Bài 2 lượng nước tiêu chuẩn cường độ chịu nén của xi măng

Bài 2: Lượng nước tiêu chuẩn & Cường độ chịu nén của xi măng A.. Vì vậy cần thí nghiệm xác định lượng nước tiêu chuẩn để đảm bảo chế t o hạ ồ ximăng đạt độ d o tiêu chu n cẻ ẩ ủa mỗi cô

ĐẠI HỌC QUỐ C GIA THÀNH PH H CHÍ MINH Ố Ồ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA K THU T XÂY D Ỹ Ậ ỰNG

DỰNG LỚP: L20 HK: 202

Người thực hiện MSSV Đặng Phương Linh 1711939 Nguyễn Hà Minh Thịnh 1912127

Bài 2: Lượng nước tiêu chuẩn &

Cường độ chịu nén của xi măng

A Lượng nướ c tiêu chuẩn c ủa xi măng

I Mục đính thí nghiệm:

Lượng nước tiêu chuẩn là lượng nước (tính bằng phần trăm khối lượng ximăng), mỗi loại xi măng có thành phần khoáng và độ mịn khác nhau nên m i lo i cỗ ạ ần lượng nước khác nhau d t o h xi ể ạ ồ măng Vì vậy cần thí nghiệm xác định lượng nước tiêu chuẩn để đảm bảo chế t o hạ ồ ximăng đạt độ d o tiêu chu n cẻ ẩ ủa mỗi công trình, tiêu chuẩn đặt ra.(TCVN 6017 2015) –

Theo đó, xi măng cần phải đáp ứng:

▪ Hồ xi măng đạt độ dẻo tiêu chuẩn có sức cản nhất định đối với

sự lún của kim tiêu chuẩn Lượng nước cần thiết để hồ xi măng đạt độ dẻo tiêu chuẩn được xác định bằng cách thử độ lún của kim vào các hồ xi măng có các hàm lượng nước khác nhau

▪ Thời gian đông kết được xác định bằng cách quan sát độ lún sâu của kim tiêu chuẩn vào hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn, cho đến khi nó đạt được giá trị quy định

▪ Độ ổn định thể tích (theo phương pháp Chatelier) Le được xác định bằng cách quan sát sự nở thể tích của hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn, thông qua sự dịch chuyển tương đối của hai càng khuôn

II Dụng cụ thí nghi ệm:

- Cân k thuỹ ật, độ chính xác 1g

- Ống đong có vạch chia, độ chính xác 1ml

- Máy tr n phù h p v i TCVN 6016 (ISO 679) ộ ợ ớ

- Đồng h b m giây, có kh ồ ấ ả năng đo với độ chính xác đến ± 1 s

- Thước, có kh ả năng đo với độ chính xác đến ± 0,5 mm

- Nước

- D ng c Vicat ( Hình 2 ) ụ ụ

* TCVN 6016 (ISO 679) v i máy tr n: ớ ộ

Máy tr n g m các b ộ ồ ộ phận cơ bản sau:

a) 1 c i tr n b ng thép không g , có dung ố ộ ằ ỉ tích 5L, cối được g n vào khung ắ

máy tr n sao cho trong su t th i gian trộ ố ờ ộn độ an toàn được đảm bảo Chiều cao c a củ ối tương xứng với cánh tay tr n sao cho khe h ộ ở giữa cánh tay và

cối tr n có th vi ch nh c ộ ể ỉ ố đinh được

b) 1 cánh tr n b ng thép không g có hình dộ ằ ỉ ạng, kích thước và dung sai như

(Hình 1) Cánh r n chuyọ ển động quay xung quanh tr c c a nó do chuyụ ủ ển

động hành tinh của nó quanh tr c cụ ối ở các tốc độ được điều khiển bởi 1

động cơ điện Hai chi u quay ề ngược nhau và t sỷ ố giữa 2 tốc độ quay

không ph i là m t s nguyên ả ộ ố

c) Các cánh và c i trố ộn được làm thành b ộ và không được sử dụng lẫn lộn

Khe h ở giữa cánh tr n và c i trộ ố ộn được thể hiện ở ( Hình 1) được kiểm tra

thường xuyên Khe h ( 3 ở 1) mm là ứng với vị trí khi cánh trộn trong cối rỗng và đượ chỉnh sát vào thành cối ở mức có thể Dụng cụ đo dung sai c

