Báo cáo Thí Nghiệm Vật Liệu Xây Dựng Bách Khoa HCM

Báo cáo Thí Nghiệm Vật Liệu Xây Dựng của Trường Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh, TN VLXD. Báo cáo môn học chuyên ngành vật liệu xây dựng của trường Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh. Tài liệu tham khảo. Báo cáo Thí Nghiệm Vật Liệu Xây Dựng của Trường Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh, TN VLXD. Báo cáo môn học chuyên ngành vật liệu xây dựng của trường Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh. Tài liệu tham khảo. Báo cáo Thí Nghiệm Vật Liệu Xây Dựng của Trường Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh, TN VLXD. Báo cáo môn học chuyên ngành vật liệu xây dựng của trường Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh. Tài liệu tham khảo.

Bài 1 : Khối Lượng Riêng Và Khối Lượng Thể Tích Vật Liệu 3

A Khối lượng riêng: 3

B Khối lượng thể tích: 9

Bài 2: Lượng Nước Tiêu Chuẩn Và Mac Xi Măng 24

A Lượng nước tiêu chuẩn: 24

B Xác định Mác xi măng 28

Bài 3: Phân Tích Thành Phần Hạt Của Cốt Liệu 34

A Cốt liệu nhỏ (cát) 40

B Cốt liệu lớn (đá dăm) 41

Bài 4: Thiết Kế Cấp Phối Bê Tông - Đúc Mẫu Thử Mác Bê Tông 44

Bài 5: Đúc Mẫu Thử Mác Bê Tông 53

- T đ ng d ng vào các vấn đ뽀 thực tế hi thi công:

Thiết ế cấp phối ê tong

Xác định phẩm chất của vật liệu đưa ra các giải pháp lựa chọn vật liệu hợp

l

Đánh giá được chất lượng công tr䁢nh

Lựa chọn các phương tiện vận chuyển cho ph hợp

A ÁC Đ NH KHỐI LƯ NG RI NG.

*Ý nghĩa Khối lượng riêngγa(g/cm3 T/m3) là hối lượng của một đơn vị thểtích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đ c ( hông tính đến h hở của các hạt) Khốilượng riêng là đại lượng cần thiết để tính toán độ xốp của nguyên liệu tính chọncấp phối ê tông

*TU nh , hí nghi

1 nh h i ng Ui ng i ng

1.1 ng hí nghi

- B䁢nh hối lượng riêng của xi măng

- Phễu thuỷ tinh cổ dài

- Tủ ấy

- Cân ỹ thuật c độ chính xác 0.1g

- D ng dầu hỏa để thử xi măng

- ng pip t (d ng để đi뽀u chỉnh lượng dầu)

γa (g/cm3, T/cm3)

B䁢nh l chat li r

- D ng mu ng con xúc xi măng (đã cân 65g) đổ t t vào 䁢nh xong xoay

đ ng ua lại độ 10 phút cho hông hí lẫn vào xi măng thoát ra hết ghi lại thể tíchdầu hoả ị xi măng choáng ch

*L : Trong uá tr䁢nh tiến hành thí nghiệm giai đoạn cho xi măng vào 䁢nhcần phải được thực hiện một cách tỉ mỉ cẩn trọng tránh để xi măng ám lên cổ

ầu của 䁢nh gây t c nghሀn dẫn đến ai lệch ết uả

1 Tính n ế

Trong đ : m : Khối lượng của xi măng (g)

V : Thể tích đ c tuyệt đối của xi măng (cm3)

- Khối lượng riêng của xi măng được tính ằng giá trị trung 䁢nh cộng của ết uảhai lần thử Kết uả được tính trong ảng au:

n hí nghi Kh i (g) ng Th í h ( ) Kh iγa(g/ng Ui ng)

γa

5

Th o TCVN th䁢 γa 3 05  3 15 g/cm3 nhưng trong thí nghiệm ết

uả thu được nhỏ hơn l thyết c thể vv䁢 một ố nguyên nhân au:

Do việc thực hiện hông cẩn thận xi măng dính trên thành 䁢nh vàvật ch a xi măng lúc an đầu hao h t do gi thổi rơi vãi

Sai ố hi đọc ết uả

Xi măng c ch a các ph gia hoạt tính

Giả thuyết gần đúng trong xi măng hông t n tại l r ng ínViệc xác định hối lượng riêng xi măng là đi뽀u cần thiết để ph c vcho việc tính toán độ xốp của vật liệu tính chọn cấp phối ê tông lựa chọn loại ximăng ph hợp

2.2 Tiến hành hử.

- Cân 500g (g) cát c đư ng ính hạt t 0 14 – 5mm d ng iện pháp rửa

để loại ỏ hạt dưới 0 14mm D ng àng c đư ng ính m t àng là 5mm để loại ỏhạt lớn hơn 5mm

- Cho lượng cát này vào 䁢nh hối lượng riêng au đ cho nước vào đến2/3 thể tích 䁢nh xoay nhẹ 䁢nh cho ọt hí thoát hết ra ngoài

- Tiếp t c cho nước vào đến vạch chuẩn đ m cân được hối lượng m1(g).( cần d ng giấy thấm lấy hết ọt c n trên m t nước ra hỏi 䁢nh)

- Đổ cát và nước ra rửa ạch 䁢nh

- Cho nước vào đến vạch chuẩn cân được hối lượng m2(g)

2 Tính n ế

- Khối lượng riêng của cát là:

Trong đ : g – hối lượng mẫu mang thử tính ằng (g)

m1– hối lượng cân ( 䁢nh mẫu thử nước 1) tính ằng (g)

m2– hối lượng cân ( 䁢nh nước 2) tính ằng (g)

- Số liệu tính toán ghi trong ảng au:

n hí nghi Kh i (g) ng 1 Kh i (g) ng 2 Kh iγa(g/ng Ui ng)

( G +m )-m

γa= GXγn (g/cm3)

2  2 51 (g/cm3)

- Đánh giá:

Nguyên nhân dẫn đến ai ố trong thí nghiệm

Hao h t do gi thổi rơi vãi do thao tác chưa chuẩn

Sai ố hi đọc ết uả do hiện tượng lực căng m t ngoài

Cát chưa nhi뽀u tạp chất và chưa hô hoàn toàn

Chưa loại ỏ hoàn toàn các hạt c d 5mm

Việc xác định hối lượng riêng cát là đi뽀u cần thiết để ph c v cho việctính chọn cấp phối ê tông

Khối lượng riêng của cát là 2 51 g/cm3 là loại cát n ng hạt to ph hợpvới việc trộn ê tông n ng và các loại ê tông hác

B ÁC Đ NH KHỐI LƯ NG TH TÍCH.

Ý nghĩa Khối lượng thể tícho(g/cm3 T/m3) là hối lượng của một đơn vịthể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên( ể cả l r ng) Khối lượng thể tích cũng là đạilượng cần thiết giúp tính toán cấp phối ê tông ho c ph c v cho việc chuyên chở

và chọn phương tiện vận tải ho c dự tr ơ ộ hối lượng nguyên vật liệu ử d ng

1.2 Tiến hành hử.

- Đ t th ng đong đã ấy hô dưới phễu tiêu chuẩn miệng th ng đongcách phễu 10cm.( đ t đ ng àn tay trên miệng th ng au đ đổ t trên àn tayxuống)

- Đổ xi măng đã ấy hô (ở 1050oC 1100oC trong 2 gi r i để nguội) vào th ngđong au hi đầy th ng d ng thước lá gạt t gi a ang hai ên r i đ m cân

)3/(1

o V

m m

Trong đ : m1: là hối lượng của th ng (g)

m2: là hối lượng của th ng và xi măng (g)

Nguyên nhân dẫn đến ai ố trong thí nghiệm

Hao h t do gi thổi rơi vãi do thao tác chưa chuẩn

Sai ố do d ng c Sai ố trong uá tr䁢nh đọc ết uả

Gạt thước th p chưa d t hoát làm mất một lượng xi măng trên 뽀

m t

Thao tác thí nghiệm chưa cẩn thận

Việc xác định hối lượng riêng cát là đi뽀u cần thiết để ph c v cho việctính chọn cấp phối ê tông

