Báo cáo thực tập vật liệu xây dựng

Báo cáo thực tập vật liệu xây dựng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA XÂY DỰNG VÀ CƠ HỌC ỨNG DỤNG

o0o

BÁO CÁO THỰC TẬP VẬT LIỆU XÂY DỰNG

GVHD: Trần Thanh Tài SVTH: Nguyễn Phước MSSV: 11949034

TP HỒ CHÍ MINH, Tháng 11 năm 2013

BÀI 1: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA XIMĂNG

I Khái niệm và mục đích thí nghiệm:

Gk: Khối lượng ximăng ở trạng thái khô (g)

Va :Thể tích của ximăng ở trạng thái hoàn toàn đặc (cm3)

Mục đích:

- Làm quen với các phương pháp và thao tác thí nghiệm xách 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 số 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

II Dụng cụ thí nghiệm:

Bình Le chatelier

Cân điện tử, chính xác đến 0.01 g

Dầu hỏa, ximăng

Phễu, pipet, đũa thủy tinh

Giá xúc, giấy thấm

Tủ sấy

Bình hút ẩm

TRANG 3

Cân điện tử Bình Le chatelier

Tủ sấy

III Trình tự thí nghiệm:

- Cân 65 g ximăng (mẫu xi măng đã được sấy đến khối lượng không đổi và để nguội đến

nhiệt độ phòng, sàng qua sang 0.63 mm)

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

- Dùng giấy thấm lau hết dầu bám quanh cổ bình

- Cho 65 g xi măng vào bình bằng giá xúc

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

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

- Tiến hành 2 lần thử theo quy định trên

+ Sấy đến khối lượng không đổi: vật liệu được sấy ở nhiệt độ 105℃ - 110℃, chênh lệch khối lượng giữa 2 lần cân liên tiếp ≤ 0.1%, thời gian giữa 2 lần cân đó lớn hơn 30 phút

Với Gk= 65 (g): khối lượng mẫu xi măng

Vd (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 2 lần thử phải ≤0.05 g/cm3)

IV Kết quả thí nghiệm:

- 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 từ 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 trộn cho đến khi hồ xi măng bắt đầu mất dần tính dẻo( thời điểm kim Vica cách đáy 3-5 mm)

- Thời gian kết thúc ninh kết là khoảng thời gian từ lúc nhào trộn đển khi hồ xi măng có cường

độ nhất định ( thời điểm kim Vica lún vào hồ xi măng một đoạn 0.5 mm)

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

II Dụng cụ thí nghiệm:

- Cân kỹ thuật có độ chính xác đến 1(g):

- Ống đong có vạch chia hoặc buret:

- Máy trộn

TRANG 7

- Dụng cụ Vicat

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):

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

o Cho máy quay tốc độ thấp trong 90 giây tính từ thời điểm kết thúc đổ xi măng

o Dừng 15 giây, dùng bay vét hồ xung quanh vào thùng trộn

o Cho quay tiếp tục 90 giây ở tốc độ thấp

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

o Đổ xi măng vào chảo thành mô, dùng bay tạo một hố giữa mô, đổ nước vào hố

o Chờ 30 giây, dùng bay trộn miết theo 2 phương vuông góc

o Thờ 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 gặt 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 lẫn thử 0.5% cho đến khi đạt giá trị quy định

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

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

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

o Lật úp khâu như hình vẽ

o Gắn vòng vào kim

o 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:

Lượng xi măng (500g)

Lượng nước (%) Lượng nước (ml) Giá trị đo được cách

mi ca (mm)

TRANG 9

2 Thí nghiệm xác định thời gian ninh kết của xi măng: độ ẩm của nhóm là 28.5%

Thời gian bắt đầu ninh kết:

8h30’;9h;9h10’9h20’;9h30’9h40’: kim vica chạm đáy mica 10h10’: kim vica cách đáy 10mm

 Thời gian bắt đầu ninh kết từ : 1h19’1h25’

Thời gian kết thúc ninh kết:

10h40’: kim vica cách đáy >10 mm 11h10’: kim vica cách mặt 2 mm 11h40’: kim vica cách mặt 0.2 mm

 Thời gian kết thúc ninh kết: 3h5’

V Nhận xét:

Thí nghiệm có thể có sai sót tại vì trong quá trình đầm dằn có làm vữa xi măng lọt ra khâu Canh thời gian có thể không chính xác tại vì khoảng thời gian thưa hơn so với tiêu chuẩn và kết quả cuối cùng phải nội suy

