CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG GVHD: Lớp: Nhóm thực hiện: Câu hỏi: Sinh viên trình bày hiểu biết của mình về thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo ( ft ) và modun đàn hồi kéo nén ( E ) của bê tông. Bài làm: 1. Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo (ft) là : a. Cường độ là chỉ tiêu cơ học quan trọng, là một đặc trưng cơ bản của bê tông, phản ánh khả năng của vật liệu. Thường căn cứ vào cường độ để phân biệt các loại bê tông. b. Cường độ của bê tông phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của nó. Để xác định cường độ của bê tông phải làm thí nghiệm, thí nghiệm phá hủy mẫu là phương pháp xác định cường độ một cách trực tiếp và dùng phổ biến. Ngoài ra có thể dùng các phương pháp gián tiếp như siêu âm, ép lõm viên bi trên bề mặt bê tông và có thể thực hiện trên kết cấu. c. Cường độ chịu kéo của bê tông khống chế vết nứt và ảnh hưởng đến các tính chất khác của bê tông như: độ cứng, khả năng dính bám với cốt thép, độ bền. Cường độ chịu kéo còn liên quan đến ứng xử của bê tông dưới tác dụng của lực cắt. d. Bê tông cường độ cao thì cường độ chịu kéo cũng cao hơn. Tất cả các thử nghiệm mẫu đều xác nhận điều đó từ 30 ÷ 60% tùy theo thành phần của bê tông cường độ cao. Việc cải thiện chất lượng của vùng chuyển tiếp giữa hồ xi măng và cốt liệu có thể đóng vai trò quan trọng trong việc gia tăng này. Tuy nhiên cường độ chịu kéo của bê tông cường độ cao tăng chậm hơn so với tốc độ tăng cường độ chịu kéo. e. Cường độ chịu kéo của bê tông được xác định bằng thí nghiệm kéo dọc trục hoặc thí nghiệm gián tiếp như kéo uốn, kéo bửa.
Trang 1CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
GVHD: TS Huỳnh Minh Phước
Lớp: XC12D Nhóm thực hiện: Nhóm 2
Câu hỏi: Sinh viên trình bày hiểu biết của mình về thí nghiệm xác định cường độ
chịu kéo ( ft ) và modun đàn hồi kéo nén ( E ) của bê tông
Bài làm:
1 Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo (ft) là :
a Cường độ là chỉ tiêu cơ học quan trọng, là một đặc trưng cơ bản của bê tông, phản ánh khả năng của vật liệu Thường căn cứ vào cường độ để phân biệt các loại bê tông
b Cường độ của bê tông phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của nó Để xác định cường độ của bê tông phải làm thí nghiệm, thí nghiệm phá hủy mẫu là phương pháp xác định cường độ một cách trực tiếp và dùng phổ biến Ngoài ra có thể dùng các phương pháp gián tiếp như siêu âm, ép lõm viên bi trên bề mặt bê tông và có thể thực hiện trên kết cấu
c Cường độ chịu kéo của bê tông khống chế vết nứt và ảnh hưởng đến các tính chất khác của bê tông như: độ cứng, khả năng dính bám với cốt thép, độ bền Cường độ chịu kéo còn liên quan đến ứng xử của bê tông dưới tác dụng của lực cắt
d Bê tông cường độ cao thì cường độ chịu kéo cũng cao hơn Tất cả các thử nghiệm mẫu đều xác nhận điều đó từ 30 ÷ 60% tùy theo thành phần của
bê tông cường độ cao Việc cải thiện chất lượng của vùng chuyển tiếp giữa hồ xi măng và cốt liệu có thể đóng vai trò quan trọng trong việc gia tăng này
Tuy nhiên cường độ chịu kéo của bê tông cường độ cao tăng chậm hơn so với tốc độ tăng cường độ chịu kéo
e Cường độ chịu kéo của bê tông được xác định bằng thí nghiệm kéo dọc trục hoặc thí nghiệm gián tiếp như kéo uốn, kéo bửa
Trang 21 Cường độ chịu kéo dọc trục.
Cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông rất khó xác định, do đó các số liệu rất hạn chế và thường rất khác nhau, Nhưng phần lớn mọi người cho rằng cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông bằng khoảng 10% cường độ chịu nén
Các nghiên cứu của trường Đại học Delft trên mẫu đường kính 120mm ( 4.7 inch), chiều dài 300mm(11,8 inch), có cùng cường độ với điều kiện bảo dưỡng khác nhau Kết quả cho thất cường độ chịu kéo của mẫu bảo dưỡng
ẩm cho kết quả cao hơn khoảng 18% so với mẫu bảo dưỡng khô Các nghiên cứu của trường Đại học Northwestern với các loại bê tông khác nhau có cường độ đến 48 MPa cho thấy cường độ chịu kéo dọc trục có thể biểu diễn theo cường độ chịu nén
Trang 3f’t = 0.65 f c' (psi) hay f’t = 0.54 f c' (Mpa) Theo tiêu chuẩn Anh (BS 8007: 1987) thì:
f’t = 0.12 (f’c) 0.7
Chưa có số liệu nào về cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông có cường độ chịu nén đạt 55Mpa
1 Cường độ chịu kéo dọc trục
Cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông rất khó xác định, do đó các số liệu rất hạn chế và thường rất khác nhau, Nhưng phần lớn mọi người cho rằng cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông bằng khoảng 10% cường độ chịu nén
Các nghiên cứu của trường Đại học Delft trên mẫu đường kính 120mm ( 4.7 inch), chiều dài 300mm(11,8 inch), có cùng cường độ với điều kiện bảo dưỡng khác nhau Kết quả cho thất cường độ chịu kéo của mẫu bảo dưỡng
ẩm cho kết quả cao hơn khoảng 18% so với mẫu bảo dưỡng khô Các nghiên cứu của trường Đại học Northwestern với các loại bê tông khác nhau có cường độ đến 48 MPa cho thấy cường độ chịu kéo dọc trục có thể biểu diễn theo cường độ chịu nén
f’t = 0.65 f c' (psi) hay f’t = 0.54 f c' (Mpa) Theo tiêu chuẩn Anh (BS 8007: 1987) thì:
f’t = 0.12 (f’c) 0.7
Trang 4Chưa có số liệu nào về cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông có cường độ chịu nén đạt 55Mpa
2 Cường độ chịu kéo gián tiếp
Cường độ chịu kéo gián tiếp được xác định thông qua thí nghiệm kéo bửa hoặc thí nghiệm kéo uốn
+ Cường độ kéo bửa
Theo ACI 363, cường độ kéo bửa của bê tông nặng có quan hệ với cường
độ chịu nén theo công thức [6]:
fct = 7.4 f c' (psi) với bê tông có cường độ 3000 – 12000 psi Hay: fct = 0.59√f'
c (MPa) với bê tông có cường độ 21 – 83 MPa
Theo Shah và Ahmad thì công thức là:
fct = 4.34(f’c)0.55 (psi)
(psi) với bê tông có cường độ < 1200 (psi)
Hay: fct = 0.462(f’c)0.55 (MPa) với bê tông có cường độ < 83MPa
Cường độ chịu kéo của bê tông dùng muội silíc cũng có quan hệ với cường độ chịu nén như đối với các loại bê tông khác
- Cường độ kéo uốn (mô đun gãy):
Cường độ chịu kéo uốn được xác định bằng thí nghiệm uốn mẫu dầm tiêu chuẩn Các kết quả thí nghiệm cho thấy cường độ kéo uốn bằng khoảng 15% cường độ chịu nén của bê tông Đối với bê tông cường độ cao ACI kiến nghị:
fr = k f c' (psi) (ACI 363)
Hệ số k từ 7,5-12
f =11.7 f c' (psi)
Trang 5Hay: fr = 0.94 f c' (MPa) với bê tông có cường độ chịu nén ≤ 83 MPa
Các kết quả thí nghiệm uốn một trục và hai trục cho thấy cường độ chịu kéo uốn một trục cao hơn cường độ chịu kéo uốn hai trục khoảng 38%
Đối với bê tông dùng muội silic, tỉ lệ giữa cường độ chịu kéo và cường
độ chịu nén cũng tương tự như các loại bê tông cường độ cao khác
Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông
- Thành phần và phương pháp chế tạo
- Tuổi của bê tông ( thời gian từ khi đúc bê tông) và điều kiện bảo dưỡng
- Điều kiện thí nghiệm: Kích thước và hình dạng mẫu (các mẫu lăng trụ có cường độ nhỏ hơn và càng nhỏ cho mẫu có chiều cao lớn so với mẫu lập phương); mặt tiếp xúc giữa bê tông và mầm nén ( nếu bôi trơn sẽ làm mẫu phá hoại nhanh hơn do biến dạng nở ngang),
và tốc độ gia tải
Vật liệu kim loại – Xác định mođun đàn hồi E
(Metals – Method for determination of modulus of elasticity)
3.1 Tiêu chuẩn thí nghiệm : TCVN 197-1985
Tiêu chuẩn này thay thế cho tiêu chuẩn 197:1966 và áp dụng cho việc thử kéo tĩnh của kim loại ở nhiệt độ 20 ± 15oC để xác định các đặc trưng cơ học (trừ các thép tấm có bề dày nhỏ hơn 0,5mm và các thép có đường kính nhỏ hơn 3mm).
3.2 Mục đích thí nghiệm
Xác định mođun đàn hồi của thép E
3.3 Thiết bị thí nghiệm
Các thiết bị dùng để thực hiện gồm có:
- Máy nén thủy lực vạn năng (hình 1a)
- Thước kẹp, thước thép
- Cân điện tử, thiết bị đo biến dạng extensometer
Trang 63.4 Trình tự thí nghiệm
Thực hiện các bước thí nghiệm như trong Bài thực hành 1, lưu ý việc gắn các thiết bị đo biến dạng trên mẫu để đọc biến dạng tương đối của mẫu.
Nếu thực hiện bằng máy điện tử, có số liệu chi tiết trong từng quá trình tăng tải
và độ dãn của mẫu thép, ta có thể tinh toán mođun biến dạng đàn hồi thông qua quan
hệ giữa ứng suất và biến dạng, hoặc có thể dùng extensometer để đo riêng.
3.5 Tính toán kết quả thí nghiệm
Mođun đàn hồi được xác định theo quan hệ giữa ứng suất & biến dạng theo quy luật tuyến tính (đàn hồi):
,
Trong đó:
1 , 0 ứng suất tại 2 thời điểm bất kỳ trong miền đàn hồi của mẫu.
1 , 0 biến dạng tương đối ứng với 2 thời điểm ứng suất ở trên.
Lần lượt lấy các điểm trong miền đàn hồi (tối thiểu 5 điểm, với 4 lần gia tải) Chú ý: P ,
L