Giáo Trình Thí Nghiệm Vật Liệu Xây Dựng (NXB Xây Dựng 2010) - Nguyễn Cao Đức, 98 Trang

NGUYỄN CAO ĐỨC - NGUYỄN MẠNH PHÁT TRỊNH HỔNG TÙNG - PHẠM HỮU HANH GIÁO TRÌNH THI NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỤNG ■ ■ ■ (Tái hẳn) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NỘI - 2010 ■ LỜI NÓI ĐẦU G iá o t r ì n h T h í n g h iệ m v ậ t liê u x â y d n g biên soạn p h ụ c vụ cho việc học thực hành môn học Vật liệu xây dựng sinh viên hệ quy, chức tất ngành kĩ thuật cơng trình Giáo trình củng có thê dùng làm tài liệu tham khảo cho cán k ĩ thuật đơn vị tư vấn, thi công, giám sát xây dựng công tác kiếm định chất lượng vật liệu thông dụng Giáo trình biên soạn chủ yếu dựa vào nội dung Tiêu chuãn nhà nước hành, có tham khảo thêm nội dung tương đương Tiêu chuẩn Quốc tế ISO, Tiêu chuẩn Mỹ A S T M v.v p h ù hợp với Tiêu chuẩn Việt Nam Giáo trinh đưực chia thành th í nghiệm, tương ứng với Giáo trinh Vật liệu xây dựng tác giả: G S.T SK H P hùng Văn Lự, GVC.TS Phan Khắc Trí, PG S.TS Phạm Duy Hữu N hà xuất Giáo dục xuất lần th ứ năm 1994, coi giáo trinh thức mơn học Nội dung trinh bày cách khái niệm, phương pháp thử, dụng cụ thiết bị, trình tự tiến hành th í nghiệm, cách ghi chép tinh toán kết V Ư tât chí tiêu kĩ thuật quan trọng loại vật liệu xây dựng, giúp cho người đọc có th ề tiến hành th í nghiệm kiêm tra chất lượng VLXD chủ yếu theo quy định N hà nước Ngoài ra, giáo trình cịn giới thiệu thêm s ố phương pháp th í nghiệm phép áp dụng thay th ế phương pháp chuẩn điều kiện định, tháo gỡ khó khăn cho sở th í nghiệm hạn chế thiết bị Giáo trinh biên soạn, lần đầu, khơng tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận đóng góp quý báu thầy cô giáo, anh chị em sinh viên đơng đảo bạn đọc đ ể giáo trình hoàn thiện lần tái lăn sau X in chân thành cảm ơn Các tác giả Bài CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÍ c BẢN Để sử dụng hợp lí vật liệu xây dựng cơng trình xây dựng để có liệu làm sở cho việc thiết kế thành phần vật liệu hỗn hợp bê tỏng, vữa xây trát, vật liệu silicat cần biết đại lượngvật lí nguyên vật liệu sứ dụng Việc xác định đại lượng vật lí bảncủa VLXD cịn cho khả nũng tính tốn dự trù vật liệu cho cơng trình xây dựng, tính tốn kho chứa phương tiện vận chuyển v.v I XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG Khái niệm Khối lượng riêng khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái đặc hồn tồn Khối lượng xác định cách cân The tích đặc xác định phương pháp chất lóng rời chỗ, thực với mảnh mẫu khơng có chứa lỗ rỗng kín Các mánh mẫu vật liêu coi khơng có chứa lỗ rỗng kín chúng có kích thước nhỏ 0,15mm Phương pháp thí nghiệm Để xác định khối lượng riêng VLXD, trừ vài trường hợp đặc biệt có phương pháp thí nghiệm riêng (Ví dụ bitum dầu mỏ) đa số VLXD