VLXD(TN) L20 HK202 Nhom2nguoi PDF

Preview

Summary

Download VLXD(TN) L20 HK202 Nhom2nguoi PDF

Description

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG LỚP: L20

HK: 202

Người thực hiện

MSSV

Đặng Phương Linh

1711939

Nguyễn Hà Minh Thịnh

1912127

GVHD: Lê Văn Hải Châu

Bài 2: Lượng nước tiêu chuẩn & Cường độ chịu nén của xi măng A.Lượng nước tiêu chuẩn của 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 mỗi loại cần lượng nước khác nhau dể tạo hồ xi măng. Vì vậy cần thí nghiệm xác định lượng nước tiêu chuẩn để đảm bảo chế tạo hồ ximăng đạt độ dẻo tiêu chuẩn của 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 Le Chatelier) 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 nghiệm: - Cân kỹ thuật, độ chính xác 1g. - Ống đong có vạch chia, độ chính xác 1ml. - Máy trộn phù hợp với TCVN 6016 (ISO 679). - Đồng hồ bấm giây, có khả năng đo với độ chính xác đến ± 1 s. - Thước, có khả năng đo với độ chính xác đến ± 0,5 mm. - Nước. - Dụng cụ Vicat. ( Hình 2 ) * TCVN 6016 (ISO 679) với máy trộn:

Máy trộn gồm các bộ phận cơ bản sau: a) 1 cối trộn bằng thép không gỉ, có dung tích 5L, cối được gắn vào khung máy trộn sao cho trong suốt thời gian trộn độ an toàn được đảm bảo. Chiều cao của cối tương xứng với cánh tay trộn sao cho khe hở giữa cánh tay và cối trộn có thể vi chỉnh cố đinh được. b) 1 cánh trộn bằng thép không gỉ có hình dạng, kích thước và dung sai như (Hình 1). Cánh rọn chuyển động quay xung quanh trục của nó do chuyển động hành tinh của nó quanh trục cối ở các tốc độ được điều khiển bởi 1 động cơ điện. Hai chiều quay ngược nhau và tỷ số giữa 2 tốc độ quay không phải là một số nguyên. c) Các cánh và cối trộn được làm thành bộ và không được sử dụng lẫn lộn. Khe hở giữa cánh trộn và cối trộn được thể hiện ở ( Hình 1) được kiểm tra thường xuyên. Khe hở ( 3 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.

Hình 2. Dụng cụ Vicat

III. Tiến hành thí nghiệm: - Cân 500g xi măng và một lượng nước (ví dụ 142,5 g), chính xác đến ± 1 g. Nếu dùng ống đong có vạch chia hoặc buret để đong lượng nước thì đong chính xác đến ± 1ml. Hồ được trộn bằng máy trộn. Thời gian của các giai đoạn trộn khác nhau bao gồm cả thời gian tắt/bật công tắc máy trộn và chính xác trong phạm vi ± 2 giây. - Quy trình trộn được tiến hành như sau: a) Máy trộn ở trạng thái sẵn sàng hoạt động. Đổ nước vào cối trộn 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 lập tức 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 gần nhất, làm thời điểm “0”. Thời điểm "0” là mốc để tính thời gian bắt đầu đông kết và thời gian kết thúc đông kết.

c) Sau 90 giây trộn, dừng máy trộn 30 giây. Trong thời gian này, dùng bay cao su hoặc nhựa phù hợp vét toàn bộ phần hồ bám ở thành và đáy cối trộn đưa vào vùng giữa cối trộn; d) Bật lại máy trộn và chạy ở tốc độ thấp thêm 90 giây nữa. Tổng thời gian chạy máy trộn là 3 phút. e) Đổ ngay hồ vào khuôn đã đặt trên tấm đế phẳng. Khuôn và tấm đế đều đã được bôi một lớp dầu mỏng. Đổ hồ đầy hơn khuôn mà không nén hay rung quá mạnh. Loại bỏ khoảng trống trong hồ bằng cách vỗ nhẹ vào thành khuôn. Dùng dụng cụ có cạnh thẳng gạt phần hồ thừa theo kiểu chuyển động cưa nhẹ nhàng, sao cho hồ đầy ngang mặt khuôn và bề mặt phải phẳng trơn. *Xác định độ dẻo tiêu chuẩn: - Trước khi thử, gắn kim to vào dụng cụ Vicat bằng tay, hạ từ từ kim to cho chạm tấm đế và chỉnh kim chỉ về số "0" trên thang chia vạch. Nhấc kim to lên vị trí chuẩn bị vận hành. Ngay sau khi gạt phẳng mặt hồ, chuyển khuôn và tấm đế sang dụng cụ Vicat tại vị trí đúng tâm dưới kim to. Hạ kim to từ từ cho đến khi nó tiếp xúc với mặt hồ. Giữ ở vị trí này từ 1- 2 giây để tránh vận tốc ban đầu hoặc gia tốc cưỡng bức của bộ phận chuyển động. Sau đó thả nhanh bộ phận chuyển động để kim to lún thẳng đứng vào trung tâm hồ. Thời điểm thả kim to cách thời điểm "0" 4 phút ± 10 giây. Đọc số trên thang chia vạch sau khi kim to ngừng lún ít nhất 5 giây, hoặc đọc tại thời điểm 30 giây sau khi thả kim, tùy theo việc nào xảy ra sớm hơn. - Ghi lại trị số vừa đọc trên thang chia vạch, trị số đó biểu thị khoảng cách giữa đầu kim to với tấm đế. Đồng thời ghi lại lượng nước của hồ, tính theo phần trăm khối lượng xi măng. Lau sạch kim to ngay sau mỗi lần thử lún. - Lặp lại phép thử với các hồ có lượng nước khác nhau cho tới khi thu được khoảng cách giữa đầu kim to với tấm đế là (6 ± 2) mm. Ghi lại hàm lượng nước của hồ này, lấy chính xác đến 0,5% và coi đó là lượng nước cho độ dẻo tiêu chuẩn.

