Báo Cáo Thí Nghiệm Vật Liệu Xây Dựng HCMUT

báo cáo thí nghiệm xật liệu xây dựng HCMUT gồm các phần xác định khối lượng riêng của xi mặng, các loại gạch đá, xác định lượng nước tiêu chuẩn và mác xi măng, phân tích thành phần hạt của cốt liệu bê tông, thiết kế cấp phối của bê tông, vvv

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Nguyễn Ngọc Thành

SINH VIÊN THỰC HIỆN : Trần Đức Thắng 1413677

I.Xác định khối lượng riêng.

+ Bình khối lượng riêng của xi măng (hình 1)

+ Phễu thủy tinh cổ dài (hình 2)

+ Tủ sấy

+ Cân kỹ thuật có độ chính xác 0.1g

+ Dùng dầu hỏa để thử xi măng

+ Ống pipet (hình 3) ( Để điều chỉnh lượng dầu)

Hình 1– Bình lechatelier Hình 2 – Phễu thuỷ tinh cổ dài Hình 3 – Ống pipet

1.3.Tính toán kết quả:

– Khối lượng riêng của xi măng là:

γ a= V m

a (g/cm3,T/m3)

– Trong đó: m – khối lượng của xi măng (g).

v – thể tích đặc tuyệt đối của xi măng ( cm3)

– Khối lượng riêng của xi măng được tính bằng giá trị trung bình cộng của kết quả

2 lần thử, Kết quả được tính trong bảng sau:

Số lần thí nghiệm Khối lượng m(g) Thể tích (cm 3 )

khối lượng riêng

– Cân 500g cát có đường kính hạt từ 0.14mm – 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 lớnhơn 5mm

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

– Đổ cát và nước ra, rửa sạch bình

2.3 Tính toán kết quả:

– Khối lượng riêng của cát là :

γ a= G γ n

(G+m¿¿2)−m1¿

– Trong đó : g – khối lượng mẫu mang thử, tính bằng (g)

m1 – khối lượng cân ( bình + mẫu thử + nước 1) , tính bằng (g)

m2 – khối lượng cân ( bình + nước 2), tính bằng gam (g)

– Khối lượng riêng của cát là trung bình cộng của hai lần thử, kết quả của 2 lần thử chênh lệch nhau khô quá 0.02 g/cm3

– Trường hợp kết quả của hai lần thử chênh lệnh nhau quá 0.02 g/cm3 thì phải xác định lần thứ 3 và khi đó khối lượng riêng của cát là trung bình cộng kết quả của 2 lần thử có kết quả gần giống nhau

Số lần thí

nghiệm

Khối lượng mẫu thử G(g)

1.3Tính toán kết quả:

Kết quả tính toán:

γ0XM = m2 −m1

V0 (g/cm3)

– Trong đó: m1 – là khối lượng của thùng (g)

m2 – là khối lượng của thùng và xi măng (g)

V – thể tích của thùng đựng (2,83l)

Kết quả được ghi trong bảng sau:

– Mẫu thử khối lượng thể tích của cát được sấy đến khối lượng không đổi trong

tủ sấy ở nhiệt độ (1050C÷1100C) rồi để nguội bằng nhiệt trong phòng, đem sàngqua sàng 5mm

– Thùng đong được rửa sạch lau khô, đem cân được m1(g)

– Đổ mẫu thử cát đã được chuẩn bị vào thùng đong qua phễu tiêu chuẩn từ độ cao cách miệng thùng 10cm cho đến lúc đầy đến ngọn, dùng thước gạt bằng miệng rồi đem cân được m2(g).

2.2Tính toán kết quả:

γ0cát = m2 −m1

V0 (g/cm3)

– Trong đó: m1 – là khối lượng của thùng (g)

m2 – là khối lượng của thùng và xi măng (g)

+ Cân kỹ thuật có độ chính xác đên 1g

+ Dùng thùng đong bằng thép dung tích v = 14160 ml (14.161)[tc-astm](hình 9)

Hình 9 – Thùng đong dung tích 14.16l

3.2 Tiến hành thử:

– Mẫu thử được lấy ra sau khi qua màng chia mẫu

– Sấy khô mẫu thử đên khối lượng không đổi trước khi tiến hành thí nghiệm Đổ từ

từ đá vào thùn đong ở nhiệt độ cao cách miệng thùng 10 cm cho đến lúc đầy thùng thành ngọn,dùng thước lá gạt bằng mặt rồi cân

