BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU VẬT LIỆU XÂY DỰNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM BỘ MÔN THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG - BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU VẬT LIỆU XÂY DỰNG NHÓM GVHD: THẦY TRƢƠNG VĂN CHÍNH Buổi học : Chiều thứ TP HCM, 30/4/2020 PHẦN I: BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU XÂY DỰNG Phân cơng cơng việc nhóm: - Bảng phân công phân công thực báo cáo, xử lý số liệu, nhận xét đánh giá MSSV Công Việc Sinh Viên Thực Phạm Quốc Cường 18520100045 B1: TN kéo thép (Vật liệu dẻo); Nhóm trưởng, tổng hợp, xử lý số liệu Nguyễn Thanh Hải 17520800133 B2: TN kéo gang (Vật liệu dịn) Lê Võ Quang Bình 17520800041 B3: TN nén gang (Vật liệu dòn) Đinh Khắc Tuấn Anh 17520800013 B4: TN kéo gỗ dọc thớ Nguyễn Văn Toàn 18520100387 B5: TN nén gỗ dọc thớ Nguyễn Hoàng Phúc Bùi Xuân Khải 18520100286 B6: TN uốn phẳng mẫu gỗ 18520100168 B7: Chế tạo mẫu bê tông - vữa xi măng B8: Thí nghiệm thử độ sụt (SN) B9: TN xác định giới hạn bền nén bê tông Lê Quang Hùng 17520800170 Nguyễn Thanh Hùng 17520800175 B10: TN xác định độ bền nén gạch ống lỗ 10 Nguyễn Văn Diêu 16520860013 B11: TN xác định độ bền uốn gạch thẻ PHẦN I: THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM KÉO - NÉN CÁC MẪU VẬT LIỆU Ngành đào tạo: Kỹ sư xây dựng Số tiết thí nghiệm: tiết Ngày thí nghiệm: Ngày viết báo cáo: A MỤC ĐÍCH U CẦU: Sau học thí nghiệm sinh viên đạt yêu cầu sau: - Nâng cao hiểu biết trình chịu đựng vật liệu từ bắt đầu gia tải đến bị phá hoại - Vẽ biểu đồ quan hệ ứng suất biến dạng vật liệu chịu lực - Xác định tiêu lý vật liệu dh - ch - b - E – – G - Hiểu tính sử dụng thiết bị thí nghiệm: biết cách sử dụng thước kẹp đồng hồ đo chuyển vị B TỔ CHỨC THÍ NGHIỆM: - Một nhóm thí nghiệm gồm 18 sinh viên, sinh viên phải trục tiếp thực hành thí nghiệm kéo – nén vật liệu - Số lượng thí nghiệm: mẫu thí nghiệm o thí nghiệm kéo mẫu vật liệu dẻo o thí nghiệm kéo mẫu vật liệu dịn o mẫu thí nghiệm nén mẫu vật liệu dịn o mẫu thí nghiệm kéo vật liệu gỗ o mẫu thí nghiệm nén vật liệu gỗ o thí nghiệm uốn mẫu vật liệu gỗ - Giáo viên hướng dẫn cho sinh viên nội dung chính: o Cách sử dụng đọc loại đồng hồ thí nghiệm o Các bước thí nghiệm với mẫu thí nghiệm o Cách chép sử lý số liệu thí nghiệm o Lập báo cáo kết thí nghiệm C TRANG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM: - Thiết bị gây tải: máy kéo vạn 5T - Đồng hồ đo chuyển vị khuếch đại cao tầng - Thước kẹp khuếch đại 10 lần D KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: - Được trình bày theo nội dung thí nghiệm BÀI 1: THÍ NGHIỆM KÉO THÉP (VẬT LIỆU DẺO) Kích thƣớc mẫu a) Trước thí nghiệm: - Mẫu hình trụ Chiều dài: l0 = 181mm Đường kính: Khơng gân d0 = 12,3 mm, có gân d1 = 14,1 mm - Đường kính trung bình : d 0tb  - Diện tích tiết diện ngang : F0 = 136,85 mm2 = 1,3685 cm2 