có phương pháp thí nghiệm giống chúng có mã số TCVN riêng cho loại vật liệu Ví dụ: Hình 1: c ác loại bình khơi lượng riêng + Với bê tơng xi măng: Áp dụng TCVN 3112- 1993 + Với xi măng: Áp dụng TCVN 4030 - 1985 + Với cát: Áp dụng T('VN 0339 - 1986 + Với gạch đất sét: Áp dụng TCVN 0249 - 1986 Dụng cụ - Thiết bị - Máy nghiền bi búa cối chày sứ - Tủ sấy - Bình chống ẩm - Sàns có đường kính lỗ sàng 0,15mm - Bình đo khối lượng riêng: Có nhiều loại, thưừns dùn« loại có bầu - Cốc mỏ lOOml, đũa thuỷ tinh - Cân kĩ thuật, dộ xác 0,1 gam - Các vật liệu phụ: + Giây thấm ném + Chất lỏng phù hợp với mẫu thử (thường dùng nước dầu hố) Trình tự thí nghiệm - Sấy vật liệu 105 - 110 độ c đến khối lượns khỗno đổi Đé nguội nghiền thành bột, dùng sàng 0,15mm để sàng, lấy lượng bột lọt qua sàng cho vào giữ bình chốnsám - Lấv mẫu bột vào cốc mỏ khô, ước lượng khoảng 60 - 70 bột troníỊ cốc, xác đến 0.1 cam, dược giá trị m ( gam.Câncácốc - Lấy chất lịng vào bình khối lượng riêng đến vạch Dùng ui thấm đũa ilti.iv tinh lau kĩ cho sach khó cổ hình Kiểm tra lai mức chất lỏng c ■ - Dùng đũa thuỷ tinh gạl thật chậm bột mẫu thư cốc mỏ vào bình khối lượnỉì riêng Khổng dược làm rơi vãi bột ngồi Quan sát lién lục đê hột khơna bị tắc cổ bình Khi mức chất lỏng dân« lên vượt quy vạcli 20 trơn cổ bình dừng lại Cân cốc bột cịn lại trone cốc, dược ni, Chính xác đến 0.1 cam Chừ cho bột trons bình láns xuống, đọc mức chất Iịnq trons bình khối lirợne riêns V | Tinh kết Khối lươno2 riênso xác đinh bằnsc côngo thức _ 111 ~ m T p= vd " II XÁC ĐỊNH KHÓI LƯƠNG THỂ TÍCH Khối lượng thổ tích VLXD khối lượng đơn vị thể tíchvậtliệu ởtrạng thái lự nhiên Khối lượng the tích tiêu chuẩn VLXD khối lượng thê tích xác định vật liệu có độ ẩm tiêu chuẩn Tron? điều kiện tiêu chuẩn, vật liệu có độ ám 0% (Rièns vật liệu gỗ 18%) Khối lương mẫu xác định cách cân Thể tích mẫu xác định bằnc nhiều cách tuỳ thuộc vào hình nạ trạng thái mẫu thứ Trường hợp mẩu thí nghiệm có dạng hình học xác định a) Phương pháp thí nghiệm Tiến hành thí nghiêm mẫu Kết tính trung bình cộng giá trị thí nghiệm thu Khối lượng mẫu xác định bằns cách cân Thể tích mẫu xác định cách đo kích thước bán tính cỏne thức hình học b) Thiết bị dụng cụ u say - Bình chống ẩm - Cân kĩ thuật, xác đến 0,1 gairt - Thước kẹp, độ xác 0,05 - 0, lOmm Với mẫu lớn lOOmm cho phép dùng thước thép có độ xác đến lmm c) Trình tự thí nghiệm - Cần dùng tối thiểu mẫu thử cho loại vật liệu - Sấy mầu thử 105 - 110 độ chốnÍI ẩm đến nhiệt độ phòng c đến khối lượng khơng đổi Để nguội bình - Cân mẫu, xác đến 0,1 gain, dược mk - Dùng thước kẹp kích thước mẫu, kích thước đo tối thiểu lần ứ vị trí: Đầu, cuối cạnh, đẩu cạnh đo lùi vào khoảng 5mm Ghi lại số đo b2 b, r iỵ Hình 2: Cách tính thể tích mẫu d = —(d| + d , + d + d 4) , cm a ——(a, + &2 + 'à-ị + a_ị), I.in b = —(b -I- b7 + lu V _= — h, CIĨI3 -+- b4 c = —( C | + c2 + Ct + cd ), V = a.b.c.cm3 CIn C lĩl d) Tính kết Khối lượng thể tích tiêu chuẩn mẫu: P v = -“ - (kg/m:) Kết tính trung binh từ mẫu thử Nếu xác định khối lượng thể tích tự nhiên khơng sấy mẫu Trường hợp mẫu khơng có dạng hình học xác định a) Phưong pháp th í nghiệm Khối lượng mẫu xác định cách cân Thể tích tự nhiên mẫu xác định phương pháp chất lỏng rờichỗ Mẫu thử chuẩn bị với mẫu tích khơng lớn 20cm để cholọtthoảimái vào ống đong 200ml c\ b) Thiết hị dụng cụ - Tủ sấy 200- - Bình chống ẩm 175 - Cân kĩ thuật, độ xác đến 0,1 gam 15CH - Ống đong thể tích 200ml 120: - Parafin đun 2; cụ đun cách thuỷ 100- - Dung mơi thích hợp (thường nước sạch) d k \ - Một sợi mảnh, khối lượng không đáng kể H ình 3: Ơng cỉong thê tích c)Các hước thí nghiệm - Sấy mẫu 105 - 110 độ c đến khối lượng không đổi - Để mẫu nguội bình chống ẩm đến nhiệt độ thường - Cân mẫu, xác đến 0,1 Ham m, - Đun cách thuỷ parin đến nóng chảy - Buộc sợi vào mẫu thí rmhiệm cho có đầu dài khoảng 25cm - Cầm đầu sợi chỉ, nhúng mẫu vào parm nónạ chảv 2-3 lán nhún nhanh dứt khoát nhấc lẽn nsay quan mẫu mầu có lỗhở hay bọt khí dùng nẹón tay miết Nhúng lại mội lần cho paraíin bọc kín bể mật mẫu.Cân m: - Lấy chất lỏng vào ốno đo thể tích hình trụ, khoảng lOOml Đặt ốniỊ đonẹ lên mặt phán" ngang đọc mức chất lỏng tron ỉ; ốniĩ, Vị ~ Cầm sợi để nhúng ngập mẫu bọc paraĩin vào chất lỏng trons ống đong Mẫu làm mức chất lỏng dâng lcn đến mức V2 Ghi lại mức d) Tính kết Khối lượng thể tích tiêu chuẩn mẫu: m, p = —ỉ -v - V, - v p m ,- i ĩi | Vn = —-— — p 0,93 với Kết lấy trung bình ba mảu thí nghiệm Trường hợp mẫu vật liệu rời rạc {Xem thí nghiệm cốt liệu cho bê tơng - Bài 5) III XÁC ĐỊNH Đ ộ RỖNG VÀ ĐỘ ĐẶC CỦA VẬT LIỆU Khái niệm Độ rỗng VLXD tỉ lệ tính phần trăm thể tích rỗng vật liệu với thể tích tự nhiên vật liệu Độ đặc VLXD tỉ lệ tính phần trăm thể tích đặc vật liệu với thể tích tự nhiên vật liệu Việc xác định độ rỗng độ đặc loại VLXD tính tốn dựa vào kết xác định khối lượng riêng khối lượng thể tích tiêu chuẩn vật liệu Tính tốn V Độ rơng xác định theo công thức: r = — Pv 100% / Vì V = Vj + Vr nên ta có: d + r = Độ đặc xác định theo cồng thức: d = 1- r = — • 100% IV XÁC ĐỊNH Đ ộ ẨM CỦA VẬT LIỆU Khái niệm Độ ám cúa VLXD đại lượng đánh siá lượng nước có thật vật liệu thời điếm xác định Nó dược biếu thị tỉ số phần trăm khối lượng nước có thật vật liệu thời diêm khảo sát với khối lượng vật liệu khơ Phương pháp thí nghiệm Phươnc pháp thí nahiệm xác định độ ẩm dùng chung cho tất loại VLXD Người ta dùng cách sấy để tách nước tự mẫu khỏi mẫu vật liệu Nguyên tác sấy mẫu phái đảm bảo cho mẫu không bị thay đổi cấu trúc thành phần trình sấy, đảm bảo toàn nước tự mẫu VL bay hết Dung cụ - Thiết