VL mà nhà hàng cung cấp hoàn toàn từ kết quả thí nghiệm trên các mẫu lấy chính từ lô hàng nhập về kho. Thực tê là ngay cả nhà hàng cũng không phải bao giờ cũng phân biệt đợc một cách rõ ràng các lô hàng dù cùng loại VL nhng khác nhau về nguồn gốc sản xuất. Vì vậy, mọi vật liệu phải đợc đem đến phòng thí nghiệm chuyên ngành ( LAS XD ) để thực hiện thí nghiệm kiểm tra chất lợng của chúng. Đó là nơi đợc Bộ Xây dựng công nhận là phòng TN chuyên ngành, với đầy đủ năng lực về phơng tiện thí nghiệm và lực lợng chuyên gia. Chứng chỉ do phòng thí nghiệm LAS XD cung cấp đợc coi là văn bản hợp thức sử dụng trong hồ sơ nghiệm thu kỹ thuật đối với kết cấu thi công sau này. Chọn phòng thí nghiệm chuyên ngành las - xd Để thực hiện việc kiểm tra chất lợng vật liệu với chứng chỉ xác nhận nêu trên đợc thuận lợi, ngời kỹ s t vấn hay CBKT phụ trách thi công cần có sự tìm hiểu trớc về phòng thí nghiệm sẽ đa mẫu vật liệu đến để lấy chứng chỉ chất lợng. Điểu này rất quan trọng, Chuyên đề : t vấn giám sát đối với công tác thí nghiệm và kiểm định công trình thi công xây lắp vì rằng không phải phòng thí nghiệm nào có dấu LAS XD đều thực hiện đợc đầy đủ những thí nghiệm yêu cầu đối với công trình thi công ( Hiện tại, trong toàn quốc có tới gần 300 phòng thí nghiệm chuyên ngành đợc công nhận và có dấu LAS Xd). Việc chọn phòng thí nghiệm nào để đặt hàng, có thể căn cứ và 03 điều kiện chính sau đây: 1. Phòng thí nghiệm đợc công nhận là Phòng thí nghiệm chuyên ngành ( có dấu LAS-XD) kèm theo danh sách những thí nghiệm đợc phép thực hiện. 2. Năng lực về trang thiết bị thí nghiệm, bao gồm nhà xởng, máy móc hiện có đang hoạt động phục vụ cho từng thí nghiệm tơng ứng. 3. Năng lực về chuyên gia thí nghiệm, bao gồm CBKT và thí nghiệm viên đã từng làm việc, có kinh nghiệm và có chứng chỉ hành nghề về lĩnh vực thí nghiệm chuyên ngành đợc phép thực hiện. Tốt nhất là nên chọn đợc phòng thí nghiệm nào đáp ứng việc cấp chứng chỉ cho tất cả mhững thí nghiệm mà công trình yêu cầu trong suốt quá trình thi công. Khi đó, vừa thuận tiện việc giao dịch, tiết kiệm thời gian đi lại, vừa đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy trong đánh giá các kết quả thí nghiệm. ( Do thời lợng giành cho chuyên đề hạn chế, không cho phép học viên có điều kiện đến PTN để tiến hành các thí nghiệm thực hành. Vì vậy, ở phần giới thiệu trên hội tr- ờng có giới thiệu một số hình ảnh cơ bản về Phòng thí nghiệm và Kiểm định công trình LAS XD125 trực thuộc bộ môn Thí nghiệm và kiểm định công trình ĐHXD.Trong đó, bao gồm : Tổng thể không gian PTN : Khu máy và khu gia công và lắp dựng mô hình thí nghiệm. Khu thiết bị và máy thí nghiệm phá hoại mẫu thử : Hệ thống máy thí nghiệm phá hoại mẫu thử - Nơi có trang bị hệ thống máy kéo uốn vạn năng từ 500 kg đến 100 Tấn; Hệ thống máy nén ( và nén - uốn ) công suất từ 10 Tấn đến 500 Tấn. Tại đây, cho phép thực hiện hầu hết các thí nghiệm cơ bản kiểm tra các đặc tính cơ lý của vật liệu. Khu gia công và dựng lắp thí nghiệm mô hình với hệ sàn ổn dịnh và những máy móc, phơng tiện phục vụ cho thí nghiệm. Đây là khu vực tiến hành công việc gia công mẫu thử và mô hình thí nghiệm, nơi cho phép thực hiện việc lắp dựng và bố trí thí nghiệm đợc nhiều loại mô hình sản phẩm kết cấu xây