⥌揘g 5mm

2.2 Tiến hành hử.

- Mẫu thử hối lượng thể tích của cát được ấy đến hối lượng hông đổitrong tủ ấy ở nhiệt độ (1050 c1100 c) r i để nguội ằng nhiệt trong phòng đ màng ua àng 5mm

- Th ng đong được rửa ạch lau hô đ m cân được m1.(g)

- Đổ mẫu thử cát đã được chuẩn ị vào th ng đong ua phễu tiêu chuẩn t

độ cao cách miệng th ng 10cm cho đến lúc đầy đến ngọn d ng thước gạt ằngmiệng r i đ m cân được m2.(g)

)3/(1

o V

m m

( g/cm3)

- Đánh giá:

Nguyên nhân dẫn đến ai ố trong thí nghiệm

Hao h t do gi thổi rơi vãi do thao tác chưa chuẩn

Sai ố do d ng c Sai ố trong uá tr䁢nh đọc ết uả

)3/(1

o V

m m



.2 Tiến hành hử.

- Mẫu thử được lấy au hi ua máng chia mẫu

- Sấy hô mẫu thử đến hối lượng hông đổi trước hi tiến hành thí

nghiệm đổ đá t t vào th ng đong ở độ cao cách miệng th ng 10cm cho đến lúcđầy th ng thành ngọn d ng thước lá gạt ằng m t r i cân

Tính n ế

Khối lượng thể tích xốp (0x) của đá dăm ( ỏi) tính ằng g/cm3 chính xáctới 0.01g/cm3 Được xác định th o công th c:

Trong đ : m1: hối lượng th ng đong tính ằng g/cm3

m2: hối lượng th ng đong c mẫu vật liệu tính ằng g/cm3.V: thể tích th ng đong tính ằng cm3

Kết uả được ghi trong ảng au:

- Cần d ng 5 mẫu cho m i loại gạch.

- Sấy các mẫu thử ở 105-1100 c đến hối lượng hông đổi r i để nguộiđến nhiệt độ phòng

- Cân mẫu chính xác đến 0.1g được mi(g)

- D ng thước ẹp ho c (thước dây) đo các ích thước cơ ản (dài rộngcao) của mẫu m i ích thước đo tối thiểu 3 lần ở 3 vị trí (đầu gi a và cuối cạnh).ghi lại các ố đo

)3/

( cm g V

m

o 



4 Tính n ế

Trong đ : m: hối lượng của mẫu thử(g)

v: thể tích của mẫu thử được xác định như au:

Loại gạch tt m(g) a(cm) (cm) c(cm) v(cm3) γo(g/cm3)

( g/cm3)

BÀI 2

ÁC Đ NH LƯ NG NƯỚC TI U CHUẨN À MÁC I MĂNG

I ÁC Đ NH LƯ NG NƯỚC TI U CHUẨN CỦA I MĂNG.

1 M í h và nghĩa hí nghi

 M c đích thí nghiệm: Xác định được lượng nước tiêu chuẩn của xi măng

Portland

 Ý nghĩa lượng nước tiêu chuẩn của xi măng:

- T lượng nước tiêu chuẩn:

Biết h xi măng c độ dẻo tiêu chuẩn xác định được th i gian ninh ết của ximăng t đ tính toán được th i gian thi công của xi măng hay ê tông

Xác định được lượng nước ng với lúc h n hợp ê tông c độ lưu động tốtnhất mà hông ị phân tầng

- Lượng nước tiêu chuẩn thực tế (1/3 - 1/4) để cung cấp cho các hoáng ximăng thực hiện hydrat h a và phần còn lại để tạo độ linh động hi thi công

- M i loại xi măng c độ dẻo tiêu chuẩn nhất định t y thuộc vào thành phầnhoáng chất độ mịn hàm lượng ph gia pha trộn xi măng để lâu v n c c th䁢lượng nước tiêu chuẩn cũng thay đổi