12,3  14,1  13, 2mm b) Sau thí nghiệm: - Chiều dài: Đường kính: Khơng gân d0 = 8,5 mm, có gân d1 = 9,2 mm Diện tích tiết diện ngang : F1 = 61.5 mm2 = 0.615 cm2 Các số liệu thí nghiệm Cấp tải Chỉ số đồng trọng hồ đo biến (kG) dạng dài 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 7700 7750 7800 7800 8000 8100 8250 8500 8600 8750 8900 8950 9000 9050 9100 9150 0.75 4.2 5.67 6.78 7.85 8.65 9.42 10.36 11.26 13.5 14.34 15.88 16.66 17.54 19.54 20.56 22.05 24.08 25.12 26.1 27.66 28.92 30.56 l l ( mm) 0.75 3.45 4.92 6.03 7.1 7.9 8.67 9.61 10.51 12.75 13.59 15.13 15.91 16.79 18.79 19.81 21.3 23.33 24.37 25.35 26.91 28.17 29.81 z l0 (%) 0.41 1.91 2.72 3.33 3.92 4.36 4.79 5.31 5.81 7.04 7.51 8.36 8.79 9.28 10.38 10.94 11.77 12.89 13.46 14.01 14.87 15.56 16.47 N (kG/ cm2 ) F 730.73 1461.45 2192.18 2922.91 3653.64 4384.36 5115.09 5626.60 5663.13 5699.67 5699.67 5845.82 5918.89 6028.50 6211.18 6284.25 6393.86 6503.47 6540.01 6576.54 6613.08 6649.62 6686.15 9200 9200 9200 9000 8750 8500 8250 8000 7750 7500 7250 7000 33.34 34.84 36.56 42.84 43.98 44.66 45.36 45.93 46.38 46.78 47.14 47.4 32.59 34.09 35.81 42.09 43.23 43.91 44.61 45.18 45.63 46.03 46.39 46.65 Vẽ biểu đồ quan hệ ứng suất z 18.01 18.83 19.78 23.25 23.88 24.26 24.65 24.96 25.21 25.43 25.63 25.77 6722.69 6722.69 6722.69 6576.54 6393.86 6211.18 6028.50 5845.82 5663.13 5480.45 5297.77 5115.09 biến dạng dài tƣơng đối z 8000.00 7000.00 6393.86 6649.62 6028.50 5699.67 5626.60 5115.09 6000.00 5000.00 6576.54 6722.69 6028.50 5115.09 4384.36 4000.00 Ứng suất 3653.64 3000.00 2922.91 2192.18 2000.00 1461.45 1000.00 730.73 0.00 10 12 14 16 18 20 22 24 26 ε Xác định tiêu lý vật liệu Giới hạn đàn hồi:  dh  Giới hạn chảy:  ch  Pdh 7700   5626.6  kG / cm  F0 1.3685 Pch 7800   5699.7  kG / cm2  F0 1.3685 Giới hạn bền:  b  Pb 9200   6722.7  kG / cm  F0 1.3685 Mô đun đàn hồi: E  tg  Hệ số nở hông:   5626.6  105962.34  kG / cm  0.0531 x y   0.3 z z 105962.34 E   40754.7(kg / cm2 ) 2(1   ) 2(1  0.3) (F  F ) 1.3685  0.615 100%  55.06% Độ thắt tỉ đối:   100%  F1 1.3685 Mô đun đàn hồi trượt: G  Nhận xét q trình thí nghiệm kéo mẫu thép: - Trong trình kéo thép, ta vẽ biểu đồ ứng suất – biến dạng trên, bao gồm giai đoạn sau : + Từ mức tải trọng kG đến mức tải trọng 7700 kG, tương ứng với ứng suất từ kG/cm2 đến 5626.6 kG/cm2, biểu đồ gần đường thẳng Đây giai đoạn biến dạng đàn hồi thép Khi đó, mối quan hệ ứng suất biến dạng tuyến tính tuân theo định luật Hooke Giá trị ứng suất 5626.6 kG/cm2 gọi giới hạn đàn hồi + Tiếp tục gia tăng tải trọng giá trị khơng kể, giá trị biến dạng tăng nhanh Đồ thị có dạng gần đường thẳng số nằm ngang Đây giai đoạn thép chảy dẻo Giá trị tải trọng giai đoạn 7800 kG tương ứng với giá trị ứng suất 5699.67 kG/cm2 Đây giá trị giới hạn chảy thép + Sau giai đoạn chảy dẻo, tiếp tục gia tải thấy thép khơng chảy lại chịu lực (thép gia cường) Lúc này, tải