dựng. Trên hệ sàn ổn định, tại bất kỳ một vị trí nào dọc theo chiều dài các rãnh neo, cho phép tạo điểm tựa đạt hàng trăm tấn lực khi thí nghiệm . một số thí nghiệm phá hoại mẫu thử xác định chất lợng VLXD Để kiểm tra chất lợng vật liệu sử dụng trong thí công, ta phải thực hiện các thí nghiệm trên mẫu thử. Theo quy định, mỗi phép thử đều phải tiến hành theo tiêu chuẩn tơng ứng. Trong nội dung của bản chứng chỉ kết quả thí nghiệm mẫu vật liệu, ngoài nh thông tin xử lý kết quả thí nghiệm, bao giờ cũng phải ghi rõ là thí nghiệm đó thực hiện theo tiêu chuẩn nào. Dới đây xin giới thiệu nội dung và tên của tiêu chuẩn tơng ứng đối với một số thí nghiệm thờng gặp. thí nghiệm xác định chất l ợng vật liệu thép xây dựng Đối với kim loại mà chủ yếu là vật liệu thép xây dựng, cần thực hiện thí nghiệm trên mẫu thử với phơng pháp tiến hành theo tiêu chuẩn tơng ứng dới đây : Thí nghiệm phá hoại kéo mẫu thử : Chuyên đề : t vấn giám sát đối với công tác thí nghiệm và kiểm định công trình thi công xây lắp Tiêu chuẩn thí nghiệm : TCVN 197 : 1985 Kim loại. Phơng pháp thử kéo. Kết quả thí nghiệm kéo phá hoại mẫu thử ta nhận đợc những thông tin về giới hạn chảy dẻo R c , giới hạn bền R b và độ dãn dài tơng ứng . Trên cơ sở đó, căn cứ vào quy định của tiêu chuẩn áp dụng TCVN 1651 : 1985 - tính chất cơ học của thép cốt bêtông, để xác định mác thép ( Nhóm CI, CII, CIII, CiV ) của vật liệu kiểm tra. Trớc khi đa mẫu vật liệu thép đến phòng thí nghiệm, cần tìm hiểu rõ về yêu cầu và đặc điểm đối với kích thớc phôi mẫu để tiến hành lấy mẫu hoặc gia công cho phù hợp. Thí nghiệm uốn mẫu thử : Tiêu chuẩn thí nghiệm : TCVN 198 : 1985 Kim loại. Phơng pháp thử uốn Kết quả thí nghiệm uốn mẫu thử cho những thông tin về giới hạn lực uốn ( với góc uốn tối đa tơng ứng ) và tình trạng biến dạng cục bộ trên mẫu sau khi uốn. Trên cơ sở đó, căn cứ vào quy định của tiêu chuẩn áp dụng, cho phép xác định tính năng của vật liệu thép đáp ứng trong gia công đối với loại thép sử dụng. Trong nội dung tiêu chuẩn có quy cách về mẫu thử tùy thuộc chủng loại vật liệu là thép tròn, thép tấm hay thép hình Thí nghiệm mối hàn : Tùy thuộc vào mục tiêu kiểm tra và đặc điểm làm việc của mối hàn trong kết cấu, của phơng pháp hàn khi thi công, có thể thực hiện một hay tất cả các chỉ tiêu thí nghiệm đối với mối hàn. Trong đó, ngoài thí nghiệm kéo và uốn, còn có yêu cầu kiểm tra mối hàn bằng thí nghiệm uốn va đập. Việc thí nghiệm và đánh giá chất lợng mối hàn nêu trên phải tuân theo quy định của các tiêu chuẩn tơng ứng. Tiêu chuẩn thí nghiệm mối hàn : TCVN 5400 : 1991 Mối hàn. Yêu cầu chung về lấy mẫu để thử cơ tính. TCVN 5403 : 1991 Mối hàn. Phơng pháp thử kéo TCVN 5401 : 1991 Mối hàn. Phơng pháp thử uốn. TCVN 5402 : 1991 Mối hàn. Phơng pháp thử uốn va đập. Trong phòng thí nghiệm, mỗi loại mẫu đợc thực hiện thí ngnhiệm trên máy chuyên dùng với những phơng tiện gá lắp phù hợp. thí nghiệm xác định chất l ợng vật liệu bêtông Đối với vật liệu bêtông sử dung thi công, thông thờng qua kiểm tra chất lợng bằng thí nghiệm xác định mác bêtông là để xem vật liệu có đáp ứng quy định của thiết kế hay không. Việc đợc đánh giá trong tờng hợp này chủ yếu là thông tin về cờng độ chịu nén của mẫu thử. Theo TCVN, mẫu chuẩn để thí nghiệm