BÁO CAO THÍ NGHIỆM DH KIẾN TRÚC TPHCMPHẦN I: THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUTHỰC HÀNH THÍ NGHIỆP KÉO NÉN CÁC MẪU VẬT LIỆUBÀI 2: THÍ NGHIỆM KÉO GANG (VẬT LIỆU DÒN)BÀI 3: THÍ NGHIỆM NÉN GANG (VẬT LIỆU DÒN)
Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính PHẦN I: THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU THỰC HÀNH THÍ NGHIỆP KÉO - NÉN CÁC MẪU VẬT LIỆU − − − − Ngành đào tạo – Kỹ sư xây dựng Số tiết thí nghiệm: tiết Ngày thí nghiệm: 16/3/2016 Ngày nộp báo cáo: 15/04/2016 MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU: Sau học thí nghiệm, sinh viên đạt yêu cầu sau: − Hiểu biết công tác thí nghiệm (Khâu chuẩn bị mẫu, khâu chuẩn bị trang thiết bị, khâu thí nghiệm, khâu xử lý số liệu đánh giá kết quả) − Hiểu tính sử dụng thiết bị thí nghiệm: Biết cách sử dụng thước kẹp đồng hồ đo chuyển vị − Nâng cao hiểu biết trình chịu lực vật liệu từ bắt đầu gia tải đến vật liệu phá hoại − Vẽ biểu đồ quan hệ ứng suất biến dạng vật liệu chịu lực − Xác định tiêu lý σdn, σch, σb, E, μ, G TỔ CHỨC THÍ NGHIỆM: − Một nhóm thí nghiệm từ 15-20 sinh viên, sinh viên phải trực tiếp thực kéo - nén vật liệu − Số lượng thí nghiệm: + Thí nghiệm kéo thép (Vật liệu dẻo) + Thí nghiệm kéo gang (Vật liệu dòn) + Thí nghiệm nén gang (Vật liệu dòn) + Thí nghiệm kéo gỗ dọc thớ + Thí nghiệm nén gỗ dọc thớ + Thí nghiệm uốn phẳng mẫu gỗ − Giáo viên hướng dẫn cho nhóm sinh viên nội dung chính: + Cách sử dụng đọc loại đồng hồ thí nghiệm + Các bước thực nghiệm với mẫu vật liệu + Cách ghi chép xử lý số liệu thí nghiệm + Lập báo cáo kết thí nghiệm TRANG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM: − Thiết bị gây tải: Máy kéo nén vạn 5T − Đồng hồ đo chuyển vị khuếch đại cao tầng − Thước kẹp khuếch đại 10 lần Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính Hình ảnh: Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính CHÚ Ý CẬP NHẬT LẠI HÌNH ẢNH CÁC THIẾT BỊ CHO ĐÚNG! KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: − Được trình bày theo nội dung thí nghiệm Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính BÀI 1: THÍ NGHIỆM KÉO THÉP (VẬT LIỆU DẺO) Bản chất phương pháp: Thử kéo mẫu với tốc độ phù hợp mẫu bị phá hỏng để xác định hay nhiều đặc trung học liệu cách xác Kích thước mẫu a Trước thí nghiệm: Mẫu hình trụ: − Chiều dài: lo = 90 mm − Đường kính : do, trơn = 13 mm do, gân = 14 mm d 0,trungbinh = F0 = − Diện tích tiết diện : b 13 + 14 = 13.5mm π d 02,tb = 143,1mm Sau kéo: − Chiều dài: l1 = 136.85 mm − Đường kính : d1, trơn = 12 mm d1, gân = 13.2 mm d1, eo thắt = 10 mm d1,trungbinh = 12 + 13.2 + 10 = 11.67 mm π d 12,tb F1 = = 106,91mm − Diện tích tiết diện: Các số liệu, kết thí nghiệm STT 62 Cấp tải trọng N (kN) 20 30 40 50 60 68 70 75 Độ giãn dài ∆L (mm) 0.15 3.6 5.8 6.05 7.00 7.8 9.7 11.25 εz = ∆L/Lo (Const) 0.0016 0.04 0.064 0.067 0.077 0.087 0.108 0.125 Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang σ = N/Fo (kN/mm2) 0.1397 0.2096 0.2795 0.3494 0.4192 0.4752 0.4892 0.5241 Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính 10 78 12.95 0.144 11 80 14.24 0.158 12 82 15.03 0.167 13 85 16.55 0.184 14 86 18.6 0.207 15 90 20.1 0.223 16 91 23.4 0.26 17 92 26.6 0.295 18 93 28.35 0.315 19 93 31.7 0.352 20 93 32.1 0.357 21 93 34.0 0.377 22 93 38.15 