báo cáo thí nghiệm chuyên ngành vật liệu xây dựng

MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM :- Làm quen với phương pháp và thao tác thí nghiệm xác định khối lượngriêng và khối lượng thể tích của các vật liệu: xi măng, cát, đá, gạch đất sétnung.. - Ứng dụng b

LỜI NÓI ĐẦU

Môn học Thí nghiệm chuyên ngành Vật Liệu Xây Dựng là một môn học giúp cho sinh viên có thể tự mình làm tất cả các thí nghiệm từ đơn giản đến phức tạp, tạo cho sinh viên ngành Vật Liệu Xây Dựng có đủ các kiến thức và kỹ năng

để có thể thực hiện tốt các thao tác , các thí nghiệm và nhất là tạo cho sinh viên nền tảng vững chắc để làm tốt công việc sau khi ra trường

Qua môn học này , nhóm chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến các thầy cô trong bộ môn nói chung

và thầy Vũ Quốc Hoàng nói riêng đã tận tình hướng dẫn

và truyền đạt các kiến thức bổ ích cho nhóm chúng em có thể thực hiện được các thí nghiệm chuyên ngành này

Nhóm Sinh viên thực hiện

BÀI 1: XÁC ĐỊNH

KHỐI LƯỢNG RIÊNG VÀ

KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM :

- Làm quen với phương pháp và thao tác thí nghiệm xác định khối lượngriêng và khối lượng thể tích của các vật liệu: xi măng, cát, đá, gạch đất sétnung

- Ứng dụng bài học để xác định khối lượng riêng và khối lượng thể tích củamột số loại vật liệu để đưa vào các ứng dụng như: xác định khối lượng côngtrình, tính cấp phối bê tông …

II THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHỔI LƯỢNG RIÊNG :

Khối lượng riêng của vật liệu là khối lượng của một đơn vị thể tích ở trạng tháihoàn toàn đặc

MK là khối lượng của vật liệu trạng thái hoàn toàn khô (g, kg, tấn)

Va là thể tích hoàn toàn đặc của vật liệu (cm3, m3)

1 Xác định khối lượng riêng của xi măng :

- Phễu, pipet, giá xúc, giấy thấm

- Xi măng, dầu hỏa

1.2 Trình tự thí nghiệm : Bình Le chatelier

- Cân 65g xi măng (được sàng qua sàng 0.63mm) đã được sấy khô ở nhiệt độ(1050C – 1100C) trong 2 giờ và để nguội trong bình hút ẩm hay ngoài khôngkhí đến nhiệt độ phòng thí nghiệm

- Đổ dầu hỏa vào bình đến vạch số 0, sau đó lấy bông thấm hết giọt dầu ở cổbình phía trên phần chứa dầu.

- Cho 65g xi măng từ từ vào bình Le chatelier Sau đó, nghiên bình góc 450

và xoay nhẹ bình để không khí trong xi măng thoát hết ra ngoài (khoảng 10– 15 phút)

- Ghi lại vị trí mặt thoáng của dầu trong bình Le chatelier Thể tích tăng thêmcủa dầu chính là thể tích đặc của 65g xi măng

Theo lý thuyết, giá trị khối lượng riêng của xi măng portland là 3,05 – 3,15 g/cm3

Kết quả thí nghiệm đạt được khối lượng riêng là 3,053 g/cm3

Vậy có sự sai số của thí nghiệm so với lý thuyết nhưng không nhiều

Nguyên nhân có thể do :

+ Sai số khi cân xi măng

+ Xi măng bị hút ẩm

+ Xi măng bị dính trên thành bình đo thể tích

+ Thao tác thí nghiệm còn sai sót

2 Xác định khối lượng riêng của cát : theo TCVN 339-1986

- Cát được sàng qua sàng 5mm để loại bỏ hạt lớn hơn 5mm Sau đó cát đượcrửa sạch để loại bỏ hạt nhỏ hơn 0.14mm Lấy M = 500g cát này đem sấykhô ở nhiệt độ 1050C – 1100C và để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độphòng.

- Cho nước vào bình khối lượng riêng tới khi mực nước đến vạch chuẩn

- Đem cân bình, ghi lại khối lượng m1 = (bình + nước)

- Đổ nước trong bình ra đến khi còn ½ bình thì dừng

- Cho 500g cát vào bình khối lượng riêng thật chậm Sau đó lắc nhẹ bình đểkhông khí trong cát thoát hết ra ngoài

- Tiếp tục cho nước vào bình đến vạch chuẩn

- Đem cân bình, ghi lại khối lượng m2 = (bình + nước + cát)

1.3 Tính toán thí nghiệm:

2 1 2

1 500

1 500 )

