Báo cáo sức bền vật liệu

báo cáo sức bền vật liệu bao gồm thí nghiệm biểu đồ mẩu thử.............................................................................................................................................................................................................................................................................

BÀI THỰC HÀNH SỐ 1VẬT LIỆU KIM LOẠI – PHƯƠNG PHÁP THỬ KÉO

1.1 Tiêu chuẩn thí nghiệm:

TCVN 197-2002

1.2 Mục đích thí nghiệm

- Xác định giới hạn chảy σ c , giới hạn bền σ b của thép

- Xác định độ dãn dài tương đối ε của thép.

Hình 1.2 Cân kĩ thuật Hình 1.3.Thước kẹp, Thước thép

Hình 1.4 Dụng cụ khắc vạch trên Hình 1.5 Xác định đường kính gân dọc.

mẫu thép.

1.4 Trình tự thí nghiệm

Bước 1 : Xác định kích thước mẫu thép gồm đường kính danh định ddđ, đường

kính gân dọc d gd , đường kính gân xiên d gx , đường kính lõi d l, bước gân

Bước 2 : Xác định chiều dài mẫu thép, cân trọng lượng mẫu thép (dùng để xác

định đường kính tương đương d tđ khi tính toán)

Bước 3 : Tiến hành khắc vạch lên mẫu thử với khoảng cách giữa mỗi vạch là

5d dđ (dùng đểtính toán độgiãn dài tương đối)

Bước 4 : Theo dõi quá trình tăng tải và biến dạng của mẫu, ghi lại các số liệu

hiển thị trên thiết bị thí nghiệm theo từng giai đoạn gia tải cho đến khi mẫu bịkéo đứt

Hình 1.6 Giai đoạn thanh thép bị máy kéo dãn Hình 1.7 Đo kích thước thép sau khi

thép bị kéo đứt

Bảng 1.1 - Bảng số liệu kết quảthí nghiệm kéo thép

STT

Đường kính (mm)

Trọnglượng(g)

Chiềudài(mm)

Lựckéochảy(kN)

Lựckéođứt(kN)

Độdãn(mm)

Danh

định Lõi Gân dọc Gân xiên

1.5 Tính toán và báo cáo kết quả thí nghiệm

1.5.1. Xác định giới hạn chảy, giới hạn bền của thép

Bảng 1.2 - Bảng tính toán giới hạn chảy và giới hạn bền của thép

STT d tđ

(mm)

A (mm 2 )

Lực kéo chảy (kN)

Giới hạn chảy σ c (MPa)

Lực kéo đứt (kN)

Giới hạn bền σ b (MPa)

Nhận xét theo tiêu chuẩn TCVN 1651:2008

Tính toán các giá trị trong bảng:

(2) Xác định đường kính tương đương dtđ:

M (kgf - daN) là trọng lượng mẫu thép

ρ là trọng lượng riêng = 7850 daN/m3

Đường kính tương đương dtđ :

dtđ = = 8,09 ( mm)

(3) Diện tích thanh thép

2

2 = (mm )4

1.5.2. Xác định độ dãn dài tương đối ε

Độ dãn dài tương đối:

1 0 0

= L L x100 (%)

L

Trong đó: L0 : Độ dài ban đầu của thanh thép

L1 : độ dài lúc sau khi kéo thép

Độ dãn dài tương đối của thanh thép 1 :

x 100 = 8,93%

 Nhận xét: Sau khi thí nghiệm và tính toán, dựa vào bảng đánh giá mác

thép theo chỉ tiêu TCVN 1651:2008, xác định được Mác thép thanh vằn loại CB400-V

Theo lý thuyết khi kéo thép, thép sẽ đứt ở giữa của các thanh thép nhưng thực tế thép đứt lệch về 1 phía do: tiết diện thép không đồng đều, thành phần hạt cấu tạo của thép không đồng nhất,…

Đánh giá mác thép dựa vào các chỉ tiêu theo TCVN 1651:2008

*Thép tròn trơn

Mác thép

Giá trị qui địnhcủa giới hạnchảy trên ReH (Mpa)