0.424 23 94 41.6 0.462 24 90 45.3 0.503 25 85 46.85 0.521 Vẽ đồ thị biểu diễn quan hệ ứng suất biến dạng 0.4512 0.5590 0.5730 0.5939 0.6010 0.6289 0.6359 0.6429 0.6499 0.6499 0.6499 0.6499 0.6499 0.6568 0.5939 0.5590 BIỂU ĐỒ NÀY ANH CÓ GỞI KÈM THEO FILE EXCEL NHẬP THÔNG SỐ VÀ XUẤT BIỂU ĐỒ QUAN HỆ! EM CẬP NHẬT THEO SỐ LIỆU GHI ĐƯỢC HÔM TRƯỚC VÀ NHẬP LẠI ĐỂ RA BIỂU ĐỒ CHO NHÓM! LƯU Ý CÁC THÔNG SỐ NẾU BẤT LỢI CÓ THỂ MA SỐ ĐỂ KẾT QUẢ ĐƯỢC ĐẸP! Xác định tiêu lý vật liệu: P 9100 σ dh = dh = = 6359( KG / cm ) F0 1,431 − Giới hạn đàn hồi: P 9300 σ ch = ch = = 6499( KG / cm ) F0 1,431 − Giới hạn chảy: P 6568 σb = b = = 6568( KG / cm ) F0 1,431 − Giới hạn bền: E = tan α = − Modun đàn hồi ψ = σ dh 6359 = = 14720,5( KG / cm ) εz 0.432 ( F0 − F1 ) (143,1 − 106,91) 100% = = 92,38% F0 143,1 − Độ thắt tỉ đối Nhận xét kết luận trình kéo mẫu: Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính Hình thực tế thí nghiệm mẫu trước sau bị phá hoại, em gán hình vào đây! Trong thí nghiệm kéo thép ta vẽ Đường cong biểu đồ σz – εz gồm đoạn sau: − Đoạn từ O đến A, tương ứng với ứng suất từ đến khoảng 9100 KG/cm 2, gần đường thẳng Trong giai đoạn , ứng suất biến dạng có quan hệ gần tuyến tính, vật liệu làm việc tuân theo định luật (Hook): σ = Eε, môdun đàn hồi E hệ số góc đường thẳng OA Đối với mẫu thép thí nghiệm có E = 14720,35 (kG/cm 2) Biến dạng tăng từ đến 23.4 mm, εz = 25,67% Giai đoạn gọi giai đoạn tỷ lệ; ứng suất tương ứng với điểm A gọi giới hạn tỷ lệ σtl Bên điểm A chút điểm A’ có σz = 6429 KG/cm2, đường thẳng cong đi, không giai đoạn tỷ lệ nữa, thép làm việc đàn hồi, nghĩa biến dạng hoàn toàn không tải trọng Ứng suất tương ứng với điểm A’ gọi giới hạn đàn hồi σ đh giới hạn vùng làm việc đàn hồi thép Thực tế, σ đh khác với σtl nên nhiều người ta đồng hai giai đoạn làm việc − Đoạn từ A’- B, đường cong rõ rệt Thép không làm việc đàn hồi nữa, mô đun đàn hồi E giảm dần đến điểm B, ứng với ứng suất chừng σz = 6499 kG/cm2 Giai đoạn gọi giai đoạn đàn hồi - dẻo − Đoạn từ B-C đoạn nằm ngang, gọi giai đoạn chảy dẻo Biến dạng tăng ứng suất không đổi Đoạn nằm ngang ứng với biến dạng từ ε = 31.5% đến ε = 42.4% gọi thềm chảy Ứng suất tương ứng với giai đoạn chảy dẻo gọi giới hạn chảy σch − Đoạn C-D giai đoạn chảy (quá trị số biến dạng ε = 11% mẫu thép thí nghiệm), thép không chảy chịu lực Thép gia cường, nên giai đoạn gọi giai đoạn củng cố Quan hệ ứng suất – biến dạng đường cong thoải, biến dạng tăng nhanh theo kiểu biến dạng dẻo Mẫu thép bị thắt lại, tiết diện bị thu nhỏ bị kéo đứt ứng với ứng suất điểm D, lúc P khoảng 9400 kG σ = 6568 kG/cm2 Ứng suất gọi giới hạn bền Biến dạng kéo đứt lớn Δl = 41.6 mm, εo = 46,2% Trong thí nghiệm ta khó nhận thấy giai đoạn thép hình thành eo thắt bị đứt nhanh Mặt khác,độ thắt tỉ đối ψ = 92,38% cho thấy độ dẻo mẫu thép tương đối cao Thép vật liệu chịu kéo tốt, biến dạng tương đối lớn lúc vật liệu bị phá hoại Qua thí nghiệm ta thực nghiệm lý thiết tính toán: − Khi σ ≤ σ dh − dùng lý thuyết đàn hồi, với E = const Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng − Khi − Khi σ dh < σ < σ ch − σ = σ ch − GVHD: Thầy Trương Văn Chính dùng lý thuyết đàn hồi dẻo, với E # const dùng lý thuyết dẻo Lý thuyết xét làm việc vật liệu vùng chảy dẻo, với trị số giới hạn ứng suất chảy σ ch Vật liệu