trọng tăng biến dạng tăng Đồ thị có dạng đường cong Giai đoạn gọi giai đoạn củng cố Giá trị tải trọng 9200 kG giá trị tải trọng lớn mà thép chịu giá trị ứng suất 6722.7 kG/cm2 ứng với giới hạn bền Tại vị trí mẫu thép bắt đầu xuất eo thắt + Tiếp tục gia tải, ta thấy đồng hồ đo biến dạng tăng nhanh đồng hồ tải trọng bắt đầu giảm kim đồng hồ tải trọng đến vị trí 7000 (kG) có tiếng nổ lớn mẫu thép bị đứt gãy vị trí eo thắt - Sau lấy mẫu kiểm tra thấy đường kính eo thắt 8.5 (mm) giảm 3.8 (mm) so với ban đầu, độ thắt tỉ đối 55.06% - Từ thí nghiệm trên, ta kết luận thép vật liệu dẻo Các kết thu tương đối phù hợp với lý thuyết vật liệu dẻo Tuy nhiên, số điểm chưa phù hợp giai đoạn đàn hồi, đồ thị chưa xác tuyến tính, biến dạng tương đối lớn,… Nguyên nhân sai số đọc đồng hồ chưa xác, vị trí tiếp xúc thép máy chưa phù hợp tiêu chuẩn, sai sót sản xuất thép,… BÀI 2: THÍ NGHIỆM KÉO GANG (VẬT LIỆU DỊN) Kích thƣớc mẫu: a) Trước thí nghiệm - Mẫu hình trụ - Chiều dài l0 = 135 mm - Đường kính d0 = 18.63 mm - F0 = 2.73cm2 b) Sau thí nghiệm: - Chiều dài: - Đường kính l0 = 17.8 mm Các số liệu thí nghiệm: Cấp tải trọng (kg) Chỉ số đồng hồ đo biến dạng 1000 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 7700 7900 8000 8250 8550 8750 8750 8950 8950 9100 9100 0.3 2.2 3.16 3.94 4.55 5.08 5.63 6.12 6.65 7.52 7.88 8.32 9.4 14.18 15.24 16.66 21.18 22.96 24.68 25.15 30.24 32.86 52.93 l l (mm) 0.3 1.9 2.86 3.64 4.25 4.78 5.33 5.82 6.35 6.7 7.22 7.58 8.02 9.1 13.88 14.94 16.36 20.88 22.66 24.38 24.85 29.94 32.56 52.63 z l0 (%) 0.22 1.41 2.12 2.70 3.15 3.54 3.95 4.31 4.70 4.96 5.35 5.61 5.94 6.74 10.28 11.07 12.12 15.47 16.79 18.06 18.41 22.18 24.12 38.99 N (kG/ cm2 ) F 367 733 917 1100 1283 1467 1650 1833 2017 2200 2383 2567 2750 2823 2897 2933 3025 3135 3208 3208 3282 3282 3337 3337 Vẽ biểu đồ ứng suất 𝛔z biến dạng tỉ đối 𝛆z 4000 3500 3337 3337 3025 2933 3000 3135 3208 3282 2823 2567 2383 2200 2017 1833 1650 1467 1283 1100 917 733 2500 2000 1500 1000 Ứng suất 500 367 0 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 ε Xác định tiêu vật lý: Giới hạn bền:  b  Pb 9100   3333.3  kG / cm  F0 2.73 Mô đun đàn hồi: E  tg  Hệ số nở hông:   3337  13835  kG / cm2  0.2412 x  y   0.25 z z Mô đun đàn hồi trượt: G  13835 E   5534(kG / cm2 ) 2(1   ) 2(1  0.25) Nhận xét q trình thí nghiệm kéo mẫu gang: - Khác với thí nghiệm kéo thép, tiến hành thí nghiệm kéo gang, tải trọng tăng biến dạng tăng tăng chậm Tăng tải trọng đến mức 9100 kG bị đứt đột ngột (có tiếng nổ lớn) Gang khơng trải qua giai đoạn chảy thép nên khơng có giới hạn chảy mà có giới hạn bền - Trên biểu đồ ứng suất –biến dạng kéo gang, đồ thị xem đường cong liên tục kết thúc lúc mẫu gang bị đứt, không chia giai đoạn thí nghiệm kéo thép - Khi tăng tải trọng đến mức tải Pb = 9100 (KG) với biến dạng dài 52.63 (mm) ứng với εz = 38.99 % gang bị đứt đột ngột Ngay vị trí đứt gãy