Giáo trình Thí nghiệm và kiểm định chất lượng vật liệu xây dựng (Ngành: Công nghệ kỹ thuật vật liệu xây dựng - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Xây dựng số 1

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:39

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Thí nghiệm và kiểm định chất lượng vật liệu xây dựng (Ngành: Công nghệ kỹ thuật vật liệu xây dựng - Cao đẳng)" được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên nắm được các kiến thức về: Thí nghiệm kiểm định chất lượng gạch; thí nghiệm kiểm định chất lượng xi măng; thí nghiệm xác định kiểm định chất lượng vữa xây; kiểm tra cường độ chịu nén của bê tông;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Thí nghiệm và kiểm định chất lượng vật liệu xây dựng (Ngành: Công nghệ kỹ thuật vật liệu xây dựng - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Xây dựng số 1

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG SỐ 1 ------ 000 ------ GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 389ĐT/QĐ- CĐXD1 ngày 30 tháng 9 năm 2021 của Hiệu trưởng trường CĐXD số 1) Hà Nội, năm 2021 1
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2
LỜI MỞ ĐẦU Giáo trình thí nghiệm và kiểm định chất lượng vật liệu xây dựng được biên soạn phục vụ cho việc học thực hành môn Vật liệu xây dựng của sinh viên trình độ Cao đẳng ngành kỹ thuật vật liệu xây dựng. Tài liệu này cũng có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho cán bộ kỹ thuật của các đơn vị tư vấn giám sát, thi công xây dựng trong công tác kiểm tra, kiểm định chất lượng đối với các vật liệu thông dụng, là môn học cơ sở ngành nhằm cung cấp các kiến thức về thí nghiệm vật liệu xây dựng. Giáo trình thí nghiệm và kiểm định chất lượng vật liệu xây dựng do bộ môn Cơ Xây dựng gồm: T.s Nguyễn Gia Ngọc, Th.s Phạm Thị Vinh Lanh, Th.s Lê Thế Huy đã và đang giảng dạy trực tiếp trong bộ môn cùng tham gia biên soạn. Giáo trình này được viết theo đề cương môn học Thí nghiệm và kiểm định chất lượng vật liệu xây dựng, tuân thủ theo các quy tắc thống nhất của Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO). Ngoài ra giáo trình còn bổ sung thêm một số kiến thức mà trong các giáo trình trước chưa đề cập tới. Nội dung gồm 05 bài thí nghiệm bao gồm: - Bài 1: Thí nghiệm kiểm định chất lượng gạch - Bài 2: Thí nghiệm kiểm định chất lượng xi măng - Bài 3: Thí nghiệm xác định kiểm định chất lượng vữa xây - Bài 4: Kiểm tra cường độ chịu nén của bê tông. - Bài 5: Thí nghiệm kiểm tra chất lượng cốt thép. Trong quá trình biên soạn, nhóm giảng viên Bộ môn Cơ Xây dựng, khoa xây dựng của Trường Cao đẳng Xây dựng Số 1 - Bộ Xây dựng, đã được sự động viên quan tâm và góp ý của các đồng chí lãnh đạo, các đồng nghiệp trong và ngoài trường. Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng trong quá trình biên soạn, biên tập và in ấn khó tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi xin được lượng thứ và tiếp thu những ý kiến đóng góp. Trân trọng cảm ơn! 3