- Xi măng c lượng nước tiêu chuẩn càng lớn th䁢 độ xốp càng lớn và do đ làmgiảm cư ng độ ê tông

B) Tiến hành hí nghi

- Đầu tiên iểm tra thanh chạy của d ng c vi a c rơi tự do hay hông đ ng

th i chỉnh cho im chỉ đúng vạch ố 0 hi cho im c m át xuống m t tấm ính

- Lau ẩm d ng c : n i trộn cánh trộn ay

- Tiến hành cân 400g xi măng (chính xác đến 1g) đổ vào cối trộn d ng aymoi thành hốc ở gi a đổ một lượng nước đã ước tính trước vào cối trộn

- Khởi động máy trộn và cho máy chạy ở chế độ chạy chậm trong 90 giây

d ng máy trộn 15 giây để v t h uanh cối trộn ằng mu ng th p v뽀 gi a au đcho máy chạy ở chế độ chậm trong 90 giây n a tổng cộng th i gian trộn máy là

180 giây (3 phút)

- u t dầu lên vành hâu và đế tấm ính

- Ngay hi trộn xong đ t hâu lên tấm ính d ng ay xúc xi măng đổ đầy hâumột lần r i dần ính lên m t àn 3-6 cái gạt h xi măng ằng miệng hâu đ thâu vào d ng c vi a hạ đầu im to vào át m t h xi măng v n vít hãm để gi

im au đ mở nút hãm để im rơi tự do xuống h xi măng

- Sau 30 giây v n hãm vít lại đọc ố im chỉ trên thước chia vạch để iết độ

c m âu của im nếu im c m âu cách đáy 5-7mm th䁢 x m h xi măng đạt độ dẻoyêu cầu và lượng nước nhào trộn an đầu chính là lượng nước tiêu chuẩn

- Lượng nước tiêu chuẩn tính ằng phần trăm (%) hối lượng xi măng chínhxác đến 0.25%

i ừ hí nghi

- Tiến hành thí nghiệm lần 1: mẫu nước làm thí nghiệm lấy 126g (31 5%) ết uả

im c m âu cách đáy 7 mm đạt yêu cầu

- Tiến hành thí nghiệm lần 2: mẫu nước làm thí nghiệm lấy 128g (32%) ết uả

im c m âu cách đáy 6 mm đạt yêu cầu

Lần 1: lntc 31.5%

Kế n lượng nước tiêu chuẩn (lntc) của xi măng Nghi Sơn PC40 là 1,75 (%)

Nh n 뽀 ết uả làm thí nghiệm c thể hông được chính xác o với lượng nướctiêu chuẩn l thuyết của xi măng Nghi Sơn PC40 do ai ố trong uốt uá tr䁢nh làmthí nghiệm

II ÁC Đ NH MÁC I MĂNG.

1 M í h và nghĩa hí nghi

M c đích thí nghiệm: xác định mác (cư ng độ chịu n n) của xi măng portland để

c thể tính toán cấp phối ê tông

Ý nghĩa của việc xác định mác xi măng: xi măng d ng để chế tạo các ết cấu êtông và v a cư ng độ chịu n n của đá xi măng (mác xi măng) càng cao th䁢 cư ng

độ ê tông v a càng cao cư ng độ chịu n n của xi măng được d ng làm cơ ở xácđịnh mác xi măng trên ao 䁢 ởi v䁢 trong uá tr䁢nh vận chuyển cất gi ảo uảntrong ho xi măng dần ị v n c c và làm giảm cư ng độ do đ việc xác định mác

Cho nước vào cối trộn.

