I.VAI TRÒ VÀ NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH: Công trình xây dựng là sản phẩm được tạo thành bởi sức lao động của con người, vật liệu xây dựng, thiết bị lắp đặt vào công trình, được liên kết định vị với đất, có thể bao gồm phần dưới mặt đất, phần trên mặt đất, phần dưới mặt nước và phần trên mặt nước, được xây dựng theo thiết kế. Chính vì vậy, chất lượng công trình xây dựng phụ thuộc nhiều vào chất lượng vật liệu xây dựng. Để đảm bảo được chất lượng công trình xây dựng, cần tiến hành các thí nghiệm kiểm tra và giám sát chất lượng chúng trước khi đưa vào sử dụng. Quản lý chất lượng công trình xây dựng công trình bao gồm các hoạt động quản lý chất lượng của nhà thầu thi công thông qua việc tiến hành công tác thí nghiệm, giám sát thi công xây dựng công trình và nghiệm thu công trình xây dựng của chủ đầu tư, giám sát tác giả của nhà thầu thiết kế xây dựng công trình. Do đó, công tác thí nghiệm vật liệu là một trong những công tác chính của công tác quản lý chất lượng vật liệu nói riêng và công tác quản lý chất lượng công trình nói chung. 1.1. Các căn cứ pháp lý khẳng định vai trò của thí nghiệm trong thực tiễn sản xuất. Theo Luật xây dựng, Điều 76: Quyền và nghĩa vụ của nhà thầ thi công xây dựng công trình quy định: Nhà thầu xây dựng phải có nghĩa vụ: d. Kiểm định vật liệu, sản phẩm xây dựng. Nghị định 122009NĐCP ngày 10 tháng 02 năm 2009 của Chính phủ về Quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình yêu cầu năng lực của tố chức cá nhân tham gia hoạt động xây dựng như sau: Tổ chức, cá nhân khi tham gia các lĩnh vực sau đây phải có đủ điều kiện về năng lực: a. Lập dự án đầu tư xây dựng công trình; b. Quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình; c. Thiết kế quy hoạch xây dựng; d. Thiết kế xây dựng công trình; đ. Khảo sát xây dựng công trình; e. Thi công xây dựng công trình; g. Giám sát thi công xây dựng công trình; h. Thí nghiệm chuyên ngành xây dựng; i. Kiểm định chất lượng công trình xây dựng; k. Chứng nhận đủ điều kiện bảo đảm an toàn chịu lực công trình xây dựng và chứng nhận sự phù hợp về chất lượng công trình xây dựng. Quyết định 222008QĐBGTVT: Quy chế giám sát trong ngành giao thông vận tải. Yêu cầu tư vấn giám sát phải kiểm tra năng lực thí nghiệm trước khi khởi công, thi công công trình. Quyết định 142008QĐBGTVT: Ban hành Quy định công nhận và quản lý hoạt động phòng thí nghiệm chuyên ngành xây dựng giao thông. Quyết định 112008QĐBXD: Ban hành Quy định công nhận và quản lý hoạt động phòng thí nghiệm chuyên ngành xây dựng. Thông tư 032011TTBXD: Hướng dẫn hoạt động kiểm định, giám định và chứng nhận đủ điều kiện đảm bảo an toàn chịu lực, chứng nhận sự phù hợp về chất lượng công trình xây dựng. 1.2. Vai trò của thí nghiệm đối với công tác nghiên cứu a. Nghiên cứu tính chất cơ lý của vật liệu. Thông qua thí nghiệm, người ta có thể đánh giá được tính chất cơ lý của vật liệu từ đó đề xuất ứng dụng làm các cấu kiện phù hợp. Là thống số đầu vào quan trọng cho việc tính toán kết cấu. Kiểm chứng các loại vật liệu mới và đề xuất hình dạng, kết cấu mới, kết cấu đặc biệt. b. Thí nghiệm đo đạc đánh giá cấu kiện, kết cấu mới. Bổ trợ cho việc tính toán lý thuyết (tính toán cần giả thiết một số tham số đầu vào, có nhiều sai số) Thực hiện đo đạc trên mô hình kết hợp với tính toán lý thuyết giúp cho việc ứng dụng kết cấu đảm bảo an toàn tiết kiệm. c. Thí nghiệm đo đạc lập trạng thái ban đầu, đánh giá tuổi thọ còn lại của công Trình. Việc đo đạc lấy các thông tin trạng thái ban đầu để khẳng định chất lượng theo yêu cầu của thiết kế và là cơ sở để theo dõi chất lượng công trình theo thời gian. Thông qua đo đạc kiểm tra hiện trạng dự báo tuổi thọ còn lại của công trình. d. Nghiên cứu điều chỉnh giả thiết lý thuyết. Trong khoa học kỹ thuật chuyên ngành, trong cơ học vật rắn biến dạng và cơ học công trình, việc nghiên cứu lý thuyết chưa giải quyết được đầy đủ mà phải có kết quả nghiên cứu thực nghiệm để làm cơ sở cho việc đánh giá sự phù hợp của các giả thiết đưa ra và xác nhận giá trị đúng đắn của kết quả nhận được từ nghiên cứu lý thuyết.