-Chày tròn 20 để đầm vữa xi măng đựng trong khâu hình côn và thước đo

-Khuôn có kích thước 4x4x16 cm để đúc mẫu và nắp khuôn

-Máy nén + uốn

-Cân kỹ thuật

-Ống đong nước

TRANG 11

Bộ khuôn 4cm x 4cm x 16cm

Chày để đầm

TRANG 13

III Trình tự thí nghiệm:

-Để chuẩn bị cho 3 mẫu thử có kích thước 4x4x16 cm, cân 1350g cát tiêu chuẩn 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 bị trộn vữa xi mặng

-Đổ nước vào cối trộn, sau đó đổ XM 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 suốt 30 giây

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

-Dừng máy trộn, trong 15 vòng giây dùng muỗng, bay cào vữa bám ở thành cối, đáy cối và vun

vào giữa cối

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

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 bàn dằn

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

- Dưỡng hộ mẫu trong môi trường ẩm 24h

- 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’

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

IV Kết quả thí nghiệm:

4.1 Xác định cường độ chịu uốn:

𝑅𝑢 = 3𝑃𝑙2𝑏ℎ2 (𝑘𝑔

𝑐𝑚2) Lấy trung bình kết quả của 3 mẫu

Kết quả tính toán được cho trong bảng sau:

Mẫu L

(cm)

B (cm)

h (cm)

P (kG)

Ru

2 (kg/cm)

Rtbu

2 (kG/cm)

𝑅 𝑛 = 𝑃

𝐹(kG/cm2) Trong đó:

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 sáumẫu vượt quá ± 10%

giá trị trung bình của sáu mẫu thì loại bỏ kết quả đó và chỉ tính trung bình 5 mẫu còn lại Nếu một trong

5 kết quả này vượt quá ± 10% của chúng thì loại bỏ toàn bộ kết quả

Kết quả tính toán được cho trong bảng sau:

Mẫu B H F

) P Rn 2 ) Rtbn 2 ) Sai số Ghi chú (cm) (cm) (𝑐𝑚 2 (kG) (kG/cm (kG/cm (%)

𝑉𝑎 (

𝑔𝑐𝑚3;

𝑘𝑔𝑚3;

𝑘𝑔𝑚3;

𝑇𝑚3)

Va = V0 - Vr

Gk: KL mẫu VL đem TN ở trạng thái hoàn toàn khô

Va: thể tích đặc tuyệt đối của mẫu VL đem TN

Vo: thể tích mẫu VL đem TN ở trạng thái tự nhiên

Vr: thể tích các lỗ rỗng trong mẫu VL đem TN

- Khối lượng thể tích xốp là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trại thái xốp ( vật liệu

- Độ hút nước của vật liệu là khả năng hút và giữ nước của nó ở điều kiện thường và được xác

định bằng cách ngâm mẫu vào trong nước có nhiệt độ 200±50C

+ Độ hút nước theo khối lượng:

III Trình tự thí nghiệm:

1 Cốt liệu nhỏ (cát):

1 Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích xốp:

- Mẫu thử được sấy đến khối lượng không đổi và để nguội đến nhiệt độ phòng

thí nghiệm

- Cân 5 đến 10kg mẫu và sàng qua sàng 5mm

- Cân thùng đong (m1)

- Cốt liệu được đổ vào thùng đong từ độ cao cách miệng thùng 100 mm, đến

khi tạo thành hình chóp trên miệng thùng đong thì dừng lại

- Dùng thước thép gạt ngang miệng thùng và cân thùng đong chứa cát (m2)

2 Thí nghiệm xác định khối lượng riêng và khối lượng thể tích:

- Cho mẫu vào bình, đổ thêm nước vào và xoay bình để bọt khí thoát ra ngoài,

đổ thêm nước cho đầy bình, rồi đậy nhẹ tấm thủy tinh lên miệng bình

- Cân bình + mẫu + nước + tấm thủy tinh (m2)

- Đổ nước và mẫu qua sàng 0.14mm

- Đổ nước vào đầy bình và đậy tấm thủy tinh

- Cân bình + nước + tấm thủy tinh (m3)

- Sấy đến khối lượng không đổi lượng mẫu giữ lại trên sàng 0.14mm

- Để nguội mẫu đến nhiệt độ phòng thí nghiệm và cân khối lượng mẫu (m4)