đơn giản được dùng ở chỗ khó đo trực tiếp

Hình 2 D ng c Vicat ụ ụ

III Ti n hành thí nghi ế ệm:

- Cân 500g xi măng và một lượng nước (ví dụ 142,5 g), chính xác đến

± 1 g N u dùng ế ống đong có vạch chia hoặc buret để đong lượng nước thì đong chính xác đến ± 1ml Hồ được trộn b ng máy tr n ằ ộ Thời gian của các giai đoạn tr n khác nhau bao g m c ộ ồ ả thời gian tắt/bật công t c máy tr n và chính xác trong ph m vi ± 2 giây ắ ộ ạ

- Quy trình trộn được tiến hành như sau:

a) Máy trộn ở trạng thái s n sàng hoẵ ạt động Đổ nước vào c i trố ộn và cho xi măng vào một cách cẩn thận để tránh thất thoát nước hoặc xi măng, hoàn thành quá trình đổ trong vòng 10 giây

b) Ngay l p tậ ức bật máy trộn ở tốc độ thấp, cùng lúc đó bắt đầu tính thời gian của các giai đoạn trộn Đồng thời, ghi lại thời điểm, lấy đến phút g n nh t, làm ầ ấ thời điểm “0”

Thời điểm "0” là mốc để tính th i gian bờ ắt đầu đông kết và thời gian k t thúc ế đông kết

c) Sau 90 giây trộn, d ng máy tr n 30 giây Trong th i gian này, dùng ừ ộ ờ bay cao su ho c nh a phù h p vét toàn b ặ ự ợ ộ phần hồ bám ở thành và đáy cối trộn đưa vào vùng giữa cối trộn;

d) B t l i máy trậ ạ ộn và chạy ở ốc độ thấp thêm 90 giây n a T t ữ ổng thời gian ch y máy trạ ộn là 3 phút

e) Đổ ngay h ồ vào khuôn đã đặt trên tấm đế phẳng Khuôn và tấm đế

đều đã được bôi một lớp dầu mỏng Đổ ồ đầy hơn khuôn mà không h nén hay rung quá m nh Lo i b kho ng tr ng trong h b ng cách v ạ ạ ỏ ả ố ồ ằ ỗ nhẹ vào thành khuôn Dùng d ng c có c nh th ng g t ph n h ụ ụ ạ ẳ ạ ầ ồ thừa theo ki u chuyể ển động cưa nhẹ nhàng, sao cho h ồ đầy ngang mặt khuôn và b m t ph i phề ặ ả ẳng trơn

*Xác định độ dẻo tiêu chuẩn:

- Trước khi thử, gắn kim to vào d ng c Vicat b ng tay, h t t kim to cho ụ ụ ằ ạ ừ ừ chạm tấm đế và chỉnh kim chỉ v s "0" trên thang chia v ch Nh c kim to lên v ề ố ạ ấ ị trí chu n b vẩ ị ận hành Ngay sau khi g t ph ng m t h , chuy n khuôn và tạ ẳ ặ ồ ể ấm đế sang d ng c Vicat t i v ụ ụ ạ ị trí đúng tâm dưới kim to H kim to t t ạ ừ ừ cho đến khi nó tiếp xúc v i m t h Gi v trí này t 1- ớ ặ ồ ữ ở ị ừ 2 giây để tránh v n tậ ốc ban đầu hoặc gia tốc cưỡng ứ b c c a b ủ ộ phận chuyển động Sau đó thả nhanh bộ phận chuy n ể động để kim to lún thẳng đứng vào trung tâm h Thồ ời điểm th kim to cách thả ời điểm "0" 4 phút ± 10 giây Đọc số trên thang chia v ch sau khi kim to ng ng lún ạ ừ

ít nh t 5 giây, hoấ ặc đọ ạc t i thời điểm 30 giây sau khi th kim, tùy theo vi c nào ả ệ xảy ra sớm hơn