Giá trị quiđịnh của giớihạn bền kéo

Rm (Mpa)

Giá trị quiđịnh củaRm/ReH

Giá trị qui định của độ

giãn dài(%)

Độ giãn dài tương đối sau khi đứt

Độ giãn dài tổng ứng với lực lớn nhất

* Thép thanh vằn

Mác thép

Giá trị đặctrưng của giớihạn chảy trên ReH (Mpa)

Giá trị đặctrưng của giớihạn bền kéo

Rm (Mpa)

Giá trị đặc trưng qui định của

độ giãn dài(%)

Độ giãn dài tương đối sau khi đứt

Độ giãn dài tổng ứng với lực lớn nhất

BÀI THỰC HÀNH SỐ 2VẬT LIỆU KIM LOẠI - PHƯƠNG PHÁP THỬ UỐN

2.1. Tiêu chuẩn thí nghiệm;

- TCVN 198-1985

2.2. Mục đích thí nghiệm

- Đánh giá khả năng biến dạng dẻo của kim loại thông qua góc uốn α

2.3. Thiết bị thí nghiệm

- Máy nén thủy lực vạn năng

- Bộ gá thử uốn, gối uốn

- Kính lúp để quan sát vết nứt

Hình 2.1.Máy nén thủy lực vạn năng Hình 2.2 Gối uốn

Kí hiệu qui ước Tên gọi

abLl

RDα

Chiều dày hay đường kính mẫu thử, mmChiều rộng mẫu thử, mm

Chiều dài mẫu thử, mmKhoảng cách giữa các gối tựa hay chiều rộng của khuôn tạo nên độ uốn với rãnh chữ

U hay chữ V, mmBán kính gối đỡ, mmĐường kính gối uốn giữa, mmGóc uốn, độ

Mẫu thử phải được uốn đến góc từ 1600 và 1800 trên một gối uốn được quy định trong bảng theo TCVN 1651:2008.

Mác thép Đường kính danh nghĩa

a Đối với đường kính lớn hơn 50 mm, đường kính gối uốn trong thử uốn phải

được thỏa thuận giữa nhà sản xuất và người mua

b Nếu có sự thỏa thuận giữa nhà sản xuất và người mua có thể sử dụng đường

kính gối uốn lớn hơn

Thử uốn có thể tiến hành theo một trong các phương pháp sau phụ thuộc yêucầu của sản phẩm thử:

- Uốn đến khi đạt được góc uốn cho trước

- Uốn đến khi xuất hiện vết nứt đầu tiên trong miền kéo ứng với góc uốn chotrước

- Uốn đến khi 2 cạnh của mẫu thử tiếp xúc với nhau

Chú ý: tải trọng tác dụng lên mẫu chậm và đều đề biến dạng dẻo phát sinh tự do

Hình 2.3 Thanh thép sau khi bị uốn

2.5 Đánh giá kết quả

Bảng 2.1 – Kết quả thí nghiệm thử uốn thép

Không có vếtnứt

→ đạt yêu cầu

 Nhận xét: khi uốn mẫu thử với góc uốn 1800 thì thép không nứt → đạt yêu cầu Căn cứ vào TCVN 1651:2008 là thép CB 300 V

BÀI THỰC HÀNH SỐ 3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊTÔNG

3.1 Tiêu chuẩn thí nghiệm;

- Dùng thước lá kim loại kiểm tra khe hở để chọn hai mặt nén của các viên mẫu

- Xác định kích thước các cạnh của 2 mặt chịu nén; từ đó xác định diện tích của từng mặt và giá trị diện tích chịu lực của mẫu là trung bình số học của diện tích hai mặtmẫu

- Chọn thang lực nén mẫu thích hợp

- Đặt mẫu vào máy nén sao cho mặt chịu nén nằm đúng tâm với thớ dưới của máy nén

- Vận hành máy cho mặt trên của mẫu tiếp xúc với mặt trên của mẫu

- Tăng tải liên tục với tốc độ không đổi bằng 0,6MPa/giây cho tới khi mẫu bị phá hoại, ghi lại giá trị lực tối đa đạt được khi mẫu bị phá hoại

Hình 3.3.Mẫu bê tông thí nghiệm Hình 3.4 Đo các cạnh của mẫu bê

tông thí nghiệm

Hình 3.5.Máy nén bê tông, nén mẫu bê tông đến khi lực đạt tối đa, mẫu bị phá hoại

3.5 Tính toán và báo cáo kết quả

Trong đó, Rt – cường độ chịu nén của mẫu bê tông.