Trong đó :  : khối lượng riêng của cát (g/cm3)

n : khối lượng riêng của nước (g/cm3)

m1 : khối lượng bình + nước (g)

m2 : khối lượng bình + nước + cát (g)

1.4 Kết quả thí nghiệm: 2.68 g/cm3)

1.5 Nhận xét kết quả thí nghiệm:

Theo lý thuyết, giá trị khối lượng riêng của cát là a 2.5 2.7 (g/cm3)

Kết quả thí nghiệm cho kết quả khối lượng riêng là 2,649 g/cm3

Vậy kết quả thí nghiệm phù hợp kết quả lý thuyết

Như vậy, cát này có thể sử dụng làm cốt liệu bê tông nếu có cấp phối hạt phù hợp

III THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH :

Khối lượng thể tích của vật liệu là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ởtrạng thái tự nhiên

Công thức tính :

0 0

V

M





Trong đó :  0 là khối lượng thể tích của vật liệu (g/cm3, kg/m3, tấn/m3)

M là khối lượng của vật liệu ở trạng thái tự nhiên (g, kg, tấn)

V0 là thể tích ở trạng thái tự nhiên của vật liệu (cm3, m3)

1 Xác định khối lượng thể tích của cát: theo TCVN 337-1986

1.3 Tính toán thí nghiệm:

2830

1 2 0

m

m 



 (g/cm3)Trong đó : 0 : khối lượng thể tích của cát (g/cm3)

m1 : khối lượng thùng chứa (g)

m2 : khối lượng thùng chứa + cát (g)

Theo lý thuyết, giá trị khối lượng thể tích của cát là  = 1,35 – 1,65 (g/cm3)

Kết quả thí nghiệm cho kết quả khối lượng riêng là 1,488 g/cm3

Vậy kết quả thí nghiệm phù hợp kết quả lý thuyết

Như vậy, cát này có thể sử dụng làm cốt liệu bê tông nếu có cấp phối hạt phù hợp

2 Xác định khối lượng thể tích đổ đống của đá:

m

m 



 (g/cm3)Trong đó : 0 : khối lượng thể tích của đá (g/cm3)

m1 : khối lượng thùng chứa (g)

m2 : khối lượng thùng chứa + đá (g)

Vậy kết quả thí nghiệm phù hợp kết quả lý thuyết

Khối lượng thể tích của đá càng lớn thì khả năng chịu lực càng cao

BÀI 2 : XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TIÊU CHUẨN CỦA

XI MĂNG

Lượng nước tiêu chuẩn của xi măng là lượng nước cần thiết để chế tạo hồ xi măng tạo

độ dẻo tiêu chuẩn Lượng nước tiêu chuẩn của xi măng được tính bằng % so với khốilượng xi măng

Độ dẻo tiêu chuẩn được xác định bằng dụng cụ Vicat.

II THÍ NGHIỆM:

1 Thí nghiệm xác định lượng nước tiêu chuẩn của xi măng:

Dụng cụ thí nghiệm:

- Dụng cụ Vicat (dùng để xác định

độ dẻo tiêu chuẩn)

- Khâu vicat hình côn, bằng nhựa,

đường kính đáy trên = 65mm, đường kính đáy dưới = 75mm, cao 40mm

- Cân kỹ thuật có độ chính xác 0,1g

- Tấm lót phẳng bằng mica,

dày ít nhất 2,5mm và phải rộng hơn khâu vicat

- Chảo hình chỏm câu và bay

(khi trộn tay) hoặc máy trộn

- Ống đong hình trụ loại 150ml, pipet,

Trình tự thí nghiệm:

- Kiểm tra thanh chạy của dụng cụ Vicat có rơi tự do không và kim có chỉđúng số không khi cho kim cắm sát xuống mặt tấm kính

- Cân 500g xi măng đã sàng qua sàng 0,63mm

- Đong lượng nước = 125g (tùy loại xi măng, ở đây là xi măng PCB)

- Lau ẩm nồi trộn, cánh trộn của máy

- Cho lượng xi măng vào nồi trộn, moi hốc ở giữa và đổ nước vào

- Lắp cánh trộn vào máy, cho máy trộn ở

tốc độ thấp trong 90s; dừng máy 15s đểvét sạch hồ xi măng ở cánh trộn vàthành nội về giữa; tiếp tục cho máy chạytốc độ chậm trong 90s

- Lau ẩm khâu hình côn và đầu kim vicat

- Ngay khi trộn xong đặt khâu lên tấm

kính, dùng bay xúc xi măng đổ đầy khâumột lần rồi dằn kính lên mặt bàn 3-6 cái,gạt hồ xi măng bằng miệng khâu

- Điều chỉnh dụng cụ Vicat, hạ kim to lên

vị trí vành khâu và chỉnh kim chỉ về 0

- Cho khâu chứa hồ vào vị trí đúng tâm

của kim to, hạ kim to từ từ, sau 30 giâyđọc số trên thang vạch và ghi lại lượng nước của hồ theo %X

- Vị trí kim cách đáy <5mm: hồ xi măng quá dẻo, giảm N=0.5%X

- Vị trí kim cách đáy >7mm: hồ xi măng quá khô, tăng N=0.5%X

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

Tính tóan thí nghiệm::

LNTC N (%)

m



Trong đó: N – Lượng nước (ml)

m – Khối lượng xi măng (g)

Nguyên nhân sai số có thể do:

+ các thao tác chưa chính xác

+ định lượng chưa chính xác

+ việc nhào trộn, đổ khuôn và đầm chặt chưa đạt yêu cầu

BÀI 3 : PHÂN TÍCH THÀNH

PHẦN HẠT CỦA CỐT LIỆU DÙNG ĐỂ CHẾ TẠO BÊ TÔNG

I MỤC ĐÍCH CỦA BÀI THÍ NGHIỆM:

- Làm quen với phương pháp và thao tác thí nghiệm xác định đường cấp phốihạt của đá dăm và cát, xác định Dmax của đá, xác định modun độ lớn của cát

- So sánh đường cấp phối hạt đã vẽ được từ thực nghiệm với vùng cấp phốihạt cho phép (của tiêu chuẩn); từ đó ta kết luận loại đá và cát đó có thíchhợp cho việc chế tạo bê tông hay không

- Xác định đường cấp phối hạt, Dmax của đá, modun độ lớn của cát cho phépchúng ta dự đoán mức độ chặt sít của đá bê tông, lượng dùng xi măng,lượng dùng nước cho hỗn hợp bê tông…

- Lấy mẫu trung bình m  60kg đá dăm được rửa sạch và sấy khô

- Từ đó dùng phương pháp chia 2 hoặc chia 4 đề lấy được M = 15kg đá dăm

- Đem 15kg đá dăm sàng qua bộ sàng tiêu chuẩn vừa kể trên

- Cân lượng đá sót trên mỗi sàng.

1.3 Tính toán thí nghiệm:

 Tính lượng sót riêng biệt trên sàng i (i=32; 25; 20; 12,5; 10; 5) :

% 100

Trong đó : Mi : Khối lượng đá dăm còn lại trên từng sàng (g)

M : Khối lượng đá dăm đem sàng (g)

 Tính lượng sót tích lũy trên sàng i ((i=32; 25; 20; 12,5; 10; 5) :

% lượng sót tích lũy A i (%)

% 100 15000

14986 15000

2

1 ) (

- Lấy mẫu trung bình m  40kg cát.

- Đem cát sàng qua sàng 5mm rồi

sấy khô

- Từ đó dùng phương pháp chia 2

hoặc chia 4 đề lấy được M = 1kgcát khô

- Đem 1kg cát sàng qua bộ sàng tiêu

chuẩn vừa kể trên

- Cân lượng cát sót trên mỗi sàng.

-1.3 Tính toán thí nghiệm:

 Tính lượng sót riêng biệt trên sàng i (i=5; 2.5; 1.25; 0.63; 0.315; 0.16) :

% 100

M : Khối lượng cát đem sàng (g)

 Tính lượng sót tích lũy trên sàng i ((i=5; 2.5; 1.25; 0.63; 0.315; 0.16) :

% 100 1000

5 , 995 1000

Đường biểu diễn cấp phối hạt:

Đối với cát:

nhỏ.Đường biểu diễn cấp phối hạt có nhiều phần nằm ngoài phạm vi cho phép nên theo lý thuyết không dùng cát này để chế tạo bê tông.

BÀI 4 : XÁC ĐỊNH TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP

BÊ TÔNG

II THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH TÍNH CÔNG TÁC CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG:

1.1 Dụng cụ thí nghiệm:

- Côn thử độ sụt hình nón cụt có chiều cao h = 300mm, đường kính đáy dưới

D = 200mm, đường kính đáy trên d = 100mm

- Que đầm bằng sắt tròn trơn 16, dài 600mm

- Phễu đổ hỗn hợp bê tông

- Thước lá bằng kim loại, dài hơn 300mm, độ chính xác 1mm

- Khay trộn vật liệu, tấm kim loại cứng và nhẵn

- Ống thủy tinh dùng đong nước

 Lượng xi măng, cát, đá, nước cần cho 12 lít bê tông

- Đong lượng vật liệu cần có để chế tạo cho 12 lít bê tông

- Nhào trộn hỗn hợp bê tông trong khay theo trình tự: cát và xi măng trộn đềutrước; sau đó, cho đá vào trộn đều; tiếp theo, cho nước vào và nhào trộn tớikhi thấy hỗn hợp bê tông đồng nhất

