Đang tải... (xem toàn văn)
báo cáo sức bền vật liệu bao gồm thí nghiệm biểu đồ mẩu thử.............................................................................................................................................................................................................................................................................
BÀI THỰC HÀNH SỐ VẬT LIỆU KIM LOẠI – PHƯƠNG PHÁP THỬ KÉO 1.1 1.2 1.3 Tiêu chuẩn thí nghiệm: TCVN 197-2002 Mục đích thí nghiệm - Xác định giới hạn chảy σc, giới hạn bền σb thép - Xác định độ dãn dài tương đối ε thép Thiết bị thí nghiệm - Máy kéo thép - Thước kẹp, thước thép - Cân kỹ thuật - Dụng cụ khắc vạch mẫu thép Hình 1.1.Máy kéo thép Hình 1.2 Cân kĩ thuật Hình 1.3.Thước kẹp, Thước thép Hình 1.4 Dụng cụ khắc vạch 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 dgd, đường kính gân xiên dgx, đường kính lõi dl, bước gân Bước 2: Xác định chiều dài mẫu thép, cân trọng lượng mẫu thép (dùng để xác định đường kính tương đương dtđ tính tốn) Bước 3: Tiến hành khắc vạch lên mẫu thử với khoảng cách vạch 5ddđ (dùng đểtính tốn độgiãn dài tương đối) Bước 4: Theo dõi trình tăng tải biến dạng mẫu, ghi lại số liệu hiển thị thiết bị thí nghiệm theo giai đoạn gia tải mẫu bị kéo đứt Hình 1.6 Giai đoạn thép bị máy kéo dãn Hình 1.7 Đo kích thước thép sau thép bị kéo đứt Hình 1.8 Biểu đồ biến dạng thép mẫu Bảng 1.1 - Bảng số liệu kết quảthí nghiệm kéo thép Đường kính (mm) STT Mẫu Danh định Lõi Gân dọc Gân xiên 10 8,5 Trọng lượng (g) Chiều dài (mm) Lực kéo chảy (kN) Lực kéo đứt (kN) Độ dãn (mm) 226 560 22 32 50 1.5 Tính tốn báo cáo kết thí nghiệm 1.5.1 Xác định giới hạn chảy, giới hạn bền thép Bảng 1.2 - Bảng tính toán giới hạn chảy giới hạn bền thép Giới hạn chảy σc (MPa) Lực kéo đứt (kN) Giới hạn bền σb (MPa) Nhận xét theo tiêu chuẩn TCVN 1651:2008 STT dtđ (mm) A (mm2) Lực kéo chảy (kN) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Mẫu 8,09 51,4 22 428 32 622,57 Thuộc loại thép CB400-V Tính tốn giá trị bảng: (2) Xác định đường kính tương đương dtđ: π d t2d 4M ρV = M ⇔ ρ L = M ⇔ d td = x 1000 ( mm) πρ L Ta có: Trong M (kgf - daN) trọng lượng mẫu thép ρ trọng lượng riêng = 7850 daN/m3 L (m) chiều dài mẫu thép Đường kính tương đương dtđ : dtđ = = 8,09 ( mm) π d td2 A= (mm ) (3) Diện tích thép Diện tích thép : A1= = 51,4 σc = (5) Giới hạn chảy Lực ké o chả y (N/mm2 ) Diệ n tích Giới hạn chảy thép : 428 (N/mm2) = σb = Lực ké o đứ t (N/mm2 ) Diệ n tích (7) Giới hạn bền Giới hạn bền thép : = 622,57 (N/mm2) 1.5.2 Xác định độ dãn dài tương đối ε L −L ε = x100 (%) L0 Độ dãn dài tương đối: Trong đó: L0 : Độ dài ban đầu thép L1 : độ dài lúc sau kéo thép Độ dãn dài tương đối thép : x 100 = 8,93% Nhận xét: Sau thí nghiệm tính tốn, dựa