thép tận dụng Qua thí nghiệm cho kết giới hạn đàn hồi, chảy bền mẫu thép cao Tuy nhiên giai đoạn đàn hồi tương ứng với ứng suất từ đến khoảng 9100 daN/cm 2, ứng suất biến dạng có quan hệ chưa thực tăng tuyến tính lý thuyết, biến dạng tướng đối lớn đạt εz = 25,67% Giải thích điều mẫu thép chịu kéo phát sinh biến dạng dẻo giai đoạn Với thép cacbon thông thường E = 2.06×106 (kG/cm2), Ethí nghiệm = 14720,35(kG/cm2), nhỏ gần 139,9 lần Một số nguyên nhân dẫn đến sai lệch là: Trong trình thí nghiệm: đọc số liệu chưa xác có sai xót, máy thí nghiệm không đạt chuẩn Điều kiện thí nghiệm: Tốc độ gia tải thí nghiệm, hình dáng kích thước mẫu, tính chất mặt tiếp xúc mẫu máy kéo chưa tuần thủ chặt chẽ theo tiêu chuẩn Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính BÀI 2: THÍ NGHIỆM KÉO GANG (VẬT LIỆU DÒN) Kích thước mẫu: Trước thí nghiệm (mẫu hình trụ): a − Chiều dài: Lo = 90 mm − Đường kính : do, trung bình = 18 mm π d 02,tb F0 = = 254,34mm − Diện tích tiết diện : b Sau thí nghiệm: − − − Chiều dài: L1 = 97,4 mm Đường kính : d1 = = 18 mm Diện tích tiết diện : F1 = F0 = 254,34 mm2 Các số liệu, kết thí nghiệm: Cấp tải trọng N Độ giãn dài ∆L εz = ∆L/Lo σ = N/Fo (kN) (mm) (Const) (kN/mm2) 0 0 10 0.03 0.00033 0.0393 15 1.95 0.02167 0.0589 20 3.30 0.03667 0.0786 25 4.05 0.0450 0.0983 30 4.6 0.05111 0.1179 40 5.5 0.06111 0.1577 50 6.45 0.07167 0.1966 60 7.4 0.08222 0.2359 BIỂU ĐỒ NÀY ANH CÓ GỞI KÈM THEO FILE EXCEL NHẬP THÔNG SỐ VÀ XUẤT BIỂU ĐỒ QUAN HỆ! EM CẬP NHẬT THEO SỐ LIỆU GHI ĐƯỢC HÔM TRƯỚC VÀ NHẬP LẠI ĐỂ RA BIỂU ĐỒ CHO NHÓM! LƯU Ý CÁC THÔNG SỐ NẾU BẤT LỢI CÓ THỂ MA SỐ ĐỂ KẾT QUẢ ĐƯỢC ĐẸP! STT Vẽ đồ thị biểu diễn quan hệ ứng suất biến dạng: BIỂU ĐỒ QUAN HỆ ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG DÀI TƯƠNG ĐỐI CỦA THÍ NGHIỆM KÉO MẪU GANG Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính Xác định tiêu lý vật liệu: P 6000 σb = b = = 2359,05( KG / cm ) F0 2,5434 − Giới hạn bền: − Modun đàn hồi: không xác định ψ= ( F0 − F1 ) × 100 0 ≈ F0 − Độ thắt tỉ đối Nhận xét kết luận trình kéo mẫu: Hình thực tế thí nghiệm mẫu trước sau bị phá hoại, em gán hình vào đây! − Khi thí nghiệm kéo gang, vật liệu dòn nên thí nghiệm diễn nhanh thí − − − − nghiệm kéo thép, không trải qua giai đoạn kéo thép Biểu đồ kéo gang σz - εz xem đường cong liên tục kết thúc lúc mẫu bị đứt Vật liệu giới hạn tỉ lệ giới hạn chảy mà có giới hạn bền Khi tăng tải chuyển vị tăng đến mức tải Pb = 6000 (KG) với biến dạng dài 7.4 (mm) ứng với εz = 8,222% gang bị đứt đột ngột Ngay vị trí đứt gãy không tạo eo thắt đường kính không thay đổi, nút thắt thí nghiệm kéo thép Các trị số đặc trưng cho tính dẻo vật liệu bé Do kết luận: gang vật liệu dòn tính dẻo (chịu kéo kém) bị phá hủy đột ngột khả biến dạng nhỏ Một số hạn chế mắc phải thí nghiệm: + Trong trình thí nghiệm: đọc số liệu chưa xác có sai xót, máy thí nghiệm không đạt chuẩn + Điều kiện thí nghiệm: Tốc độ gia tải thí nghiệm, hình dáng kích thước mẫu, tính chất mặt tiếp xúc mẫu máy kéo chưa tuần thủ chặt chẽ theo tiêu chuẩn Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính BÀI 3: THÍ NGHIỆM NÉN GANG (VẬT LIỆU DÒN) Kích thước mẫu: a Trước thí nghiệm (mẫu hình trụ): − Chiều dài: Lo = 14 mm − Đường kính : = 10 mm π d 02,tb F0 = = 78,5mm = 0,785 cm − Diện tích tiết diện : b Sau