Cho xi măng vào t t ật máy trộn ở chế độ uay chậm trong 30 giây.Cho cát vào tiếp t c uay ở chế độ chậm trong 30 giây

Chuyển ang chế độ uay nhanh trong 60 giây

D ng máy trộn d ng ay cạo v a ám vào thành cối đáy cối và vun vào

gi a cối trong 15 giây au đ tiếp t c trộn với tốc độ nhanh hoảng 60 giây

n a

Khung trước hi tạo mẫu phải được u t ua một lớp dầu mỏng để tránh

v a hi đ ng r n ሀ dính ch t vào thành huôn gây h hăn hi tháo huôn

D ng ay chia lượng v a trong cối trộn làm 2 phần ằng nhau:

Phần 1: rải đ뽀u ra 3 ngăn của huôn au đ đầm ch t ằng tay ho cằng máy 20 cái cho m i ngăn

Phần 2: tiếp t c rải đ뽀u vào 3 ngăn của huôn ở phần 1 và đầm thêm

20 cái n a cho m i ngăn

Dư ng hộ mẫu 1 ngày trong huôn au đ lấy ra ngâm nước 6 ngày.Sau hi dư ng hộ 7 ngày lấy mẫu ra lau ráo m t r i đ m thử cư ng độngay

4   4.86 (MPa) 48.6 (dN/cm2)

Đầm mẫu v a ằng máy

31

(MPa)

33

BÀI PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HẠT CỦA CỐT LI U ÙNG THIẾT

- T thành phần hạt ta xác định được các đại lượng như Mdl (cát) Dmax( Đá dăm) để dự đoán lượng xi măng lượng nước cho hốn hợp ê tông tính toáncấp phối ê tông

- Khi cốt liệu nhỏ c tỷ lệ phối hợp hợp l th䁢 độ r ng của n nhỏ lượng

d ng trong h p hợp ê tông hay v a ሀ ít đi nên cư ng độ ê tông tính chốngthấm và chống xâm thực ሀ tốt hơn

1 C i nhỏ

- Cát trong ê tông được gọi là cốt liệu

- Cát trong ê tông và v a c thành phần nhất định hông ch a các thànhphần gây tác hại đến uá tr䁢nh thủy h a và đông c ng của xi măng hông ch a cáctạp chất ăn mòn cốt

th p

< 2-

-100-200201-300

-*Một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của cát.

- Độ r ng (độ xốp) của cát n i lên m c độ hổng của cát độ r ng càng nhỏlượng h trong ê tông và v a c thể giảm đi nhưng vẫn đảm ảo h n hợp ê tông

và v a

- Tạp chất i n t đ c iệt là t c hại nhất đối với cát v䁢 n ao m tcát ngăn cản ự dính ết của h xi măng với cát m t hác hạt t nhỏ hơn hạt ximăng nên n ao m t hạt ximăng làm cho xi măng h thuỷ hoá do đ giảm cư ng

độ của xi măng ê tông và v a tạp chất i n t làm tăng lượng nước yêu cầutrong ê tông do đ cũng hạ thấp cư ng độ của ê tông

- Tạp chất h u cơ làm chậm ự đông c ng của xi măng và c hả năng xâmthực ê tông

2 C i ớn ặ h

- Hạt ỏi thư ng tròn tr n m t ngoài trơn nh n Hạt đá dăm m t nhám nhi뽀ucạnh g c g gh뽀 h䁢nh dạng càng gần hối vuông càng tốt v䁢 hi đ tỷ diện nhỏnhất làm cho các hạt càng gần lại nhau độ hổng của đá dăm nhỏ th䁢 lượng xi măngtrong ê tông giảm đi Do m t nhám nên đá dăm dính ết với xi măng tốt hơn ỏi

và cho cư ng độ cao hơn ngược lại đá ỏi cho độ lưu động của h n hợp ê tôngcao hơn đá dăm v䁢 hạt tròn và m t ngoài trơn nh n

- Tuỳ th o độ lớn của đá dăm ỏi ỏi dăm mà chúng được phân ra loại chạt au đây: 5- 10mm 10-20mm 20-40mm 40-70mm

II Ng ồn i h ẩn

- Cát trong ê tông được gọi là cốt liệu nhỏ yêu cầu của cát được uy địnhtrong TCVN 340- 1986

