Tài liệu Vật liệu xây dựng

MỤC LỤC Trang 3 LỜI NÓI ĐẦU Bài 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐÁ, CÁT DÙNG TRONG XÂY DỰNG 4 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Khối lượng riêng của đá dăm Khối lượng thể tích của đá dăm nguyên khai (đá gốc) Khối lượng thể tích xốp của đá dăm Độ rỗng của đá nguyên khai (đá gốc) và độ hổng của đá Thành phần hạt của Cát, đá dăm Hàm lượng bụi sét có trong Cát, đá dăm Cường độ chịu nén của đá dăm Độ hao mòn của đá dăm 4 5 6 6 7 9 10 11 Bài 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA XI MĂNG 14 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Khối lượng riêng của Xi măng Khối lượng thể tích xốp của Xi măng Độ dẻo tiêu chuẩn (Lượng nước tiêu chuẩn) của Xi măng Thời gian đông đặc (Thời gian ninh kết) của xi măng Cường độ (Mác) của xi măng Poóc lăng 14 14 15 16 17 Bài 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA BÊ TÔNG 19 3.1 3.2 Độ dẻo của hỗn hợp vữa bê tông Cường độ, Mác của Bê tông 19 21 Bài 4 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA VỮA XÂY DỰNG 23 4.1 4.2 Độ dẻo (lưu động) của hỗn hợp vữa xây dựng Cường độ của vữa xây dựng 23 23 Bài 5 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA BI TUM, BÊ TÔNG ÁT PHAN 25 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 Độ kim lún của Bi tum loại quánh Độ kéo dài (giãn dài) của Bi tum Nhiệt độ hóa mềm của Bi tum 25 25 27 28 28 29 30 5.8 Nhiệt độ bắt lửa và nhiệt độ bốc cháy của bi tum Tính dính bám với bề mặt cốt liệu Khối lượng thể tích của Bê tông át phan Cường độ chịu nén của Bê tông Xác định độ bền, độ dẻo và độ cứng của Bê tông át phan theo phương pháp Mác san 31 32 CÁC PHỤ LỤC 3 LỜI NÓI ĐẦU Tài liệu “Hướng dẫn thực hành thí nghiệm VLXD ” là một trong những nội dung thực hành cơ bản trong chương trình đào tạo Trung cấp Cầu đường. Nội dung bao gồm giới thiệu Định nghĩa, dụng cụ thí nghiệm, phương pháp tiến hành, sử lý kết quả và các mẫu biểu báo cáo thí nghiệm về các chỉ tiêu Cơ, Lý của VLXD. Để đáp ứng yêu cầu cho công tác giảng dạy, học tập, nghiên cứu và thực hành thực tập của Học viên thì việc biên soạn, chỉnh lý, bổ sung cuốn tài liệu “Hướng dẫn thực hành thí nghiệm VLXD” mới là vấn đề rất cần thiết để đáp ứng kịp thời cho công tác Dạy - Học trong Nhà trường. Tài liệu “Hướng dẫn thực hành thí nghiệm VLXD ” gồm 5 bài: Bài 1: Các phương pháp thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của Đá, Cát dùng trong xây dựng Bài 2: Các phương pháp thí nghiệm để đánh giá chất lượng của Xi măng Bài 3: Các phương pháp thí nghiệm để đánh giá chất lượng của Bê tông xi măng Bài 4: Các phương pháp thí nghiệm để đánh giá chất lượng của vữa xây dựng Bài 5: Các phương pháp thí nghiệm để đánh giá chất lượng của Bi tum dầu mỏ và Bê tông át phan Trong quá trình biên soạn và chỉnh lý tài liệu “Hướng dẫn thực hành thí nghiệm VLXD ” lần này chúng tôi đã cố gắng lược bỏ và bổ sung những nội dung cần thiết, cô đọng, vận dụng các quy trình, quy phạm, tiêu chuẩn kỹ thuật mới nhất vào các bài để có cuốn tài liệu mới sát với thực tế nhất. Quá trình biên soạn và chỉnh lý tài liệu “Hướng dẫn thực hành thí nghiệm VLXD” chúng tôi đã được sự tham gia đóng góp ý kiến quý báu của các đồng chí