khơng tạo eo thắt đường kính khơng thay đổi khơng có nút thắt thí nghiệm kéo thép - Các đặc trưng học gang: Gang vật liệu dịn, biến dạng gang tăng tải trọng tăng Gang tồn giới hạn bền kéo - Do kết luận: gang vật liệu dòn, chịu kéo - Kết thí nghiệm tương đối phù hợp đặc tính gang Tuy nhiên cịn nhiều chỗ chưa hợp lý biểu đồ bị gãy khúc nhiều vị trí, biến dạng lớn, gang khơng bị đứt gãy đạt đến giá trị tải trọng 9100 kG mà biến dạng thêm nhiều đứt Nguyên nhân sai sót trình đọc đồng hồ đo, mẫu gang thí nghiệm có thành phần chưa thiết kế gang, vị trí tiếp xúc máy mẫu gang chưa với tiêu chuẩn 10 BÀI 3: THÍ NGHIỆM NÉN GANG (VẬT LIỆU DỊN) Kích thƣớc mẫu: a Trước thí nghiệm: - Mẫu hình trụ - Chiều dài l0 = 25.5mm - Đường kính d0 = 18.17 mm F0 = 2.59 cm2 b Sau thí nghiệm: - Chiều dài: - Đường kính: Các số liệu thí nghiệm: Cấp tải trọng (kg) Chỉ số đồng hồ đo biến dạng 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 14850 14850 0.01 0.04 0.18 0.38 0.53 0.66 0.82 0.94 1.08 1.22 1.35 1.52 1.76 2.14 2.84 l l (mm) 0.01 0.03 0.17 0.37 0.52 0.65 0.81 0.93 1.07 1.21 1.34 1.51 1.75 2.13 2.83 2.99 z l0 (%) 0.04 0.12 0.67 1.45 2.04 2.55 3.18 3.65 4.20 4.75 5.25 5.92 6.86 8.35 11.10 11.73 N (kG/ cm2 ) F 385.76 771.52 1157.28 1543.04 1928.80 2314.57 2700.33 3086.09 3471.85 3857.61 4243.37 4629.13 5014.89 5400.65 5728.55 5728.55 11 Vẽ biểu đồ quan hệ ứng suất biến dạng dài tƣơng đối : 6000 5728.55 5500 5400.65 5014.89 5000 4629.13 4500 4243.37 4000 3857.61 3500 3471.85 3086.09 3000 Ứng suất 2700.33 2500 2314.57 2000 1928.80 1543.04 1500 1157.28 1000 771.52 500 385.76 0 10 12 ε ` Xác định tiêu lý vật liệu: Giới hạn bền:  b  Pb 14850   5733.6  kG / cm  F0 2.59 Mô đun đàn hồi: E  tg  Hệ số nở hông:   5728.55  51608.6  kG / cm  0.111 x  y   0.25 z z Mô đun đàn hồi trượt: G  51608.6 E   20643.4(kG / cm2 ) 2(1   ) 2(1  0.25) Nhận xét kết luận: Giống thí nghiệm kéo gang,khi tăng tải trọng biến dạng gang tăng, biểu đồ ứng suất – biến dạng gang có đồ thị đường cong dạng đồ thị logarit Khi tải trọng tăng giá trị tương đối lớn 14850 kG mẫu gang bị phá hoại Ứng với giá trị tải trọng 14850 kG giá trị ứng suất 5733.6 kG/cm2 – giá trị giới hạn bền Kết luận: Gang vật liệu chịu nén tốt Kết thí nghiệm tương đối phù hợp đặc tính gang, nhiên cịn sai sót q trình đọc đồng hồ đo nên đồ thị chưa xác tuyệt đối 12 BÀI 4: THÍ NGHIỆM KÉO GỖ DỌC THỚ Mục đích: Xác định cường độ chịu kéo giới hạn dọc thớ mẫu gỗ độ ẩm tự nhiên Mẫu thí nghiệm: - Gỗ có tiết diện 20 x 20, dài 350mm, b=20mm,h=4mm, L0=90mm Được gia công đưa mẫu chịu kéo theo TCVN 364 – 70 Độ ẩm mẫu gỗ: điều kiện tự nhiên Sơ đồ thí nghiệm: - 20x20 20x20 b h Sơ đồ đặt tải kéo mẫu: Tốc độ gia tải: 2KG/s N N 100 30 100 30 Lo Số liệu kết thí nghiệm: Kích thước mẫu (mm) Số TT Mẫu Dài L0 Rộng b Cao h 90 90 90 28.87 27.77 27.2 5.13 5.26 5.8 Diện tích Lực kéo chịu kéo giới hạn F(cm2) Ngh(kG) 1.4305 