+ Gạn nước thùng ngâm rồi đỗ mẫu vào sàng 0.14 mm

+ Rải cốt liệu ra khay để khô tự nhiên

+ Trong khi đợi cốt liệu khô, kiểm tra tình trạng ẩm của cốt liệu Khi cốt liệu có hình dạng như hình 1c sau khi thử bằng côn thì tiến hành cân khối lượng mẫu (m1)

4 Thí nghiệm xác định độ ẩm của cốt liệu:

- Chuẩn bị mẫu, cân mẫu m1 (chính xác đến 0.1g) ở trạng thái tự nhiên có khối lượng quy định trong bảng sau:

- Đổ mẫu vào khay và sấy đến khối lượng không đổi

- Mẫu được để nguội đến nhiệt độ phòng thí nghiệm và cân (m2) (chính xác đến 0.1g)

- Đặt thùng đong cách cửa quay của phễu chứa cốt liệu 10cm

- Chuẩn bị 1kg cốt liệu đã loại bỏ cỡ hạt < 5 mm

IV Kết quả thí nghiệm:

m2 là khối lượng thùng đong chứa mẫu

2 Khối lượng thể tích và khối lượng riêng:

- Khối lượng thể tích của cốt liệu được xác định theo công thức:

𝛾0 = 𝛾𝑛× 𝑚4

𝑚1 − (𝑚2 − 𝑚3) (

𝑔𝑐𝑚3) Với: m1 là khối lượng mẫu ướt

m2 là khối lượng bình + mẫu +nước + tấm thủy tinh m3 là khối lượng bình + nước + tấm thủy tinh m4 là khối lượng mẫu được sấy khô

- Khối lượng riêng của cốt liệu được xác định theo công thức:

𝛾𝑎 = 𝛾𝑛× 𝑚4

𝑚4 − (𝑚2 − 𝑚3) (

𝑔𝑐𝑚3)

473.89 473.89 − (1251.28 − 951.42)

3 Độ hút nước:

- Độ hút nước của cốt liệu được xác định theo công thức:

𝐻𝑃 =𝑚1 − 𝑚4

Với: m1 là khối lượng mẫu ướt sau ngâm nước

m4 là khối lượng mẫu được sấy khô

Trong đó: m1 là khối lượng mẫu ở trạng thái tự nhiên

m2 là khối lượng mẫu sau khi sấy

𝑊 =𝑚1−𝑚2

𝑚2 × 100% = × 100% =

m2 là khối lượng thùng đong chứa mẫu

2 Khối lượng thể tích và khối lượng riêng:

- Khối lượng thể tích của cốt liệu được xác định theo công thức:

𝛾0 = 𝛾𝑛× 𝑚4

𝑚1 − (𝑚2 − 𝑚3) (

𝑔𝑐𝑚3) Với: m1 là khối lượng mẫu ướt

m2 là khối lượng bình + mẫu +nước + tấm thủy tinh m3 là khối lượng bình + nước + tấm thủy tinh m4 là khối lượng mẫu được sấy khô

Với: m1 là khối lượng mẫu ướt sau ngâm nước

m4 là khối lượng mẫu được sấy khô

𝑊 = 𝑚1 − 𝑚2

Trong đó: m1 là khối lượng mẫu ở trạng thái tự nhiên

m2 là khối lượng mẫu sau khi sấy

m3 (g)

m4 (g)

𝛾𝑎(kg/𝑚3)

𝛾𝑎(𝑡𝑏)(kg/𝑚3)

28.11

* Đá

m2 (g)

m3 (g)

m4 (g) (kg/𝑚 𝛾𝑎 3)

𝛾𝑎(𝑡𝑏)(kg/𝑚3)

𝛾𝑜𝑏ℎ(kg/𝑚3)

𝛾𝑜𝑏ℎ(𝑡𝑏)(kg/𝑚3) mẫu 1 1251.28 951.42 473.89 500 23.68

𝛾𝑜𝑘(𝑡𝑏)(kg/𝑚3)

𝛾𝑜𝑏ℎ(kg/𝑚3)

𝛾𝑜𝑏ℎ(𝑡𝑏)(kg/𝑚3)

mẫu 1 1646.73 1049.25 969.4 1000 25.09 25.22 25.89 24.12

mẫu 2 1680.66 1046.36 996.3 1000 25.35 22.44

* Cát

m2(g) m3(g) m4(g) m1(g) 𝛾𝑜𝑘

(kg/𝑚3)