Nhào trộn hỗn hợp bê tông

- Nón cụt tiêu chuẩn được lau ẩm, đặt thẳng đứng trên nền phẳng + cứng +không thấm nước

- Giữ và ép chặt nón cụt tiêu chuẩn xuống nền phẳng; đổ bê tông vào nón cụtthông qua phễu; bê tông được đổ vào nón cụt thảnh lớp, mỗi lớp bằng 1/3chiều cao của nón cụt; mỗi lớp được đầm 25 cái bằng que đầm tiêu chuẩn,đầm từ ngoài vào trong, que đầm phải song song đường sinh của nón cụt; kể

từ lớp bê tông thứ 2, que đầm không được ăn sâu xuống lớp bê tông phíadưới quá 5cm; đối với lớp thứ 3 thì phải vừa đầm vừa cho bê tông để đảmbảo sau khi đầm hết thì hỗn hợp bê tông luôn cao hơn miệng côn

- Đầm xong lớp thứ 3, dùng bay xoa phẳng mặt của nón cụt, thu dọn bê tôngrơi vãi ở chân nón cụt Từ từ nhấc nón cụt ra theo phương thẳng đứng lêntrên để tránh hiện tượng làm đổ khối hỗn hợp bê tông khi côn bị giật theophương ngang (thời gian nhấc côn kéo dài trong 5 – 10 giây)

- Đặt nón cụt tiêu chuẩn sát với bên khối hỗn hợp, đặt que đầm lên nón cụt,dùng thước đo khoảng cách từ mép dưới que đầm tới đỉnh cao nhất của khốihỗn hợp bê tông Ghi lại độ sụt đo được và so sánh với độ sụt thiết kế

- Nếu nhấc côn ra mà bị đổ thì phải tiến hành làm lại

- Sau khi đổ từng lớp bê tông thì dùng thanh thép tròn đường kính 16mm, dài600mm chọc đều từng lớp Lớp đầu chọc tới đáy, lớp sau chọc xuyên vàolớp trước.

chọc đều từng lớp bê tông trong khuôn

- Chọc xong dùng bay gạt bê tông thừa và xoa phẳng mặt mẫu

- Sau khi tĩnh định mẫu sau 24h, tháo mẫu đem dưỡng hộ

- Sau khi dưỡng hộ 28 ngày, lấy mẫu ra lau ráo mặt và thử cường độ ngaytrong vòng 15 phút

Báo cáo kết quả thí nghiệm:

Cấp phối bê tông M200:

N = 215 lít

X = 286.67 kg

Đ = 1100 kg

C = 553 kg

Phụ gia siêu dẻo Basf 561

Với thành phần cấp phối trên đúc được các mẫu bê tông thử sau:

Mẫu 1 : Ngày28/2 đúc mẫu với thành phần cấp phối như trên.

Mẫu 2 : Ngày 14/3 cấp phối như trên giảm 10% lượng nước.

Mẫu 3: Ngày 4/4 cấp phối ban đầu giảm 10% nước, thêm phụ gia sieu dẻo Basf

561

Mẫu4 :Ngày 11/4 cấp phối ban đầu giữ nguyên, chỉ sử dụng phụ gia Basf561

Mẫu5 :Ngày 18/4 cấp phối ban đầugiảm 10% nước,10% xi măng và sử dụng phụ

Kíchthước mẫu

độ ẩm 100%

dưỡng hộ trong nước ,

độ ẩm 100%

3 4/4 28 ngày tuổi,

dưỡng hộ rong nước ,

độ ẩm 100%

dưỡng hộ trong nước ,

độ ẩm 100%

dưỡng hộ trong nước ,

Với thành phần cấp phối trên đúc được các mẫu bê tông thử sau:

Mẫu 1 : Ngày28/2 đúc mẫu với thành phần cấp phối như trên.

Mẫu 2 : Ngày 14/3 cấp phối như trên giảm 10% lượng nước.

Mẫu 3: Ngày 4/4 cấp phối ban đầu giảm 10% nước, thêm phụ gia sieu dẻo Basf

561

Mẫu4 :Ngày 11/4 cấp phối ban đầu giảm 15% nước, sử dụng phụ gia Basf561

Mẫu5 :Ngày 18/4 cấp phối ban đầugiảm 15% nước,10% xi măng và sử dụng phụ

gia Basf561

T

tông, điều kiện dưỡng hộ

Kíchthước mẫu

độ ẩm 100%

dưỡng hộ trong nước ,

độ ẩm 100%

dưỡng hộ rong nước ,

độ ẩm 100%

dưỡng hộ trong nước ,

độ ẩm 100%

5 18/4 28 ngày tuổi,

dưỡng hộ trong nước ,

độ ẩm 100%