thí nghiệm: − Chiều dài: L1 = 12,55 mm − Đường kính : d1 = 10,2mm π d 02,tb F1 = = 81,67 mm = 0,8167 cm − Diện tích tiết diện : Số liệu thí nghiệm: Cấp tải trọng Độ giãn dài εz = ∆L/Lo σ = N/Fo N (KG) ∆L (mm) (Const) (KG/cm2) 0 0 1000 0 1273.89 2000 0.12 0.0085 2547.77 3000 0.2 0.0143 3821.66 4000 0.27 0.0193 5095.54 4500 0.34 0.0243 5732.48 5000 0.45 0.0321 6369.43 5500 0.76 0.0543 7006.37 5600 0.8 0.0571 7133.76 10 5700 0.86 0.0614 7261.15 11 5800 0.92 0.0657 7388.54 12 5900 0.0714 7515.92 13 6000 1.08 0.0771 7643.31 14 6100 1.16 0.829 7770.7 15 6200 1.26 0.09 7898.1 16 6300 1.45 0.1036 8025.5 STT Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 10 Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính + Cạnh (xác định vị trí), kết quả: 39.7 mm / 40.7 mm / 39.8 mm Lấy trung bình 40.1 mm + Cạnh 2: (xác định vị trí), kết quả: 43.6 mm / 43.2 mm / 44.3 mm Lấy trung bình 43.7 mm + Chiều dài 160.3 mm Mẫu 3: + Cạnh (xác định vị trí), kết quả: 39.3 mm / 41.9 mm / 41.6 mm Lấy trung bình 40.9 mm + Cạnh 2: (xác định vị trí), kết quả: 41.9 mm / 42.3 mm / 44.5 mm Lấy trung bình 42.9 mm + Chiều dài 161.6 mm Wx = − Mômen kháng uốn Wx: M b × h2 gh − Momen uốn giới hạn Mgh: = N gh × l0 M gh Ru = Wx − Cường độ chịu uốn giới hạn Ru: − Kết thử cường độ uốn giá trị trung bình số học ba lần xác định cường độ uốn riêng biệt ba mẫu thử lăng trụ Kích thước mẫu (mm) STT Khối lượng mẫu (g) Momen kháng uốn Wx (cm3) Lực uốn phá hoại (kG) Momen Cường độ uốn lớn chịu uốn Mgh Ru (kG.cm) (kG/cm2) B H l L0 M1 40.1 43.6 162.3 100 524.8 12.7 152 380 29.9 M2 40.1 43.7 160.3 100 537.2 12.8 130 325 25.4 M3 40.9 42.9 161.6 100 519.5 12.5 94 235 18.8 Rutb Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 34 24.7 = Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính Nhận xét kết luận: Quan sát thí nghiệm uốn mẫu xi măng ta thấy vừa gia tải với mức tải nhỏ với tải trọng từ > 94 (kG) mẫu xi măng bị phá hoại Điều cho thấy, xi măng chịu uốn mà cường độ bền uốn nhỏ cường độ bền nén nhiều, mẫu dễ bị phá hủy uốn Và phá hủy xảy nơi có momen lớn (giữa nhịp) Trong xây dựng để tăng khả chịu lực khối xây người ta thường đưa cốt thép vào khối xây Việc đưa cốt thép vào khối xây thực hai dạng: dùng lưới thép ngang dùng cốt dọc đặt khối xây Thí nghiệm thực với mẫu cho kết cường độ chịu uốn chênh lệch, ta thấy hỗn hợp vữa ximăng không đồng trình bảo dưỡng tạo khác cường độ mẫu vữa xi măng Trong thí nghiệm tồn hạn chế máy nén chưa kiểm soát tốc độ gia tải, ta tốc độ gia tải có tuân theo tiêu chuẩn quy định hay không Trong trình gia tải thí nghiệm với mẫu số 2, lăn có di chuyển, không cố định, nhóm ngừng gia tải chỉnh lại lăn cho cố định Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 35 Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính BÀI 5: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN BỀN NÉN CỦA XI MĂNG (THEO TCVN 6016:1995) − − − − − − − Mục đích: Xác định giới hạn cường độ chịu nén mẫu vữa xi măng Xác định mác xi măng theo giới hạn cường độ chịu nén Nguyên tắc: Giới hạn cường độ chịu nén xi măng xác định cách nén vỡ nửa mẫu vữa xi măng kích thước 4x4x16cm chịu uốn Mẫu thí nghiệm: Sau thử uốn, mẫu bị bẻ thành nửa mẫu bị bẽ gãy dùng để thử độ bền nén Số lượng mẫu thử: mẫu Mẫu sơ đồ thí nghiệm: Đặt mặt bên nửa lăng