Trang 1BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CHUYÊN MÔN
Sinh viên: Nguyễn Thanh Tùng
Lớp: Xây dựng dân dụng và công nghiệp.
Viện: Kỹ thuật xây dựng
Khóa: 52
Mã SV: 1114081
I.VAI TRÒ VÀ NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH:
-Công trình xây dựng là sản phẩm được tạo thành bởi sức lao động của conngười, vật liệu xây dựng, thiết bị lắp đặt vào công trình, được liên kết định vịvới đất, có thể bao gồm phần dưới mặt đất, phần trên mặt đất, phần dưới mặtnước và phần trên mặt nước, được xây dựng theo thiết kế Chính vì vậy, chấtlượng công trình xây dựng phụ thuộc nhiều vào chất lượng vật liệu xâydựng Để đảm bảo được chất lượng công trình xây dựng, cần tiến hành cácthí nghiệm kiểm tra và giám sát chất lượng chúng trước khi đưa vào sử dụng.Quản lý chất lượng công trình xây dựng công trình bao gồm các hoạt động quản lý chất lượng của nhà thầu thi công thông qua việc tiến hành công tác thí nghiệm, giám sát thi công xây dựng công trình và nghiệm thu công trình xây dựng của chủ đầu tư, giám sát tác giả của nhà thầu thiết kế xây dựng công trình Do đó, công tác thí nghiệm vật liệu là một trong những công tác chính của công tác quản lý chất lượng vật liệu nói riêng và công tác quản lý chất lượng công trình nói chung
1.1 Các căn cứ pháp lý khẳng định vai trò của thí nghiệm trong thực tiễn sản xuất.
Theo Luật xây dựng, Điều 76: Quyền và nghĩa vụ của nhà thầ thi công xâydựng công trình quy định:
Nhà thầu xây dựng phải có nghĩa vụ:
d Kiểm định vật liệu, sản phẩm xây dựng
- Nghị định 12/2009/NĐ-CP ngày 10 tháng 02 năm 2009 của Chính phủ vềQuản lý dự án đầu tư xây dựng công trình yêu cầu năng lực của tố chức cánhân tham gia hoạt động xây dựng như sau:
Tổ chức, cá nhân khi tham gia các lĩnh vực sau đây phải có đủ điều kiện
Trang 2về năng lực:
a Lập dự án đầu tư xây dựng công trình;
b Quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình;
c Thiết kế quy hoạch xây dựng;
d Thiết kế xây dựng công trình;
đ Khảo sát xây dựng công trình;
e Thi công xây dựng công trình;
g Giám sát thi công xây dựng công trình;
h Thí nghiệm chuyên ngành xây dựng;
i Kiểm định chất lượng công trình xây dựng;
k Chứng nhận đủ điều kiện bảo đảm an toàn chịu lực công trình xây dựng và chứng nhận sự phù hợp về chất lượng công trình xây dựng
- Quyết định 22/2008/QĐ-BGTVT: Quy chế giám sát trong ngành giao thôngvận tải
Yêu cầu tư vấn giám sát phải kiểm tra năng lực thí nghiệm trước khi khởi công,
thi công công
1.2 Vai trò của thí nghiệm đối với công tác nghiên
cứu
a.Nghiên cứu tính chất cơ lý của vật liệu
- Thông qua thí nghiệm, người ta có thể đánh giá được tính chất cơ lý của vật liệu từ đó đề xuất ứng dụng làm các cấu kiện phù hợp
- Là thống số đầu vào quan trọng cho việc tính toán kết cấu
- Kiểm chứng các loại vật liệu mới và đề xuất hình dạng, kết cấu mới, kết cấu đặc biệt
b.Thí nghiệm đo đạc đánh giá cấu kiện, kết cấu mới
- Bổ trợ cho việc tính toán lý thuyết (tính toán cần giả thiết một số tham
Trang 3số đầu vào, cú nhiều sai số)
- Thực hiện đo đạc trờn mụ hỡnh kết hợp với tớnh toỏn lý thuyết giỳp cho việc ứng dụng kết cấu đảm bảo an toàn tiết kiệm
c.Thớ nghiệm đo đạc lập trạng thỏi ban đầu, đỏnh giỏ tuổi thọ cũn lại của cụngTrỡnh
- Việc đo đạc lấy cỏc thụng tin trạng thỏi ban đầu để khẳng định chấtlượng theo yờu cầu của thiết kế và là cơ sở để theo dừi chất lượng cụng trỡnhtheo thời gian
- Thụng qua đo đạc kiểm tra hiện trạng dự bỏo tuổi thọ cũn lại của cụngtrỡnh
d.Nghiờn cứu điều chỉnh giả thiết lý thuyết
- Trong khoa học kỹ thuật chuyờn ngành, trong cơ học vật rắn biến dạng
và cơ học cụng trỡnh, việc nghiờn cứu lý thuyết chưa giải quyết được đầy đủ