vào bảng đánh giá mác thép theo tiêu TCVN 1651:2008, xác định Mác thép vằn loại CB400-V Theo lý thuyết kéo thép, thép đứt thép thực tế thép đứt lệch phía do: tiết diện thép khơng đồng đều, thành phần hạt cấu tạo thép không đồng nhất,… Đánh giá mác thép dựa vào tiêu theo TCVN 1651:2008 *Thép tròn trơn Giá trị qui định giới hạn chảy ReH (Mpa) Min Giá trị qui định giới hạn bền kéo Rm (Mpa) Min Giá trị qui định Rm/ReH CB240-T 240 380 1,46 CB300-T 300 440 Mác thép Min Giá trị qui định độ giãn dài (%) A5 Agt Min Min 20 16 A5 Độ giãn dài tương đối sau đứt Agt Độ giãn dài tổng ứng với lực lớn * Thép vằn Giá trị đặc trưng qui định độ giãn dài (%) A5 Agt Giá trị đặc trưng giới hạn chảy ReH (Mpa) Giá trị đặc trưng giới hạn bền kéo Rm (Mpa) Min Min Min Min CB300-V 300 450 19 CB400-V 400 570 14 CB500-V 500 650 14 Mác thép A5 Độ giãn dài tương đối sau đứt Agt Độ giãn dài tổng ứng với lực lớn BÀI THỰC HÀNH SỐ VẬT LIỆU KIM LOẠI - PHƯƠNG PHÁP THỬ UỐN 2.1 2.2 2.3 Tiêu chuẩn thí nghiệm; - TCVN 198-1985 Mục đích thí nghiệm - Đánh giá khả biến dạng dẻo kim loại thơng qua góc uốn α Thiết bị thí nghiệm - Máy nén thủy lực vạn - Bộ gá thử uốn, gối uốn - Kính lúp để quan sát vết nứt Hình 2.1.Máy nén thủy lực vạn Hình 2.2 Gối uốn Kí hiệu qui ước Tên gọi a Chiều dày hay đường kính mẫu thử, mm b Chiều rộng mẫu thử, mm L Chiều dài mẫu thử, mm l Khoảng cách gối tựa hay chiều rộng khuôn tạo nên độ uốn với rãnh chữ U hay chữ V, mm R Bán kính gối đỡ, mm D α Đường kính gối uốn giữa, mm Góc uốn, độ L = (D + 3a) ± a 2.4 Trình tự thí nghiệm Bản chất phương pháp mẫu thử đem biến dạng dẻo cách uốn xung quanh gối uốn có đường kính xác định đến xuất vết nứt nhờ tác dụng ngoại lực có hướng khơng đổi Mẫu thử phải uốn đến góc từ 1600 1800 gối uốn quy định bảng theo TCVN 1651:2008 Mác thép CB 300 V CB 400 V CB 500 V Đường kính danh nghĩa d Đường kính gối uốn (lớn nhất)a,b d ≤ 16 3d 16 < d ≤ 50 4d d ≤ 16 4d 16 < d ≤ 50 5d d ≤ 16 5d 16 < d ≤ 50 6d a Đối với đường kính lớn 50 mm, đường kính gối uốn thử uốn phải thỏa thuận nhà sản xuất người mua b Nếu có thỏa thuận nhà sản xuất người mua sử dụng đường kính gối uốn lớn Thử uốn tiến hành theo phương pháp sau phụ thuộc yêu cầu sản phẩm thử: - Uốn đến đạt góc uốn cho trước - Uốn đến xuất vết nứt miền kéo ứng với góc uốn cho trước - Uốn đến cạnh mẫu thử tiếp xúc với Chú ý: tải trọng tác dụng lên mẫu chậm đề biến dạng dẻo phát sinh tự 10 Trong đó, Rt – cường độ chịu nén mẫu bê tông P – tải trọng phá hoại (N) S – diện tích chịu lực nén viên mẫu (mm2) - Cường độ chịu nén nhóm bê tơng gồm viên mẫu: • • Tính cường độ chịu nén trung bình (RTB) tổ mẫu So sánh giá trị cường độ chịu nén lớn (R max) nhỏ (Rmin) với giá trị cường độ chịu nén trung bình (RTB), cách tính: ∆ max = ∆ = R max − R TB × 100 R TB , (%) R − R TB × 100 R TB , (%) • Nếu ∆max ∆min ≤ 15% cường độ nén bê tơng trung bình số học kết thử ba viên mẫu • Nếu ∆max > 15% ∆min > 15% bỏ hai giá trị Rmax Rmin; cường độ chịu nén bê tơng cường độ nén viên lại - Cường độ chịu nén nhóm bê tơng gồm viên mẫu: tổ bê tơng gồm viên mẫu cường độ chịu nén bê tông giá trị trung bình số học kết thử hai viên mẫu Cường độ chịu nén viên mẫu : Rt1 = P S == 30,1 N/mm2 Cường độ chịu nén viên mẫu : Rt = P S = = 31,2 N/mm2 Cường độ chịu nén viên mẫu : Rt = P S = = 30,69 N/mm2 14 Cường độ chịu nén bê tơng trung bình số học viên mẫu : RTB = = = 30,66 N/mm2 • So sánh giá trị cường độ chịu nén lớn (R max) nhỏ (Rmin) với giá trị cường độ chịu nén trung bình (RTB), cách tính: ∆ max = ∆ = R max − R TB × 100 R TB , (%) == 1,76 (%) R − R TB × 100 R TB , (%) = = 1,83 (%) • Nhân xét : ∆max ∆min ≤ 15% nên cường độ nén bê tơng trung bình số học kết thử ba viên mẫu Báo cáo kết thí nghiệm Mẫ u số Ngày đúc Ngày nén mẫu mẫu Tuổi mẫu Kích thước mẫu (mm) (ngày) a b Diện Lực phá tích hoại mẫu mẫu (N) (mm2) Cường độ chịu nén (MPa) 10/4/2015 26/5/2015 46 150 150 22500 677400 30,1 10/4/2015 26/5/2015 46 150 150 22500 701900 31,2 10/4/2015 26/5/2015 46 150 150 22500 690600 30,69 Cường độ chịu nén trung bình Rb 30,66 Nhận xét : Sau thí nghiệm nén mẫu bê tông để xác định cường độ chịu nén ta thu kết thí nghiệm cường độ chịu nén mẫu tương đối ổn định khơng có đột biến, mẫu bê tơng đạt u cầu Nếu cường độ chịu nén lớn có nhiều đột biến so với thiết kế hao tốn vật liệu thiết kế,kinh tế thấp, chất lượng không đảm bảo BÀI THỰC HÀNH SỐ 15 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO KHI UỐN CỦA BÊTƠNG 4.1 4.2 4.3 Tiêu chuẩn thí nghiệm; - TCVN 3119-1993 Mục đích thí nghiệm - Xác định cường độ chịu kéo uốn Rku , cường độ chịu kéo dọc trục Rk Thiết bị thí nghiệm - Máy nén thủy lực - Thước thép Hình 4.1.Máy nén thủy lực uốn bê tơng 4.4 Hình 4.2.Thước thép Trình tự thí nghiệm Mẫu thí nghiệm mẫu có kính thước 150 × 150 ×450 mm Bước 1:Xác định kích thước mẫu bêtơng thí nghiệm Bước 2: Đặt mẫu thử vào máy theo sơ đồ tính sau: 16 Bước 3:Tăng tải liên tục để uốn mẫu với vận tốc không đổi 0.6 ± 0.4 daN/cm2 giây mẫu bị phá hoại Hình 4.3 Khối bê tông bị uốn nứt gãy Bước 4: Xác định lực phá hoại Pmax Pmax= 14980 N 4.5 Tính tốn kết thí nghiệm Cường độchịu nén bê tơng xác định theo cơng thức: Trong đó: P : tải trọng uốn gẫy mẫu (daN) a×b : chiều rộng × chiều cao mẫu thử(cm) L : khoảng cách hai gối tựa (cm) γ: hệ số tính đổi cường độ kéo uốn sang mẫu chuẩn kích thước 150×150×450 mm 17 Bảng hệ số tính đổi γ Kích thước mẫu dầm Hệ số 100 x 100 x 400 1.05 150 x 150 x 450 1.00 200 x 200 x 800 0.95 Do q trình thí nghiệm, gối tựa thay đổi