+TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG . BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG GVHD: Kim Huy Hoàng Nhóm : Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 4 năm 2009. Bài 1: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG- KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH VẬT LIỆU. A) Xác định khối lượng riêng của vật liệu: I. Mục đích thí nghiệm: - Làm quen với phương pháp và thao tác thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ bản- Khối lượng riêng- của vật liệu. - Ứng dụng bài học để xác định khối lượng riêng của một số vật liệu để đưa vào ứng dụng như: xác định khối lượng công trình, tính cấp phối bêtông, … II. Cơ sở lý thuyết: - Khối lượng riêng của vật liệu là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc. - Công thức tính toán: γ a = Va m (1-1) Trong đó: γ a : Khối lượng riêng của vật liệu ( g/cm 3 ; kg/m 3 ; tấn/m 3 ). m : Khối lượng của vật liệu ở trạng thái hoàn toàn khô (g; kg; tấn) V a : Thể tích hoàn toàn đặc của vật liệu(cm 3 ; m 3 ). III. Tiến hành thí nghiệm: 1. Xác định khối lượng riêng của ximăng: a. Dụng cụ, thiết bị, nguyên liệu: - Cân kỹ thuật, độ chính xác 0.1g. - Bình Lechatelier. - Phểu, pipet, đũa thuỷ tinh, giá xúc, giấy thấm. - Tủ sấy, bình hút ẩm, Ximăng, dầu hoả. b. Trình tự thí nghiệm: - Qui ước rằng:” trong mỗi hạt ximăng không tồn tại lổ rỗng kín”. - Dùng phương pháp: thể tích chất lỏng bị chiếm chỗ. - Ximăng được sấy ở nhiệt độ 105-110°C trong 2h; sau đó để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ trong phòng thí nghiệm. Sàng ximăng qua sàng 0.63mm để loại bỏ tạp chất và hạt ximăng đã vón cục. - Đổ dầu hoả vào bình Lechatelier tới khi mặt thoáng của dầu ở vạch số 0. Dùng giấy thấm để làm khô các giọt dầu dính ở thành bình. - Cân 65g ximăng đã chuẩn bị ở bước trên. - Cho 65g ximăng từ từ vào bình Lechatelier. Sau đó xoay nhẹ bình để không khí trong ximăng thoát hết ra ngoài( không còn bọt khí xuất hiện). - Ghi lại vị trí mặt thoáng của dầu trong bình Lechatelier. Thể tích tăng thêm của dầu chính là thể tích đặc của 65g ximăng. - Dùng công thức (1-1) để xác định khối lượng riêng của ximăng. - Kết quả thí nghiệm ( chính xác đến đến 0.1g/cm 3 ) là trị số trung bình cộng của 2 lần thí nghiệm, sai số 2 lần thí nghiệm không quá 0.02g/cm 3 . c. Kết quả thí nghiệm: Lần 1 Lần 2 m (g) 65 65 V a (ml) 22.3 22.1 γ a (g/cm 3 ) 2.91 2.94 γ a = (2.91+2.94)/2=2.9 (g/cm 3 ). ( kết quả chính xác đến 0.1 g/cm 3 ) d. Nhận xét kết quả: -Theo lý thuyết γ a(ximăng) = 3.05-3.15 g/cm 3 , nhưng kết quả thí nghiệm cho ta γ a(ximăng) =2.9 g/cm 3 . Kết quả thí nghệm nhỏ hơn lý thuyết có thể là do những nguyên nhân sau: + Kết quả thí nghiệm là gần đúng vì ta qui ước rằng:” trong mỗi hạt ximăng không tồn tại lổ rỗng kín”.Với giả thuyết này làm cho thể tích ximăng tăng lên . + Sai số trong lúc đọc kết quả. + Ximăng có nhiều phụ gia vô cơ hoạt tính. - Ngoài ra trong lúc thí nghiệm cần chú ý đến những yếu tố sau đây có thể làm ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm: + Ximăng bị hút ẩm. + Hao hụt ximăng do: gió thổi, rơi vãi do thao tác không khéo, do dính trên thành bình Lechatelier. 2. Xác định khối lượng riêng của cát: a. Dụng cụ, thiết bị, nguyên liệu: - Cân kỹ thuật, độ chính xác 0.1g. - Bình khối lượng riêng có vạch chuẩn. - Phểu, pipet, đũa thuỷ tinh, giá xúc, giấy thấm. - Tủ sấy, bình hút ẩm. - Cát, nước. b. Trình tự thí nghiệm: - Qui ước rằng: trong mỗi hạt cát không tồn tại lổ rỗng kín. - Dùng phương pháp: thể tích chất lỏng bị chiếm chỗ. - Cát được sàng qua sàng 5mm để loại bỏ hạt lớn hơn 5mm. Sau đó, cát được rửa sạch ( để loại bỏ hạt nhỏ hơn 0.14mm), sấy khô đến khối luợng không đổi ở nhiệt độ 105- 110°C. Cát được để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng. - Bình khối lượng riêng được rửa sạch, sấy khô. - Cho nước vào bình khối lượng riêng tới khi mực nước đến vạch chuẩn. - Đem cân bình, ghi lại khối lượng m 1 ( g). - Đổ nước trong bình ra đến khi còn ½ bình thì dừng. - Cân G= 500g cát đã chuẩn bị ở trên. - Cho 500g cát vào bình khối luợng riêng thật chậm. Nếu lượng nước trong bình chưa ngập hết cát thì thêm cho ngập cát. Sau đó, lắc nhẹ bình để không khí trong cát thoát hết ra ngoài - Tiếp tục cho nước vào bình cho đến khi mực nuớc đến vạch chuẩn. - Đêm cân bình, ghi lại khối lượng m 2 ( g). - Đổ hết nước và cát trong bình ra, rửa sạch bình. - Tính khối lượng riêng của cát theo công thức ( 1-1) như sau γ a = )( 12 mmG G  - Kết quả thí nghiệm ( chính xác đến 0.1g/cm 3 ) là trị số trung bình của 2 lần thí nghiệm,sai số 2 thí nghiệm này không chênh nhau quá 0.02g/cm 3 . c. Kết quả thí nghiệm: Lần 1 Lần 2 G( g) 500.1 500 m 1 (g) 1232.8 1233.1 m 2 ( g) 1544.8 1544.1 γ a (g/cm 3 ) 2.66 2.65 │ γ a2 - γ a1 │=0.01<0.02( thoả). γ a =2.7g/cm 3 .( kết quả chính xác đến 0.1 g/cm 3 ) d. Nhận xét kết quả: - Theo lý thuyết, γ a (cát)=2.6-2.8 g/cm 3 , kết quả thu được từ thí nghiệm là γ a =2.7g/cm 3 , kết quả này có thể chấp nhận được. - Trong quá trình thí nghiệm cần chú ý các yếu tố sau có thể ảnh hưởng đến kết quả thu được: + Cát có chứa nhiều tạp chất, không được sấy khô hoàn toàn + Không loại bỏ được những hạt có đường kính > 5 mm( những hạt này không phải cát). + Sai số do đọc kết quả. B) xác định khối lượng thể tích của vật liệu: I. Mục đích thí nghiệm: - Làm quen với phương pháp thí nghiệm xác định khối lượng thể tích của vật liệu. - Ứng dụng bài học để tính khối luợng công trình, cấp phối bêtông. II. Cơ sở lý thuyết: - Khối lượng thể tích vật liệu là khối lượng của 1 đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên. - Công thức tính: γ o = m/ V o (2-1) Trong đó: γ o : khối lượng thể tích vật liệu( g/cm 3 ; kg/m 3 ; tấn/m 3 ). m : khối lượng vật liệu ở trạng thái tự nhiên(g; kg; tấn). V o : thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên(cm 3 ; m 3 ). - Chú ý: + Khối luợng thể tích vật liệu phụ thuộc vào độ ẩm nên khi xác định đại luợng này phải chỉ rõ ở độ ẩm nào. + Đối với vật liệu rời( ximăng, cát, đá) ta sẽ ấn định trứơc thể tích vật liệu bằng cách đổ vật liệu từ một độ cao nhất định xuống 1 thùng đong biết trước thể tích + Đối với vật liệu có kích thước rõ ràng, để xác định khối lượng thể tích,ta sẽ đo kích thước 3 chiều. III. Thí nghiệm: 1. Xác định khối lượng thể tích của Ximăng: a. Dụng cụ, thiết bị, nguyên liệu: - Cân kỹ thuật, độ chính xác 1gam. - Lò sấy, bình hút ẩm. - Thùng chứa 2.83lít. - Ximăng cần có cho các lần thí nghiệm. b. Trình tự thí nghiệm: - Đem ximăng sấy khô đến khối lượng không đổi. - Xác định khối lượng của thùng đong 2.83lít bằng cân đo kỹ thuật, được giá trị m 1 (g). - Ximăng được đổ vào thùng có thể tích 2.83lít thông qua 1 phểu. Miệng tháo của phểu nằm cách mặt thùng đong là 10cm. - Dùng dao gạt từ giữa sang 2 bên sao cho bằng mặt thùng. - Đem cân thùng đã đầy Ximăng, được giá trị m 2 (g). - Khối lượng thể tích của Ximăng được tính theo công thức (2-1) như sau: γ o = (m 2 - m 1 )/2830 (g/cm 3 ) c.Kết quả thí nghiệm: Đổ đống Lèn STT lần 1 2 1 2 m 1 ( g) 2567 m 2 ( g) 5464 5463 6165 6160 γ o = 2830 12 mm  (g/cm 3 ) 1.22 1.22 1.51 1.51 │γ o2 -γ o1 │ 0 0 Kết luận γ o = 1.22 1.51 Vậy γ o(đổ đống) =1.2(g/cm 3 ) γ o(lèn) =1.5(g/cm 3 ) d.Nhận xét kết quả thí nghiệm: 2. Xác định khối lượng thể tích của cát: a. Dụng cụ, thiết bị, nguyên liệu: - Lò sấy, bình hút ẩm. - Cân kỹ thuật, độ chính xác 1 gam. - Thùng chứa 2.83 lít. - Cát cần có cho các lần thí nghiệm. b. Trình tự thí nghiệm: - Đem cát sấy đến khối lượng không đổi. - Xác định khối lượng của thùng đong thể tích bằng cân kỹ thuật, được giá trị m 2 (g). - Cát được đổ vào thùng đong thể tích thông qua 1 phểu. Miệng đay scủa phểu nằm cách đáy mặt thùng đong là 10cm. - Dùng dao gạt từ giữa sang 2 bên sao cho bằng mặt thùng. - Đem cân thùng đã chứa đầy cát, được giá trị m 2 ( g). - Khối lượng thể tích của cát được tính theo công thức (2-1) như sau: γ o = 2830 12 mm  (g/cm 3 ). c. Kết quả thí nghiệm: Đổ đống Đầm chặt STT lần 1 2 1 2 m 1 ( g) 2567 m 2 ( g) 6870 6866 7330 7325 γ o = 2830 12 mm  (g/cm 3 ) 1.52 1.52 1.68 1.68 │γ o2 -γ o1 │ 0 0 Kết luận γ o = 1.52 1.68 Vậy γ o(đổ đống) =1.5(g/cm 3 ) γ o(lèn) =1.7(g/cm 3 ) d. Nhận xét kết quả: 3. Xác định khối lượng thể tích của đá: a. Dụng cụ, thiết bị, nguyên liệu: - Cân kỹ thuật độ chính xác 1 gam. - Cân đông hồ độ chúnh xác 200 gam. - Thùng đong thể tích 14.16 lít. - Đá cần có cho các lần thí nghiệm. b. Trình tự thí nghiệm: - Đá được phơi khô. - Xác định khối lượng của thùng đong 14.16 lít bằng cân kỹ thuật, được giá trị m 1 ( gam). - Đá được đổ vào thùng đong, độ cao rơi với miệng thùng đong là 10cm. - Dùng thứơc gạt từ giữa sang 2 bên sao cho bằng mặt thùng. - Đem cân thùng đã chứa đầy đá( dùng cân đồng hồ), được giá trị m 2 ( gam). - Khối lượng thể tích của cát được tính theo công thức (2-1) như sau γ o = 14160 12 mm  (g/cm 3 ). c. Kết quả thí nghiệm: Không đầm Đầm m 1 ( g) 734 730 m 2 ( g) 20840 23029 γ o = 14160 12 mm  (g/cm 3 ) 1.42 1.63 d. Nhận xét kết quả: 4. Xác định khối lượng thể tích của gạch 4 lỗ: a. Dụng cụ, thiết bị, nguyên liệu: - Lò sấy,bình hút ẩm. - Cân kỹ thuật, độ chính xác 0.1 gam. - Thước kẹp và thứơc gập để đo chiều dài. - Gạc đất sét nung cần cho các lần thí nghiệm. b. Trình tự thí nghiệm: - Đem gạch đem sấy đến khối lượng không đổi. - Dùng cân kỹ thuật để cân khối lượng G của mỗi viên gạch(g). - Dùng thước đo các cạnh của viên gạch. Quy ước: cạnh dài nhất là a, cạnh ngắn nhất là c, cạnh còn lại là b. Mỗi cạnh đo 3 lần và lấy giá trị trung bình cộng để làm giá trị tính toán của cạnh đó: a TB =(a 1 + a 2 + a 3 )/3 (cm) b TB =(b 1 + b 2 + b 3 )/3 (cm) c TB =(c 1 + c 2 + c 3 )/3 (cm) - Xác định thể tích tự nhiên của viên gạch( có tính độ rỗng hiình học) theo công thức: V o = a TB x b TB x c TB (cm 3 ) - Xác định khối lượng thể tích biểu kiến của viên gạch theo công thức: γ o =G/V o (g/cm 3 ) c. Kết quả thí nghiệm: STT S ố đo a(cm) b (cm) C (cm) G( g) 1 18.47 8.27 8.30 1311 2 18.50 8.20 8.23 3 18.50 8.40 8.20 Tìung bình 18.49 8.29 8.24 V o (cm 3 ) 1263.04 γ o =G/V o =1311/1263.04= 1.04(g/cm 3 ). c. Nhận xét kết quả: 5. Khối lượng thể tích của gạch 2 lỗ: Trình tự thí nghiệm như gạch 4 lỗ, kết quả như sau: STT S ố đo a(cm) b (cm) C (cm) G( g) 1 17.9 8.00 4.2 914 2 17.87 7.9 4.2 893 3 17.8 8.00 4.2 912 Tìung bình 17.86 7.97 4.20 906.33 V o (cm 3 ) 597.85 γ o =G/V o =906.33/597.85= 1.52(g/cm 3 ). 6. Xác định khối lượng thể tích của Bêtông: Mục đích, ý nghĩa, cơ sở lý thuyết, thiết bị, dụng cụ, nguyên liệu, trình tự thí nghiệm như xác định khối lượng thể tích của gạch đất sét nung.Ta được kết quả thí nghiệm như sau: STT S ố đo a 1 (cm) a 2 (cm) a 3 (cm) G( g) 1 15.0 15.1 15.2 8068 2 15.1 15.1 15.2 3 15.0 15.0 15.1 Tìung bình 15.03 15.07 15.17 V o (cm 3 ) 3436.04 γ o =G/V o = 8068/3436.04=2.35(g/cm 3 ). [...]... phải trộn mẻ khác vơí lượng nước nhiều hơn hoặc ít hơn 0.5% 4 Kết quả thí nghiệm: Lần 1 Lần 2 m ximăng ( g) 400 400 Tỷ lệ N/X ( %) 25 27 Kim Vica cách đáy (mm) 12 0 Lấy lượng nước tiêu chuẩn của ximăng ứng với trường hợp kim Vica cách đáy 6mm.Từ kết quả thí nghiệm trên ta suy ra lượng nước tiêu chuẩn là 26% 5 Nhận xét kết quả: II Thí nghiệm xác định Mác Ximăng: 1.Cơ sở lý thuyết: - Mác Ximăng được xác... hành thí nghiệm uốn mẫu, mỗi mẫu thử bị gãy thành2 nửa + Sau đó tiến hành thí nghiệm xác định cường độ chịu nén với 6 nửa mẫu tương ứng - Giá trị cường độ chịu nén được tính toán: Rn=P/F (kG/cm2) Trong đó: P: lực nén phá hoại ứng với mỗi nửa mẫu thử F= 16cm2: Tiết diện chịu lực của mỗi nửa mẫu - Mác ximăng là trị số trung bình của 4 kết quả gần nhau nhất trong 6 kết quả nén được 2 Kết quả thí nghiệm: sau... thu được từ thí nghiệm uốn đá ximăng: Lực phá hoại Khả năng chịu nén Kết luận(lấy 4 giá trị mẫu(kG) Rn=P/F (kG/cm2) gần nhất) 1 2667.0 166.69 nhận 2 2780.0 173.75 nhận 3 3110.0 194.38 loại 4 2212.0 nhận 138.25 5 2246.5 140.41 nhận 6 1894.0 118.38 loại 2 Rn=(166.69+173.75+138.25+140.41)/4=154.78(kG/cm )= 15.5MPa 3 Nhận xét kết quả: - Từ thí nghiệm ta kết luận Mác ximăng được đem làm thí nghiệm là 150... thể tích xốp của cát( g/cm3) III Dụng cụ thí nghiệm: - Cân kỹ thuật sai số 10g - Côn hình nón cụt - Bộ khuôn 3 ngăn, kích thước 15x15x15cm - Bay, giá xúc, thau trộn - Thước lá kim loại - Que đầm bằng sắt tròn Ø16 dài 600mm - Bể dưỡng hộ và một số dụng cụ khác Khuôn kích thước 15x15x15 cm Các dụng cụ xác định độ sụt bêtông IV Tiến hành thí nghiệm: 1 Yêu cầu thí nghiệm: - Thiết kế bêtông mác 200 - Độ... đích thí nghiệm: - Làm quen với phương pháp và thao tác thí nghiệm xác định mác bêtôngximăng - Từ số liệu nén phá hoại mẫu trên thực tế, chúng ta đưa ra nhận xét về độ bền nén so với thiết kế là đạt hay chưa đạt, đánh giá sơ bộ độ bền của công trình hoặc cấu kiện làm từ hỗn hợp bêtông mà ta đúc mẫu II Cơ sở lý thuyết: - Mác bêtông là giá trị giới hạn cường độ chịu nén trung bình của các mẫu thí nghiệm. .. Diện tích chịu lực( cm2) - Kết qủa thí nghiệm xác định cường đọ nén của bêtông lấy bằng trị số trung bình cộng từ 3 giá trị cường độ của 3 mẫu thử, trong đó giá trị lớn nhất và nhỏ nhất không được chênh lệch quá 15% so với giá trị trung bình mẫu II Dụng cụ thí nghiệm: Máy nén mẫu Máy nén để xác định cường độ chịu nén của mẫu bê tông (Máy ADR 2000) III Trình tự thí nghiệm: Chọn 2 mặt láng nhất và song... 74.11 97.35 99.49 4 Nhận xét kết quả: a Đối với Đá: - Từ kết quả thí nghiệm rây sang, ta thu được bảng sau: Dmin 0.5(Dmax+Dmin) Dmax D(mm) 12.5 22.25 32 Lương sót tích 90-100 40-70 0-10 luỹ yêu cầu Ai(%) Lượng sót tích 93.83 49.68 7.18 luỹ Ai(%) Kết luận thoả thoả thoả 1.25Dmax 40 0 0 thoả - Dựa vào bảng trên ta thấy, lô đá được đem làm thí nghiệm có đường biểu diễn thành phần hạt nằm trong vùng cho phép,... nghĩa, mục đích thí nghiệm: - Tính toán cấp phối bêtông là chọn một tỷ lệ phối hợp hợp lý giữa các thành phần nguyên liệu trong bêtông để chế tạo bêtông đạt được các chỉ tiêu, tính chất yêu cầu( tính công tác, cường độ, tính chống thấm, ) đồng thời đạt được hiệu quả kinh tế( tiết kiệm được liều lượng ximăng sử dụng) - Mác bêtông là giá tri giới hạn cường độ chịu nén trung bình của các mẫu thí nghiệm hình...Bài 2: XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TIÊU CHUẨN CỦA XIMĂNG VÀ MÁC XIMĂNG I Mục đích thí nghiệm: - Làm quen với phương pháp và thao tác thí nghiệm xác định 2 đại lượng: lượng nước tiêu chuẩn của Ximăng và mác Ximăng - Từ hồ Ximăng có độ dẻo tiêu chuẩn, ta có thể xác định được thời gian ninh kết của hồ Ximăng và... của phòng thí nghiệm và 27 ngày tỷong môi trường nước có nhiệt độ thường 2.Dụng cụ, thiết bị, nguyên liệu: - Khuôn đúc mẫu kích thước 4x4x16cm - Chày đầm có kích thước mặt đáy 3.5x3.5cm - Cân kỹ thuật độ chính xác 0.1g, ống đong thuỷ tinh 500, pipet - Chảo hình chỏm cầu và bay( khi trộn tay) hoặc máy trộn - Máy uốn và ép mẫu, tấm đệm ép - Ximăng, cát tiêu chuẩn, nước sạch 1 Trình tự thí nghiệm: - . ximăng. - Kết quả thí nghiệm ( chính xác đến đến 0.1g/cm 3 ) là trị số trung bình cộng của 2 lần thí nghiệm, sai số 2 lần thí nghiệm không quá 0.02g/cm 3 . c. Kết quả thí nghiệm: Lần 1 Lần. γ a = )( 12 mmG G  - Kết quả thí nghiệm ( chính xác đến 0.1g/cm 3 ) là trị số trung bình của 2 lần thí nghiệm, sai số 2 thí nghiệm này không chênh nhau quá 0.02g/cm 3 . c. Kết quả thí nghiệm: Lần 1 Lần. quả: - Từ thí nghiệm ta kết luận Mác ximăng được đem làm thí nghiệm là 150 Bài 3: PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HẠT CỦA CỐT LIỆU DÙNG THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊTÔNG. I.Mục đích, ý nghĩa thí nghiệm: -