- Ghi l i tr s vạ ị ố ừa đọc trên thang chia v ch, trạ ị số đó biểu th kho ng cách giị ả ữa đầu kim to với tấm đế Đồng th i ghi lờ ại lượng nước c a h , tính theo phủ ồ ần trăm khối lượng xi măng Lau sạch kim to ngay sau mỗi lần th lún ử

- L p l i phép th v i các h ặ ạ ử ớ ồ có lượng nước khác nhau cho tới khi thu được

khoảng cách giữa đầu kim to v i tớ ấm đế là (6 ± 2) mm Ghi lại hàm lượng nước của h này, lồ ấy chính xác đến 0,5% và coi đó là lượng nước cho độ dẻo tiêu chuẩn

IV X lý s ử ố liệ u:

Lượng nước nhào trộn: 142,5 g 142,5 ml nước

Kim cách đáy: 7mm Hồ xi măng đã đủ độ dẻo tiêu chuẩn

Lượng nước tiêu chuẩn: LNTC = x 100% = x 100

=28.5%

B Xác định cường độ chịu nén của x i măng :

I M ục đính thí nghiệm:

Mác xi măng được hiểu là cường độ chịu nén của xi măng Khi bạn đem vữa

xi măng + cát + nước trộn theo một tỷ lệ tiêu chuẩn Mác xi măng còn được gọi là mác bê tông

Tùy thuộc vào điều kiện và yêu cầu xây dựng đối với các công trình khác nhau

được chính xác thì chúng ta nên dùng hệ số chuyển đổi

*TCVN 6016:2011 do Viện Vật liệu Xây dựng Bộ - Xây dựng biên soạn trên

cơ sở chuyển dịch từ tiêu chuẩn ISO 679:2009 Tuy nhiên, để đảm bảo điều kiện thử nghiệmphùhợp với điều kiện Việt Nam: khíhậu, môi trường, tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật của xi măng poóc lăng TCVN 6016:2011 đã lựa chọn điều kiện nhiệt độ thínghiệm, ximăng poóc lăng dùng thử nghiệm chứng nhận cát tiêu chuẩn ISO quy định ở cácđiều như sau:

- Nhiệt độ phòng thí nghiệm để chế tạo mẫu thử được duy trì ở (27 ± 2)0C;

- Nhiệt độ phòng dưỡng hộ hoặc tủ dưỡng hộ để bảo dưỡng các mẫu thử còn trong khuôn được duy trì (27 ± ở 1)0C;

- Nhiệ độ của nước trong bể ngâm t mẫu thử được duy trì (27 ± ở 1)0C;

- Xi măng dùng để thử chứng nhậncát tiêu chuẩn ISO là xi măng poóc lăng PC40 hoặc PC50

II Chu n b d ng c , thi t b và v t li u thí nghi ẩ ị ụ ụ ế ị ậ ệ ệm:

- Cân k thuỹ ật, độ chính xác 1g

- Ống đong có vạch chia, độ chính xác 1ml

- Máy tr n phù h p v i TCVN 6016 (ISO 679) ộ ợ ớ

- Khuôn 40x40x160mm

- Thi t b dế ị ằn

- D ng c ụ ụ thử cường độ uốn

- Máy th ử cường độ nén, gá định vị

- D ng c ụ ụ đo thời gian

- Cát tiêu chuẩn

- Xi măng, nước

- B ngâm mể ẫu

*TCVN 6016 (ISO 679):

Máy tr n g m các b ộ ồ ộ phận cơ bản sau:

a) 1 c i tr n b ng thép không g , có dung tích 5L, cố ộ ằ ỉ ối được gắn vào khung máy tr n sao cho trong su t th i gian trộ ố ờ ộn độ an toàn được đảm bảo Chiều cao c a củ ối tương xứng với cánh tay tr n sao cho khe h ộ ở giữa cánh tay và cối tr n có th vi ch nh c ộ ể ỉ ố đinh được