1.4624 1.5776 1300 1550 1650 Rktb Cường độ chịu kéo giới hạn R k (kG/cm2) 908.77 1059.9 1045.89 1004.85 Nhận xét kết luận: - Gỗ bị phá hoại theo thớ dọc gỗ - Trong trình thí nghiệm, biến dạng gỗ tương đối nhỏ Do phân ứng suất nên gỗ bị phá hoại nhanh chóng - Các kết thí nghiệm sai lệch (mẫu 1) chứng tỏ gỗ vật liệu không đẳng hướng không đồng (độ ẩm, tuổi thọ), tính chịu lực khơng giống theo phương theo vị trí Trong thực tế gỗ cịn bị khuyết tật dẫn đến giảm khả chịu lực 13 BÀI 5: THÍ NGHIỆM NÉN GỖ DỌC THỚ Mục đích: Xác định cường độ chịu nén giới hạn dọc thớ mẫu gỗ độ ẩm tự nhiên Mẫu thí nghiệm: - Gỗ dầu có tiết diện 20 x 20, dài 30 Được gia công đưa mẫu chịu kéo theo TCVN 363 – 70 Độ ẩm mẫu gỗ: điều kiện tự nhiên Sơ đồ thí nghiệm: Sơ đồ đặt tải kéo mẫu: Tốc độ gia tải: 2KG/s - Số liệu kết thí nghiệm: SỐ TT MẪU Kích thước mẫu (mm) Dài Rộng Cao a b c 30.03 26.97 28.53 29.03 26.23 27.7 49.5 54.57 49.5 Diện tích chịu nén F (cm2) Lực nén giới hạn Ngh(kG) Cường độ chịu nén giới hạn Rn (kG/cm2) 8.72 7.07 7.9 25.45 24.11 22.35 2.92 3.41 2.83 tb Rn = 3.05 Nhận xét: Tiến hành gia tải cho mẫu dên mẫu bị phá hoại Mẫu gỗ bị phá hoại theo thớ dọc Giới hạn lực nén lớn chứng tỏ gỗ vật chịu nén tốt Khi nén dọc, thớ bị tách gỗ bị phá hoại chủ yếu uốn dọc cục thớ Trong đó, thí nghiệm kéo dọc thớ, thớ làm việc bị đứt Vì nên cường độ chịu nén dọc thớ nhỏ cường độ chịu kéo dọc thớ 14 BÀI 6: THÍ NGHIỆM UỐN PHẲNG MẪU GỖ Mục đích: - Xác định cường độ chịu uốn giới hạn mẫu gỗ độ ẩm tự nhiên Mẫu thí nghiệm: - Gỗ dầu có tiết diện 20 x 30, dài 300mm, L0=240mm Được gia công đưa mẫu chịu kéo theo TCVN 365 – 70 Độ ẩm mẫu gỗ: điều kiện tự nhiên Sơ đồ thí nghiệm: - Sơ đồ đặt tải kéo mẫu: Tốc độ gia tải: 1KG/sm Gối tựa truyền tải: lăn kim loại hình trụ D = 20 , L = 30 Số liệu kết thí nghiệm: Số Kích thước mẫu (mm) TT mẫu Dài Rộng Cao L0 b h 28.03 29.53 29.07 29.4 29.67 28.27 240 240 240 Moment Chỉ số Lực uốn kháng uốn Wx (cm^3) Lực kế Nn giới hạn 4.04 4.33 3.87 Cường độ chịu uốn Nu=Nn/2 giới hạn Ru (kG) kG/cm^2 (kG) 318 332 465 Moment uốn giới hạn M gh (kGcm) Rutb  159 166 232.5 1908 1992 2790 472.3 460.05 720.93 511.09 Nhận xét kết luận: - Mẫu gỗ bị gãy nơi momen đạt giá trị cực đại vết nứt nghiêng hình thành thớ bên phát triển dọc lên thớ phía trên, tức thớ chịu nén, thớ chịu kéo - Kết thí nghiệm có nhiều sai biệt lớn gỗ vật liệu không đồng - Gỗ chịu uốn tốt (nhỏ kéo dọc lớn nén dọc) 15 Phần II: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG A GIỚI THIỆU CHUNG - Ngành đào tạo: xây dựng dân dụng cơng nghiệp - Số tiết thí nghiệm: 15 tiết - Thời điểm thí nghiệm: Các thí nghiệm thực sau sinh viên học phần lý thuyết tương ứng - Các loại vật liệu xây dựng dùng thí nghiệm: gạch ống, gạch thẻ, xi măng, bêtơng, cốt liệu B MỤC ĐÍCH U CẦU Sau thực hành thí nghiệm, sinh viên cần đạt yêu cầu sau: - Hiểu biết cơng 