– Trong đó: m1 – là khối lượng của thùng (g)

m2 – là khối lượng của thùng và xi măng (g)

V0 – thể tích của thùng đựng (14,16l)

– Khối lượng thể tích xốp được xác định hai lần, trong đó vật liệu làm trước không dùng để làm lại lần sau Kết quả chính thức lấy bằng giá trị trung bình số học của hai lần thử

Kết quả được ghi trong bảng sau:

4 Xác định khối lượng thể tích của gạch xây:

– Cần dùng 5 mẫu cho mỗi loại gạch

– Sấy các mẫu thử ở 1050C-1100C đến khối lượng không đổi rồi để nguội đến nhiệt

độ phòng

– Cân mẫu chính xác đến 0,1g, được mi(g)

– Dùng thước kẹp hoặc (thước dây) đo các kích thước cơ bản (dài,rộng, cao) của mẫu, mỗi kích thước đo tối thiểu 3 lần ở 3 vị trí (đầu giữa và cuối cạnh), ghi lại các

số đo

Hình 11 – Gạch nung 4 lỗ Hình 12 – Gạch 4 lỗ xi măng

– Trong đó: m – khối lượng của mẫu thử(g)

V – thể tích của mẫu thử, được xác định như sau:

Mẫu dạng hình lập phương: (hình 9) Mẫu hình trụ : (hình 10)

4 h (cm3)V= a×b×c (cm3)

V 0 = V TB

- 4 V rỗng (cm 3 )

γ0= m V

(g/cm 3 )

Khối lượng thể tích trung bình (g/cm3) = 1.9 g/cm3

– Kết quả là giá trị trung bình cộng kết quả của 5 mẫu thử, chính xác tới 0.01

BÀI 2 : XÁC ĐINH LƯỢNG NƯỚC TIÊU CHUẨN VÀ MÁC XI MĂNG

I Xác định lượng nước tiêu chuẩn của xi măng :

1.Ý nghĩa:

– Độ dẻo tiêu chuẩn được biểu thị bằng lượng nước trộn tiêu chuẩn , là lượng nước tối thiểu cần thiết để bảo đảm cho vữa có độ linh động trong thi công, đổ khuôn hay xây trát ,tính bằng phần trăm (%) so với khối lượng xi măng ,lượng nước tiêu chuẩn (ntc) của xi măng càng lớn thì sau này lượng nước trộntrong bê tông và vữa càng nhiều

– Ntc thực tế dùng (1/3 – 1/4) để cung cấp cho các khoáng xi măng thực hiện hydrat hóa và phần còn lại để tạo sự linh động cần thiết cho thi công

– Mỗi loại xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn nhất dịnh tùy thuộc vào thành phần

khoáng chất,độ mịn,hàm lượng phụ gia pha trộn, xi măng để lâu bị vón cục thì hàm lượng nước tiêu chuẩn cũng thay đổi

– Xi măng có lượng nước tiêu chuẩn càng lớn thì thì độ xốp cang lớn làm giảm cường độ bê tong

2 Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm;

+ Dụng cụ vika (hình 16)

+ Máy trộn hồ xi măng(hình 17)

+ Cân kỹ thuật có độ chính xác cao 0.1g

+ Dao thép và giẻ lao ướt

+ Đồng hồ bấm giây

+ Ống đong thể tích hình trụ loại 150 ml và ông buret có khả năng đo thể tích chính xác đến 1 ml (hình 18)

– Cân 400g xi măng (Chính xác tới 1g) đổ vào cối trộn đã lau sạch bằng giẻ ẩm, dùng bay moi thành hốc ở giữa,đổ một lượng nước đã được ước tính (tùy theo lọa

xi măng)

– Khởi dộng ngay máy trộn và cho máy chạy chậm, thời gian trộn 90 giây, dừng máy 15 giây để vét hồ quanh cối trộn bằng muỗng thép về giữa sau đó cho máy chạy tốc độ chậm thêm 90 giây, tổng thời gian trộn la 3 phút

– Ngay khi trộn xong đặt khaauleen tấm kính dùng bay xúc xi măng đổ đầy khâu 1 lần rồi dằn kính lên mặt bàn 3 – 6 cái,gạt hồ xi măng bằng miệng khâu Đặt khâu vào dụng cụ vika hạ đầu kim to vào sát mặt hồ xi măng vặn vít hãm để giữ kim,sau