mà phải cú kết quả nghiờn cứu thực nghiệm để làm cơ sở cho việc đỏnh giỏ
sự phự hợp của cỏc giả thiết đưa ra và xỏc nhận giỏ trị đỳng đắn của kết quảnhận được từ nghiờn cứu lý thuyết
II CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
2.1 Đặt vấn đề
Yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đầu tiên đến chất lượng, khả năng làm việc
và tuổi thọ của công trình là chất lượng của vật liệu sử dụng Chất lượng đó
được thể hiện qua giá trị của các loại cường độ giới hạn, biến dạng giới hạn,môđun đàn hồi, tính chất và số lượng các khuyết tật đã tồn tại hoặc xuất hệnmới trên công trình trong quá trình thi công và khai thác
Các đặc trưng về cường độ biến dạng cũng như các khuyết tất của vậtliệu là những số liệu và thông tin cần thiết cho cả quá trình thiết kế, chế tạo thicông và khai thác sử dụng công trình Để có khả năng thấu hiểu sự làm việccủa công trình, trước tiên phải tiến hành xác định và đánh giá chất lượng củavật liệu
Hiện nay trong kỹ thuật xây dựng, việc khảo sát và xác định các đặc trưngcơ bản của vật liệu bằng thí nghiệm thường được thực hiện theo hai phươngpháp cơ bản là phương pháp phá hoại mẫu và phương pháp thí nghiệm khôngphá hoại
2.2 Phương pháp thí nghiệm phá hoại mẫu
Trang 4Vật liệu khảo sát đã có sẵn hoặc lấy ra từ công trình được chế tạo thànhcác mẫu thử Hình dạng và kích thước của mẫu thử được xác định tuỳ theo:
- Cấu tạo vật liệu
- Mục đích thí nghiệm
- Các quy định trong tiêu chuẩn
Các mẫu vật liệu được đưa vào máy thí nghiệm tương ứng với trạng thái làmviệc của vật liệu (kéo, nén, uốn, xoắn), cho chịu tác dụng của lực ngoài có giátrị tăng dần theo từng cấp cho đến lúc mẫu bị phá hoại hoàn toàn Dưới tácdụng của lực ngoài, vật liệu trong mẫu thử sẽ bị biến dạng tương ứng với trị
số của ứng suất do các cấp lực tác dụng gây ra trong mẫu Tương ứng với mỗigiá trị của ứng suất, dùng các dụng cụ đo để đo trị số biến dạng tương đốitrong vật liệu của mẫu thử Các cặp trị số của ứng suất và biến dạng tương đốinhận được trong quá trình thí nghiệm phá hoại mẫu cho phép xây dựng một
đường cong biểu diễn quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu khảosát và được gọi là biểu đồ đặc trưng của vật liệu, bởi vì qua đồ thị này có thểxác định được các đặc trưng cơ - lý của vật liệu khảo sát
Biểu đồ vật liệu (σ - ε) nhận được qua quá trình thí nghiệm phá hoại mẫu thử
thường là biểu diễn quan hệ giữa ứng suất kép hoặc nén với biến dạng tương
đối theo một trục dưới tác dụng của tải trọg có tốc độ chậm rải, ở môi trườngnhiệt độ phòng thí nghiệm Với điều kiện thí nghiệm đó sẽ tạo ra trong mẫu sựkéo hoặc nén tự do dưới ảnh hưởng của trường ứng suất không đổi trên suốtchiều dài làm việc của mẫu thử Tuy nhiên, sự làm việc thực tế của vật liệu trênkết cấu công trình thường chịu các trạng thái ứng suất phức tạp hơn, khônggiống hoàn toàn sự làm việc của vật liệu trong các mẫu thử
Để có được một biểu đồ vật liệu phản ánh đúng đắn trạng thái làm việc thực tế
của vật liệu trong mẫu là rất phức tạp trong các khâu: phương pháp thínghiệm, kỹ thuật đo và biện pháp xử lý kết quả Chẳng hạn, khi thí nghiệm và
xử lý kết quả thí nghiệm kéo phá hoại mẫu thử để xác định quan hệ giữa ứngsuất và biến dạng của vật liệu sẽ xảy ra ba trường hợp sau:
a/ Biểu đồ xây dựng trên quan hệ σ= f(ε) chịu kéo với giá trị tính toán về ứng
suất σ và biến dạng tương đối ε xuất phát từ tiết diện ban đầu Fo và chiềudài chuẩn đo ban đầu Lo của mẫu thử
Trang 5σ= P/Fo và ε = Δl/LoXây dựng biểu đồ (σ- ε) theo phương pháp này thường rất đơn giản choviệc thí nghiệm, nhưng thực ra chưa phải là biểu đồ phản ánh đúng đắn sựlàm việc của vật liệu (đường a trên hình 2.18).