nên ta phải thay đổi công thức sau: 18 Ta có : Cường độ chịu nén mẫu bê tông : Rku =1,5x=26,63 (daN/cm2) = 2,663 (MPa) Cường độ chịu kéo dọc trục bê tông tính theo cường độ chịu kéo uốn: Rk1= 0.58 Rku= 0.58x2,663 = 1,54 (MPa) Mẫu số Kích thước mẫu (mm) Ngày đúc mẫu Ngày nén mẫu Tuổi mẫu Lực phá hoại mẫu (ngày) (kN) 19 Cường độ chịu kéo uốn Cường độ trung bình (Mpa) (Mpa) Đánh giá 150x150x450 12/05/ 2015 26/05/ 2015 14 14,98 2,663 2,663 BÀI THỰC HÀNH SỐ 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 20 Cường độ ch nén bê tô thấp tuổ thọ ngắn (1 ngày) Kí hiệu mẫu Thơng số u cầu : M250 (B20) ; SN = 7÷8cm R TK b Mác BT: M250 Ngày đúc mẫu: 26 /05 /2015 D max = 25N/mm ; PCB40 ; = 40 mm ; ρ aĐ RX = 40N/mm ; =2,7g/cm ; ρ0Đ ρ aX = 3,0 g/cm3 = 1,4 g/cm3; waD = 0% Mdl = 1,5 – 1,9; A = 0,45; ρ aC = 2,6 g/cm3 ; waC = % Lượng nước trộn : Với độ sụt – 8cm, D max = 40 mm; Mô đun độ lớn cát M dl = 1.5 -1.9; tra bảng lượng nước yêu cầu N = 195 (lít) Ta dùng xi măng hỗn hợp PCB nên lượng nước tra bảng (N) cộng thêm 10 lít => N =195+10 = 205 (lít) Khối lượng xi măng : R TK X b + , × N × N N A × RX X= = =x 205 = 387,22 (kg) Khối lượng đá : rd = − Độ rổng đá: ρ 0Đ ρ aĐ Vh = Thể tích hồ xi măng: = = 0.48 X +N ρ aX = +205 = 334,07 Tra bảng nội suy ta hệ số dư vữa hợp lý Kd = 1.34 Đ= =>Khối lượng đá : ρ 0Đ rd × (K d − 1) + Khối lượng cát : 21 = = 1203.58 (kg) X Đ C = ρ aC × 1000 − + + N ρ aX ρ aĐ = = 572,4 (kg) - X, C, Đ, N – lượng xi măng, cát, đá, nước theo cấp phối ứng với cấp phối chuẩn (cốt liệu cát, đá điều kiện khô) cho 1m3 bê tông Liều lượng cho mẻ trộn với tổ mẫu (3 viên) hình lập phương, kích thước 15×15×15cm (tương ứng với 12 lít bê tơng) : X2 = C2 = Đ2 = N2 = X1 × Vm 1000 = x 12 = 4.65(kg) C1 × Vm 1000 Đ1 × Vm 1000 N1 × Vm 1000 = x 12 = 6,87 (kg) = x 12 = 14,44 (kg) = x 12 = 2,46 (kg) Trong đó: X2, C2, Đ2, N2 – khối lượng xi măng, cát, đá, nước cho mẻ trộn (12 lít) X1, C1, Đ1, N1 – khối lượng xi măng, cát, đá, nước cho 1m bê tông hiệu chỉnh độ ẩm, độ ẩm 0% Vm – thể tích mẻ trộn (Vm = 12 lít) Sau xác định khối lượng cốt liệu cho 12 lít bê tơng, tiến hành trộn cấp phối theo khối lượng tính tốn, kiểm tra độ sụt, đúc bảo dưỡng mẫu theo bảng sau: Bảng tổng hợp kết tính tốn 22 Khối lượng vật liệu Trong 1m3 (1000 lít) bê tơng Trong 12 lít bê tông Trước Sau Sau hiệu chỉnh độ ẩm hiệu chỉnh độ ẩm hiệu chỉnh độ ẩm N (lít) 205 N1 (kg) 205 N2 (kg) 2,46 X (kg) 387,22 X1 (kg) 387,22 X2 (kg) 4,65 Đ (kg) 1203,58 Đ1 (kg) 1203,58 Đ2 (kg) 14,44 C (kg) 572,4 C1 (kg) 572,4 C2 (kg) 6,87 Hình 5.1 Tiến hành trộn bê tông theo cấp phối B XÁC ĐỊNH ĐỘ SỤT CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG: TCVN 3106:1993 23 I II MỤC ĐÍCH Nhằm đánh giá khả dễ chảy, độ lưu động hỗn hợp bê tông