đó mở nút hãm đê kim rơi tự do xuống căm vào đầu xi măng

– Sau 30 giây vặn hãm vít lại, đọc số kim chỉ trên thước chia vạch để biết độ cấm sâu của kim Nếu kim cắm sâu cách đáy 5 – 7 mm thì xem hồ xi măng đạt độ dẻo yêu cầu và lượng nước nhào trộn ban đầu là lntc

– Lượng nước tiêu chuẩn tính bằng phần trăm (%) khối lượng xi măng chính xác đến 0.25%

4 Kết quả thí nghiệm:

LNTC = N m (%)

Các giá trị thử được ghi trong bảng sau :

Số lần thử Lượng nước (ml) Kim cách đáy

– Xi măng và nước sau khi cân đong theo liều lượng như trên thì :

+ Nước vào cối trộn

+ Cho xi măng vào từ từ, bật công tắt ở chế độ quay chậm 30 giây

+ Sau đó cho cát vào thêm 30”

+ Chuyển công tắt sang chế độ quay nhanh khoảng 60”

+ Dừng máy trộn, trong 15 giây đầu tiên dùng bay cạo vữa bám vào thành cối, đáy cối và vun vào giữa cối Tiếp tục với tốc độ nhanh khoảng 60 giây nữa

+ Khuôn trước khi tạo mẫu phải được bôi,dùng bay chia vữa trong khối thành 2 phần bằng nhau:

Phần 1: Rải đều ra 3 ngăn của khuôn, sau đó đàm chặt bằng chày 20 cái ( cho mỗi

ngăn)

Phần 2: Tiếp tục rải đều 3 ngăn của khuôn và đầm thêm 20 cái nữa ( cho mỗi

ngăn) Đúc 2 khuôn : 1 cho 7 ngày và 1 cho 28 ngày Sau khi tĩnh định mẫu 24h, tháo mẫu đem dưỡng hộ

Hình 20 – Các bước đúc tạo mẫu

BÀI 3 : PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HẠT CỦA CỐT LIÊU DÙNG

THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG

Cốt liệu dùng cho bê tông và vữa thường phân ra làm 2 loại :

măng ,không có tạp chất gây ăn mòn cốt thép

– Cát dùng bê tông nặng và vữa phải có đường biểu diễnthành phần hạt nằm trong vùng gạch xiên của biểu đồ

– Cát bị ẩm có chứa một lượng nước cần phải xác điịnh lượng nước đó để giảmnước trộn bê tông hoặc vữa.

– Tùy theo độ lớn của cát,cát được phân làm 2 loại : cát to,cát TB,cát nhỏ,cát mịn, (các loại cát được quy định trong bảng sau:

* Một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của cát.

– Độ rỗng (độ xốp) của cát nói lên mức độ hổng của cát,độ rỗng cang nhỏ, lượng

hồ rong bê tông và vữa có thể giảm đi, nhưng vẫn đảm bảohỗn hợp bê tông và vữa.– Tạp chất bụi,bùn , và đặc biệt là sét,có hại nhất đối với cát vì nó bao mặt cát, ngan cản sự kết dính của hồ xi măng với cát, mặt khá hạt cát nhỏ hơn hạt xi măng nên nó bao mạt hatjx xi măng làm cho xi măng khó bị thủy hóa do đó giảm cường

độ của xi măng, bê tông và vữa,tạp chất bụi bùn sét là tăng lượng nước yêu cầu trong bê tông, do đó cũng hạ thấp cường độ của bê tông

– Tạp chất hữu cơ làm chậm sự đông cứng của xi măng và có khả năng xâm thực

bê tông

II Cốt liệu lớn đặc chắc

– Cốt liệu đặc chắc dùng cho bê tông nặng là đá dăm, sỏi và sỏi dăm theo yêu cầu

kỹ thuật của các loại cốt liệu này được quy điịnh tcvn 1771 – 1987

– Hạt sỏi thường tròn trặn,mặt ngoài trơn nhẵn,hạt đá dăm mặt nhám,nhiều cạnh gốc,gồ ghề,hình dạnh càng gần khối vuông càng tốt vì khi đó tỷ diện nhỏ nhất làm cho các hạt càng gần lại nhau hơn,độ hổng của đá dăm nhỏ lại thì lượng xi măng trong bê tông giảm đi, do mặt nhám nên đá dăm kết dính kết với xi măng tốt hơn sỏi và cho cường độ cao hơn và ngược lại đá sỏi cho độ lưu động của hỗn hợp bê tông cao hơn đá dăm vì hạt tròn và mặt ngoài trơn nhẵn.