nén đối với vật liệu bêtông là mẫu hình lập phơng 150 x 150 x 150 mm. Đối với một số công trình do nớc ngoài thiết kế, kích thớc mẫu chuẩn thờng là mẫu hình trụ với chiều cao bằng 2 lần đờng kính : 150 x 300 mm. Khuôn chuẩn dùng đúc mẫu bằng thép và bêtông đúc mẫu phải lấy trực tiếp từ vật liệu sử dụng thi công cấu kiện kiểm tra. Khi đa mẫu đến phòng thí nghiệm, cần ghi rõ ngảy đúc, ngày yêu cầu thí nghiệm. Nếu có yêu cầu ngày thí nghiệm vào thời gian nhỏ hơn tuổi 28 ngày thì nên có nhóm mẫu dự trữ để lấy thông tin kết quả ở đúng tuổi 28 ngày theo quy định. ( Phòng thí nghiệm có thể cho thông tin cờng độ bêtông ở tuổi 28 ngày từ kết quả thí nghiệm với các tuổi nhỏ hơn là 10; 15; 20 ngày v.v., nhng sẽ chấp nhận sai số nhất định ). Các mẫu có kích thớc khác với mẫu chuẩn, kết quả thí nghiệm sẽ đợc hiệu chỉnh bằng cách nhân với hệ số ảnh hởng kích thớc ( Lấy theo bảng lập sẵn trong tiêu chuẩn áp dụng ). Ngoài thí nghiệm nén mẫu lập ph- ơng nh nêu trên, nếu thiết kế có yêu cầu kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý khác của vật liệu Chuyên đề : t vấn giám sát đối với công tác thí nghiệm và kiểm định công trình thi công xây lắp nh cờng độ uốn, cờng độ lăng trụ, mô dun đàn hồi v.v. thì khi đó mới cần gia công mẫu để thí nghiệm theo các tiêu chuẩn tơng ứng. Dới đây là một số tiêu chuẩn liên quan trực tiếp đối với việc thí nghiệm kiểm tra chất lợng vật liệu bêtông : TCVN 3105 : 1993 Hỗn hợp bêtông nặng. Lấy mẫu, chế tạo và bảo dỡng mẫu thử ( Tiêu chuẩn áp dụng chung ) TCVN 3118 : 1993 Bêtông nặng. Phơng pháp xác định cờng độ nén. TCVN 3119 : 1993 Bêtông nặng. Phơng pháp xác định cờng độ kéo khi uốn. TCVN 3120 : 1993 Bêtông nặng. Phơng pháp xác định cờng độ kéo khi bửa TCVN 5726 : 1993 Bêtông nặng. Phơng pháp xác định cờng độ lăng trụ và môđun đàn hối khi nén tĩnh ( Một số thí nghiệm khác ngoài chỉ tiêu vể cờng độ nén, chỉ tiến hành khi có yêu cầu của thiết kế nhằm phục vụ tính toán kiểm tra thiết kế hoặc tính toán khi xử lý sự cố đối với kết cấucông trình ). Đơng nhiên là trớc khi thi công đổ bêtông và đúc mẫu thí nghiệm, việc thiết kế cấp phối bêtông và kết quả thí nghiệm xác định cấp phối thiết kế đó đã đợc thực hiện. Không thể lấy thành phần cấp phối bêtông theo Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần cấp phối bêtông các loại ( NXB xây dựng 2000 ) hoặc theo kinh nghiệm để chọn cấp phối cho bêtông thi công, vì chỉ dẫn này phục vụ chủ yếu cho công tác dự toán và lập kế hoạch cung ứng vật liệu. Cấp phối bêtông phải xác định trên cơ sở kết quả thí nghiệm với hiện trạng chất lợng của các vật liệu thành phần nh: Ximăng, cát, đá dămsỏi v.v . thí nghiệm xác định chất l ợng vật liệu gạch và vữa các loại Gạch xây và vữa các loại cũng là những vật liệu sử dụng phổ biến trong công trình, cần đợc kiểm tra chất lợng trớc khi thi công. Hai phép thử thờng gặp đối với vật liệu gạch là thí nghiệm thử nén và thí nghiệm thử uốn. Ngoài ra, khi có yêu cầu, có thể tiến hành thí nghiệm xác định một số chỉ tiêu khác nh kioểm tra độ hút nớc, kiểm tra khối l- ợng riêng, khối lợng thể tích, độ rỗng v.v. Còn đối với vữa xây chủ yếu là thử nén. Dới đây là một số tiêu chuẩn thí nghiệm tơng ứng, ngời kỹ s t vấn nên làm quen khi đặt hàng thí nghiệm kiểm tra