tác dụng trọng lượng thân tải trọng rung động DỤNG CỤ, THIẾT BỊ - Côn thử độ sụt - Phiễu đổ hỗn hợp bê tơng - Thanh thép tròn trơn, đường kính 16mm, dài 600mm - Thước kim loại - Tấm đế - Muỗng xúc mẫu Hình 5.2 Cơn thử đồ sụt Hình 5.3.Thanh thép tròn dùng để đầm bê tơng Hình 5.4.Thước kim loại Hình 5.5.Tấm đế 24 Hình 5.6.Muỗng xúc mẫu Trình tự thực III (1) Hình 5.7 Bộ dụng cụ đo độ sụt Dùng giẻ ướt lau mặt khuôn dụng cụ khác mà q trình thử có tiếp xúc với hỗn hợp bê tông (2) Đặt khuôn lên đế, phẳng (3) Dùng muỗng xúc, đổ hỗn hợp bê tông vào 1/3 chiều cao dùng que sắt đường kính 16, dài L = 650 mm, đầm 25 tồn bề mặt hỗn hợp bê tơng từ xung quanh vào (4) Sau đổ hỗn hợp lớp thứ tương tự lớp thứ nhất, (đầm 25 cái) phải đầm thủng xuống lớp thứ – 3cm (5) Cuối đổ đầy côn đầm dùng dụng cụ gạt phẳng (6) Trong trình đổ bê tông vào khuôn phải đặt chân giữ cho khn cố định (7) Sau rút tiêu chuẩn lên theo chiều thẳng đứng với tốc độ - 10 giây (8) Đặt khuôn sang bên cạnh khối hỗn hợp bê tông đo chênh lệch chiều cao miệng khuôn với điểm cao khối hỗn hợp (chính xác đến 0,5cm) ta độ sụt SN 25 Hình 5.8.Tiến hành đổ bê tơng vào Cơn thử đồ sụt Hình 5.9 Đo độ sụt 26 IV BÁO CÁO KẾT QUẢ Mác bê tông M250 SN (cm) SN (cm) Lý thuyết Thực tế 7-8 6,5 Nhận xét: Sau tiến hành đo độ sụt ta thấy độ sụt thực tế với độ sụt lý thuyết chênh lệch 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 I II MỤC ĐÍCH Nhằm xác định cường độ hỗn hợp bê tông tiêu khác độ tách vữa, độ tách nước… 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 Khn đúc bê tơng 27 Hình 5.11 Que Đầm III Hình 5.12 Muỗng xúc Hình 5.13 Bay trộn TRÌNH TỰ THỰC HIỆN (1) Dùng giẻ tẩm dầu lau mặt khn để chống dính (2) Đặt khn vị trí phẳng (3) Dùng muỗng xúc xúc đổ hỗn hợp bê tông vào khuôn thành lớp; lớp dùng que đầm chọc lớp (4) Khi đổ hỗn hợp vào đầy khuôn chọc xong dùng bay gạt bê tơng thừa xoa phẳng mặt mẫu (5) Đợi bê tông mặt khuôn khô tiến hành ghi thông tin sau mẫu (bằng cách dán giấy ghi trực tiếp lên mẫu): Mác bê tông thiết kế, ngày đúc mẫu (6) Sau khoảng 12 tiến hành tháo khuôn vào bảo dưỡng mẫu theo quy định Hình 5.14 Trình tự đúc mẫu bê tông 28 ... Tính tốn báo cáo kết thí nghiệm 1.5.1 Xác định giới hạn chảy, giới hạn bền thép Bảng 1.2 - Bảng tính tốn giới hạn chảy giới hạn bền thép Giới hạn chảy σc (MPa) Lực kéo đứt (kN) Giới hạn bền σb...BÀI THỰC HÀNH SỐ VẬT LIỆU KIM LOẠI – PHƯƠNG PHÁP THỬ KÉO 1.1 1.2 1.3 Tiêu chuẩn thí nghiệm: TCVN 197-2002 Mục đích thí nghiệm - Xác định giới hạn chảy σc, giới hạn bền σb thép - Xác định... bền kéo Rm (Mpa) Min Min Min Min CB300-V 300 450 19 CB400-V 400 570 14 CB500-V 500 650 14 Mác thép A5 Độ giãn dài tương đối sau đứt Agt Độ giãn dài tổng ứng với lực lớn BÀI THỰC HÀNH SỐ VẬT LIỆU