- Cốt liệu đ c ch c d ng cho ê tông n ng là đá dăm ỏi và ỏi dăm yêu cầu

ỹ thuật của các loại cốt liệu này được uy định TCVN 1771-1987

III TU nh hí nghi

2 ng hí nghi

- Bộ àng tiêu chuẩn [tc-a tm] c ích thước m t àng là:

Đối với cát: 5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16

Đối với đá: 32 25 20 12.5 10 5.[tc- afnor]

cân ỹ thuật độ chính xác 0.1g đối với cát 1g đối với đá

tủ ấy

hay đựng

.1 Đ i với

- Lấy 2 g cát (th o phương pháp lấy mẫu cát)

- Sàng mẫu đã chuẩn ị ua àng c ích thước m t àng 5mm

- Lấy 1000g cát dưới àng c ích thước m t àng là 5mm để xác định

thành phần hạt cát hông c ỏi hi đánh giá chất lượng của cát th䁢 việc xác địnhnày tiến hành au hi đã rửa cát hi đ lượng i ẩn cũng tính vào lượng lọt uaàng c ích thước m t àng nhỏ nhất và tính vào hối lượng của mẫu thử

- Sàng mẫu thử đã chuẩn ị được ở trên ua ộ lưới àng c ích thước m tàng 2.5 1.25 0.63 0.315 0.14mm c thể tiến hành àng ằng tay hay ằng máy

hi àng ằng tay th䁢 th i àng trên m i àng hi iểm tra thấy trong 1 phút lượngcát lọt ua m i àng hông lớn hơn 0.1% hối lượng mẫu thử

Chú ý: cho ph p xác định th i gian àng ằng phương pháp đơn gian au:

đ t t giấy xuống dưới m i lưới àng r i àng đ뽀u nếu hông c cát lọt ua àngth䁢 thôi hông àng n a

- Cân lượng còn lại trên m i lưới àng chính xác tới 1%

Hình ảnh quá trình sàng cát và cân lấy lết quả

.2 Đ i với

- Làm tương tự đối với cát nhưng chuẩn ị mẫu thử 15000g (tuỳ thuộc dmax)

và àng ua ộ àng: 32 25 20 12.5 10 5

100.63 0.315 0.16

025.15

A n

i A A

A i

A  2.5 1.25 

%100

m i

m i

- mi: hối lượng cốt liệu nhỏ còn lại trên àng ích thước m t àng i (g)

- m : hối lượng mẫu thử (g)

Lượng t tích luỹ ai àng c ích thước m t àng i ằng tổng lượng t riêngiệt trên àng c ích thước m t àng lớn hơn ho c ằng àng c ích thước

m t àn th i

Trong đó:

- a2.5 a1.25 a0.63 ai: lượng t riêng iệt trên các àng c ích thước

m t àng t 2.5 đến àng c ích thước m t àng i% ai: lượng t riêng iệt trênàng c ích thước m t àng i%

c Modul độ lớn của cốt liệu nhỏ hiệu ằng Mn đã loại ỏ ỏi c ích thướchạt lớn hay ằng 5mm chính xác tới 0.1g th o công th c:

Trong đó:

- A2.5;A1.25; A0.63; A0.315; A0.16: lượng t tích luỹ trên các àng c ích thước

m t àng tương ng là: 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16

4 Nh n 뽀

- Đối với cát:

T ết uả thí nghiệm và tra ảng moldun độ lớn của cát

Cát d ng trong thí nghiệm trên là loại cát nhỏ Biểu đ cấp phối các hạthông nằm trong v ng yêu cầu( đư ng màu đỏ) hông ph hợp để trộn ê tông

Hàm lượng hạt t tạp chất há lớn n ao m t cát ngăn cản ự dính

ết của h xi măng với cát m t hác hạt t nhỏ hơn hạt xi măng nên n ao m thạt xi măng làm cho xi măng h thuỷ hoá do đ giảm cư ng độ của xi măng êtông và v a

Tạp chất i n t làm tăng lượng nước yêu cầu trong ê tông do

đ cũng hạ thấp cư ng độ của ê tông