IV. Xử lý số liệu: 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 xi măng: I. Mục 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 mà quy định về kích thước của mác xi măng là khác nhau. Để các tiêu chuẩn 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 nghiệm phù hợp với điều kiện Việt Nam: khí hậu, môi trường, tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật của xi măng poóc lăng. TCVN 6016:2011 đã lựa chọn điều kiện nhiệt độ thí nghiệm, xi măng poóc lăng dùng thử nghiệm chứng nhận cát tiêu chuẩn ISO quy định ở các điều 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 ở (27 ± 1)0C; - Nhiệt độ của nước trong bể ngâm mẫu thử được duy trì ở (27 ± 1)0C; - Xi măng dùng để thử chứng nhận cát tiêu chuẩn ISO là xi măng poóc lăng PC40 hoặc PC50.

II. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị và vật liệu thí nghiệm: - Cân kỹ thuật, độ chính xác 1g. - Ống đong có vạch chia, độ chính xác 1ml. - Máy trộn phù hợp với TCVN 6016 (ISO 679). - Khuôn 40x40x160mm - Thiết bị dằn. - Dụng cụ thử cường độ uốn. - Máy thử cường độ nén, gá định vị. - Dụng cụ đo thời gian. - Cát tiêu chuẩn.

- Xi măng, nước. - Bể ngâm mẫu. *TCVN 6016 (ISO 679): Máy trộn gồm các bộ phận cơ bản sau: a) 1 cối trộn bằng thép không gỉ, có dung tích 5L, cối được gắn vào khung máy trộn sao cho trong suốt thời gian trộn độ an toàn được đảm bảo. Chiều cao của cối tương xứng với cánh tay trộn sao cho khe hở giữa cánh tay và cối trộn có thể vi chỉnh cố đinh được. b) 1 cánh trộn bằng thép không gỉ có hình dạng, kích thước và dung sai như (Hình 1). Cánh rọn chuyển động quay xung quanh trục của nó do chuyển động hành tinh của mó quanh trục cối ở các tốc độ được điều khiển bởi 1 động cơ điện. Hai chiều quay ngược nhau và tỷ số giữa 2 tốc độ quay không phải là một số nguyên. c) Các cánh và cối trộn được làm thành bộ và không được sử dụng lẫn lộn. Khe hở giữa cánh trộn và cối trộn được thể hiện ở ( Hình 1) được kiểm tra thường xuyên. Khe hở ( 3 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. Tiến hành thí nghiệm: - Cân (450±2)g xi măng, (1350±5)g cát và (225±1)g nước. Mỗi mẻ vữa được trộn bằng máy trộn. Thời gian của các giai đoạn trộn khác nhau bao gồm cả thời gian để mở/tắt công tắc máy trộn và được tính chính xác trong phạm vi sai lệch ±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 thời gian của các giai đoạn trộn, đồng thời ghi lại thêm thời điểm lấy đến phút gần nhất làm "thời điểm không". Sau 30 s trộn, thêm cát từ từ trong suốt 30 s tiếp theo. Bật máy trộn để ở tốc độ cao và tiếp tục trộn thêm 30s. *CHÚ THÍCH: "Thời điểm 0" là mốc để tính toán thời gian tháo khuôn và tuổi thử cường độ

- Dừng máy 90 giây . Trong 30 giây đầu, dùng bay cao su hoặc nhựa cào vữa bám ở thanh và đáy cối vun vào giữa cối. - Tiếp tục trộn ở tốc độ cao thêm 60 giây . Quy trình trộn có thể được điều khiển tự động hoặc thủ công. - Tiến hành đúc mẫu thử ngay sau khi chuẩn bị xong vữa. Khuôn và phễu được kẹp chặt vào bàn dằn, dùng một xẻng nhỏ thích hợp, xúc một hoặc vài lần để rải lớp vữa đầu tiên cho mỗi ngăn khuôn (mỗi lần khoảng 300g), lấy trực tiếp từ máy trộn. - Dùng bay lớn để rải đồng đều, bay được giữ gần như thẳng đứng với vai của nó tiếp xúc với đỉnh phễu và được đậy lên phía trước và phía sau dọc theo mỗi ngăn khuôn. Sau đó lèn lớp vữa đầu tiên bằng cách dằn 60 lần bằng thiết bị dằn. Cho thêm lớp vữa thứ hai, đảm bảo phải có lượng vữa thừa nhô lên bề mặt thành khuôn, dùng bay nhỏ dàn đều mặt vữa rồi lèn lớp vữa này bằng cách dằn thêm 60 lần. - Nhẹ nhàng nhấc khuôn khỏi bàn dằn và tháo phễu ra. Ngay sau đó, gạt bỏ vữa thừa bằng thanh kim loại, thanh này được giữ gần như thẳng đứng nhưng nghiêng theo hướng gạt. Chuyển động từ từ theo kiểu cưa ngang mỗi chiều một lần. Lặp lại quy trình gạt bỏ vữa thừa bằng cách nghiêng thêm thanh kim loại theo hướng gạt để làm nhẵn bề mặt. Tháo khuôn - Việc tháo khuôn phải thận trọng tránh gây hư hại cho các mẫu thử. Khi tháo khuôn có thể sử dụng búa bằng cao su hoặc chất dẻo, hay các dụng cụ chế tạo đặc biệt. Đối với các phép thử ở tuổi 24h, việc tháo khuôn không được trước quá 20 phút trước khi mẫu thử được thử. Đối với các phép thử ở tuổi lớn hơn 24h, việc tháo khuôn tiến hành trong khoảng 20h - 24h sau khi đúc mẫu. - Việc tháo khuôn có thể sau 24h nếu như ở tuổi 24h vữa chưa đủ cường độ yêu cầu để tránh hư hỏng mẫu thử. Phải ghi lại việc tháo khuôn muộn trong báo cáo thử nghiệm. - Các mẫu thử đã tháo khỏi khuôn và được chọn để thử vào lúc 24h (hoặc 48h khi việc tháo khuôn muộn là cần thiết), được phủ bằng vải ấm cho tới lúc thử. Còn các mẫu thử được chọn để ngâm trong nước, được đánh dấu bằng mực chịu nước hoặc bút sáp màu trước khi ngâm để tiện nhận biết sau này. - Để kiểm tra việc trộn, độ lèn chặt và hàm lượng bọt khí trong vữa nên tiến hành cân mẫu thử sau khi tháo khuôn. Bảo dưỡng mẫu thử trong nước - Các mẫu thử đã được đánh dấu được ngâm ngập ngay trong nước, để nằm ngang hay thẳng đứng tùy theo cách nào thuận tiện, ở nhiệt độ (27±1)0C trong các bể ngâm mẫu. Nếu ngâm mẫu nằm ngang thì để các mặt bên thành đúc theo đúng hướng thẳng đứng và mặt gạt vữa lên.

- Đặt mẫu thử trên lưới cách xa nhau sao cho nước có thể vào được cả sáu mặt mẫu thử. Trong thời gian ngâm, không có lúc nào khoảng cách giữa các mẫu thử hay độ sâu của nước trên bề mặt mẫu thử nhỏ hơn 5 mm. - Việc ngâm riêng là bắt buộc, trừ khi đã xác định được qua thực nghiệm là thành phần của xi măng đang thử nghiệm không ảnh hưởng tới sự phát triển cường độ của xi măng khác được 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 mực nước không thay đổi. Trong thời gian ngâm mẫu thử, không được thay quá 50% lượng nước ở mỗi lần thay nước. - Hệ thống tuần hoàn nước được lắp đặt trong bể ngâm mẫu sẽ đảm bảo cho nhiệt độ ngâm mẫu thử được đồng nhất, nếu có một hệ thống như vậy lưu thông trong bể ngâm mẫu thì sử dụng ở tốc độ chảy nhỏ nhất có thể và không gây ra sự chuyển động hỗn hợp có thể quan sát bằng mắt. - Lấy mẫu thử cần thử ở bất kỳ tuổi nào (ngoại trừ ở tuổi 24h hoặc 48h khi tháo khuôn muộn) ra khỏi nước không được trước quá 15 phút trước khi tiến hành thử. Loại bỏ các chất lắng đọng trên các bề mặt mẫu thử. Dùng vải ấm phủ lên mẫu thử cho tới lúc thử. Xác định cường độ uốn - Đặt mẫu thử lăng trụ vào trong dụng cụ thử uốn với một mặt bên tựa trên các con lăn gối tựa và trục dọc của mẫu thử vuông góc với các gối tựa. Đặt tải trọng theo chiều thẳng đứng bằng con lăn tải trọng vào mặt đối diện của lăng trụ và tăng tải trọng từ từ với tốc độ (50±10) N/s cho đến khi mẫu gãy đôi. - Phủ vải ẩm lên các nửa lăng trụ cho đến khi thử cường độ nén. - Cường độ uốn, Rf , tính bằng megapascal (MPa), theo công thức:

= Trong đó b là cạnh tiết diện vuông của lăng trụ tính bằng milimét (mm); là tải trọng đặt lên giữa lăng trụ lúc gãy, tính bằng niu tơn (N); l là khoảng cách giữa các gối tựa tính bằng milimét (mm). Xác định cường độ nén - Tiến hành thử trên các nửa lăng trụ gãy hoặc sử dụng các biện pháp thích hợp khác mà không gây ứng suất có hại cho các nửa lăng trụ. - Đặt mặt bên các nửa lăng trụ vào chính giữa tấm ép của máy với sai lệch không quá ±0,5 mm và đặt nằm dọc sao cho mặt cuối lăng trụ nhô ra ngoài tấm ép hoặc má ép phụ khoảng 10 mm. Tăng tải trọng từ từ với tốc độ (2400±200)N/s trong suốt quá trình thử cho đến khi mẫu thử bị phá hủy.

- Nếu tăng tải trọng bằng tay thì cần điều chỉnh để chống lại khuynh hướng giảm tốc độ tăng tải khi gần tới tải trọng phá hủy. - Cường độ nén, Rc, tính bằng megapascal (MPa), theo công thức:

= Trong đó: - Fc là tải trọng tối đa lúc mẫu thử bị phá hủy, tính bằng niu tơn (N); - 1600 là diện tích tấm ép hoặc má ép phụ (40x40 mm), tính bằng milimét vuông (mm2).

III. Tính toán kết quả: - Kết quả thử cường độ uốn là giá trị trung bình số học của ba lần xác định cường độ uốn riêng biệt, mỗi giá trị lấy chính xác đến 0,1 MPa, nhận được trên mỗi bộ ba mẫu thử lăng trụ. Kết quả trung bình lấy chính xác đến 0,1 MPa. - Kết quả thử cường độ nén là giá trị trung bình số học của sáu kết quả xác định cường độ nén riêng biệt, mỗi giá trị lấy chính xác đến 0,1 MPa, nhận được từ sáu nửa lăng trụ gãy trên một bộ ba mẫu thử lăng trụ. - Nếu một kết quả trong số sáu lần xác định vượt quá ±10% so với giá trị trung bình thì loại bỏ kết quả đó và chỉ tính giá trị trung bình của năm kết quả còn lại. Nếu một trong năm kết quả này vượt quá ±10% giá trị trung bình của chúng thì loại bỏ toàn bộ kết quả và lặp lại phép thử. Kết quả trung bình lấy chính xác đến 0,1 MPa.

IV. Xử lý số liệu: Phần nén: (mẫu ở tuổi 28 ngày, P là tải trọng phá hoại mẫu ,kgf)

Sai số

=

%Sai số

=

Fc = Pn x 9,81 STT

Pn(kgf)

Rc(Mpa)

Sai số

Phần trăm sai số

1

6420

39,362

2,575

7

2

6320

38,75

1,963

5,3

3

6280

38,504

1,717

4,6

4

4030

24,708

12,079

32,8

5

6510

39,914

3,127

8,4

6

6440

39,485

2,698

7,3

36,787 %Sai số của lần đo thứ 4 quá lớn (32,8%) nên loại, lặp lại phép thử

STT

Pn(kgf)

Rc(Mpa)

Sai số

Phần trăm sai số

1

6420

39,362

0,16

0,4

2

6320

38,75

0,45

1,1

3

6280

38,504

0,7

1,7

5

6510

39,914

0,71

1,8

6

6440

39,485

0,28

0,7

39,203 Như vậy, việc loại bỏ lần số liệu của lần đo thứ 4 giúp đạt yêu cầu về kết quả tính toán. Nguyên nhân sai số là mẫu 4 bị phá hủy nhanh hơn so với các mẫu còn lại. Mà lý do có thể là sai sót trong quá trình bảo dưỡng ( quá nhiều nước, thời gian vớt ra để ngoài lâu hơn 15 phút,…) hoặc cũng có thể do trong quá trình chế tác ( chưa dằn, đầm chưa chặt,…)....