Chương 3 THÍ NGHIỆM MẪU ĐẤT TRỘN SỢI XƠ DỪA VÀ XI MĂNG
3.3 Thí nghiệm nén đơn (ASTM D2166)
3.3.3 Chế bị mẫu thí nghiệm nén đơn
Bảng 3.9 : Thống kê số lượng mẫu chế bị dùng cho thí nghiệm nén đơn.
Ký hiệu mẫu Hàm lượng
xơ dừa
Hàm lượng
xi măng Số lượng
(%) (%)
ND006 0 6 4
ND008 0 8 4
ND0010 0 10 4
ND0012 0 12 4
ND046 0.4 6 4
ND048 0.4 8 4
ND0410 0.4 10 4
ND0412 0.4 12 4
ND086 0.8 6 4
ND088 0.8 8 4
ND0810 0.8 10 4
ND0812 0.8 12 4
ND126 1.2 6 4
ND128 1.2 8 4
ND1210 1.2 10 4
ND1212 1.2 12 4
Tổng cộng 64
Giải thích ký hiệu mẫu : ND viết tắt của từ nén đơn, hai số đầu tiên là hàm lượng xơ dừa, hai số phía sau là hàm lượng xi măng. Vd: ND008 : nén đơn 0.0 % xơ dừa và 8%
xi măng. Các mẫu được chế bị tại phòng thí nghiệm Cơ học đất – Bộ môn Địa Cơ Nền Móng – ĐH Bách Khoa TPHCM.
Mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần để giảm thiểu sai số do chủ quan.
Bước 1: Cân, đo nguyên vật liệu cho một mẻ trộn.
Bước 2: Trộn đất, nước, xi măng.
Bước 3: Trộn xơ dừa.
Bước 4: Tạo mẫu.
Khuôn tạo mẫu là những ống nhựa bình minh đường kính trong 42mm, cao 84mm.
Hình 3.17 : Khuôn tạo mẫu nén đơn.
Cho đất vào khuôn, sao cho trọng lượng của đất và khuôn đạt khoảng 250g.
Bước 5: Bảo dưỡng mẫu.
Mẫu sau khi tạo 1 ngày được lấy ra khỏi khuôn và bảo quản trong thùng xốp.
Hình 3.18 : Bảo dưỡng mẫu nén đơn.
3.3.4 Thực hiện thí nghiệm nén đơn
Trong nghiên cứu này, thí nghiệm nén đơn được thực hiện trên máy nén ghi số liệu tự động của phòng thí nghiệm LAS – XD 498 (Saigon Union 205/Đào Duy Từ /P.6/Q. 10 – Tp. Hồ Chí Minh). Các mẫu thí nghiệm ở ngày tuổi 28.
Các bước tiến hành thí nghiệm.
Bước 1: Đo chiều cao, đường kính mẫu.
Bước 2: Bọc lưu huỳnh hai đầu để đảm bảo bề mặt tiếp xúc phẳng.
Hình 3.19 : Bọc lưu huỳnh mẫu nén đơn.
Bước 3: Đưa mẫu vào nén.
Bước 4: Tiến hành chụp lại hình dạng phá hoại và lấy độ ẩm của mẫu.
3.3.5 Kết quả thí nghiệm nén đơn
Cường độ kháng nén của mẫu được tính theo công thức : qu P
A (3.1) Trong đó :
qu : Ứng suất kháng nén một trục của mẫu (kG/cm2).
P : Áp lực lớn nhất tác dụng lên mẫu (kG).
A : Diện tích tiếp xúc của lực lên mẫu (cm2).
Hình 3.20 : Một số hình dạng phá hoại điển hình của mẫu đất – xi măng – xơ dừa khi nén đơn.
Tổng hợp kết quả thí nghiệm : (chi tiết xem tại phần phụ lục)
Bảng 3.10 : Thông số nén đơn của mẫu đất tự nhiện.
Trọng lượng riêng γ Độ ẩm W
Sức kháng nén đơn qu
Modul E50
Biến dạng phá hoại
(g/cm3) (%) (kG/cm2) (kPa) (%)
1.498 55.48 0.266 2256 3.02
Bảng 3.11 : Bảng tổng hợp sức kháng nén đơn qu (kG/cm2).