b/ Biểu đồ (σ- ε) xây dựng với giá trị tính toán ứng suất σxuất phát từ tiết
diện bị thu hẹp của mẫu thử
Thực ra trong quá trình chịu kéo, tiết diện của mẫu sẽ không còn giữnguyên hình dạng ban đầu mà đã bị thu hẹp lại theo sự phát triển của tải trọng(đặc biệt trong vùng có eo chảy) Nếu tính toán giá trị của ứng suất theo tiếtdiện co thắt ở eo thì sẽ nhận được đường quan hệ (σ- ε) khác với đường (a)
Đường quan hệ (σ- ε) được xây dựng với σ= P/Feo và ε = l/Lo sẽ cho
dạng gần đúng với sự làm việc của vật liệu hơn
Hình 1 Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất - biến dạng parabol đối với kếtcấu bê tông chịu nén không có kiềm chế
c/ Biểu đồ (σ- ε) xây dựng với giá trị tính toán ứng suất σvà biến dạng tương
đối ε xuất phát từ tiết diện bị thu hẹp và chiều dài cuối cùng của mẫu thử
Đường biểu diễn quan hệ (σ- ε) ở trường hợp (b) cũng chưa phản ánh
đầy đủ mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng trong mẫu chịu kéo Thật vậy,khi giá trị ứng suất trong mẫu tăng (σ= P/Feo) thì độ giãn dài l của mẫu cúng
sẽ tăng nhanh nhưng không rải đầu trên toàn bộ chiều dài Lo ban đầu, mà chỉtăng nhanh tại vùng xuất hiện eo chảy
Nếu xây dựng quan hệ (σ- ε) với ứng suất σ= P/Feo và biến dạng tương
đối ε=leo/Leo thì sẽ nhận được đường c trên hình 2.1 Đường biểu diễn này
Trang 6thể hiện đúng đắn mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu khảo sát.
Qua quá trình nghiên cứu các vật liệu xây dựng cho thấy, biểu đồ đặctrưng vật liệu (σ- ε) nhận được bằng phương pháp thí nghiệm phá hoại mẫu
sẽ chịu ảnh hưởng trực tiếp các yếu tố sau:
a/ Tốc độ gia tải Để nhận được quan hệ giữa ứng suất và biến dạng sát vớithực tế làm việc của vật liệu, khi tiến hành thí nghiệm kéo phá hoại mẫu bình
thường, cần khống chế tốc độ gia tải lên mẫu quanh giới hạn 100kG/cm2/s.Khi tốc độ gia tải vượt quá giới hạn đó, biểu đồ biến dạng của vật liệu nhận
được sẽ cho giá trị giới hạn chảy cao hơn Ngược lại, khi thí nghiệm với tốc
độ thấp hơn 100kG/cm2/s, sẽ được biểu đồ có giá trị giới hạn chảy thấp hơnbình thường Tuy nhiên giá trị mô đun biến dạng của vật liệu vẫn giữ nguyêntrị số, không chịu ảnh hưởng của tốc độ gia tải thí nghiệm Bởi vậy, tươngứng với các tốc độ gia tải ta sẽ được một họ đường cong biến dạng nằm trongmột vùng xác định
b/ Nhiệt độ môi trường Thực tế khảo sát cho thấy, khi tiến hành thí nghiệmkéo phá hoại mẫu trong môi trường nhiệt độ khác nhau thì các biểu đồ vật liệunhận được sẽ khác nhau Ngoài việc tăng hoặc giảm giá trị giới hạn chảy, khitiến hành thí nghiệm trong môi trường nhiệt độ khác với nhiệt độ bình
thường thì giá trị của môđun biến dạng của vật liệu cũng thay đổi theo: mô