𝛾𝑜𝑘(𝑡𝑏)(kg/𝑚3)

𝛾𝑜𝑏ℎ(kg/𝑚3)

𝛾𝑜𝑏ℎ(kg/𝑚3)

𝛾𝑜𝑏ℎ(𝑡𝑏)(kg/𝑚3)

TRANG 25

BÀI 5: 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 cốt 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 theo tiêu chuẩn

Từ đó đánh giá cốt liệu này có thích hợp để chế tạo bê tông hay không

- Từ thành phần hạt, ta xác định được các đại lượng như Mdl (cát), Dmax (đá dăm) để dự đoán lượng xi măng, lượng nước cho hỗn hợp bê tông,tính toán cấp phối bê tông

1 Cốt liệu nhỏ (cát):

- Cát trong bê tông gọi là cốt liệu nhỏ Yêu cầu của cát được quy định trong TCVN 340-1986

- Cát trong bê tông và vữa có thành phần nhất định, không chứa các thành phần gây tác hại đến quá trình thuỷ hoá và đông cứng của xi măng, không có tạp chất gây ăn mòn cốt thép

- Cát dùng trong bê tông nặng và vữa 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 để 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)

Loại cát Môđun độ nhỏ Tỷ diện

Mợt sớ yếu tớ ảnh hưởng đến chất lượng của cát

- Độ rỗng (độ xốp) của cát nĩi lên mức độ hổng của cát Độ rỗng càng nhỏ, lượng hồ trong

bê tơng và vữa cĩ thể giảm đi, nhưng vẫn đảm bảo hỗn hợp bê tơng và vữa

- Tạp chất bụi, bùn, đặc biệt là sét, cĩ hại nhất đối với cát vì nĩ bao mặt cát , ngăn cản sự dính kết của hồ xi măng với cát Mặt khác hạt cát nhỏ hơn xi măng, nĩ bao mặt hạt xi măng làm hạt xi măng khĩ thuỷ hố do đĩ giảm cường độ của xi măng, bê tơng, vữa Tạp chất bụi bùn sét làm tăng lượng nước yêu cầu trong bê tơng, do đĩ cũng hạ thấp cường độ của bê tơng

- Tạp chất hữu cơ làm chậm sư đơng cứng của xi măng và cĩ khả năng xâm thực bê tơng

đá dăm dính kết với xi măng tốt hơn sỏi và cho cường độ cao hơn nhưng nược lại đá sỏi cho độ lưu động của hỗn hợp bê tơng tốt hơn đá dăm vì hình dạng trịn và bề mặt trơn nhẵn

- Tuỳ theo độ lớn của đá dăm, sỏi, sỏi dăm mà chúng ta được phân ra loại cỡ hạt sau 10mm, 10-20mm, 20-40mm, 40-70mm

5 Thành phần hạt của mội cỡ hạt phải nằm trong giới hạn ghi trong bảng sau:

II Dụng cụ thí nghiệm:

- Cân kỹ thuật

- Bộ sàng tiêu chuẩn với kích thước mắt sàng 5; 2.5; 1.25; 0.63; 0.315 và 0.14 mm

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

- Tủ sấy

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

- Lấy 1000g cát dưới sàng có kích thước mắt sàng là 5mm để xác định thành phần hạt cát không

có sỏi Để đánh giá chất lượng cát thì việc xác định này được tiến hành sau khi rửa cát Khi đó lượng bụi bẩn cũng được tính vào lượng lọt qua sàng có kích thước mắt sàng 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 tra việc sàng qua 1 mắt sàng kết thúc được chưa thực hiện cách đơn giản: đặt tờ giấy xuống dưới mỗi sàng rồi sàng đều, nếu không có cát lọt qua sàng thì thôi không sàng nữa

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

2 Cốt liệu lớn (đá):

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

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

TRANG 29

- 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 thoả điều kiện <1%

IV Kết quả thí nghiệm:

- Lượng sót riêng biệt (ai) trên sàng kích thước mắt sàng là i tính theo đơn vị phần trăm(%) chính xác đến 0,1% theo công thức:

a

i =𝑚𝑖

𝑚 × 100

m

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

m: khối lượng mẫu thử (g)

- Lượng sót tích luỹ Ai sàng có kích thước mắt sàng i bằng tổng lượng sót riêng biệt trên sàng

có kích thước mắt sàng lớn hơn hoặc bằng sàng có kích thước mắt sàng thứ i:

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

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