trụ vào ép máy với sai lệch không ±0.5mm đặt nằm dọc cho mặt cuối lăng trụ nhô ép má ép phụ khoảng 10 mm Tăng tải từ từ mẫu thử bị phá hủy Sơ đồ đặt tải nén mẫu: Số liệu kết thí nghiệm mẫu: − Loại xi măng sử dụng: PCB40 − Diện tích chịu nén F: F = a x a (Với a = 4cm) N Rn = n ( kG / cm2 ) F − Cường độ chịu nén: − Nén viên mẫu tuổi 17 ngày, công thức xác định cường độ chịu nén bêtông sau 28 ngày tuổi sau: Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 36 Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng R 28 =R n Kích thước mặt chịu nén (mm) STT a a GVHD: Thầy Trương Văn Chính log 28 log n Diện tích chịu nén F (cm2) Lực nén phá hoại N (kG) Cường độ chịu nén Cường độ chịu nén Rn17 Rn28 (kG/cm2) (kG/cm2) 40 40 16 1336 83.5 98.2 40 40 16 1621 101.3 119.1 40 40 16 1647 102.9 121.1 40 40 16 1507 94.2 110.8 40 40 16 1646 102.3 120.3 40 40 16 1435 89.7 105.5 Cường độ trung bình Rntb = 112.5 − Kết thử cường độ nén giá trị trung bình số học kết xác định cường độ nén riêng biệt nhận từ nửa lăng trụ gãy mẫu thử lăng trụ − Nếu kết số lần xác định vượt ± 10% giá trị trung bình chúng loại bỏ kết tính giá trị trung bình năm kết lại Nếu năm kết vượt ±10% giá trị trung bình chúng loại bỏ toàn kết lặp lại phép thử Ta có: → R ntb = − So sánh điều kiện: R +R +R +R +R +R =112.5 ( kG/cm ) 0.9R tbn ≤ Ri ≤ 1.1R tbn ⇒ 97.69( kG / cm ) ≤ Ri ≤ 123.75( kG / cm ) Từ bảng tổng hợp ta thấy tất mẫu thỏa điều kiện Nhận xét kết luận: − Cường độ ximăng khả lớn đá xi măng chống lại phá hoại gây tác dụng tải trọng − Mác ximăng số hiệu giới hạn cường độ chịu nén mẫu vữa ximăng có kích thước tiêu chuẩn 4x4x16cm (phương pháp ướt), chế tạo dưỡng hộ điều kiện chuẩn (24 khuôn, không khí ẩm 27 ngày ± ngâm nước nhiệt độ độ bền nén 270 ± 20 C ), sau vớt để thử độ bền uốn Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 37 Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính − Cường độ chịu lực ximăng phát triển không đều: ngày đầu đạt − − − − − 40 – 50%, ngày đạt 60-70%, ngày sau tốc độ tăng cường độ chậm đi, đến 28 ngày đạt mác Giới hạn cường độ chịu uốn nén vữa ximăng dùng làm sở để xác định mác ximăng Mác ximăng đại lượng không thứ nguyên nhà nước quy định dựa vào cường độ tiêu chuẩn ximăng Ta thấy thí nghiệm viên mẫu thí nghiệm có ngày tuổi 17 (ngày) không dưỡng hộ điều kiện tiêu chuẩn nên từ kết thí nghiệm thử cưởng độ chịu uốn cường độ chịu nén viên mẫu ta không xác định mác ximăng Thí nghiệm thực với mẫu cho kết cường độ chịu nén sai lệch giới hạn cho phép, lọai bỏ mẫu chứng tỏ hỗn hợp vữa ximăng tương đối đồng Ta thấy khả chịu nén vữa ximăng cao bêtông thành phần cốt liệu vữa ximăng cốt liệu lớn (đá dăm) Vữa xem loại bêtông cốt liệu nhỏ khác với bêtông số điểm đặc trưng Trong thí nghiệm tồn hạn chế máy nén chưa kiểm soát tốc độ gia tải, ta tốc độ gia tải có tuân theo tiêu chuẩn quy định hay không Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 38 Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính BÀI 6: THÍ NGHIỆM ĐỘ BỀN NÉN CỦA GẠCH ỐNG LỖ (THEO TCVN 6355:1998) Mục đích: − Xác định mác gạch theo giới hạn cường độ chịu nén gạch lỗ − Theo TCVN 1450-1986 quy định độ bền uốn nén gạch rỗng đất sét nung không nhỏ trị số bảng sau đây: Độ bền nén (trung bình mẫu) kG/cm2 150 125 100 75 50 35 Mác gạch − − − − a