– Tùy theo độ lớn của đá dăm, sỏi, sỏi dăm mà chúng ta được phân ra loại cỡ hạt sau đây : 5– 10 mm, 10 – 20 mm, 20 – 40 mm, 40 – 70 mm

* Chính vì vậy phải phân tích thành phần hạt

2.Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm:

– Bộ sang tiêu chuẩn [tiêu chuẩn – asm] có kích thước mắt sàng là:

+ đối với cát: 5,2.5,1.25,0.63,0.315,0.16

+ đối với đá: 32,25,20,12.5,10,5 [tc-afbor]

– Cân kỹ thuật độ chính xác 0.1g đối với cát,1g đối với đá

– Tủ sấy

– Giá xúc

– Khay đựng

Hình 21 – Bộ sàn tiêu chuẩn của cát Hình 22 – Bộ sàn tiêu chuẩn của đá

– Sàng mẫu đã chuẩn bị qua sàng có kích thước mắt sàng là 5mm

Lấy 1000g cát dưới sàng có kích thước mắt sàng là 5mm, để xác định thành phần hạt cát không có sỏi,khi đánh giá chất lượng của cát thì việc xác định này tiến hànhsau khi đã rửa cát,khi đó lượng bụi bẩn cũng tính vào lượng lọt sàng có kích thước mắt sàng nhỏ nhất tính vào khối lượng mẫu thử

– Sàng mẫu thử đã chuẩn bị được ở trên qua bộ lưới sàng có kích thước mắt sàng bằng tay thì thời gian sàng trên mỗi sàng khi kiểm tra thấy trong 1 phút lượng cát lọt qua mỗi sàng không lớn hơn 0.1% khối lượng mẫu thử

Hình 23 – Chuẩn bị cát trước khi sàng

mi– Khối lượng cốt liệu nhỏ còn sót lại trên sàng kích thước mắt sàng i(g)

m – Khối lượng mẫu thử (g)

b.Lượng sót tích lũy(ai)sàng có kích thước mắt sàng i bằng tổng khối lượng riêng biệt trên sàng có kích thước mắt sàng lớn hơn hoặc bằng sàng có kích thước mắt sàng thứ i:

A = a2.5 + a1.25 + a0.63. +… + ai

–Trong đó:

a2.5 + a1.25 + a0.63. +… + ai – lượng sót riêng biệt trên cách sàn có kích thước mắt sàng từ 2.5 đến sàng có kích thước mắt sàng i

%

ai – Lượng sót riêng biệt trên sàng có kích thước mắt sàng i %

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

Nhận xét: Thành phần hạt của cát thí nghiệm nằm trong phạm vi cho phép nên đây là cốt liệu stốt, thích hợp để thi công

* Đối với đá dăm:

I.Cơ sở tính toán cấp phối bê tông:

* Tính toán cấp phối bê tông dựa trên các cơ sở:

– Mác bê tông theo yêu cầu:

– Điều kiện thi công bê tông (bằng thủ công hoặc bằng máy móc)

– các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của nguyên vật liệu thành phần

* Tính toán cấp phối bê tông có thể theo phương pháp sau:

– Phương pháp tra bảng

– Phương pháp thực nghiệm hoàn toàn

– Phương pháp tính toán kết hợp với thực nghiệm

* Đây là phương pháp phổ biến nhất và được dung nhiều nhất vì:

– Trong đó: rx– cường độ của xi măng (kg/cm2)

rb– Cường độ của bê tông thiết kế (kg/cm2)

a – hệ số, tùy thuộc vào phẩm chất của cốt liệu và phương pháp xác định mác xi măng và được cho trong bảng sau

TốtTrung bìnhKém

0.650.600.55

b Xác định nước trộn trong 1 m 3 bê tông theo bảng:

– Khi dùng cát nhỏ lượng nước cần tang them 10l.

c Xác định xi măng trong 1m 3 bê tông:

X = N

N X

d Xác định cốt liệu lớn trong 1m 3 bê tông theo công thức:

– Trong đó: γ ad – Khối lượng riêng của đá (g/cm3)

γ od – khối lượng thể tích xốp của đá (g/cm3)