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) - Nâng cao hiểu biết trình chịu lực từ bắt đầu gia tải đến vật liệu bị phá hoại - Xác định số tiêu lý vật liệu xây dựng như: giới hạn cường độ chịu nén, chịu uốn, độ sụt mác vật liệu - Hiểu tính sử dụng biết vận hành trang thiết bị, máy móc thí nghiệm C TỔ CHỨC THÍ NGHIỆM: - Một nhóm thí nghiệm gồm có 15-20 sinh viên sinh viên hướng dẫn trực tiếp thực hành thí nghiệm với thí nghiệm cụ thể - Các thí nghiệm gồm có: Bài 1: Thiết kế cấp phối – chế tạo mẫu bê tơng – vữa xi măng Bài 2: Thí nghiệm xác định độ sụt hỗn hợp bêtông Bài 3: Thí nghiệm xác định giới hạn cường độ chịu nén bêtơng Bài 4: thí nghiệm xác định giới hạn bền uốn xi măng Bài 5: Thí nghiệm xác định giới hạn bền nén xi măng Bài 6: Thí nghiệm xác định giới hạn cường độ chịu nén gạch ống lỗ Bài 7: Thí nghiệm xác định độ bền uốn gạch thẻ Bài 8: Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích xi măng, cát , đá dăm, gạch, vữa, xi măng, bê tơng D KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Được trình bày theo nội dung thí nghiệm cụ thể 16 BÀI 1: CHẾ TẠO VỮA BÊ TÔNG XÂY DỰNG Nguyên Vật Liệu - Xi măng: PCB 40; a = 3.1 T/m3; o= 1.1 T/m3; Cường độ 40 MPa - Cát vàng: ac = 2.65 T/m3 ; oc = 1.45 T/m3 ; W= % ; - Đá dăm: ađ = 2.7 T/m3 ; ođ = 1.42 T/m3 ; W= % ; Đmax = 20 mm - Phụ gia: Sử dụng phụ gia: Không Giảm nước: Không; Liều lượng: Không; Chất lượng cốt liệu: Trung bình - Nước: Dùng nước máy phịng thí nghiệm u Cầu - Thiết kế cấp phối bê tông mác 250; SN = 4-6 cm Thí nghiệm xác định độ sụt SN hỗn hợp bê tông (bài 2) Chế tạo mẫu bê tơng kích thước 15x15x15cm để xác định mác bê tơng theo cường độ chịu nén Trinh bày thiết kế cấp phối bê tông - Xác định thông số vật lý a, o, r, W nguyên vật liệu - Tính tốn (theo phương pháp thể tích tuyệt đối công thức thực nghiệm Bolomey – Kramtaev): a Tính liều lƣợng nguyên vật liệu trạng thái khô dùng cho 1m3 bê tông: - Xác định tỉ số X/N:  Sử dụng công thức R X  b  0,5 N A.R X Khi 1,4  X/N  2,5 Rb ≤ 500 kG/cm2 X X 250 X   0.5  1.64 so sánh giá trị theo yêu cầu chọn  1.64 N N 0.55 x 400 N - Xác định N: (tra bảng, vào SN = 4-6 cm, Dmax cốt liệu = 20 mm, loại cốt liệu trung bình) Ntt = 200(l/m3) - Xác định X: X X tt N  1.64 x 200  328kg N So sánh với lượng XM quy định tối thiểu, chọn giá trị X  328 kg 17 - Xác định phụ gia: Không - Xác định lượng đá dăm hay sỏi: D  1000 1000   1199kg 0.474 x1.39 rD   1.42 2.7  oD  aD - rD : Độ rỗng cốt liệu rD  1-( / a )  1-(1.42/2.7)  0.474 -  : Hệ số tăng vữa (hệ số bao bọc) : Tra bảng - Tính lượng cát cho 1m3 bê tơng: C  [1000  ( X  aX  D  aD  N )]. aC  [1000  ( 328 1199   200)].2,65  662.82kg 3.1 2.7 b Tính liều lƣợng nguyên vật liệu trạng thái ẩm cho m3 bê tông: X1 = X=328 (kg) C1 = Cw= C.(1+Wc) = 662.82x (1+0.02)= 676.07 (kg) Đ1 = Đw= Đ.