Độ bền uốn (trung bình mẫu) kG/cm2 22 18 16 14 12 - 150 125 100 75 50 35 Các kí hiệu quy ước: + GR90-4V47-M50 (Gạch rỗng dày 90 – lỗ vuông – r=47% - Mác 50) + GR90-4T20 (Gạch rỗng dày 90 – lỗ tròn – r=20%) + GR90-4CN40 (Gạch rỗng dày 90 – lỗ chữ nhật – r=40%) + GR60-2T15 (Gạch rỗng dày 60 – lỗ tròn – r=15%) + GR200-6CN52 (Gạch rỗng dày 200 – lỗ chữ nhật– r=52%) Nguyên tắc: Đặt mẫu gạch lên máy nén nén đến mẫu phá hoại Từ lực phá hoại lớn tính cường độ chịu lực nén gạch Mẫu thí nghiệm: Số lượng mẫu thử nén mẫu gạch gia công theo TCVN 6355-1998 Khi thử mẫu trạng thái tự nhiên Sơ đồ thí nghiệm số hình ảnh nén gạch ống lỗ Sơ đồ đặt tải nén mẫu: N b h s1 s2 b h s3 N b Một số hình ảnh nén gạch ống lỗ: Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 39 Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính Số liệu kết thí nghiệm: − Diện tích chịu nén nhỏ nhất: Fmin = ( S1+ S2+ S3) x l N Rn = n (kG / cm2 ) F − Cường độ chịu nén: Kích thước mẫu (mm) Chiều rộng sườn (mm) STT Diện tích chịu nén nhỏ Fmin (cm2) Lực nén phá hoại Nn (kG) Cường độ chịu nén Rn (kG/cm2) l b h S1 S2 S3 M1 80 80 90 9.0 9.0 9.0 22.45 3448 153.6 M2 76 76 86 6.0 8.0 8.0 24.69 4175 169.1 M3 80 80 87 10 8.0 9.0 23.07 4526 196.2 Rntb Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 40 146.5 = Mác gạch Mac 300 Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính − Kết thử cường độ nén gạch giá trị trung bình cộng số học kết xác định cường độ nén riêng biệt nhận từ mẫu gạch − Nếu kết cường độ nén sai lệch 35% giá trị trung bình cộng kết mẫu thử mẫu bị loại bỏ Khi kết giá trị trung bình cộng mẫu lại Nếu có kết kết sai lệch mức phải lấy mẫu khác tiến hành thử lại Kết lầm thử thứ coi kết cuối → Rntb = Ta có: R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = 146.5 ( kG / cm ) 0.65R tbn ≤ Ri ≤ 1.35R tbn ⇒ 95.23(kG / cm ) ≤ Ri ≤ 197.78( kG / cm2 ) − So sánh điều kiện: − Từ bảng tổng hợp ta thấy mẫu M5 không thỏa điều kiện ta loại mẫu M5, tính lại Rntb mẫu lại: → Rntb = R1 + R2 + R3 + R4 = 170 ( kG / cm ) − Với Rntb = 170 (kG/cm2), tra bảng ta có gạch mác 150 Nhận xét kết luận: − Trong trình thí nghiệm nén gạch ống lỗ: bị phá hủy, gạch ống lỗ phá hủy dọc theo cạnh sườn lỗ rỗng (các lỗ rỗng làm giảm khả chịu nén gạch có khả cách âm, cách nhiệt tốt) Tại giá trị tải trọng định vết nứt bắt đầu xuất cạnh sườn, hình thành từ xuống dưới, vết nứt lớn dần lên, cạnh sườn tách rời hoàn toàn mẫu bị phá hủy − Cường độ chịu nén gạch bị ảnh hưởng khuyết tật (chiều dài, độ sâu số lượng vết nứt, kích thước lỗ rỗng, số lượng vết tróc,…) trình phơi sấy nung gạch bị co ngót nên giá trị cường độ chịu nén mẫu gạch chênh lệch tương đối lớn (thể qua bảng kết thí nghiệm trên) Trong giá trị cường độ chịu nén mẫu vượt giới hạn cho phép, ta phải loại bỏ mẫu − Mác gach xác định dựa đồng thời cường độ chịu nén chịu uốn, ta dựa cường độ chịu nén để kết luận mác gạch chưa hoàn toàn xác − Trong thí nghiệm tồn hạn chế máy nén chưa kiểm soát tốc độ gia tải, ta tốc độ gia tải có tuân theo tiêu chuẩn quy định hay không Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 41 Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính BÀI 7: XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN BỀN UỐN CỦA GẠCH THẺ (THEO TCVN 6355-2:1998) Mục đích: Xác định