b) 1 cánh tr n b ng thép không g có hình dộ ằ ỉ ạng, kích thước và dung sai như (Hình 1) Cánh r n chuyọ ển động quay xung quanh tr c c a nó do chuyụ ủ ển động hành tinh của mó quanh tr c cụ ối ở các tốc độ được điều khiển bởi 1 động cơ điện Hai chi u quay ề ngược nhau và t sỷ ố giữa 2 tốc độ quay không ph i là m t s nguyên ả ộ ố

c) Các cánh và c i trố ộn được làm thành b ộ và không được sử dụng lẫn lộn Khe h ở giữa cánh tr n và c i trộ ố ộn được thể hiện ở ( Hình 1) được kiểm tra thường xuyên Khe h ( 3 ở 1) mm là ứng với vị trí khi cánh trộn trong cối rỗng và được chỉnh sát vào thành cối ở mức có thể Dụng cụ đo dung sai đơn giản được dùng ở chỗ khó đo trực tiếp

II Ti n hành thí nghi ế ệm:

- Cân (450±2)g xi măng, (1350±5)g cát và (225±1)g nước Mỗi mẻ vữa được trộn bằng máy tr n Th i gian cộ ờ ủa các giai đoạn trộn khác nhau bao g m c ồ ả thời gian để mở/tắt công t c máy trắ ộn và được tính chính xác trong ph m vi sai l ch ạ ệ

±2s - Đổ nước vào cối và thêm xi măng một cách cẩn thận để tránh mất nước hoặc xi măng

- Ngay khi nước và xi măng tiếp xúc với nhau, khởi động ngay máy trộn ở tốc

độ thấp, trong khi bắt đầu tính th i gian cờ ủa các giai đoạn trộn, đồng th i ghi lờ ại thêm thời điểm lấy đến phút g n nh t làm "th i ầ ấ ờ điểm không" Sau 30 s tr n, ộ thêm cát t t trong su t 30 s ti p theo B t máy trừ ừ ố ế ậ ộn để ở ốc độ t cao và ti p tế ục trộn thêm 30s

thử cường độ

- D ng máy 90 giây Trong 30 giây ừ đầu, dùng bay cao su ho c nh a cào vặ ự ữa bám ở thanh và đáy cối vun vào gi a c ữ ối

- Tiếp t c trụ ộn ở ốc độ t cao thêm 60 giây Quy trình tr n có th ộ ể được điều khiển tự động ho c th công ặ ủ

- Tiến hành đúc mẫu thử ngay sau khi chu n b xong v a Khuôn và phẩ ị ữ ễu được kẹp ch t vào bàn d n, dùng m t xặ ằ ộ ẻng nhỏ thích h p, xúc m t ho c vài lợ ộ ặ ần để ải r lớp vữa đầu tiên cho mỗi ngăn khuôn (mỗi lần khoảng 300g), l y tr c ti p t ấ ự ế ừ máy tr n ộ

- Dùng bay lớn để ải đồng đều, bay được gi g r ữ ần như thẳng đứng v i vai cớ ủa

nó ti p xúc vế ới đỉnh phễu và được đậy lên phía trước và phía sau d c theo mọ ỗi ngăn khuôn Sau đó lèn lớp vữa đầu tiên b ng cách d n 60 l n b ng thi t b d n ằ ằ ầ ằ ế ị ằ Cho thêm l p v a th ớ ữ ứ hai, đảm b o phả ải có lượng v a thữ ừa nhô lên b mề ặt thành khuôn, dùng bay nh ỏ dàn đều mặt v a r i lèn l p v a này b ng cách d n thêm ữ ồ ớ ữ ằ ằ

60 l n ầ

- Nhẹ nhàng nh c khuôn khấ ỏi bàn d n và tháo phằ ễu ra Ngay sau đó, gạt bỏ vữa thừa b ng thanh kim loằ ại, thanh này được gi gữ ần như thẳng đứng nhưng

nghiêng theo hướng gạt Chuyển động từ t theo kiừ ểu cưa ngang m i chi u mỗ ề ột lần L p l i quy trình g t b v a th a b ng cách nghiêng thêm thanh kim loặ ạ ạ ỏ ữ ừ ằ ại theo hướng gạt để làm nhẵn bề mặt