đun biến dạng của vật liệu sẽ giảm khi nhiệt độ môi trường tăng và ngược lại.c/ Trạng thái ứng suất tác dụng Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất và biến dạng sẽkhông giống nhau khi các mẫu vật liệu chịu tác dụng của trường ứng suấttheo hai trục và theo ba trục
Phương pháp phá hoại mẫu vật liệu thường được tiến hành trong cácphòng thí nghiệm, ở đây các điều kiện thử nghiệm như: thiết bị máy móc,môi trường và thời gian đều được khống chế chuẩn; các số liệu nhận đượccủa phương pháp thí nghiệm này thường ít chịu ảnh hưởng của các yếu tốkhác, vì vậy kết quả nhận được sẽ phản ánh tốt tính chất vốn có của vật liệu.Khi vật liệu làm việc trên kết cấu công trình thực tế sẽ chịu nhiều yếu tố
ảnh hưởng khác làm thay đổi khả năng chịu lực so với các điều kiện chuẩn.Các phương pháp phá hoại mẫu thử thường ít có khả năng xét đến sự thay đổi
Trang 7Trên thực tế, để có thể kể đến tất cả những yếu tố ảnh hưởng đến sự làmviệc của vật liệu trên công trình thường dùng các phương pháp nghiên cứubằng cách khảo sát gián tiếp, không phá hoại vật liệu
2.3 Phương pháp thí nghiệm không phá hủy
mẫu
Phương pháp thí nghiệm không phá hoại có ưu điểm là trong quá trìnhnghiên cứu vật liệu không bị hư hỏng và không đòi hỏi phải giải phóng vậtliệu khỏi trạng thái làm việc thực tế Ngoài ra, một số các phương pháp thínghiệm không phá hoại còn có khả năng đánh giá chất lượng và phát hiện cáckhuyết tật nằm sâu bên trong vật liệu và kết cấu công trình Vì vậy các
phương pháp khảo sát vật liệu không phá hoại được sử dụng rộng rãi vàoviệc đánh giá chất lượng ngay trên kết cấu công trình thực tế
Phương pháp không phá hoại thường giải quyết hai nhiệm vụ cơ bản sau:
- Nhiệm vụ thứ nhất, xác định cường độ tại nhiều vị trí khác nhau, qua đó
định khi va chạm với mặt ngoài của vật liệu khảo sát
+ Các đại lượng liên quan đến độ đặc chắc của vật liệu như thời gian truyềnsóng siêu âm, tốc độ truyền các sóng dao động đàn hồi cũng như các sóng dao
động điện từ xuyên qua môi trường vật liệu nghiên cứu
Để xác định độ cứng mặt ngoài của vật liệu, thường dùng các dụng cụ cơhọc như búa bi, búa có thanh chuẩn, súng bi nhằm mục đích tạo nên nhữngvết lõm trên về mặt vật liệu mà kích thước của nó đặc trưng cho độ cứng củavật liệu; hoặc các thiết bị bật nẩy đàn hồi mà trị số của khoảng nẩy đàn hồi đóphản ánh độ cứng của bề mặt vật liệu
Để xác định độ đặc chắc của môi trường vật liệu thường dùng các loạimáy thử bằng âm thanh, siêu âm, các máy rọi tia rơngen, gamma để truyền cácsóng dao động
Trang 8đàn hồi, các sóng dao động điện từ xuyên qua môi trường vật liệu để xác địnhthời gian truyền sóng (hay tốc độ truyền sóng), giá trị của các tham số này phụthuộc vào độ đặc chắc cũng như cường độ của vật liệu.