P – tải trọng phá hoại (N)

S – diện tích chịu lực nén của viên mẫu (mm2)

- Cường độ chịu nén của nhóm bê tông gồm 3 viên mẫu:

• Tính cường độ chịu nén trung bình (RTB) của tổ mẫu

• So sánh giá trị cường độ chịu nén lớn nhất (Rmax) và nhỏ nhất (Rmin) vớigiá trị cường độ chịu nén trung bình (RTB), bằng cách tính:

100R

RR

TB

TB max

∆

, (%)

100 R

R R

TB

TB min

Cường độ chịu nén của từng viên mẫu 1 :

S

P

R t1 =

== 30,1 N/mm2Cường độ chịu nén của từng viên mẫu 2 :

Cường độ chịu nén của bê tông trung bình số học của 3 viên mẫu :

RTB = = = 30,66 N/mm2

• So sánh giá trị cường độ chịu nén lớn nhất (Rmax) và nhỏ nhất (Rmin) vớigiá trị cường độ chịu nén trung bình (RTB), bằng cách tính:

100R

RR

TB

TB max

∆

, (%) == 1,76 (%)

100 R

R R

TB

TB min

Tuổi mẫu (ngày)

Kích thước mẫu (mm)

Diện tích mẫu (mm 2 )

Lực phá hoại mẫu (N)

Cường độ chịu nén (MPa)

 Nhận xét : Sau khi thí nghiệm nén 3 mẫu bê tông để xác định cường độ chịu nén ta

thu được kết quả thí nghiệm là cường độ chịu nén của 3 mẫu đó tương đối ổn định không có sự đột biến, mẫu bê tông đạt yêu cầu Nếu cường độ chịu nén lớn hơn và

có nhiều đột biến so với thiết kế thì sẽ hao tốn vật liệu trong thiết kế,kinh tế thấp, chất lượng không được đảm bảo

BÀI THỰC HÀNH SỐ 4

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO KHI UỐN

Mẫu thí nghiệm là mẫu có kính thước 150 × 150 ×450 mm

Bước 1:Xác định kích thước mẫu bêtông thí nghiệm

Bước 2: Đặt mẫu thử vào máy theo sơ đồ tính sau:

Bước 3:Tăng tải liên tục để uốn mẫu với vận tốc không đổi bằng 0.6 ± 0.4 daN/cm2 trong 1 giây cho tới khi mẫu bị phá hoại

Hình 4.3 Khối bê tông bị uốn và nứt gãy

Bước 4: Xác định lực phá hoại Pmax

Pmax= 14980 N

4.5 Tính toán kết quả thí nghiệm

Cường độchịu nén của bê tông được xác định theo công thức:

Trong đó:

P : tải trọng uốn gẫy mẫu (daN)

a×b : chiều rộng × chiều cao mẫu thử(cm)

L : khoảng cách giữa hai gối tựa (cm)

γ: hệ số tính đổi cường độ kéo khi uốn sang mẫu chuẩn kích thước

Do trong quá trình thí nghiệm, gối tựa thay đổi nên ta phải thay đổi công thức như sau:

Ta có :

Cường độ chịu nén của mẫu bê tông :

Rku =1,5x=26,63 (daN/cm2) = 2,663 (MPa)

Cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông được tính theo cường độ chịu kéo khi uốn:

Ngày đúc mẫu

Ngày nén mẫu

Tuổi mẫu (ngày)

Lực phá hoại mẫu (kN)

Cường

độ chịu kéo khi uốn (Mpa)

Cường độ trung bình (Mpa)

Đánh giá

BÀI THỰC HÀNH SỐ 5 ĐÚC MẪU BÊTÔNG

A. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CẤP PHỐI HỖN HỢP BÊ TÔNG

(CẤP PHỐI CƠ SỞ)

TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG: CHỈ DẪN KỸ THUẬT CHỌN THÀNH PHẦN BÊ TÔNG

CÁC LOẠI, NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG HÀ NỘI – 2000

=>Khối lượng đá là :

1)1K(r

Đ

d d

0Đ+

Mdl = 1,5 – 1,9; A = 0,45; aC

ρ

= 2,6 g/cm3 ; waC = 0 %

−

×ρ

C

aĐ aX aC

= = 572,4 (kg)

- X, C, Đ, N – là lượng xi măng, cát, đá, nước theo cấp phối ứng với cấp phốichuẩn (cốt liệu cát, đá ở điều kiện khô) cho 1m3 bê tông

6 Liều lượng cho 1 mẻ trộn với 1 tổ mẫu (3 viên) hình lập phương, kích thước

15×15×15cm (tương ứng với 12 lít bê tông) :

m V

X

X = ×

1000

1 2

X1, C1, Đ1, N1 – khối lượng xi măng, cát, đá, nước cho 1m3 bê tông đã hiệuchỉnh độ ẩm, độ ẩm bằng 0%

Vm – thể tích của một mẻ trộn (Vm = 12 lít)

Sau khi đã xác định được khối lượng cốt liệu cho 12 lít bê tông, tiến hành trộn cấp phốitheo khối lượng đã tính toán, kiểm tra độ sụt, đúc và bảo dưỡng mẫu theo bảng sau:

Bảng tổng hợp kết quả tính toán

Khối lượng vật liệuTrong 1m3 (1000 lít) bê tông Trong 12 lít bê tôngTrước khi

Hình 5.1 Tiến hành trộn bê tông theo cấp phối

B XÁC ĐỊNH ĐỘ SỤT CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG

- Phiễu đổ hỗn hợp bê tông

- Thanh thép tròn trơn, đường kính 16mm, dài 600mm

- Thước lá kim loại

Hình 5.6.Muỗng xúc mẫu Hình 5.7 Bộ dụng cụ đo độ sụt

(4) Sau đó đổ hỗn hợp lớp thứ 2 cũng tương tự như lớp thứ nhất, (đầm 25 cái)nhưng phải đầm thủng xuống lớp thứ nhất 2 – 3cm

(5) Cuối cùng đổ đầy côn và đầm rồi dùng dụng cụ gạt phẳng

(6) Trong quá trình đổ bê tông vào khuôn phải đặt chân giữ cho khuôn cố định

(7) Sau đó rút côn tiêu chuẩn lên theo chiều thẳng đứng với tốc độ 5 - 10 giây

(8) Đặt khuôn sang bên cạnh khối hỗn hợp bê tông và đo chênh lệch chiều caogiữa miệng khuôn với điểm cao nhất của khối hỗn hợp (chính xác đến 0,5cm) ta được 1

độ sụt SN

Hình 5.8.Tiến hành đổ bê tông vào Côn thử đồ sụt

Hình 5.9 Đo độ sụt

IV. BÁO CÁO KẾT QUẢ

Mác bê tông SN (cm)

Lý thuyết

SN (cm)Thực tế

 Nhận xét: Sau khi tiến hành đo độ sụt ta thấy độ sụt thực tế với độ sụt lý thuyết chênh lệch nhau không nhiều cho thấy bê tông đảm bảo yêu cầu, cấp phối phù hợp

C ĐÚC MẪU BÊ TÔNG TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG: TCVN 3105:1993

- Nhằm xác định cường độ của hỗn hợp bê tông cũng như các chỉ tiêu khác như

độ tách vữa, độ tách nước…

II. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ

- Khuôn đúc mẫu, kích thước 15×15×45cm

- Que đầm đường kính 16mm, dài 600mm

- Muỗng xúc

- Bay trộn

Hình 5.10 Khuôn đúc bê tông

Hình 5.11 Que Đầm Hình 5.12 Muỗng xúc Hình 5.13 Bay trộn

(6) Sau khoảng 12 giờ tiến hành tháo khuôn vào bảo dưỡng mẫu theo quy định