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: Thí nghiệm và kiểm định chất lượng vật liệu xây dựng Mã môn học: MH30 Thời gian thực hiện môn học: 45 giờ. Trong đó: - Lý thuyết: 0 giờ; - Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 43 giờ; - Kiểm tra: 2 giờ. I. Vị trí, tính chất của môn học - Vị trí: + Môn học được bố trí ở kỳ học 4 + Môn học tiên quyết: Vật liệu xây dựng - Tính chất: Là môn học cơ sở ngành II. Mục tiêu môn học Học xong môn này người học có khả năng: II.1. Kiến thức - Hiểu rõ hơn các phương pháp thí nghiệm và kiểm định chất lượng Vật liệu xây dựng. II.2. Kỹ năng - Biết làm được các thí nghiệm về kiểm định chất lượng vật liệu xây dựng. - Đánh giá được chất lượng vật liệu theo TCVN; II.3. Năng lực tự chủ và trách nhiệm - Dựa vào những kiến thức và kỹ năng đã học để áp dụng vào thực tế công việc sau này và thực hiện một cách nghiêm túc, khách quan. 4
Danh mục các từ viết tắt STT Ký hiệu Chú thích 1 VLXD Vật liệu xây dựng 2 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 3 VL Vật liệu 4 KLTT Khối lượng thể tích 5 KLR Khối lượng riêng 6 XM Xi măng 7 HHBT Hỗn hợp bê tông 8 BT Bê tông 9 N Nước 10 C Cát 11 Đ Đá 12 CLL Cốt liệu lớn 5
BÀI 1: Thí nghiệm kiểm định chất lượng gạch Mục tiêu bài học - Kiểm tra đánh giá chất lượng của gạch đất sét nung và gạch không nung. 1. GẠCH ĐẤT SÉT NUNG 1.1. Xác định kích thước và khuyết tật ngoại quan Đánh giá ngoại hình là tiêu chuẩn đầu tiên cho việc kiểm tra chất lượng gạch đất sét nung, đồng thời là điều kiện để gạch đất sét nung được kiểm tra tiếp các chỉ tiêu kỹ thuật khác. Việc đánh giá ngoại hình bao gồm các vấn đề: kích thước, hình dáng, mức độ cong vênh, nứt nẻ, sứt mẻ, độ đồng đều về màu sắc và âm thanh khi gõ... Một tổ mẫu thí nghiệm gồm 05 viên mẫu gạch nguyên và lấy giá trị trung bình của 05 mẫu. 1.1.1. Phương pháp thí nghiệm " Quan sát và đánh giá các mẫu bằng mắt thường, đo đạc trực tiếp trên mẫu bằng thước " Trích dẫn: TCVN 6355:2009 – Gạch xây: Phương pháp thử 1.1.2. Dụng cụ, thiết bị - Thước kẹp có độ chính xác 0,1mm. - Thước lá (thước thép) có độ chính xác 1mm. - Tủ sấy. 1.1.3. Trình tự thí nghiệm - Chuẩn bị 01 tổ mẫu gồm 05 viên gạch nguyên; - Sấy khô mẫu đến khối lượng không đổi và để nguội đến nhiệt độ phòng; - Đánh giá hình dáng: Quan sát hình dáng của viên gạch (hình hộp chữ nhật); - Đo kích thước: Dùng thước thép đo 3 kích thước (l x b x h), mỗi kích thước đo 03 lần và lấy giá trị trung bình (hình 5a), chính xác đến 1mm; - Kiểm tra độ sứt cạnh: Đếm số vết sứt và đo kích thước vết lớn nhất (hình 5b) trên 03 mặt điển hình. - Kiểm tra vết nứt: Đếm số vết nứt và đo chiều dài, bề rộng vết nứt trên 3 mặt điển hình của viên gạch. - Kiểm tra độ cong vênh: Dùng cạnh thẳng của thước thép đặt lên bề mặt của viên gạch, đo độ cong vênh tại vị trí có độ chênh lệch lớn nhất (hình 5c). Kiểm tra trên 3 mặt điển hình. - Đánh giá màu sắc của viên gạch: Đỏ tươi → vừa lửa; xám →quá lửa; đỏ nhạt (hồng nhạt) → non lửa. - Đánh giá âm thanh: Dùng búa nhỏ để gõ, hoặc gõ 2 viên gạch vào nhau để nghe âm thanh: Trong, vang  đặc, chắc; rè  nứt... 1.1.4. Tính toán kết quả Ghi lại các giá trị đo và quan sát vào biểu ghi (theo mẫu báo cáo) Đánh giá chất lượng của mẫu gạch theo bảng 1. Bảng 1-1: Quy định chỉ tiêu kích thước và khuyết tật ngoại quan của gạch đất sét nung 6