Tháo khuôn

- Việc tháo khuôn ph i thả ận trọng tránh gây hư hại cho các mẫu th Khi tháo ử khuôn có th s dể ử ụng búa b ng cao su ho c ch t d o, hay các d ng cằ ặ ấ ẻ ụ ụ chế tạo

đặc biệt Đối với các phép th ử ở tuổi 24h, việc tháo khuôn không được trước quá

20 phút trước khi mẫu th được thử ử Đố ới v i các phép th ử ở tuổi lớn hơn 24h, việc tháo khuôn ti n hành trong kho ng 20h - ế ả 24h sau khi đúc mẫu

- Việc tháo khuôn có th sau 24h nể ếu như ở tuổi 24h vữa chưa đủ cường độ yêu cầu để tránh hư hỏng mẫu thử Phải ghi l i vi c tháo khuôn mu n trong báo cáo ạ ệ ộ thử nghiệm

- Các m u th ẫ ử đã tháo khỏ khuôn và đượi c chọn để thử vào lúc 24h (ho c 48h ặ khi việc tháo khuôn mu n là c n thiộ ầ ết), được phủ bằng vải ấm cho t i lúc thớ ử Còn các m u th ẫ ử được chọn để ngâm trong nước, được đánh dấu bằng mực chịu nước hoặc bút sáp màu trước khi ngâm để tiện nhận bi t sau này ế

- Để kiểm tra vi c trệ ộn, độ lèn chặt và hàm lượng bọt khí trong v a nên tiữ ến hành cân m u th sau khi tháo khuôn ẫ ử

- Các m u th ẫ ử đã được đánh dấu được ngâm ngập ngay trong nước, để nằm ngang hay thẳng đứng tùy theo cách nào thu n ti n, nhiậ ệ ở ệt độ (27±1) C trong 0

ể ẫ ế ẫ ằm ngang thì để ặt bên thành đúc theo

- Đặt m u th ẫ ử trên lưới cách xa nhau sao cho nước có thể vào được cả sáu mặt mẫu thử Trong th i gian ngâm, không có lúc nào kho ng cách gi a các m u th ờ ả ữ ẫ ử hay độ sâu của nước trên b m t mề ặ ẫu th ử nhỏ hơn 5 mm

- Việc ngâm riêng là b t bu c, tr khi ắ ộ ừ đã xác định được qua th c nghi m là ự ệ thành ph n cầ ủa xi măng đang thử nghi m không ệ ảnh hưởng t i s phát triớ ự ển cường độ ủa xi măng khác đượ c c ngâm chung, xi măng có chứa hàm lượng ion clo lớn hơn 0,1% phải ngâm riêng

- Dùng nước máy đổ bể lần đầu và thỉnh thoảng thêm nước để giữ cho m c ự nước không thay đổi Trong th i gian ngâm m u thờ ẫ ử, không được thay quá 50% lượng nước ở mỗi lần thay nước

- H ệ thống tu n ầ hoàn nước đượ ắp đặc l t trong b ngâm mể ẫu s ẽđảm bảo cho nhiệt

độ ngâm m u th được đồng nhất, n u có m t h ẫ ử ế ộ ệ thống như vậy lưu thông trong

bể ngâm m u thì s d ng tẫ ử ụ ở ốc độ chảy nh ỏ nhất có th và không gây ra s ể ự

chuyển động hỗn h p có th quan sát b ng mợ ể ằ ắt

- L y m u th c n th b t k ấ ẫ ử ầ ử ở ấ ỳ tuổi nào (ngo i tr ạ ừ ở tuổi 24h ho c 48h khi tháo ặ khuôn mu n) ra ộ khỏi nước không được trước quá 15 phút trước khi ti n hành ế thử Lo i bỏ các ch t lạ ấ ắng đọng trên các b m t m u th Dùng về ặ ẫ ử ải ấm ph lên ủ

mẫu thử cho tới lúc thử

Xác định cường độ uốn

- Đặt m u th ẫ ử lăng trụ vào trong d ng c ụ ụ thử ố u n với m t m t bên t a trên các ộ ặ ự con lăn gối tựa và trục d c c a mẫu th vuông góc v i các g i tọ ủ ử ớ ố ựa Đặ ảt t i tr ng ọ theo chi u thề ẳng đứng bằng con lăn tải trọng vào mặt đối di n cệ ủa lăng trụ và tăng tải trọng từ từ v i tớ ốc độ (50±10) N/s cho đến khi mẫu gãy đôi