bị - Hộp bảo quản mẫu - Tủ sấy - Bình chống ẩm - Cân kĩ thuật, độ xác 0,5 gam Các bước thí nghiệm - Mẫu vật liệu lấy ngẫu nhiên điều kiện tự nhiên phải báo quản hộp cỊrnụ mẫu lúc thí nghiệm Hộp bảo quản mẫu làm kim loại nắp có ạicáns cao su - Cân mẫu lấy mẫu khỏi hộp bảo quản, xác đến 0.5 gam, tược giá trị m, - Sấy mẫu 105 - 110 độ c đến khối lượng không đổi Tiêu chuẩn đánh giá vật liệu thật tự vật liệu sấy 105 - 110 độ c, íỉiữa hailần cân liên tiếp cách khơng giờ, có khối lượng Để nguội bìnhchốnu ám đen nhiệt độ phịng - Cân mẫu khơ, xác đến 0,5 gam, mk Tính kết Độ ẩm mẫu vật liệu: w = m i ~ m k , 100% n ik Kết lấy trung bình hai mẫu thí nghiệm V XÁC ĐỊNH Đ ộ HÚT NƯỚC CỦA VẬT LIỆU Nguyên tác Độ hút nước đại lượng đánh giá khả VLXD hút giữ nước đến mứ: độ tối đa điều kiện thường nhiệt độ áp suất Độ hút nước đánh giá theo khối lượng tỉ lệ phần trăm khối lượng nước mà mẫu vật liệu hút giữ đến tối đa điều kiện thường nhiệt độ áp iuất với khối lượng khô mẫu Độ hút nước đánh giá theo tích tỉ lệ phần trăm thể tích nước mà mải vật liệu hút giữ đến tối đa điều kiện thường nhiệt độ áp suất vớ thể tích tự nhiên mẫu Phưong pháp thí nghiệm Phương pháp thí nghiệm xác định độ hút nước VLXD nói chung giống nhai đa số vật liệu thơng dụng Chíing tơi xin giới thiệu phương pháp xác định d< hút nước gạch đất sét loại vật liệu cấu tạo toàn khối, áp dụng TCVN 248 - 19(6 10 Dụng cụ - Thiết bị -T ủ sấy - Bình chống ẩm - Cân kĩ thuật, độ xác 0.5 am - Âu thuý tinh ngâm mẫu có kích thước phù hợp - Đổn« hổ thịi gian Trình tự thí nghiệm - Sấy mẫu ỏ' 105 - 110 độ đến nhiệt độ phòng c đến khối lượng khơng đổi Để nguội bình chống ẩm - Cân mẫu khơ, xác đến 0,5 gam mk - N«ám mẫu nsập nước, mặt mẫu kê đũa thuv tinh, mặt mẫu ngập 20mm nước Thời gian ngâm mẫu quv định 48 - VỚI mẫu ra, nhanh chóng lau bên ngồi mẫu dẻ ướt cân mẫu ướt, xác đốn 0,5 sam, dược khối lượng ml( Ị lin h 4: Sơ dồ tlú níỊhiệin dộ hút nước dùng cho sinh viên phịng tlií Iigliiệm Tính kết Độ hút nước theo khối lượng: H = , 1QQ% mk Độ hút nước theo thể tích: H, = H P Pn Với: p, - khối lượng thể tích tiêu chuẩn vật liệu; p„ - khối lượng thể tích nước 11 ... gồm: - Khối lượng riêng: Theo TCVN - 249 - 1986 - Khối lượng thể tích: Theo TCVN - 250 - 1986 - Độ hút nước: Theo TCVN - 248 - 1986 Phương pháp kết thí nghiệm Xem lại sử dụng kết có I: Thí nghiệm. .. Bài CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÍ c BẢN Để sử dụng hợp lí vật liệu xây dựng cơng trình xây dựng để có liệu làm sở cho việc thiết kế thành phần vật liệu hỗn hợp bê tỏng, vữa xây trát, vật liệu silicat cần... Với vật liệu rời cát, sỏi hay đá dăm, thí nghiệm hút nước tiến hành với mẫu vật liệu chứa lưới kim loại có kích thước mắt lưới nhỏ cỡ hạt nhỏ vật liệu Các chí tiêu học vật liệu xây dựng trình