(1+Wđ) = 1199x1= 1199 ( kg) N1 = N - (C.Wc + Đ.Wđ)= 200 – (662.82x0.02+1198x0)=186.74 (l) c Kiểm tra vật liệu thực nghiệm: Lấy liều lượng nguyên vật liệu để đúc mẫu bê tơng (11 lít) kích thước 15x15x15cm, đem nhào trộn để kiểm tra SN, dưỡng hộ sau 28 ngày điều kiện chuẩn, xác định Rn lấy kết trung bình Mác bê tơng Kết thiết kế cấp phối bê tông Bê tông mác M 250 , SN =…4-6….cm: A = 0.5 X/N = 1.94 Nguyên vật liệu 1m3 bê tông 3x(0,15x0,15x0,15) Đơn vị (m3) Xi măng 328 3.321 Kg Cát vàng 676.07 6.845 Kg Đá dăm 1199 12.14 Kg 186.74 1.89 Lít 0 Lít Nước Phụ gia 18 BÀI 2:THÍ NGHIỆM THỬ ĐỘ SỤT (SN) CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG (Theo TCVN 3106:1993) Mục Đích: Xác định độ sụt SN hỗn hợp bê tông Thiết bị thử: - Côn thử độ sụt tiêu chuẩn: d=100, D=200, H=300 - Que đầm (thanh thép tròn trơn Ø16, dài 600mm, đầu múp tròn) -Thước kim loại (dài 30cm) Lấy mẫu thí nghiệm: - Hỗn hợp bê tơng trộn tay - Khối lượng nguyên vật liệu: theo Tiến hành thử: - Đặt côn lên ẩm, không thấm nước - Đổ hỗn hợp bê tông qua phễu vào côn làm lớp, chiều cao lớp khoảng 1/3 chiều cao côn - Dùng que chọc lớp 25 lần chọc từ vào giữa, lớp sau xuyên qua lớp trước 2-3 cm, lớp cuối vừa chọc vừa đổ - Xoa mặt, từ từ nhấc côn lên theo phương thẳng đứng (trong khoảng 5-10s) - Đặt côn sang bên cạnh đo chênh lệch chiều cao miệng côn điểm cao cuẩ khối hỗn hợp (chính xác đến 0,5cm) Số liệu đo độ sụt hỗn hợp bê tông (Tổng thời gian từ hỗn hợp vào côn đến nhấc côn khỏi khối hỗn hợp không 150s) Sơ đồ thí nghiệm: Số liệu kết thí nghiệm : Loại bê tơng M250 SN lý thuyết,cm 4-6 SN thực tế, cm 19 BÀI 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN BỀN NÉN CỦA BÊ TƠNG (Theo TCVN 3118:1993) Mục đích: -Xác định mác bê tông theo giới hạn cường độ chịu nén -Theo TCVN 6025:1995 phân loại mác bê tông theo cường độ chịu nén sau: Mác bê tông M100 M125 M150 M200 M250 M300 M350 M400 M450 M600 M800 Cường độ chịu nén tuổi 28 ngày (kG/cm2),không nhỏ 100 125 150 200 250 300 350 400 450 600 800 Mẫu thí nghiệm: -Nhóm mẫu gồm viên mẫu -Kích thước viên mẫu chuẩn 150x150x150 mm (Các viên mẫu khác kích thước thử nén cần tính đổi kết viên mẫu chuẩn ) Thiết bị thử: -Máy nén -Thước Sơ đồ thí nghiệm: -Sơ đồ đặt tải nén mẫu 20 Số liệu kết thí nghiệm: Mác Thiết kế M200, SN = 2-4 cm Kí hiệu mẫu M1 M2 M3 Kích thước mẫu (mm) Khối lượng mẫu,G b h l 145.3 151 160.7 156.1 159.5 166 14.8 152 160.5 (g) - Lực Cường độ Cường độ Mác nén chịu nén chịu nén bê phá (tuổi a ngày) (tuổi 28 tông hoại,N Rn ngày),Rn 2 (Ngày) (cm ) (kG) (kG/cm ) (kG/cm2) 200 272 219.43 35400 161 272 248.96 39600 159.06 272 224.96 36700 150.43 tb Rn =156.83 Rntb= Ngày tuổi a Diện tích nén,F Nhận xét kết luận: - Do mẫu nén tạo lâu với cấp phối thiết kế M=200 với độ sụt SN = - Nhưng thực tế thí nghiệm cho thấy sau 272 ngày mẫu nén chịu lực nén phá hủy với cường độ chịu nén 78% cường độ chịu nén bê tông mác 200 Lý mẫu tạo trước lâu, sai sót q trình tính tốn cấp phối, trình trộn, mẫu chưa bảo