mác gạch theo giới hạn cường độ chịu uốn gạch thẻ Nguyên tắc: Đặt mẫu gạch lên gối đỡ phụ kiện thử uốn Tác dụng lực lên mẫu qua gối lăn truyền lực mẫu thử Từ lực phá hủy lớn nhất, tính cường độ chịu uốn mẫu gạch − Theo TCVN 1450-1986 quy định độ bền uốn nén gạch rỗng đất sét nung không nhỏ trị số bảng sau đây: − − Mác gạch 150 125 100 75 50 35 − − − Độ bền nén (trung bình mẫu) kG/cm2 150 125 100 75 50 35 Độ bền uốn (trung bình mẫu) kG/cm2 22 18 16 14 12 - Mẫu thí nghiệm: Số lượng mẫu thử mẫu gạch nguyên gia công theo TCVN 6355-2:1998 Khi thử mẫu trạng thái ẩm tự nhiên Sơ đồ thí nghiệm: N h D h b 30 Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 42 l0 30 Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính Số liệu kết thí nghiệm: b × h3 π D4 Jx = −2× 12 64 − Mômen quán tính Jx: WX = − Mômen kháng uốn Wx: J x bh π D = − h 16h M max = − Momen uốn giới hạn Mgh: Nn × l Ru = − Cường độ chịu uốn giới hạn Ru: Kích thước mẫu (mm) M max Wx Khối Momen lượng kháng mẫu uốn Wx G (cm3) (kg) Lực uốn phá hoại (kG) Momen Cường độ uốn lớn chịu uốn Ru Mgh (kG/cm2) (kG.cm) b h L Lo Đường kính D (mm) 80 42 183 120 13.5 1.1 23.36 1200 3600 154.1 82 40 180 120 15.0 1.0 21.62 1400 4200 194.3 80 42 180 120 13.5 1.0 23.43 1400 4200 179.3 STT ⇒ Ru,trung bình = 176.88 KG/cm2 − Kết thử cường độ chịu uốn gạch giá trị trung bình cộng số học kết xác định cường độ chịu uốn riêng biệt nhận từ mẫu gạch − Nếu kết cường độ uốn sai lệch 50% giá trị trung bình cộng kết mẫu thử mẫu bị loại bỏ Khi kết giá trị trung bình cộng mẫu lại Nếu có kết kết sai lệch mức phải Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 43 Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính lấy mẫu khác tiến hành thử lại → Rutb = Ta có: R1 + R2 + R3 + R4 + R5 = 15.43 ( kG / cm ) − So sánh điều kiện: 0.5R tbu ≤ Ri ≤ 1.5R tbu ⇒ 7.72( kG / cm ) ≤ Ri ≤ 23.15( kG / cm ) Từ bảng tổng hợp ta thấy tất mẫu thỏa điều kiện Với Rutb = 15.43(kG/cm2), tra bảng ta có gạch mác 75 Nhận xét kết luận: − Quan sát thí nghiệm uốn mẫu gạch ta thấy vừa gia tải với mức tải nhỏ − − − − với tải trọng từ 85 (kG) mẫu gạch bị phá hoại Điều cho thấy, gạch đất sét nung chịu uốn mà cường độ bền uốn nhỏ cường độ bền nén nhiều, mẫu dễ bị phá hủy uốn Và phá hủy xảy nơi có momen lớn (giữa nhịp) Thí nghiệm thực với mẫu cho kết cường độ chịu uốn đồng đều, chứng tỏ chất lượng gạch tương đối đồng Trong thí nghiệm tồn hạn chế máy nén chưa kiểm soát tốc độ gia tải, ta tốc độ gia tải có tuân theo tiêu chuẩn quy định hay không Trong trình đo kích thước mẫu, nhóm thí nghiệm phát có loại gạch thẻ có kích thước khác nhau, nhóm xử lý tình cách lựa chọn mẫu gạch loại với kích thước tương đồng Xự cố không nghiêm trọng ảnh hưởng phần thời gian tiết thí nghiệm Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 44 Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính BÀI 8: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH CỦA XI MĂNG, CÁT, ĐÁ DĂM, GẠCH VỮA XI MĂNG, BÊ TÔNG (THEO TCVN 7572-6:2006, TCVN 6355-5:1998, TCVN 3115:1993) Mục đích: − Xác định khối lượng thể tích nguyên vật liệu xi mặng, cát, đá dăm, gạch, − − − bê tông, vữa xi măng Thiết bị thử: Thước kim loại Thùng đong Cân kỹ thuật Số liệu kết thí nghiệm: 3.1.Xi măng : STT Lần thử mẫu Thể tích thùng đong (l) Khối lượng mẫu (g) Khối lượng thể tích (kg/m3) Lần 2,9 3250 1120,690 Lần 2,9 3250 1137,931 Ghi γ otb = 1129,311kg / m3 3.2 Cát: STT Lần thử mẫu Thể tích thùng đong (l) Khối lượng mẫu (g) Khối lượng thể tích (kg/m3) Lần 2,9 3350 1155,517 Lần 2,9 3400 1172,414 Ghi γ otb = 1163,966kg / m 3.3.