Xơ dừa (%)
Xi măng (%) 0 0.4 0.8 1.2
6 3.706 4.255 6.273 4.651
8 5.095 6.794 7.537 5.248
10 6.396 7.222 9.194 8.496
12 9.028 8.786 12.344 10.967
Bảng 3.12 : Bảng tổng hợp module E50 (kPa).
Xơ dừa (%)
Xi măng (%) 0 0.4 0.8 1.2
6 20211 21032 21481 17080
8 24834 33219 32053 29667
10 40265 33170 38800 33071
12 52135 48999 56541 45154
Bảng 3.13 : Bảng tổng hợp biến dạng phá hoại (%).
Xơ dừa (%)
Xi măng (%) 0 0.4 0.8 1.2
6 3.90 4.17 4.33 5.09
8 3.66 3.82 4.26 3.21
10 2.24 3.96 3.91 3.64
12 4.26 2.75 3.37 3.45
Bảng 3.14 : Bảng tổng hợp dung trọng của mẫu nén đơn γ (g/cm3).
Xơ dừa (%)
Xi măng (%) 0 0.4 0.8 1.2
6 1.60 1.50 1.50 1.60
8 1.60 1.50 1.60 1.50
10 1.60 1.60 1.60 1.50
12 1.60 1.60 1.60 1.60
Bảng 3.15 : Bảng tổng hợp độ ẩm của mẫu nén đơn W (%).
Xơ dừa (%)
Xi măng (%) 0 0.4 0.8 1.2
6 21.43 27.30 23.45 27.84
8 27.35 24.97 21.31 24.31
10 22.37 27.31 22.57 21.79
12 21.43 24.38 20.13 22.58
Hình 3.21 : Biểu đồ quan hệ hàm lượng xi măng – xơ dừa và sức kháng nén đơn qu. Nhận xét :
1. Sức kháng nén đơn qu cao nhất là 12.344 (kG/cm2) gấp 46.41 lần mẫu đất tự nhiên ứng với hàm lượng 12 % xi măng và 0.8 % xơ dừa.
2. Khi thêm vào từ 0.4 % - 0.8 % xơ dừa cường độ nén đơn qu tăng nhưng khi tăng từ 0.8 % đến 1.2 % xơ dừa thì qu bắt đầu giảm.
3. Khi hàm lượng xi măng tăng lên thì cường độ nén đơn qu cũng tăng theo.
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0
0 0.4 0.8 1.2
Ứng suất nén qu (kG/cm2 )
Hàm lượng xơ dừa (%)
6% Xi măng 8% Xi măng 10% Xi măng 12% Xi măng
4. Từ mức 10% lên 12% xi măng, sức kháng nén đơn tăng mạnh hơn các mức hàm lượng khác. Vd: tại mức 8% xơ dừa; 10% - 12% xi măng qu tăng 3.51 (kG/cm2), trong khi đó 8%- 10% xi măng qu tăng 1.657 (kG/cm2), 6% - 8% xi măng qu tăng 1.264 (kG/cm2).
Hình 3.22 : Biểu đồ quan hệ giữa hàm lượng xi măng – xơ dừa và module E50. Nhận xét :
1. Module E50 lớn nhất là 56541 (kPa), gấp 25.06 lần modle E50 của đất tự nhiên.
Module lớn nhất này ứng với hàm lượng 0.8 % xơ dừa và 12 % xi măng.
2. Khi hàm lượng xơ dừa tăng từ 0.8% - 1.2 %, module E50 có xu hướng giảm.
3. Hàm lượng xi măng tăng thì module E50 cũng tăng theo.
4. Mức tăng của module E50 khi hàm lượng xi măng tăng từ 10% - 12%, là nhiều nhất.
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000
0 0.4 0.8 1.2
E50 (kPa)
Hàm lượng xơ dừa (%)
6% Xi măng 8% Xi măng 10% Xi măng 12% Xi măng