Trong phương pháp thí nghiệm không phá hoại, để xác định được cường
độ của vật liệu cần phải dùng nguyên lý so sánh chuẩn, tức là từ các số đonhận được khi thử vật liệu trên kết cấu công trình đưa vào đồ thị chuyển đổichuẩn để suy ra giá trị của cường độ vật liệu thực Chuẩn ở đây là mối quan
hệ giữa cường độ vật liệu với tham số đo trên dụng cụ đo được tiến hành thửtrực tiếp trên mẫu vật liệu trong các
điều kiện tiêu chuẩn Vì thế trong phương pháp nghiên cứu này, đồ thị chuyển
đổi chuẩn của mỗi máy đo giữ một vai trò quan trọng trong việc xác địnhchính xác giá trị cường độ vật liệu khảo sát Khi có đồ thị chuyển đổi đúng thìmức độ sai lệch của thiết bị đo sẽ giảm và độ chính xác của kết quả đo sẽ tăng.Việc xây dựng biểu đồ chuyển đổi chuẩn cho mỗi một thiết bị đo là không thểthiếu được và thường mất rất nhiều công sức Liên quan đến việc xây dựngbiểu đồ chuẩn này cần phải chế tạo một số lượng lớn các mẫu thử vật liệu;chẳng hạn, để có được mác của bê tông thì chỉ cần có kết quả nén phá hoạicủa 3 đến 9 mẫu thử, nhưng để nhận được một điểm trung bình đặc trưngcho cường độ của bê tông trên đồ thị chuẩn cần phải tiến hành từ 70 đến 100thí nghiệm Vì vậy, để xây dựng một biểu đồ chuẩn cho súng bi hay súng bậtnẩy thì cần phải tiến hành thử từ 700 đến 1000 thí nghiệm phá hoại mẫu.+ Nhiệm vụ thứ hai và cũng là nhiệm vụ chủ chốt của phương pháp thínghiệm không
phá hoại vật liệu là phát hiện các khuyết tật tồn tại bên trong môi trường vậtliệu do quá trình chế tạo, do ảnh hưởng của các tác động khác bên ngoài hoặctải trọng tác dụng Các khuyết tật đó thường là lỗ rỗng, bọt khí, vết nứt, sứt
mẻ, lớp vật liệu bên ngoài bị biến chất Các khuyết tật này có thể là nguyênnhân trực tiếp dẫn đến làm giảm tuổi thọ hoặc phá hoại kết cấu công trình Chonên, việc thăm dò, phát hiện và đo đạc xác định kích thước các khuyết tật tồntại trong môi trường vật liệu là vấn đề quan trọng trong việc đánh giá chất
lượng của kết cấu công trình Từ nhu cầu đó của thực tế sản xuất, trong lĩnhvực đo lường đo hình thành một hệ thống máy móc thiết bị thăm dò và pháthiện hoàn chỉnh các khuyết tất trong vật liệu, đặc biệt là trong kết cấu kim loại
và đường hàn Các loại thiết bị thăm dò khuyết tật này được nghiên cứu vàchế tạo theo nhiều cơ sở vật lý khác nhau như kỹ thuật vô tuyến điện tử, kỹthuật điện từ, âm thanh, từ trường và các tia vật lý phóng xạ
Hiện nay trong sản suất, khi khảo sát các đặc trưng cơ - lý của vật liệu xây
Trang 9dựng thường được tiến hành đồng thời cùng một lúc cả hai phương pháp thínghiệm phá hoại và thí nghiệm không phá hoại vật liệu Kết quả nhận được từhai phương pháp này sẽ bồi bổ cho nhau để có được những kết luận đánh giáchất lượng của vật liệu trên công trình với độ tin cậy và chính xác cao.
III/ MỘT SỐ THÍ NGHIỆM DÙNG TRONG ĐÁNH GIÁ VÀ KIỂM ĐỊNH CễNG TRèNH:
3.1.Thớ nghiệm xỏc định độ đồng nhất và cường độ của bờ tụng sử đụng
3.1.1.Phạm vi ỏp dụng
Sỳng bật nẩy là phương phỏp thớ nghiệm giỏn tiếp: cường độ nộn của bờ tụngđược xỏc định thụng qua việc xỏc định độ cứng (trị bật nẩy) của lớp bờ tụng bềmặt của kết cấu
Lựa chọn phương phỏp thớ nghiệm theo tiờu chuẩn TCXD 239:2000
Khụng ỏp dụng tiờu chuẩn này trong cỏc trường hợp sau:
• Giỏm định phỏp lý kiểm tra chất lượng cụng trỡnh;
• Đối với bờ tụng cú mỏc dưới 100 và trờn 500;
• Đối với bờ tụng dựng cỏc loại cốt liệu lớn cú kớch thước trờn 40 mm (Dmax>40mm);
• Đối với vựng bờ tụng bị nứt, rỗ hoặc cú cỏc khuyết tật ;
• Đối với bờ tụng bị phõn tầng hoặc là hỗn hợp của nhiều loại bờtụng khỏc nhau;