Đá dăm: STT Lần thử mẫu Thể tích thùng đong (l) Khối lượng mẫu (g) Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 45 Khối lượng thể tích (kg/m3) Ghi Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính Lần 2,9 3700 1275,862 Lần 2,9 3750 1293,103 γ otb = 1284,483kg / m3 3.4 Bê tông: STT Lần thử mẫu Thể tích thùng đong (l) Khối lượng mẫu (g) Khối lượng thể tích (kg/m3) Lần 3,42 8000 2339,181 Lần 3,465 7900 2279,942 Lần 3,42 7900 2309,942 Ghi γ otb = 2309,688kg / m3 3.5 Vữa xi măng: STT Lần thử mẫu Thể tích thùng đong (l) Khối lượng mẫu (g) Khối lượng thể tích (kg/m3) Lần 0,2624 550 2096,037 Lần 0,2816 570 2024,148 Lần 0,2752 560 2034,844 Ghi γ otb = 2051,69kg / m3 3.6 Gạch xây lỗ : STT Lần thử mẫu Thể tích thùng đong (l) Khối lượng mẫu (g) Khối lượng thể tích (kg/m3) Lần 0,4746 600 1264,223 Lần 0,5148 610 1184,926 Lần 0,5082 600 1180,638 Lần 0,5484 600 1094,092 Lần 0,5824 590 1013,049 Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 46 Ghi Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính γ otb = 1147,386kg / m3 3.7 Gạch xây lỗ STT Lần thử mẫu Thể tích thùng đong (l) Khối lượng mẫu (g) Khối lượng thể tích (kg/m3) Lần 0,5904 1100 1863,144 Lần 0,5280 800 1515,152 Lần 0,5554 850 1530,429 Lần 0,5765 1000 1734,605 Lần 0,5724 800 1397,624 Ghi γ otb = 1608,191kg / m3 Nhận xét kết luận: − Khối lượng thể tích vật liệu đặc tính kĩ thuật quan trọng vật liệu − Khối lượng thể tích định nghĩa khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái tự nhiên (kể lỗ rỗng) γo = G Vo Trong đó: G – Khối lượng mẫu thí nghiệm, bao gồm trạng thái sau: + + + + Gk – Khối lượng trạng thái khô Gw – Khối lượng trạng thái ẩm Gư – Khối lượng trạng thái ướt Gbh – Khối lượng trạng thái bão hòa nước Đối với thí nghiệm thực mẫu thí nghiệm trạng thái ẩm tự nhiên Vo – thể tích tự nhiên vật liệu tương ứng với trạng thái mẫu + Với vật liệu có dáng hình học xác định gạch xây lỗ, gạch xây lỗ: đo xác kích thước dùng công thức hình học tính V0 + Với vật liệu rời xi măng, cát, đá dăm, hh bêtông: dùng dụng cụ tích biết trước Đổ vât liệu từ chiều cao định xuống dụng cụ chứa Thể tích dụng cụ chứa vật liệu thể tích V0 mẫu vật liệu Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 47 Học Phần Thí Nghiệm Sức bền - Vật Liệu Xây Dựng GVHD: Thầy Trương Văn Chính − Khối lượng thể tích phụ thuộc: + Loại vật liệu + Cấu tạo vật liệu (đặc hay rỗng) + Trạng thái thí nghiệm vật liệu − Ứng dụng: + Dự đoán số tính chất vật liệu như: cường độ chịu lực, độ đặc, độ rỗng, khả hút nước… γo tăng vật liệu đặc chắc, cường độ cao, khả chống thấm tốt + Tính toán trọng lượng thân kết cấu + Tính cấp phối bêtông vữa − Qua thí nghiệm ta nhận thấy giá trị khối lượng thể tích VLXD dao động phạm vi rộng − Tồn thí nghiệm biết vật liệu trạng thái ẩm tự nhiên mà xác giá trị W Con số W cát đá dăm giáo viên cung cấp, sinh viên không trực tiếp làm thí nghiệm nên chưa phản ánh số thực tế Bài Báo Cáo Thí Nghiệm Nhóm 04- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM Trang 48