* Ghi chú: Trị số trong bảng ứng với hỗn hợp bê tông chế tạo bằng cát trung bình

(mđn = 2 ÷ 2.5) Khi dùng cát nhỏ (lượng dùng nước lớn hơn 7%) trị số αr giảm đi (cứ tang lượng nước lên 1% thì hệ số αr giảm 0.03) Ngược lại khi dùng cát lớn lượng nước giảm (cứ giảm 1% nước thì αr tăng 0.03)

e Xác định lượng cốt liệu nhỏ trong hỗn hợp bê tông theo công thức:

C=[1000−(γ X ax+N +

D

γ ad) ]γ ac (kg)

– Trong đó: γ ac – Khối lượng riêng của đá (g/cm3)

γ oc – Khối lượng thể tích xốp của cát (g/cm3)

1.Ý Nghĩa :

– Tính toán cấp phối bê tông là tính chọn một tỷ lệ phối hợp hợp lý giữa các thành phần nguyên vật liệu trong bê tông để chế tạo bê tông đạt được các chỉ tiêu, tính chất yêu cầu (tính công tác, cường độ, tính chống thấm,…), đồng thời đạt hiệu quả kinh tế (tiết kiệm được liều lượng xi măng sử dụng)

– Mác bê tông là giá trị giới hạn cường đọ chịu nén trung bình của các mẫu thí nghiệm hình khối lập phương (mẫu chuẩn) được chế tọa và bảo dượng 28 ngày trong điều kiện tiêu chuẩn

2.Dụng cụ thí nghiệm:

+ Cân kỹ thuật sai số 10g

+ Côn hình nón cụt

+ Bộ khuôn 3 ngăn kích thước 15x15x15 cm

+ Bay, giá xúc, thau trộn

+ Thước lá kim loại

+ Bể dưỡng hộ và một số dụng cụ phụ khác

+ Tiến hành thử độ sụt: lấy dẻ ẩm lau ướt mặt trong của khuôn nón cụt, rồi đặt trên nền phẳng không hút nước Đặt phễu đổ lên miệng khuôn, rồi đổhỗn hợp bê tông đã nhào trộn trong khay làm 3 lớp, mỗi lớp dày khoảng 1/3 chiều cao khuôn Sau khi đổ mỗi lớp đầm 25 cái từ vòng ngoài vào trong bằng que đầm.

+ Ở lớp đầu chọc que dầm chạm nền, ở hai lớp sau chọc xuống lớp trước 2-3 cm khi đầm phải giữ khuôn ép chặt vào nền, không được dịch

chuyển Sau khi đổ và đầm song lớp cuối, bỏ phễu ra gạt bỏ phần bê tông thừa trên miệng khuôn, dùng bay thoa mặt nhẵn, rồi từ từ nhắc khuôn theo phương thẳng đứng không cho khuôn va vào khối hỗn hợp bê tông Đặt khuôn bên cạnh khối hỗn hợp bê tông rồi dùng một thanh gỗ thẳng đặt ngang trên mặt khuôn, dùng thước lá bằng kim loại đo từ khoảng cách dưới của mép gỗ đến đỉnh

của hỗn hợp bê tông Khoảng cách đo được gọi là độ sụt tính bằng cm và

– Phải thêm đến 20% khối lượng cát và đá vì vật liệu ban đầu bị ẩm.

– Để khắc phục, trước khi nhào trộn hỗn hợp bê tông , ta phải sấy khô hoàn toàn vật liệu ban đầu, hoặc trừ đi lượng nước có trong vật liệu ban đầu

BÀI 5 : ĐÚC MẪU THỬ MÁC BÊ TÔNG

I Mục đích thí nghiệm:

– Mác bê tông là giá trị giới hạn cường độ chịu nén trung bình của mẫu các mẫu thínghiệm hình khối lập phương cạnh 15 cm được chế tạo và bảo dưỡng 28 ngày trong điều kiện tiêu chuẩn ( to = 27 ± 200C, W> 95%).

– Mác bê tông là tiêu chí quan trọng dùng để thiết kế cấp phối bê tông

– Khuôn được lau sạch,bôi trơn 1 lớp dầu mỏng vào mặt trong khuôn

– Chúng ta lấy lượng bê tông là 12 lít,đã đạt yêu cầu về độ sụt

– Cho hỗn hợp bê tông này vào khuôn làm 2 lớp, mỗi lớp đầm 25 cái đều trên toàn

Hình 27 Tiến hành nén mẫu– Cường độ nén của từng mẫu thử tính theo công thức: