BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG BÀI 1 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG RIÊNG CỦA XIMĂNG – CÁT XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG THỂ TÍCH CỦA XIMĂNG – CÁT – ĐÁ – GẠCH ĐẤT SÉT NUNG MỤC ĐÍCH CỦA BÀI THÍ NGHIỆM  Làm quen với phương pháp và thao tác thí nghiệm xác đònh hai chỉ tiêu vật lý cơ bản – khối lượng riêng và khối lượng thể tích - của các vật liệu: ximăng, cát, đá, gạch đất sét nung.  ng dụng bài học để xác đònh khối lượng riêng và khối lượng thể tích của một số loại vật liệu để đưa vào các ứng dụng như: xác đònh khối lượng công trình, tính cấp phối bêtông v v. 1. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG RIÊNG Khối lượng riêng của vật liệu là khối lượng của một đơn vò thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc. Công thức tính: a a V m = γ (1-1) ) m cm ( vò đơn liệu,vật của đặc toàn hoàntích thểlà :V ) tấn kg;(g; vò đơn khô,toàn hoànthái trạngở liệuvật của lượng là khối : m tấn/m;kg/m;g/cm ( vò đơn liệu,vật của riênglượng là khối : :đó Trong 33 a 333 a ; ) γ 1.1. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG RIÊNG CỦA XIMĂNG Dụng cụ, thiết bị và nguyên vật liệu cần có trong thí nghiệm. Cân kỹ thuật, độ chính xác 0.1g. Bình Le chatelie (H 1-1). Phểu, pipet, đũa thủy tinh, giá xúc, giấy thấm. Tủ sấy, bình hút ẩm. Ximăng, dầu hỏa. TS. TRẦN VĂN MIỀN; ThS. KIM HUY HOÀNG 1 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Trình tự thí nghiệm. Chúng ta quy ước rằng: trong mỗi hạt ximăng không tồn tại lổ rỗng kín. Do đó, thể tích đặc của mẫu ximăng thí nghiệm chính là tổng thể tích của từng hạt ximăng trong mẫu đó. Để xác đònh thể tích đặc của mẫu ximăng đem thí nghiệm chúng ta dùng phương pháp “ thể tích chất lỏng bò chiếm chổ “. Để xác đònh khối lượng mẫu ximăng đem thí nghiệm thì ta dùng phương pháp cân. Trình tự tiến hành thí nghiệm:  Ximăng được sấy khô ở nhiệt độ 105 – 110 0 C trong hai giờ; sau đó, để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng thí nghiệm. Sàng ximăng qua sàng 0.63 để loại bỏ tạp chất và hạt ximăng đã vón cục.  Đổ dầu hỏa vào bình Le chatelier tới khi mặt thoáng của dầu ở vạch số không (0) (dùng phểu thủy tinh để cho dầu vào bình). Dùng giấy thấm hết các giọt dầu dính ở thành bình ( phía trên mặt thoáng ).  Cân 65g ximăng đã chuẩn bò ở các bước trên. TS. TRẦN VĂN MIỀN; ThS. KIM HUY HOÀNG 2 Hình 1-1 – Bình Le chatelier BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG  Cho 65g ximăng từ từ vào bình Le chatelier. Sau đó, xoay nhẹ bình để không khí trong xi măng thoát hết ra ngoài ( không còn bọt khí xuất hiện ).  Ghi lại vò trí mặt thoáng của dầu trong bình Le chatelier. Thể tích tăng thêm của dầu chính là thể tích đặc của 65 gam ximăng.  Khối lượng riêng của ximăng được tính theo công thức (1-1): aa a VV m 65 == γ (g/cm 3 ) Kết quả thí nghiệm xác đònh khối lượng riêng của ximăng (chính xác đến 0,1g/cm 3 ) là trò số trung bình cộng của 2 lần thí nghiệm, mà kết quả 2 lần thử này không sai nhau quá 0,02g/cm 3 . 1.2. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG RIÊNG CỦA CÁT Dụng cụ, thiết bò và nguyên vật liệu cần có trong thí nghiệm. Cân kỹ thuật, độ chính xác 0.1g. Bình khối lượng riêng có vạch chuẩn. Phểu, pipet, đũa thủy tinh, giá xúc, giấy thấm. Tủ sấy, bình hút ẩm. Cát, nước. Trình tự thí nghiệm. Chúng ta quy ước rằng: trong mỗi hạt cát không tồn tại lổ rỗng kín. Do đó, thể tích đặc của mẫu cát thí nghiệm chính là tổng thể tích của từng hạt cát trong mẫu đó. Để xác đònh thể tích đặc của mẫu cát đem thí nghiệm chúng ta dùng phương pháp “ thể tích chất lỏng bò chiếm chổ “. Để xác đònh khối lượng mẫu cát đem thí nghiệm thì ta dùng phương pháp cân. Trình tự tiến hành thí nghiệm:  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 TS. TRẦN VĂN MIỀN; ThS. KIM HUY HOÀNG 3 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG khối lượng không đổi ở nhiệt độ 105 – 110 0 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 bò ở trên.  Cho 500g cát vào bình khối lượng riêng thật chậm. Nếu lượng nước trong bình chưa ngập hết cát thì ta thêm vào cho ngập qua cát. Sau đó, lắc nhẹ bình để không khí trong cát thoát hết ra ngoài ( không còn bọt khí thoát ra ).  Tiếp tục cho nước vào bình tới khi mực nước đến vạch chuẩn.  Đem cân bình, ghi lại khối lượng m 2 (g).  Đổ hết cát và nước trong bình ra, rửa sạch bình.  Khối lượng riêng của cát cũng tuân theo công thức (1-1). Ta tính như sau: )(500 500 )( 1212 mmmmG G a −− = −− = γ (g/cm 3 ) Kết quả thí nghiệm xác đònh khối lượng riêng của cát (chính xác đến 0,1g/cm 3 ) là trò số trung bình cộng của 2 lần thí nghiệm, mà kết quả 2 lần thử này không sai nhau quá 0,02g/cm 3 . 2. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG THỂ TÍCH Khối lượng thể tích của vật liệu là khối lượng của một đơn vò thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên. Công thức tính: 0 0 V m = γ (2-1) ) m cm ( vò đơn liệu,vật của nhiêntự thái trạngở tích thểlà :V ) tấn kg;(g; vò đơn nhiên,tự thái trạngở liệuvật của lượng là khối : m tấn/m;kg/m;g/cm ( vò đơn liệu,vật của tích thể lượng là khối : :đó Trong 33 0 333 0 ; ) γ TS. TRẦN VĂN MIỀN; ThS. KIM HUY HOÀNG 4 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Cần chú ý rằng khối lượng thể tích của vật liệu phụ thuộc vào độ ẩm ( vì khối lượng ở trạng thái tự nhiên phụ thuộc vào độ ẩm ) , do đó khi xác đònh đại lượng này thì phải nói rõ là xét ở độ ẩm nào. Đối với vật liệu rời ( ximăng, cát, đá … ), để xác đònh khối lượng thể tích, ta sẻ ấn đònh trước thể tích của vật liệu bằng cách đổ vật liệu từ một độ cao nhất đònh xuống 1 thùng đong biết trước thể tích. Đối với vật liệu có kích thước rõ ràng và dể đo ( gạch đất sét nung, tấm lát nền tráng men, gạch bông ximăng …), để xác đònh thể tích, ta sẻ đo kích thước 3 chiều. Đối với vật liệu có hình dáng rõ ràng thì cần chú ý: độ rỗng của vật liệu gồm độ rỗng cấu trúc và độ rỗng hình học vật thể do đó khi xác đònh khối lượng thể tích mà có tính đến thể tích rỗng do dạng hình học thì đó chính là khối lượng thể tích biểu kiến. 2.1. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG THỂ TÍCH CỦA XIMĂNG 2.1.1. Dụng cụ, thiết bò và nguyên vật liệu cần có Cân kỹ thuật, độ chính xác 1 gam. Lò sấy, bình hút ẩm. Thùng chứa 2.83 lít. Ximăng cần có cho các lần thí nghiệm. 2.1.2. Trình tự thí nghiệm  Đem ximăng sấy khô đến khối lượng không đổi.  Xác đònh khối lượng của thùng đong 2.83 lít bằng cân kỹ thuật, được giá trò (m 1 gam).  Ximăng được đổ vào thùng có thể tích 2.83 lít thông qua 1 phểu. Miệng tháo của phểu nằm cách mặt thùng đong là 10 cm.  Dùng dao gạt từ giữa sang 2 bên sao cho bằng mặt thùng.  Đem cân thùng đã chứa đầy ximăng, được giá trò (m 2 gam).  Khối lượng thể tích của ximăng tuân theo công thức (2-1). Ta tính như sau: 2830 12 0 mm − = γ (g/cm 3 ) TS. TRẦN VĂN MIỀN; ThS. KIM HUY HOÀNG 5 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG 2.2. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG THỂ TÍCH CỦA CÁT. 2.2.1. Dụng cụ, thiết bò và nguyên vật liệu cần có. 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. 2.2.2. Trình tự thí nghiệm.  Đem cát sấy tới khối lượng không đổi.  Xác đònh khối lượng của thùng đong 2.83 lít bằng cân kỹ thuật, được giá trò (m 1 gam).  Cát được đổ vào thùng có thể tích 2.83 lít thông qua 1 phểu. Miệng tháo của phểu nằm cách mặt thùng đong là 10 cm.  Dùng dao gạt từ giữa sang 2 bên sao cho bằng mặt thùng.  Đem cân thùng đã chứa đầy cát, được giá trò (m 2 gam).  Khối lượng thể tích của cát tuân theo công thức (2-1). Ta tính như sau: 2830 12 0 mm − = γ (g/cm 3 ) 2.3. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG THỂ TÍCH CỦA ĐÁ. 2.3.1. Dụng cụ và nguyên vật liệu cần có. Cân kỹ thuật độ chính xác 1 gam. Cân đồng hồ, độ chính xác 200 gam. Thùng đong 14.16 lít. Đá cần có cho các lần thí nghiệm. 2.3.2. Trình tự thí nghiệm  Đá được phơi khô.  Xác đònh khối lượng của thùng đong 14.16 lít bằng cân kỹ thuật, được giá trò (m 1 gam).  Đá được đổ vào thùng có thể tích 14.16 lít, độ cao rơi so với miệng thùng đong là 10 cm. TS. TRẦN VĂN MIỀN; ThS. KIM HUY HOÀNG 6 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG  Dùng thước gạt từ giữa sang 2 bên sao cho bằng mặt thùng.  Đem cân thùng đã chứa đầy đá (dùng cân đồng hồ), được giá trò (m 2 gam).  Khối lượng thể tích của cát tuân theo công thức (2-1). Ta tính như sau: 14160 12 0 mm − = γ (g/cm 3 ) 2.4. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG THỂ TÍCH CỦA GẠCH ĐẤT SÉT NUNG. 2.4.1. Dụng cụ và nguyên vật liệu cần có. Lò sấy, bình hút ẩm. Cân kỹ thuật, độ chính xác 0.1 gam. Thước kẹp và thước gập để đo dài. Gạch đất sét nung cần cho thí nghiệm. 2.4.2. Trình tự thí nghiệm.  Đem gạch sấy tới khối lượng không đổi.  Dùng cân kỹ thuật để cân khối lượng G của mỗi viên gạch, đơn vò (g).  Dùng thước đo các cạnh của viên gạch. Quy ước: cạnh dài nhất là (a), cạnh ngắn nhất là (c) và cạnh có chiều dài trung gian là (b). Mỗi cạnh đo 3 lần và lấy giá trò trung bình cộng để làm giá trò tính toán của cạnh đó. 3 321 aaa a TB ++ = (cm) 3 321 bbb b TB ++ = (cm) 3 321 aaa a TB ++ = (cm) TS. TRẦN VĂN MIỀN; ThS. KIM HUY HOÀNG 7 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG  Xác đònh thể tích tự nhiên của viên gạch (có tính độ rỗng hình học) theo công thức: TBTBTBTB cbaVV ** 0 == (cm 3 )  Xác đònh khối lượng thể tích biểu kiến của viên gạch theo công thức: 0 0 V G = γ (g/cm 3 ) 3. NHẬN XÉT VỀ THÍ NGHIỆM TS. TRẦN VĂN MIỀN; ThS. KIM HUY HOÀNG 8 . BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG BÀI 1 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯNG RIÊNG CỦA XIMĂNG – CÁT XÁC ĐỊNH KHỐI. ẩm. Ximăng, dầu hỏa. TS. TRẦN VĂN MIỀN; ThS. KIM HUY HOÀNG 1 BÀI GIẢNG THÍ NGHIỆM VLXD ĐẠI CƯƠNG Trình tự thí nghiệm. Chúng ta quy ước rằng: trong mỗi hạt