Báo cáo thí nghiệm vật liệu xây dựng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG  GVHD NHÓM TH ST T : THS NGUYỄN NGỌC THÀNH : Nhóm 1-A01 MSSV HỌ VÀ TÊN 81300358 81303544 81300121 81303456 Mai Bảo Châu Nguyễn Duy Tân Nguyễn Tuấn Anh Nguyễn Thị Diễm Sương Tp Hồ Chí Minh, tháng 3/2016 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU BẢNG PHÂN CÔNG BÀI 1:Xác Định Khối Lượng Riêng Và Khối Lượng Thể Tích Của Vật Liệu A Xác Định Khối Lượng Riêng B Xác Định Khối Lượng Thể Tích 12 BÀI 2:Xác Định Lượng Nước Tiêu Chuẩn Và Mác Xi Măng 24 A Xác Định Lượng Nước Tiêu Chuẩn Xi Măng .24 B Xác Định Mác Xi Măng 28 BÀI 3: Phân Tích Thành Phần Hạt Của Cốt Liệu Dùng Thiết Kế Cấp Phối Bê Tông 32 BÀI 4:Thiết Kế Cấp Phối Bê Tông Đúc Mẫu Thử Mác Bê Tông 39 BÀI 5: Xác Định Cường Độ Nén Của Bê Tông .49 Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc LỜI MỞ ĐẦU Môn học Thí nghiệm Vật liệu Xây dựng giúp chúng em thực hành tất lý thuyết học lớp củng cố lại kiến thức Bên cạnh đó, thời gian làm thí nghiệm giúp chúng em có thêm nhiều hiểu biết xi măng, bêtơng, gốm xây dựng để phục vụ cho trình làm việc sau Việc tổ chức cơng việc theo nhóm giúp chúng em có thêm tinh thần đồn kết học tập, giúp đỡ, bổ sung lẫn kiến thức thiếu Để thực điều trên, chúng em xin chân thành cảm ơn đến tất Thầy Phòng thí nghiệm Vật liệu Xây dựng tạo điều kiện học tập cho chúng em, đặc biệt thầy ThS.Nguyễn Ngọc Thành – giảng viên hướng dẫn mơn học Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc BẢNG PHÂN CÔNG STT MSSV HỌ VÀ TÊN NHIỆM VỤ Bài 81300358 Mai Bảo Châu Tính, nhận xét 1,5 Tổng hợp 81303544 Nguyễn Duy Tân Đánh máy Bài 81300121 Nguyễn Tuấn Anh Bài 81303456 Nguyễn Thị Diễm Sương Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Bài Trang Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc BÀI 1: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG VÀ KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH CỦA VẬT LIỆU  Mục đích thí nghiệm Thí nghiệm xác định khối lượng riêng khồi lượng thể tích đại lượng để đánh giá chất lượng lý vật liệu tính nặng nhẹ, rỗng, độ mịn…là đại lượng cần thiết để tính tốn độ xốp ngun liệu, tính chọn cấp phối bê tơng, khối lượng cơng trình A XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG Ý nghĩa  Khối lượng riêng (g/cm3, T/m3) khồi lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái hồn tồn đặc.( khơng tính đến khe hở hạt) = (g/cm3,T/m3)  Khối lượng riêng đại lượng cấn thiết để tính tốn độ xốp ngun liệu, tính chọn cấp phối bê tông I-/ Xác định khối lượng riêng xi măng I-1-/ Dụng cụ chuẩn bị thí nghiệm + Bình khối lượng riêng xi măng + Phiểu thủy tinh cổ dài + Tủ sấy + Cân kỹ thuật có độ xác 0.1 g + Dùng dầu hỏa để thứ xi măng + Ống pepet để điều chỉnh lượng dầu Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc Bình Le Chatelie Ống pipet Ống pepet Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Phễu thuỷ tinh cổ dài Trang Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc I-2-/ Tiến hành thí nghiệm  Cân 65g xi măng sấy khô nhiệt độ 105 0C– 1100C để nguội bình hút ẩm hay ngồi khơng khí đến nhiệt độ phòng thí nghiệm  Để dầu hỏa vào bình đến vạch số 0, sau lấy bơng thấm hết giọt dầu cổ bình phía phần chứa dầu  Dùng muỗng xúc xi măng đổ từ từ vào bình xong, xoay đứng qua lại đợi 10 phút cho khơng khí lẫn vào xi măng hết, ghi lại thể tích dầu hỏa bị xi măng chống chỗ ( V) Cân 65g xi măng Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc I-3-/ Tính tốn kết = (g/cm3,T/m3) Trong m - khối lượng xi măng ( g) Va- thể tích đặc tuyệt đối xi măng ( cm3) Kết thu Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc Bảng số liệu Lần Lần Thể tích V(cm3) 20,9 21 Khối lượng (g) 65 65 Khối lượng riêng ax(g/cm3) 3.110 3.095  =3.110 – 3.095= 0,015 (g/cm3) < 0,02(g/cm3)  Thỏa điều kiện  axtb  3,110  3, 095  3.1025 (g/cm3) I-4-/ Nhận xét  Khối lượng riêng xi măng 3.1025 g/cm3, nằm phạm vi khối lượng riêng xi măng Porland = 3.05 ÷ 3.15 g/cm3 => Đạt  Một số nguyên nhân xem xét xảy sai lệch lý thuyết thực nghiệm là:  Sai số dụng cụ đo  Thao tác thí nghiệm chưa xác (còn để xi măng dính bình Le Chatelier, bọt khí bình chưa bay hết…)  Sai số cân  Có thể xi măng hút ẩm khơng đem sấy tiêu chuẩn quy định  Hao hụt xi măng làm thí nghiệm  Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc II/ Xác định khối lượng riêng cát II-1-/ Dụng cụ thí nghiệm + Bình tỷ trọng có vạch chuẩn + Cân kỹ thuật có độ xác 0.1 g + Tủ sấy + Đĩa đựng, giá xúc + Ống pipet Cân kĩ thuật Bình tỷ trọng II-2-/ Tiến hành thí nghiệm Tủ sấy  Cân 500g ( g ) cát có đường kính hạt từ 0.14 – mm dùng biện pháp rửa để loại bỏ hạt 0.14 mm dùng sàng có đường kính mắt sàng mm để loại bỏ hạt lớn mm  Cho lượng cát vào bình khối lượng riêng, sau cho nước vào đến 2/3 thể tích bình, xoay nhẹ bình cho bọt khí ngồi  Tiếp tục cho nước vào đến vạch chuẩn lau khơ nước ngồi bình đem cân khối lượng m1 (g)  Đổ cát nước ra, rửa bình  Cho nước vào đến vạch chuẩn khơng cát, lau khơ ngồi bình cân khối lượng m2 (g) Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc cát dùng loại cát khác có cấp phối hạt đồng để thiết kế cấp phối cho bê tơng Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang 39 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc Bài 4: THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG ĐÚC MẪU THỬ MÁC BÊ TÔNG a-/ Cơ sở tính tốn cấp phối bê tơng  Tính tốn cấp phối bê tơng dựa sở o Mác bê tông theo yêu cầu o Điều kiện thi công bê tông ( thủ công máy móc) o Các tiêu kinh tế kỹ thuật ngun vật liệu thành phần  Tính tốn cấp phối bê tơng theo phương pháp sau: o Phương pháp tra bảng o Phương pháp thực nghiệm hoàn tồn o Phương pháp tính tốn kết hợp với thực nghiệm  Đây phương pháp phổ biến dùng nhiều vì: o Tính tốn khơng phức tạp o Khối lượng thực nghiệm không nhiều o Kết xác  Phần lớn cơng thức sử dụng để tính tốn cấp phối bê tơng theo phương pháp này: o Công thức Abrams (1908) o Công thức Beliaev (1926) o Công thức Bolomey (1925) o Cơng thức Bolomey-Scramtaiev b-/ Trình tự tính tốn cấp phối bêtông a) Xác định tỷ lệ N/X: Rb=ARx(X/N±b) Với Rb≤ 500 cơng thức dạng Rb=ARx(X/N- 0.5)  X/N= Rb/(ARx)+ 0.5∈[1.4÷ 2.5] Trong Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang 40 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc Rx : cường độ xi măng( kG/cm2) Rb : cường độ bêtông thiết kế A : hệ số, phụ thuộc vào phẩm chất cốt liệu phương pháp xác định mác xi măng cho bẳng sau Tính chất cốt liệu A Tốt 0.65 Trung bình 0.6 Kém 0.55 b.Xác định nước trộn 1m3 bêtông theo bảng sau: Lượng nước trộn 1m3 bêtông(l/m3) Độ lưu động hỗn hợp bêtông SN(cm) Đc(s) 9-10 6-8 3-5 1-2 30-50 60-80 90-120 150-200 Chú ý: 10 215 205 195 185 167 155 145 135 20 200 190 180 170 160 150 140 130 Dmax cốt liệu lớn(mm) Sỏi Đá dăm 40 70 10 20 40 185 170 230 215 200 175 160 220 205 190 165 150 210 195 180 155 140 200 185 170 150 175 170 160 140 165 160 150 135 160 155 140 128 150 145 135 70 185 175 165 155 - - Bảng dùng cho bêtơng có hàm lượng ximăng khơng lớn 400kg/m3 - Khi dùng ximăng portland puzzolane, lượng nước tăng thêm 15-20lít/m3 - Khi dùng cát nhỏ, lượng nước tăng thêm 10l c Xác định ximăng m3 bêtông: X= N/(N/X) ( kg) d Xác định cốt liệu lơn m3 bêtơng: Đ= 1000/{1/γad+ αr/γod) ( kg) Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang 41 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc Trong đó: γad : khối lượng riêng đá (g/cm3) γod : khối lượng thể tích xốp đá(g/cm3) r=1- (γod/γad): độ rỗng đá α : hệ số dư vữa xi măng, tra theo bảng sau: Độ sụt(cm) Độ cứng(s) Lượng xi măng m3 bêtông (kg) 5-10 10-40 40-80 200 1.22 1.18 1.1 250 1.28 1.22 1.12 300 1.34 1.28 1.14 350 1.40 1.34 1.16 400 1.48 1.40 1.18 500 1.60 1.48 1.2 e Xác định lượng cốt liệu nhỏ hỗn hợp bêtông theo công thức: C= [1000-(X/γax+ N+ Đ/γad)]γac ( kg) Trong đó: γac : khối lượng riêng cát( g/cm3) γax : khối lượng thể tích xốp cát( g/cm3) Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang 42 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành I GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc Ý nghĩa  Tính tốn cấp phối bê tơng tính chọn tỷ lệ phối hợp hợp lý thành phần nguyên vật liệu bê tông, nhằm chế tạo bê tông đạt tiêu, tính chất yêu cầu , đồng thời đạt hiệu kinh tế ( tiết kiệm liều lượng xi măng cần sử dụng)  Mác bê tông giá trị giới hạn cường độ chịu nén trung bình ba mẫu thí nghiệm hình lập phương ( mẫu chuẩn 15 15 15 ) chế tạo bảo o dưỡng 28 ngày điều kiện tiêu chuẩn ( to = 27 2 C , W > 95% )  Làm quen thao tác phương pháp thí nghiệm xác định độ sụt hỗn hợp bê tơng II Dụng cụ thí nghiệm:  Cân kỹ thuật sai số 10g  Cơn hình nón cụt  Bộ khn ba ngăn kích thước 15x15x15 cm  Bay , giá xúc , thau trộn  Thước kim loại  Que đầm sắt tròn ( đường kính d = 16mm, dài l = 600mm )  Bể dưỡng hộ số dụng cụ khác Bộ dụng cụ thử độ sụt Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Khn 15x15x15 cm Trang 43 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc III Tiến hành thí nghiệm III-1/ Chuẩn bị thí nghiệm  Thiết kế bêtơng mác 250  Độ sụt nón SN= 8-10 cm  Trong đó: o Xi măng:  x = 3.103 g/cm3, Rx= 40Mpa o Cát:  c = 2.652g/cm3 o Đá: Dmax= 25 mm,  o = 1.556 g/cm3,  a =2,70 g/cm3 o Cốt liệu chất lượng trung bình  Tính: R X X  b  0.5 �  1.54 N ARx N  Đá: Dmax= 25 mm, SN =8-10, tra bảng � N=211 lít  X=325 kg  Dựa vào khối lượng xi măng, tra bảng �  =1.37 D 1000 r   a  o =1214 kg � � �X D � C� 1000  �   N �  c  618 � � x  d � � � kg  Cát  Lượng cát, đá, xi măng, nước cho m3 bêtông thực tế : X= 325 kg C= 618 kg Đ= 1214 kg N= 211 kg  Tiến hành đúc mẫu bêtơng, mẫu có kích thước 15x15x15cm Thể tích mẫu bêtơng dự tính 15 lít Do cần trộn: Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang 44 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc X = 325 x 0,015 = 4,875 (kg) N = 211 x 0,015 = 3,165 (l) C = 618 x 0,015 = 9,27 (kg) Đ = 1214 x 0,015 = 18,21 (kg) IV-2/Trình tự thí nghiệm:  Trộn vữa bê tông: Trước tiên đổ cát xi măng vào khay trộn sau đổ đá trộn cho tiếp, moi thành hóc khối hỗn hợp cho nước vào trộn  Tiến hành thử độ sụt: o Lấy giẻ ẩm lau ướt mặt khn nón cụt , đặt phẳng không hút nước Đặt phễu đổ lên miệng khuôn , đổ hỗn hợp bê tông nhào trộn khay làm ba lớp , lớp dày khoảng 1/3 chiều cao khuôn Sau đổ , lớp đầm 25 từ vào que đầm o Ở lớp đầu đầm chạm , lớp hai sau chọc xuống lớp trước – cm, đầm phải giữ khuôn ép chặt vào nền, không dịch chuyển Sau đổ đầm xong lớp cuối cùng, bỏ phễu gạt bỏ phần bê tông thừa miệng khuôn , dùng bay thoa mặt nhẵn , từ từ nhấc khuôn theo phương thẳng đứng không cho khuôn va vào khối hỗn hợp bê tông Đặt khuôn bên cạnh khối hỗn hợp bê tông , dùng gỗ thật thẳng đặt ngang mặt khuôn , dùng thước kim loại đo từ khoảng cách mép mép gỗ đến đỉnh hỗn hợp bê tông Khoảng cách gọi độ sụt tính cm ký hiệu SN  Đúc mẫu bêtơng: o Ghép khn bơi chất chống dính lên khuôn o Cho hỗn hợp bê tông vào ba khuôn, khuôn chia làm hai lớp , lớp đầm 20 chày theo phương xoắn ốc từ vào Dùng búa cao su gõ vào thành khuôn thấy xi măng chảy tràn lên bề mặt bê tông o Dưỡng hộ mẫu nhiệt độ 27±2°C, độ ẩm > 95% Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang 45 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc Chuẩn bị khuôn Xúc bê tông vô khuôn Trộn bê tông Đầm bê tông Ghi tên mẫu Dưỡng hộ mẫu Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang 46 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành Xúc bê tơng vào côn GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc Đầm 25 lớp Làm mặt Rút côn theo phương thẳng đứng Lật ngược côn mặt phẳng Đo độ sụt Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang 47 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành IV GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc Kết nhận xét  Độ sụt cm -> không đạt yêu cầu  Kết đo có SN = độ sụt yêu cầu 8-10, bê tông không đạt độ dẻo  Nguyên nhân: o Điều kiện thực tế cốt liệu chưa rửa, hạt dài hạt bẹt hàm lượng tạp chất nhiều o Cấp phối hạt cát không tốt (bài 3) nằm phạm vi cho phép  Độ lưu động hỗn hợp bê tơng tăng,còn cường độ không thay đổi tăng hàm lượng hồ xi măng với tỷ lệ N/X không đổi giảm lượng cốt liệu  Cấp phối điều chỉnh cho 15 lít bê tơng X= 5.1 kg C= 10.19 kg Đ= 16.65 kg N= 3.32 lít  Kết cuối Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang 48 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc  Độ sụt 8.5cm -> đạt yêu cầu  Thử độ sụt nón cụt tiêu chuẩn Abrams phương pháp chủ yếu để kiểm tra tính dẻo bêtông dẻo  Để chế tạo bêtông đảm bảo yêu cầu độ dẻo cần ý đến nhân tố ảnh hưởng đến nó: o Tỉ lệ nước o Ximăng o Phụ gia tăng dẻo o Hàm lượng tính chất cốt liệu o Phương pháp gia cơng chấn động Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang 49 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc BÀI XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ NÉN CỦA BÊ TƠNG I-/ Mục đích thí nghiệm  Mác bê tơng giá trị giới hạn cường độ chịu nén trung bình mẫu thí nghiệm hình khối(chuẩn) chế tạo bảo dưỡng 28 ngày điều kiện tiêu chuẩn (t0=27+20C, W>95%) II-/ Dụng cụ thí nghiệm  Máy nén mẫu Máy nén mẫu vê tơng Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Nhãn hiệu máy nén Trang 50 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc III-/ Trình tự thí nghiệm  Chọn mặt láng song song làm mặt nén Đặt mẫu vào máy nén cho mặt chịu nén nằm tâm thớt máy, tang tải đến mẫu bị phá hoại ghi tải phá hoại mẫu IV-/ Kết  Cường độ nén mẫu thử tính theo cơng thức: P Rn= F P : Lực phá hoại mẫu [KN] F : Diện tích chịu lực [cm2](F=225 cm2)  Kết thí nghiệm xác định cường độ nén bê tông lấy trị số trung bình cộng từ giá trị cường độ mẫu thử, giá trị lớn nhỏ không chênh lệch 15% so với giá trị mẫu trung bình Nhóm thực hiện: Nhóm 1-A01 Trang 51 Báo cáo Thí Nghiệm VLXD Thành GVHD: ThS Nguy ễn Ng ọc (0,85RTB