- Phủ ải ẩm lên các nửa lăng trụ cho đế v n khi thử cường độ nén

- Cường độ ố u n, R , tính b ng megapascal (MPa), theo công thf ằ ức:

=

Trong đó

b là c nh ạ tiết di n vuông cệ ủa lăng trụ tính b ng milimét (mm); ằ

t i trlà ả ọng đặt lên giữa lăng trụ lúc gãy, tính bằng niu tơn (N);

l là kho ng cách gi a các g i t a tính b ng milimét (mm) ả ữ ố ự ằ

Xác định cường độ nén

- Tiến hành th trên các nử ửa lăng trụ gãy ho c s d ng các bi n pháp thích hặ ử ụ ệ ợp khác mà không gây ng su t có h i cho các nứ ấ ạ ửa lăng trụ

- Đặt m t bên các nặ ửa lăng trụ vào chính gi a t m ép c a máy v i sai l ch không ữ ấ ủ ớ ệ quá ±0,5 mm và đặt nằm dọc sao cho m t cuặ ối lăng trụ nhô ra ngoài t m ép hoấ ặc

má ép ph ụ khoảng 10 mm Tăng tải trọng từ t v i từ ớ ốc độ (2400±200)N/s trong suốt quá trình thử cho đến khi m u th b phá hẫ ử ị ủy

- Nếu tăng tải trọng b ng tay thì cằ ần điều chỉnh để chống lại khuynh hướng giảm tốc độ tăng tải khi g n t i t i tr ng phá hầ ớ ả ọ ủy

- Cường độ nén, Rc, tính b ng megapascal (MPa), theo công thằ ức:

=

Trong đó:

- Fc là t i tr ng tả ọ ối đa lúc mẫu thử b phá h y, tính bị ủ ằng niu tơn (N);

- 1600 là di n tích t m ép ho c má ép ph (40x40 mm), tính b ng milimét vuông ệ ấ ặ ụ ằ (mm2)

III Tính toán k t qu : ế ả

- K t qu ế ả thử cường độ uốn là giá trị trung bình s hố ọc c a ba lần xác định cường ủ

độ ố u n riêng bi t, m i giá tr lệ ỗ ị ấy chính xác đến 0,1 MPa, nhận được trên m i b ỗ ộ

ba m u th ẫ ử lăng trụ Kết quả trung bình lấy chính xác đến 0,1 MPa

- K t qu ế ả thử cường độ n là giá trné ị trung bình số học c a sáu k t qu ủ ế ả xác định cường độ nén riêng bi t, m i giá trệ ỗ ị lấy chính xác đến 0,1 MPa, nhận đượ ừc t sáu nửa lăng trụ gãy trên m t b ba mộ ộ ẫu th ử lăng trụ

- N u m t k t qu trong s sáu l n xác ế ộ ế ả ố ầ định vượt quá ±10% so v i giá trung ớ trị bình thì lo i b k t qu ạ ỏ ế ả đó và chỉ tính giá tr trung bình cị ủa năm kết quả còn lại Nếu một trong năm kết quả này vượt quá ±10% giá tr trung bình c a chúng thì ị ủ loại bỏ toàn b k t quộ ế ả và lặp l i phép thạ ử Kết qu ung bình lả tr ấy chính xác đến 0,1 MPa

IV X lý s ử ố liệ u:

Phần nén: (m u ở tuổi 28 ngày, P là t i tr ng phá ho i m u ,kgf) ẫ ả ọ ạ ẫ

Sai số = %Sai số =

Fc = P x 81 n 9,

STT Pn(kgf) R (Mpc a) Sai s ố Phần trăm s ai

số

1 6420 39,362 2,575 7

2 6320 38 75, 1,963 5,3

3 6280 38,504 1,717 4,6