• Đối với bờ tụng bị hoỏ chất ăn mũn và bờ tụng bị hoả hoạn;
• Đối với kết cấu khối lớn như đường băng sõn bay, trụ cầu, múng đập;Khụng được dựng tiờu chuẩn này thay thế yờu cầu đỳc mẫu và thử mẫu nộn;
Trang 103.1.2Các yêu cầu súng bật nẩy và quy định khi thí nghiệm
* Các súng bật nẩy thường được sử dụng hiện nay để thí nghiệm là súngSCHMIDT loại N (xem phụ lục D) và các loại có cấu tạo và tính năng tương tự
* Các súng bật nẩy được dùng để thí nghiệm xác định cường độ bê tông phảiđược kiểm định 6 tháng một lần hoặc cộng dồn sau 1000 lần bắn
Sau mỗi lần hiệu chỉnh hoặc thay chi tiết của súng bật nẩy phải kiểm định lạisúng
*Việc kiểm định súng bật nẩy được tiến hành trên đe thép chuẩn hình trụ cókhối lượng không nhỏ hơn 10 kg
Độ cứng của đe thép không nhỏ hơn HB 500 Chỉ số bật nẩy khi kiểm tra trên
đe chuẩn tương ứng với từng loại súng (chỉ số bật nẩy trên đe chuẩn N09Proceq Thụy Sỹ có giá trị bằng 80 ± 2 vạch chia trên thang chỉ thị của súng bậtnẩy SCHMIDT -N)
* Khi kiểm định súng bật nẩy trên đe chuẩn, độ chênh lệch của từng kết quả thínghiệm riêng biệt so với giá trị trung bình của 10 phép thử, không được vượtquá ±5% Nếu quá ±5% thì cần phải hiệu chỉnh lại súng bật nẩy
Giá trị trung bình n’ của 10 lần bắn trên đe thép chuẩn khi kiểm tra súng để thínghiệm trên kết cấu không chênh lệch quá ±2,5%, so với giá trị trung bình n của
10 lần bắn trên đe thép chuẩn khi xây dựng đường chuẩn Nếu chênh lệch trongkhoảng 2,6 đến 5% thì kết quả thí nghiệm phải hiệu chỉnh bằng hệ số Kn
* Khi tiến hành thí nghiệm, các điểm thí nghiệm cách mép kết cấu ít nhất 50
mm Đối với mẫu thí nghiệm, các điểm thí nghiệm cách mép mẫu ít nhất 30
mm Khoảng cách giữa các điểm thí nghiệm trên kết cấu hoặc trên mẫu khôngnhỏ hơn 30 mm
Trang 11* Độ ẩm của vùng bê tông thí nghiệm trên kết cấu không chênh lệch quá 30%
so với độ ẩm của mẫu bê tông khi xây dựng biểu đồ quan hệ R - n Nếu vượtquá giới hạn này, có thể sử dụng hệ số ảnh hưởng của độ ẩm khi đánh giácường độ bê tông (Phụ lục C)
* Tuổi bê tông của kết cấu ở thời điểm kiểm tra phải được ghi rõ trong báo cáothí nghiệm Loại phụ gia và liều lượng sử dụng trong bê tông cũng phải ghitrong báo cáo thí nghiệm
*Bề mặt bê tông của vùng thí nghiệm phải được đánh nhẵn và sạch bụi, diệntích mỗi vùng thí nghiệm trên kết cấu không nhỏ hơn 400 cm2
*Khi thí nghiệm, trục của súng phải nằm theo phương ngang (góc α = 00) vàluôn đảm bảo vuông góc với bề mặt của bê tông
*Nếu trục của súng tạo với phương ngang một góc α thì trị số bật nẩy đođược trên súng phải hiệu chỉnh theo công thức:
n =nα +∆n
(6)
Trong đó:
n là trị số bật nẩy của điểm kiểm tra;
nα là trị số bật nẩy đọc được trên súng;
∆n là trị số hiệu chỉnh theo góc α ;
Bảng 1.a – Trị số hiệu chỉnh theo góc α
α = + 900 α = + 450 α = - 450 α = - 90020
30
40
-5,4-4,7-3,9
-3,5-3,1-2,6
+2,5+2,2+2,0
+3,4+3,1+2,7Phương thí nghiệm, trên kết cấu và trên mẫu để xây dựng quan hệ R - n phảinhư nhau
*Đối với mỗi vùng thí nghiệm trên kết cấu (hoặc trên các mặt mẫu) phải tiếnhành thí nghiệm không ít hơn 16 điểm, có thể loại bỏ 3 giá trị dị thường lớnnhất và 3 giá trị dị thường nhỏ nhất còn lại 10 giá trị lấy trung bình Giá trị bậtnẩy xác định chính xác đến 1 vạch chia trên thang chỉ thị của súng bật nẩy
*Giá trị bật nẩy trung bình n của mỗi vùng trên kết cấu được tính theo côngthức:
n
b K
n
Trang 12Trong đú:
nb là giỏ trị bật nẩy trung bỡnh của vựng;
Kn là hệ số được xỏc định theo cụng thức (5) khi tớnh cỏc giỏ trị bật nẩy trungbỡnh của từng vựng thớ nghiệm
3.2.Thí nghiệm xác định độ mở rộng vết nứt.