dưỡng cách - Dựa cường độ chịu nén bê tông thí nghiệm, ta thấy bê tơng vật liệu chịu nén tốt 21 BÀI 6: THÍ NGHIỆM ĐỘ BỀN NÉN CỦA GẠCH ỐNG LỖ (Theo TCVN 6355-1:1998) Mục đích: - Xác định mác gạch theo giới hạn cường độ chịu nén gạch lỗ - Theo TCVN 1450:1986, gạch rỗng đất sét nung phân thành mác sau:35; 50; 75; 100; 125; 150 Các kí hiệu quy ước: GR90-1V47-M50 (Gạch rỗng dày 90-4 lỗ vuông - r =47% - Mác 50) GR90-4T20 (Gạch rỗng dày 90-4 lỗ tròn - r =20% ) GR90-4CN40 (Gạch rỗng dày 90-4 lỗ chữ nhật - r =40% ) GR60-2T15 (Gạch rỗng dày 60-2 lỗ tròn - r =15% ) GR200-6CN52 (Gạch rỗng dày 200-6 lỗ chữ nhật - r =52% ) Nguyên tắc: Đặt mẫu gạch lên máy nén nén đến mẫu bị phá hủy Từ lực phá hủy lớn tính cường độ chịu nén mẫu gạch Mẫu thí nghiệm:  Số lượng mẫu thử nén mẫu gạch gia công theo TCVN 6355-1:1998  Khi thử, mẫu trạng thái ẩm tự nhiên b Sơ đồ thí nghiệm: h Mặt cắt ngang viên gạch S1 S2 S3 N h b Sơ đồ đặt tải nén mẫu N Số liệu kết thí nghiệm mẫu: 22 STT Kích thước mẫu (mm) l b h 90,7 88.2 91.4 90.6 88.6 80,2 79.6 79.7 79.4 78.3 78.9 79.4 80 78.8 78.2 Chiều rộng sườn (mm) S1 S2 S3 11.4 11 11.8 11.2 10.7 10.3 10.8 9.7 9.8 10.9 9,7 10.9 10 10.4 10,5 Diện tích chịu nén nhỏ Fmin, Lực nén phá hoại (cm2 ) Nn 29.48 26.9 29.61 29.08 28.00 (kG) 3475 4866 3070 3380 4982 Cường độ chịu nén Mác gạch Rn (kG / cm ) 117.88 180.90 103.68 116.23 177.93 tb Rn  139.324 M125 Nhận xét kết luận: -Khi bị phá hoại, gạch xuất vết nứt từ xuống theo phương đứng theo cạnh lỗ Điều chứng tỏ lỗ rỗng làm giảm khả chịu nén gạch -Chất lượng viên gạch không đồng có chệnh lệch lớn Lý khuyết tật, trình phơi sấy nung khiến gạch bị co ngót 23 BÀI 7: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN UỐN CỦA GẠCH THẺ 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: Độbềnnén Mác gạch (trung bình mẫu) 150 kG/cm2 150 Độbềnuốn (trung bình mẫu) kG/cm2 22 125 125 18 100 100 16 75 75 14 50 50 12 35 35 - Mẫu thí nghiệm: - Số lượng mẫu thử uốn mẫu gạch nguyên gia công theo TCVN 63552:1998 Khi thử, mẫu trạng thái ẩm tự nhiên Sơ đồ thí nghiệm: Mặt cắt ngang viên gạch: Sơ đồ đặt tải uốn mẫu: Số liệu kết thí nghiệm mẫu: 24 Kích thước mẫu (mm) stt l L0 b H 181.5 182.2 183.1 182.1 182.6 141.5 142.2 143.1 142.1 142.6 81.3 81.0 81.2 81.5 81.0 42.5 41.5 41.7 42.3 42.6 Đườn g kính D (mm) Khối lượng mẫu G (kg) Mome n kháng uốn Wxth (cm3) Lực uốn phá hoại N (kN) 17.8 18.3 17.5 17.3 18.7 - 23.37 22.05 22.48 24.25 24.43 3.31 3.25 1.25 2.28 2.2 Mác gạch Mome n uốn Cường độ lớn chịu uốn Ru Mmax (kG/cm2) (kG.cm ) 1170.9 50.1 1155.4 52.4 447.2 19.9 809.97 33.4 784.3 32.1 tb = 150 Ru =37.58 Nhận xét kết luận: - Gạch thẻ có cường độ chịu uốn nhỏ, ta kết luận gạch thẻ chịu uốn khơng tốt - Các mẫu thí nghiệm có chênh lệch cường độ chịu uốn lớn (Mẫu : 33.3% ; mẫu : 39.4% ; mẫu : 47%) Lý khuyết tật, trình phơi sấy nung khiến gạch bị co ngót, có sai sót khâu sản xuất 25