đối với gạch và vữa: TCVN 6355-1 đến 8:1998 Gạch xây- Phơng pháp thử- Xác định các chỉ tiêu: cờng độ nén, uốn, độ hút nớc, khối lợng riêng, khối lợng thể tích, độ rỗng TCVN 3121 : 1979 Vữa và hỗn hợp vữa xây dựng - Phơng pháp thử cơ lý. thí nghiệm xác định chất l ợng vật liệu gỗ Vật liệu gỗ trong xây dựng dùng chủ yếu cho những sản phẩm hoàn thiện, ít khi gặp cho kết cấu chịu lực ( Nh cửa các loại, lát sàn, vách ngăn, trần treo, trang bị nội thất, bàn ghế và một số kết cấu dùng kê đệm thiết bị v.v. ). Vì vậy, thực tế việc thí nghiệm thực hiện không nhiều. Tuy nhiên, việc kiểm tra chất lợng vật liệu gỗ rất cần thiết để sử dụng chúng đảm bảo đạt yêu cầu quy định của thiết kế ( cũng nh để chứng minh về hiệu quả sử dụng về kinh tế và kỹ thuật ). Tiêu chuẩn thí nghiệm áp dụng là : TCVN 356ữ370:1970 Gỗ- Phơng pháp thử- Xác định các chỉ tiêu: độ ẩm, khối lợng thể tích, giới hạn bền khi nén, khi kéo, khi uốn tĩnh, cắt ngang thớ Những tiêu chuẩn thí nghiệm nêu trên cũng nh một số tiêu chuẩn liên quan khác có thể tìm trong tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng của việt nam - tập X phơng pháp thử nhà xbxd.1997 hoặc có bán trên các quầy sách xây dựng ở dạng từng tập in riêng cho mõi chủng loại vật liệu hay cho từng thí nghiệm riêng lẻ. Cũng cần lu ý là theo thời gian, những tiêu chuẩn có sự chỉnh lý và ban hành sửa đổi. Chúng có thể tìm hiểu qua Chuyên đề : t vấn giám sát đối với công tác thí nghiệm và kiểm định công trình thi công xây lắp các phòng thí nghiệm LAS, vị họ thờng xuyên thực hiện thí nghiệm và quan tâm đến những thay đổi của tiêu chuẩn áp dụng. Đối với những công trình quan trọng, có quy mô tơng đối lớn và thi công kéo dài, bộ phận kỹ thuật trực tiếp chỉ huy thi công, nên thu thập những tiêu chuẩn liên quan đến công tác quản lý chất lợng công trình để tiện việc theo dõi. Kết quả thí nghiệm với những văn bản chứng chỉ xác định chất lợng của vật liệu sẽ đợc sử dụng trong các khâu sau đây: Làm căn cứ để ngời cán bộ kỹ thuật quyết định đa vào sử dụng trong thi công. Là hồ sơ kỹ thuật không thể thiếu khi đánh giá - nghiệm thu chất lợng kết cấu, nghiệm thu từng hạng mục và toàn công trình trớc khi đa vào sử dụng. Làm cơ sở để xử lý sự cố có thể xảy ra trong quá trình thi công v.v. một số thiết bị sử dụng thí nghiệm phá hoại mẫy thử thuôc Phòng tn và kiểm định ct las-xd125 trờng đh xây dựng a) b) c) d) H ình II.1 : Một số máy thí nghiệm phá hoại mẫu thử Phòng TN & Kiểm định Công trình LAS-XD.125 : a) và b) Máy nén 500 Tấn và 50 Tấn lực. c) và đ) Máy kéo 100 Tấn và 5 Tấn lực Chuyªn ®Ò : t vÊn gi¸m s¸t ®èi víi c«ng t¸c thÝ nghiÖm vµ kiÓm ®Þnh c«ng tr×nh thi c«ng x©y l¾p . Chuyên đề : t vấn giám sát đối với công tác thí nghiệm và kiểm định công trình thi công xây lắp II - giám sát công tác thí nghiệm kiểm tra chất lợng vật liệu sử dụng thi công công trình Trong. trớc về phòng thí nghiệm sẽ đa mẫu vật liệu đến để lấy chứng chỉ chất lợng. Điểu này rất quan trọng, Chuyên đề : t vấn giám sát đối với công tác thí nghiệm và kiểm định công trình thi công xây lắp . trăm tấn lực khi thí nghiệm . một số thí nghiệm phá hoại mẫu thử xác định chất lợng VLXD Để kiểm tra chất lợng vật liệu sử dụng trong thí công, ta phải thực hiện các thí nghiệm trên mẫu thử.