Dùng mô phỏng vết nứt để đánh giá ảnh hưởng của vết nứt tác động đếncông trỡnh
3.3 Sử dụng thiết bị TML DRA-30A trong đo đạc công trình.
3.4 Thí nghiệm đánh giá chất lựợng bê tông bằng vận tốc xung siêu
âm (TCVN 9357:2012).
Khi súng siờu õm truyền qua mụi trường vật liệu bờ tụng được tạo thành từ nhiều
vật liệu thành phần như cỏt, sỏi, đỏ, xi măng,…cỏc hiện tượng phản xạ, khỳc
xạ, nhiễu xạ, khuyếch tỏn xảy ra đồng thời và được đặc trưng bởi sự khuyếchtỏn năng lượng và tốc độ truyền súng trong trường hợp này phụ thuộc chủyếu vào độ đồng nhất, mật độ,…của vật liệu bờ tụng hay gọi chung là chấtlượng vật liệu bờ tụng Vỡ vậy, khi tiến hành thu nhận súng siờu õm sau khi đóđược truyền qua một phạm vi nghiờn cứu cú thể đỏnh giỏ được chất lượng củavật liệu bờ tụng trong phạm vi truyền súng õm đú Chất lượng của vật liệu bờtụng được phản ỏnh trực tiếp bởi cường độ chịu nộn của loại bờ tụng đú Vỡvậy, vận tốc truyền súng siờu õm trong cấu kiện cú quan hệ với cường độchịu nộn của bờ tụng trong cấu kiện Thụng qua mối quan hệ này, chỳng ta cúthể xỏc định được cường độ chịu nộn của bờ tụng khi biết được vận tốc truyềnsúng siờu õm qua cấu kiện
3.4.1.Phạm vi ỏp dụng
Tiờu chuẩn này hướng dẫn phương phỏp xỏc định vận tốc xung siờu õm để đỏnhgiỏ cỏc tớnh chất của bờ tụng, bờ tụng cốt thộp và bờ tụng cốt thộp ứng suất trước
Tiờu chuẩn này được ỏp dụng trong cỏc trường hợp sau:
-Xỏc định độ đồng nhất của bờ tụng trong một cấu kiện hoặc giữa nhiều cấukiện (Điều 8);
-Xỏc định sự hiện diện và dự đoỏn sự phỏt triển của vết nứt, xỏc định cỏc lỗ rỗng và cỏc khuyết tật khỏc (Điều 9);
-Xỏc định sự thay đổi đặc tớnh của bờ tụng theo thời gian (Điều 10);
-Kiểm tra chất lượng bờ tụng dựa trờn mối quan hệ giữa vận tốc xung siờu
õm và cường độ (Điều 11);
Trang 13-Xác định môđun đàn hỗi tĩnh và hệ số Poisson động của bê tông (Điều 12).
Để đảm bảo độ tin cậy của phương pháp, cần thiết lập trước mối quan hệ giữavận tốc xung siêu âm với đặc tính của loại bê tông cần đánh giá dựa trên cácmẫu đúc sẵn hoặc trong quá trình thi công (Điều 11, Điều 12)
Tiêu chuẩn này áp dụng cho bê tông có cường độ
không lớn hơn 60 MPa
Tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho bê tông có cường độ lớn hơn 60 MPa Khi đócần cân nhắc một số yếu tố có ảnh hưởng tới mối quan hệ giữa vận tốc xung và cường độ như loại và hàm lượng xi măng, các phụ gia, loại và cỡ cốt liệu, các điều kiện dưỡng hộ, tuổi của bê tông và thận trọng khi xử lý kết quả
Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này Đối vớicác tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu Đối vớitài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, baogồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có)
TCVN 3105:1993, Hỗn hợp bê tông nặng và bê tông nặng - Lấy mẫu, chế tạo và bảo dưỡng mẫu thử.
TCVN 3115:1993, Bê tông nặng - Phương pháp xác định khối lượng thể tích.
TCVN 3118:1993, Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ nén.
3.4.2.Thiết bị, dụng cụ
3.4.2.1.Tổng quát
Các bộ phận chủ yếu của thiết bị bao gồm bộ phận tạo xung điện, một đôi đầu
dò, bộ phận khuếch đại và bộ phận thiết bị điện đếm thời gian giữa thời điểm lúc xung bắt đầu phát ra từ đầu dò phát và thời điểm xung bắt đầu đến đầu do thu - lúc mặt trước của xung đầu tiên chạm tới đầu thu Có hai loại thiết bị điện đếm thời gian và hiển thị kết quả đếm, một loại dùng màn hình hiện sóng
và hiển thị xung nhận được trên một thang đo thời gian thích hợp, loại kia
dùng bộ đếm thời gian và hiển thị bằng số đọc trực tiếp