Chỉ tiêu Yêu cầu Dài (l) Rộng (b) Cao (h) Kích thước (mm) 2206 1104 603 - Gạch đặc: Không lớn hơn 4mm; Độ cong vênh - Gạch rỗng: Không lớn hơn 5mm. - Gạch đặc: Không quá 01 vết có chiều dài 20mm; Vết nứt - Gạch rộng: Không quá 01 vết có chiều dài 60mm; Số vết sứt cạnh, sứt góc sâu từ 5 mm đến 10 mm, kéo dài theo Vết sứt cạnh từ 10 mm đến 15 mm không lớn hơn 01 vết b s s h l (a) (b) g c c f f (c) Hình 1-1: Đo kích thước mẫu (a) và khuyết tật ngoại quan (b,c) 1.2. Xác định độ hút nước 1.2.1. Phương pháp thí nghiệm " Phương pháp ngâm mẫu từ từ trong nước " 1.2.2. Dụng cụ, thiết bị - Tủ sấy, bình chống ẩm; - Thùng ngâm, 2 đũa thuỷ tinh; - Thước thép, độ chính xác 1 mm; - Đồng hồ đo thời gian; - Cân kỹ thuật, độ chính xác 0,5 g; - Dụng cụ khác: bút đánh dấu, giẻ lau... - Vật liệu: Gạch đất sét nung, nước. Hình 1-2: Sơ đồ ngâm mẫu gạch 7
1.2.3. Trình tự thí nghiệm - Sấy khô VL, cân được mo; - Chia chiều cao viên gạch (h) làm 4 phần bằng nhau và đánh dấu; - Đặt mẫu gạch vào trong thùng ngâm kê trên 2 đũa thuỷ tinh; - Đổ từ từ nước vào trong âu thuỷ tinh đến độ cao 1/4 h; - Dùng đồng hồ đo thời gian ngâm trong 5 phút; - Lấy mẫu ra, dùng giẻ lau nhanh bề mặt cho khô, cân được m1; - Tiếp tục làm như trên với các chiều cao 2/4 h, 3/4 h, h. Cân mẫu tương ứng được m2, m3, m4. Chú ý: thí nghiệm cuối cùng mặt nước cách mặt viên gạch ít nhất 20 mm. m(g) m4 m3 m2 m1 0 5 10 15 20 t (phút) Hình 1-3: Đồ thị quan hệ độ tăng khối lượng – thời gian ngâm mẫu 1.2.4. Tính toán kết quả Độ hút nước theo khối lượng của từng mẫu thử tính bằng % theo công thức: m4  m0 Hp= .100 ; [%] mo Kết quả là trung bình cộng của 3 lần thử. Chú ý: Ngoài việc xác định hộ hút nước theo khối lượng ta có thể xác định độ hút nước theo thể tích của vật liệu khi biết độ hút nước theo khối lượng (H p) và KLTT tiêu chuẩn (  vtc ) của mẫu thông qua công thức liên hệ sau: vtc Hv  H p. ; [%] với ρn =1 (g/cm3) n 1.3. Xác định cường độ chịu nén 1.3.1. Phương pháp thí nghiệm " Phương pháp phá hoại mẫu " Trích dẫn: TCVN 6355:2009 – Gạch xây: Phương pháp thử 1.3.2. Dụng cụ, thiết bị - Máy nén thủy lực có thang đo phù hợp, sai số không lớn hơn ±2%; - Máy cắt gạch; - Thước thép, độ chính xác 1mm; - Chảo, bay tiêu chuẩn, ống đong 250 ml; - Dụng cụ khác: tấm kính, thùng ngâm; 8
- Vật liệu: xi măng PC30, cát lọt qua sàng 1,25 mm. 1.3.3. Trình tự thí nghiệm - Chuẩn bị mẫu thử: + Dùng thước thép chia đôi viên gạch theo cạnh dài nhất và đánh dấu 2 bên của vạch cần cưa; + Dùng máy cưa, cưa đôi viên gạch, chú ý mặt cắt P F1 phải vuông góc với cạnh viên gạch; D¶i v÷a + Ngâm các nửa viên gạch vào nước trong 5 phút; + Trộn hồ xi măng hoặc vữa xi măng cát mịn (X/C=1/3), N/X= 0,5; + Vớt 2 nửa viên gạch ra, gắn chúng lại bằng hồ xi măng (dày 3 mm) hoặc vữa xi măng cát (dày 5 mm), chú ý 2 cạnh đánh dấu (2 đầu cắt) phải nằm về 2 phía khác F2 nhau (hình 8). Hình 1-4: Chế tạo mẫu nén gạch + Xác định mặt chịu nén và dùng hồ XM hoặc vữa trát lên 2 mặt chịu nén lớp vữa phẳng và song song (dùng tấm kính để làm phẳng và hết bọt khí trên bề mặt lớp vữa), chiều dày lớp vữa không quá 3mm đối với hồ xi măng và không quá 5mm với vữa xi măng cát (hình 8); + Dưỡng hộ tự nhiên trong 72 giờ. - Thử nén: + Xác định diện tích của 2 mặt chịu nén bằng thước thép và lấy giá trị trung bình  F = (F1+F2)/2; + Đặt mẫu vào máy ép ở tâm mâm ép, tăng lực với tốc độ (0,2-0,3) MPa/s cho đến khi mẫu bị phá hoại, đọc giá trị lực nén  P. 1.3.4. Tính toán kết quả Cường độ chịu nén của mẫu gạch được tính theo công thức sau: P Rn ; [MPa] F Kết quả được tính bằng trung bình cộng trên 05 mẫu thử. Nếu 01 trong 05 kết quả có kết quả sai lệch lớn hơn 35% so với kết quả trung bình thì mẫu đó bị loại bỏ. Khi đó kết quả được tính bằng trung bình cộng của 04 mẫu thử còn lại. Nếu 02 trong 05 mẫu có kết quả sai lệch quá mức 35% thì loại bỏ kết quả của cả tổ mẫu đó và thử lại trên tổ mẫu khác. Kết quả thử lần thứ 2 được coi là kết quả cuối cùng. Chú ý: Với mẫu có chiều cao không nhỏ hơn 2 lần chiều rộng thì kết quả được nhân với hệ số K=1,2. 1.4. Xác định cường độ chịu uốn 1.4.1. Phương pháp thí nghiệm " Phương pháp phá hoại mẫu " Trích dẫn: TCVN 6355:2009 – Gạch xây: Phương pháp thử. 1.4.2. Dụng cụ, thiết bị 9
- Máy nén thủy lực có thang đo phù hợp. Sai số không lớn hơn ±2%; - Giá uốn gạch (hình 9); - Thước thép, độ chính xác 1mm; - Chảo, bay tiêu chuẩn, ống đong 250 ml; - Dụng cụ khác: tấm kính, thùng ngâm; 180mm - Vật liệu: xi măng PC-30, cát lọt qua sàng 1,25 mm. Hình 1-5: Giá uốn gạch 1.4.3. Trình tự thí nghiệm - Chuẩn bị mẫu thử: P + Ngâm các viên gạch vào nước trong 5 phút. D¶i v÷a + Trộn hồ xi măng hoặc vữa xi măng cát mịn (X/C=1/3), N/X=0,5. h + Gắn 3 dải trên 2 mặt viên gạch bằng hồ xi măng (dày 3 mm) hoặc vữa xi măng cát (dày 5 mm) rộng từ 20mm đến 30mm, phân bố các dải 180 mm như hình 10. + Dưỡng hộ tự nhiên trong 72 giờ. Hình 1-6: Sơ đồ uốn mẫu gạch - Thử uốn: + Xác định kích thước tiết diện mặt uốn (chiều cao h, chiều rộng b), không kể chiều dày của dải hồ hoặc vữa bằng thước thép (mỗi kích thước đo 3 lần và lấy giá trị trung bình); + Đặt giá uốn gạch lên máy ép, đặt mẫu uốn vào giá uốn sao cho 2 gối đỡ trùng với tâm dải gắn trên mặt mẫu. Đặt gối truyền lực lên mặt trên mẫu trùng với tâm dải thứ 3. Hạ mâm nén trên xuống sát gối truyền lực rồi chỉnh gối lần nữa; + Tăng lực máy ép với tốc độ 0,5 MPa/s cho đến khi mẫu bị phá hoại, ghi lại giá trị lực phá hoại mẫu P. Chú ý: + Đối với gạch silicat thì không cần phải trát. + Đối với gạch có lỗ không xuyên suốt theo chiều cao, khi uốn cần đặt phần có lỗ rỗng ở phía dưới. 1.4.4. Tính toán kết quả Cường độ chịu uốn của mẫu gạch được tính theo công thức: 3Pl Ru = ; [MPa] 2bh 2 Trong đó: P là lực phá hoại mẫu (N); l là khoảng cách 2 gối đỡ (l =180mm); b,h là bề rộng và chiều cao mẫu thử (mm). Kết quả là trung bình cộng của 5 mẫu thử, chính xác đến 0,1 MPa. Nếu 1 trong 5 kết quả có giá trị sai lệch quá 50% so với giá trị trung bình thì mẫu đó bị loại bỏ. Khi đó kết quả tính bằng trung bình cộng của 4 kết quả còn lại. Nếu có 2 trong 5 kết quả có giá trị sai lệch quá 50% thì loại bỏ kết quả của cả tổ mẫu và thử lại trên tổ mẫu khác. Kết quả thử lần 2 được coi là kết quả cuối cùng. 10
Bảng 1-2: Cường độ chịu nén và uốn của gạch đất sét nung Cường độ chịu nén trung bình Cường độ chịu uốn trung bình Mác gạch (MPa) (MPa) Gạch đặc Gạch rỗng Gạch đặc Gạch rỗng M200 20 - 3,4 - M150 15 - 2,8 - M125 12,5 12,5 2,5 1,8 M100 10 10 2,2 1,6 M75 7,5 7,5 1,8 1,4 M50 5 5 1,6 1,4 M35 - 3,5 - - Chú ý: Cường độ chịu nén và uốn của gạch đất sét nung theo từng mác không nhỏ hơn giá trị nêu trong bảng 1. 2. GẠCH KHÔNG NUNG - AAC Hình 1-7: Gạch bê tông khí chưng áp AAC Trong khuôn khổ của chương trình, tài liệu này chỉ đề cập đến việc xác định cường độ chịu nén của gạch AAC. 2.1. Phương pháp thí nghiệm “ Phương pháp phá hoại mẫu” Trích dẫn TCVN 7959: 2011 Bê tông nhẹ - Gạch bê tông khí chưng áp (AAC) 2.2. Dụng cụ, thiết bị - Máy nén thủy lực có thang đo phù hợp; - Cân kỹ thuật, độ chính xác tới 0,5g; - Tủ sấy; - Thước thép, có độ chính xác tới 1mm; - Máy cắt mẫu và các dụng cụ làm phẳng bề mặt. 2.3. Trình tự thí nghiệm - Mẫu sau khi đạt về kích thước và khuyết tật ngoại quan tiến hành gia công thành 3 viên mẫu hình lập phương cạnh 100 mm như hình 12. Có thể mài hoặc trát thêm một lớp thạch cao hoặc vữa xi măng mỏng (nếu cần); 11
A L/3 L/3 L/3 L/2 L/2 Hình 1-8: Cắt mẫu lập phương xác định cường độ nén * Ghi chú: A là hướng trương nở của mẫu trong quá trình sản xuất; L chiều dài viên gạch AAC. - Trước khi tiến hành thử nén, mẫu thử phải ở trạng thái ẩm từ 5% đến 15% khi xác định theo TCVN 3113:1993. Nếu mẫu thử có độ ẩm lớn hơn 15% thì phải tiến hành sấy ở nhiệt độ (70±5)oC; - Đo lại tiết diện mặt chịu nén, tiết diện mẫu nén chuẩn F=(100 x 100) mm2; - Đặt từng viên mẫu lên thớt nén sao cho lực nén vuông góc với phương trương nở của mẫu gạch khi chế tạo; - Tùy theo cấp cường độ nén dự tính, ta chọn tốc độ gia tải như sau: Bảng 1-3: Tốc độ gia tải nén mẫu gạch AAC Tốc độ gia tải Cấp cường độ nén Cường độ chịu nén (MPa/1giây) thiết kế trung bình tương ứng (MPa) 0,05 B2 đến B3 2,5 – 3,5 0,1 B4 5,0 0,15 B6 7,5 0,2 B8 10,0 - Ghi lại giá trị tải trọng (P) tại thời điểm mẫu bị phá hoại. 2.4. Tính toán kết quả Cường độ chịu nén của gạch AAC được tính theo công thức: P R n = . ; [MPa] F Trong đó:  - là hệ số tính đổi kết quả thử cường độ nén của các viên mẫu có độ ẩm khác độ ẩm chuẩn (10%). Giá trị  được quy định trong bảng sau: Bảng 1-4: Bảng tra hệ số độ ẩm  Giá trị độ ẩm (%) 5 10 15 Hệ số tính đổi  0,90 1,00 1,05 Chú ý: Khi độ ẩm của viên mẫu khác với các giá trị ghi trong bảng trên thì ta có thể xác định giá trị  theo phương pháp nội suy. Trong trường hợp kích thước viên mẫu có kích thước khác viên mẫu chuẩn thì giá trị cường độ nén được nhân thêm với hệ số điều chỉnh theo kích thước (β) trong bảng sau: Bảng 1-5: Bảng hệ số điều chỉnh theo kích thước (β) Chiều cao viên mẫua, Chiều rộng viên mẫu, mm mm 50 100 150 200 ≥250 12
40 0,80 0,70 - - - 50 0,85 0,75 0,70 - - 65 0,95 0,85 0,75 0,70 0,65 100 1,15 1,00 0,90 0,75 0,75 150 1,30 1,20 1,10 0,90 0,95 200 1,45 1,35 1,25 1,10 1,10 ≥250 1,55 1,45 1,35 1,25 1,15 a Chiều cao viên mẫu khi gia công bề mặt 3. GẠCH KHÔNG NUNG XI MĂNG CỐT LIỆU Hình 1-9: Gạch xi măng cốt liệu Trong khuôn khổ của chương trình, tài liệu này chỉ đề cập đến việc xác định cường độ chịu nén của gạch xi măng cốt liệu. 3.1. Phương pháp thí nghiệm “ Phương pháp phá hoại mẫu” Trích dẫn TCVN 6477:2011 - Gạch Bê tông. 3.2. Dụng cụ, thiết bị - Máy nén có thang lực phù hợp; - Thước lá, độ chính xác đến 1mm; - Tấm kính; - Bay, chảo trộn; 3.3. Trình tự thí nghiệm - Chuẩn bị 3 viên mẫu thử nguyên đã đạt tuổi 28 ngày; - Xác định mặt chịu nén, dùng hồ xi măng trát lên 2 mặt chịu nén của viên mẫu, dùng tấm kính làm phẳng sao cho hết bọt khí và vết lõm, 2 lớp trát phải song song với nhau và không dày quá 3mm; - Bảo dưỡng mẫu ở điều kiện tự nhiên trong 72h; - Đo kích thước của mẫu thử, chính xác đến 1mm để tính diện tích chịu nén F; - Đặt mẫu lên máy nén và tiến hành gia tải đến khi mẫu bị phá hoại thì dừng lại và ghi giá trị nén lớn nhất P. Tốc độ gia tải là (0,6±0,2) (MPa/s). 3.4. Tính qoán kết quả Cường độ chịu nén của mẫu được xác định theo công thức: 13
P R n = K. ; [MPa] F Trong đó: K: Hệ số hình dạng của mẫu (xem trong bảng 6): Bảng 1-6: Hệ số hình dạng mẫu nén gạch xi măng cốt liệu (K) Chiều cao Chiều rộng (mm) (mm) 50 100 150 200 ≥250 40 0,80 0,70 - - - 50 0,85 0,75 0,70 - - 65 0,95 0,85 0,75 0,70 0,65 100 1,15 1,00 0,90 0,80 0,75 150 1,30 1,20 1,10 1,00 0,95 200 1,45 1,35 1,25 1,15 1,10 ≥250 1,55 1,45 1,35 1,25 1,15 Chú thích: Chiều cao mẫu được tính sau khi đã làm phẳng mặt. Đối với mẫu có kích thước khác sẽ được tính nội suy. Kết quả là trung bình cộng của 3 mẫu thử. Loại bỏ giá trị có sai lệch quá 15% so với giá trị trung bình. Kết quả là trung bình cộng của các kết quả còn lại. Nếu trường hợp giá trị lớn nhất và nhỏ nhất lệch quá 15% so với viên mẫu trung bình thì bỏ cả 2 kết quả đó. Kết quả cường độ chịu nén của tổ mẫu chính là cường độ của viên mẫu còn lại. 14
BÀI 2. Thí nghiệm kiểm định chất lượng xi măng Mục tiêu bài học - Kiểm tra đánh giá được chất lượng của xi măng qua một số chỉ tiêu cơ bản. 1. Xác định độ mịn 1.1. Phương pháp thí nghiệm “ Phương pháp sàng” Trích dẫn TCVN 4030:2003 – Xi măng: Phương pháp định độ mịn 1.2. Dụng cụ, thiết bị - Tủ sấy, sàng tiêu chuẩn có kích thước 90µm; - Cân kỹ thuật, có độ chính xác 0,01g; - Vật liệu: xi măng PC 30, PCB 30... 1.3. Trình tự thí nghiệm - Sấy khô xi măng đến khối lượng không đổi và để nguội đến nhiệt độ phòng; - Làm tơi xi măng bằng bình thủy tinh có nút kín; - Cân khoảng 10g XM được m0, cho vào sàng (có thể sàng bằng tay hoặc bằng máy). Nếu sàng bằng tay, tiến hành sàng với chuyển động lắc ngang cho đến khi không còn XM lọt qua sàng (có thể lấy tờ giấy trắng đặt phía dưới sàng và lắc thử, đến khi thấy xi măng không rơi xuống hoặc đem cân lượng XM còn sót trên sàng sau 2 lần liên tiếp mà thấy khối lượng không đổi (m1)); - Ghi lượng XM còn sót lại trên sàng (m1). 1.4. Tính toán kết quả Độ mịn của xi măng được xác định theo công thức: m1 R= .100 ; [%] m0 Kết quả là trung bình cộng của 2 lần thử (chính xác đến 0,1%). 2. LƯỢNG NƯỚC TIÊU CHUẨN 2.1. Phương pháp thí nghiệm: “ Phương pháp thử dần bằng dụng cụ kim Vica ” Trích dẫn TCVN 6017:1995 – Xi măng: Xác định thời gian đông kết và độ ổn định. 2.2. Dụng cụ, thiết bị - Cân kỹ thuật, độ chính xác 0,1 g; - Dụng cụ kim Vica (hình 14); - Máy trộn xi măng tiêu chuẩn (hình 15) hoặc bay, chảo dùng để trộn xi măng; - Ống đong 250 ml; - Đồng hồ đo thời gian; - Dao thép hoặc dao thép không gỉ; - Tấm đế bằng kim loại hoặc tấm thuỷ tinh có kích thước 100x100 mm; - Các dụng cụ khác: giẻ lau ẩm...; - Vật liệu: Xi măng PC30. 15
Hình 2-1: Dụng cụ Vica Hình 2-2: Máy trộn xi măng tiêu chuẩn 2.3. Trình tự thí nghiệm - Chuẩn bị dụng cụ Vica: bôi 1 lớp dầu mỏng phía trong khâu và tấm kính, đặt khâu và tấm kính lên đế, lắp kim to (có d=5mm) và hạ kim xuống mặt tấm kính sau đó chỉnh kim chỉ về vạch “0” trên thang đo; - Cân 500g xi măng; - Đong lượng nước có thể tích V=125ml (lấy n =1g/cm 3 ), có thể cân lượng nước với độ chính xác đến 1g; - Dùng giẻ ẩm lau cối trộn và cánh trộn; - Cho nước vào cối trộn, sau đó cho xi măng vào từ từ trong 5s đến 10s, tránh để thất thoát nước hoặc xi măng; - Bấm đồng hồ khi kết thúc đổ xi măng, ứng với thời điểm t o; - Tiến hành trộn bằng máy với tốc độ thấp trong 90s, sau 90s dừng khoảng 15s để vét gọn hồ ở xung quanh vào giữa cối trộn, tiếp tục trộn ở tốc độ thấp 90s nữa; - Dùng bay xúc hồ xi măng vào khâu Vica; - Dằn nhẹ, sau đó dùng thước gạt hồ XM thừa, gạt nhẹ từ giữa ra sao cho hồ đầy miệng khâu và bề mặt phẳng trơn; - Đặt ngay khâu xuống đúng vị trí trong dụng cụ Vica; - Cho kim to tiếp xúc với mặt hồ XM, giữ ở vị trí này (1 -2)s. Sau đó thả cho kim đâm xuyên vào trong hồ xi măng; - Đọc trị số trên thang đo khi kim ngừng lún hoặc sau 30s thả kim; - Hồ xi măng đạt độ dẻo tiêu chuẩn khi kim lún còn cách tấm đế (6±1) mm. Nếu không thoả mãn, điều chỉnh thêm hoặc bớt 0,5% lượng nước và lặp lại phép thử đến khi đạt yêu cầu. 2.4. Tính toán kết quả Lượng nước tiêu chuẩn của xi măng được xác định bằng công thức sau: V .100 Ntc = ; [%] 500 Trong đó: V là lượng nước trộn đạt độ dẻo tiêu chuẩn (lấy n = 1 g/cm3). 16
3. THỜI GIAN ĐÔNG KẾT 3.1. Phương pháp thí nghiệm " Phương pháp thử dần bằng dụng cụ Vica " Trích dẫn TCVN 6017:1995 – Xi măng: Xác định thời gian đông kết và độ ổn định. 3.2. Dụng cụ, thiết bị - Tương tự mục 2.2 ở trên (xác định lượng nước tiêu chuẩn); - Kim to Vica ở thí nghiệm trên thay bằng: + Kim nhỏ có d =1,13 mm, l =50 mm đối với thí nghiệm xác định thời gian bắt đầu đông kết; + Kim nhỏ có gắn vòng đầu (dvòng= 5 mm), l =30 mm đối với thí nghiệm xác định thời gian kết thúc đông kết; - Vật liệu: Dùng mẫu hồ xi măng đã thử đạt độ dẻo tiêu chuẩn. 3.3. Trình tự thí nghiệm - Mẫu hồ trong khâu Vica sau khi thử đạt độ dẻo tiêu chuẩn được bảo dưỡng đến thời gian thích hợp (khoảng 30 phút đến 45 phút tính từ thời điểm t0) rồi đem thử; - Thay kim to bằng kim nhỏ không gắn vòng ở đầu, đưa kim chỉ về vạch “0” như mục 2.3; - Hạ kim nhỏ xuống sát mặt hồ xi măng, giữ ở vị trí này (1-2)s; - Thả kim rơi tự do vào hồ xi măng; - Khi kim ngừng đâm xuyên hoặc sau 30s thả kim, đọc trị số trên thang đo thể hiện khoảng cách từ kim tới tấm đế; - Thời điểm bắt đầu đông kết (t1) khi kim Vica cách tấm đế (4±1)mm; Vị trí mỗi lần thử cách nhau và cách thành khâu không nhỏ hơn 10 mm, thời gian cách nhau giữa 2 lần gần nhất: 5 phút đến 10 phút. Sau mỗi lần thử phải lau lại kim và dùng tấm kính đậy mẫu hồ lại. - Sau khi xác định được t1 tiếp tục bảo dưỡng mẫu đến thời gian thích hợp để thử thời gian kết thúc đông kết; - Lật úp khâu Vica để dùng mặt dưới của mẫu thử; - Thay bằng kim Vica nhỏ có gắn vòng ở đầu kim; - Tương tự quy trình như trên; - Thời điểm hồ xi măng kết thúc đông kết (t2) khi không thấy vết hằn của vòng trên mặt hồ; Mỗi lần thử cách nhau 15 phút đến 30 phút. 3.4. Kết quả thí nghiệm - Thời gian bắt đầu đông kết của hồ xi măng = t1 - to (phút) chính xác đến 5 phút; - Thời gian kết thúc đông kết của hồ xi măng= t2 -to (phút) chính xác đến 15 phút; 4. XÁC ĐỊNH MÁC XI MĂNG 4.1. Phương pháp thí nghiệm " Phương pháp phá hoại " Trích dẫn TCVN 6016:2011-Xi măng - Phương pháp xác định độ bền 4.2. Dụng cụ, thiết bị - Cân kỹ thuật, độ chính xác 1g; - Ống đong 250 ml; - Máy trộn vữa xi măng (hình 15); - Đồng hồ đo thời gian + bay trộn vữa; - Máy dằn; 17
- Khuôn thép 160x40x40(mm) (hình 17); - Máy nén thủy lực và bộ giá uốn, nén mẫu vữa (hình 16); - Tủ bảo dưỡng XM tiêu chuẩn; - Vật liệu: Cát tiêu chuẩn (lượng SiO2>96%, dmax= 2mm, Xi măng PC30. Hình 2-3: Giá nén và uốn mẫu vữa xi măng Hình 2-4: Khuôn chế tạo mẫu vữa 4.3. Trình tự thí nghiệm - Cân 450 g xi măng; 1350 g cát tiêu chuẩn; đong 225 ml nước; - Đổ cát vào phễu của máy trộn; - Đổ nước vào cối trộn, sau đó đổ xi măng từ từ vào nước; - Tiến hành trộn theo chế độ trộn tự động đã thiết lập theo tiêu chuẩn; - Kết thúc quá trình trộn, cho vữa vào khoảng ½ chiều cao khuôn (khuôn đã được làm sạch, quét dầu và kẹp chắc vào máy dằn) và dằn 60 lần, tiếp tục cho vữa vào đầy hơn miệng khuôn và dằn tiếp 60 lần, dùng thước thép gạt vữa thừa và làm phẳng miệng khuôn sau đó ghi nhãn mác cho mẫu; - Mẫu được bảo dưỡng trong khuôn 24h sau đó tiến hành tháo khuôn và bảo dưỡng trong bể ngâm mẫu ở nhiệt độ (27±1)oC, mực nước cao hơn mẫu ít nhất 5mm; - Mẫu được thử ở tuổi yêu cầu (ví dụ 24h, 48h, 72h, 7 ngày, ≥28 ngày), vớt mẫu trước khi thử quá 15 phút; - Đặt mẫu lên giá uốn theo sơ đồ hình 18(a) (mặt bên của mẫu tiếp xúc với gối uốn), gia tải với tốc độ (50 ±10) N/s đến khi mẫu gãy đôi, ghi lại giá trị lực uốn Pu. - Đặt các nửa mẫu sau khi uốn lên giá nén hình 18(b) sao cho mặt bên của mẫu tiếp xúc với 2 má ép, tiến hành gia tải với tốc độ (2400±200) N/s cho đến khi mẫu bị phá hủy và ghi lại giá trị lực nén Pn; Pu Pn 40 40 100 40 160 (a) (b) Hình 2-5: Sơ đồ thử uốn (a) và thử nén (b) của mẫu vữa xi măng 4.4. Tính toán kết quả 1,5.Pu .l - Cường độ uốn : Ru = ; [MPa] b3 Trong đó: l – Khoảng cách giữa 2 gối tựa, mm (l =100 mm). 18
b – Cạnh tiết diện vuông của mẫu thử, mm (b = 40 mm). Pn - Cường độ nén : Rn = ; [MPa] 1600 Trong đó: 1600 là diện tích mặt má ép mẫu (40mm x40mm), mm2. 4.5. Mác xi măng Mác của xi măng được đánh giá bằng cường độ chịu nén của mẫu ở tuổi 28 ngày, và được cho trong bảng sau: Bảng 2-1: Quy định mác xi măng Mác xi măng PC30 PC40 PC50 MC5 MC15 MC25 Cường độ nén (MPa) R28, 30 40 50 5 15 25 không nhỏ hơn TCVN 2682:2009; TCVN 6260:2009 TCVN 9202:2012 Tiêu chuẩn áp dụng (Xi măng Poóc lăng và xi (Xi măng xây trát) măng Poóc lăng hỗn hợp) 19
BÀI 3. Thí nghiệm kiểm định chất lượng vữa xây trát Mục tiêu bài học - Kiểm tra đánh gia chất lượng vữa xây theo phương pháp tiêu chuẩn và phương pháp không phá hủy 1. Xác định cường độ vữa xây trát bằng phương pháp phá hủy theo tiêu chuẩn 1.1. Phương pháp thí nghiệm. " Phương pháp phá hoại " Trích dẫn TCVN 6016:2011-Xi măng - Phương pháp xác định độ bền 1.2. Dụng cụ, thiết bị - Cân kỹ thuật, độ chính xác 1g; - Ống đong 250 ml; - Máy trộn vữa xi măng (hình 15); - Đồng hồ đo thời gian + bay trộn vữa; - Máy dằn; - Khuôn thép 160x40x40(mm) (hình 17); - Máy nén thủy lực và bộ giá uốn, nén mẫu vữa (hình 16); - Tủ bảo dưỡng XM tiêu chuẩn; - Vật liệu: Cát tiêu chuẩn (lượng SiO2>96%, dmax= 2mm, Xi măng PC30. Hình 3-1: Giá nén và uốn mẫu vữa xi măng Hình 3-2: Khuôn chế tạo mẫu vữa 1.3. Trình tự thí nghiệm - Cân 450 g xi măng; 1350 g cát tiêu chuẩn; đong 225 ml nước; - Đổ cát vào phễu của máy trộn; - Đổ nước vào cối trộn, sau đó đổ xi măng từ từ vào nước; - Tiến hành trộn theo chế độ trộn tự động đã thiết lập theo tiêu chuẩn; - Kết thúc quá trình trộn, cho vữa vào khoảng ½ chiều cao khuôn (khuôn đã được làm sạch, quét dầu và kẹp chắc vào máy dằn) và dằn 60 lần, tiếp tục cho vữa vào đầy hơn miệng khuôn và dằn tiếp 60 lần, dùng thước thép gạt vữa thừa và làm phẳng miệng khuôn sau đó ghi nhãn mác cho mẫu; - Mẫu được bảo dưỡng trong khuôn 24h sau đó tiến hành tháo khuôn và bảo dưỡng trong bể ngâm mẫu ở nhiệt độ (27±1)oC, mực nước cao hơn mẫu ít nhất 5mm; - Mẫu được thử ở tuổi yêu cầu (ví dụ 24h, 48h, 72h, 7 ngày, ≥28 ngày), vớt mẫu trước khi thử quá 15 phút; - Đặt mẫu lên giá uốn theo sơ đồ hình 18(a) (mặt bên của mẫu tiếp xúc với gối uốn), gia tải với tốc độ (50 ±10) N/s đến khi mẫu gãy đôi, ghi lại giá trị lực uốn Pu. 20