cán bộ giáo viên và các đồng nghiệp trong Nhà trường Dù được chỉnh lý và biên soạn lại nhưng chắc không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi mong muốn nhận được nhiều ý kiến đóng góp của bạn đọc trong và ngoài Nhà trường. TÁC GIẢ 4 Bài 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐÁ,CÁT DÙNG TRONG XÂY DỰNG 1.1. Khối lượng riêng của đá dăm 1.1.1. Định nghĩa Là khối lượng của một đơn vị thể tích đá dăm ở trạng thái hoàn toàn đặc chắc (không có lỗ rỗng). Ký hiệu: aĐ Công thức xác định: G  a§  (kg/cm3, g/cm3..) (1.1) Va§ Trong đó: G :là khối lượng mẫu đá dăm ở trạng thái hoàn toàn đặc chắc (kg, tấn...) VaĐ: Là thể tích mẫu thí nghiệm của đá dăm ở trạng thái hoàn toàn đặc chắc 3 3 (m , cm ..) 1.1.2. Cách xác định a, Dụng cụ thí nghiệm: Cân kỹ thuật, Tủ sấy, Bình tỷ trọng kế và các dụng cụ thông thường khác 24 15 10 20 50 243 65 8 1010 35 18 10 21 20 19 60 23 22 65 90 Hình 1.2: Lắp đặt dụng cụ Bình tỷ trọng kế Hình 1.1: Bình tỷ trọng kế b, Phương pháp tiến hành - Mẫu đá dăm lấy tại mỏ đá được sấy khô đem cân xác định được G. 5 - Sau đó nghiền mịn phá vỡ kết cấu lỗ rỗng và cho vào bình tỷ trọng kế (có chứa nước) ta xác định được Va bằng thể tích nước dời đi khi cho bột đá dăm vào. - Sau khi xác định được G và Va áp dụng công thức (1.1) để tính aĐ - Ta tiến hành thí nghiệm trên ba mẫu đặc trưng kết quả lấy trung bình của ba mẫu 1.2. Khối lượng thể tích của đá dăm nguyên khai (đá gốc) 1.2.1.Định nghĩa Là khối lượng của một đơn vị thể tích đá dăm ở trạng thái tự nhiên có cả lỗ rỗng. Ký hiệu: 0Đ Công thức xác định: G γ 0§  (kg/cm3, g/cm3) (1.2) V0§ Trong đó: G :là khối lượng mẫu đá dăm ở trạng thái tự nhiên có cả lỗ rỗng (kg, tấn...) V0Đ:là thể tích mẫu đá dăm ở trạng thái tự nhiên (m3, cm3..) 1.2.2. Cách xác định a, Dụng cụ thí nghiệm: Cân kỹ thuật, Tủ sấy, Thước kẹp, Dụng cụ ngâm bão hòa mẫu, Bình dựng nước có khắc vạch, các dụng cụ thông thường khác b, Phương pháp tiến hành: Tuỳ theo kích thước hình học của đá dăm mà ta có cách xác định khác nhau: - Đối với đá dăm có thể gia công kích thước hình học rõ ràng (như khối lập phương, khối lăng trụ..) ta sấy khô đá dăm rồi cân xác định được G và dùng thước kẹp đo chính xác kích thước xác định được V0Đ. Sau đó áp dụng công thức (1.2) để xác định khối lượng thể tích. - Đối với đá dăm không có kích thước hình học rõ ràng (kích thước bất kỳ) ta tiến hành như sau: + Mẫu được sấy khô cân xác định được G + Bọc một lớp Paraphin cách nước và ta lại tiếp tục cân xác định được G1 + Sau đó cho mẫu đá dăm đã bọc Paraphin vào bình chứa nước, ban đầu bình có thể tích nước là V1, sau khi cho mẫu vào bình có thể tích nước là V2 ta xác định được V0Đ như sau: G1  G V0Đ = V2 - V1 - VParaphin ; VParaphin = ; (Paraphin = 0.9) γ Paraphin Trong đó: V1: là thể tích nước ban đầu trong bình. V2: Là thể tích nước sau khi cho mẫu vào. G1: Là khối lượng của mẫu đã bọc Paraphin. G : Là khối lượng mẫu ở trạng thái khô. 6 - Ta tiến hành thí nghiệm trên ba mẫu đặc trưng, kết quả lấy trung bình của ba mẫu. 1.3. Khối lượng thể tích xốp của đá dăm 1.3.1. Định nghĩa Là khối lượng của một đơn vị thể tích đá dăm ở trạng thái xốp (đá dăm ở trạng thái rời rạc) Ký hiệu: xĐ Công thức xác định: G γ x§  (kg/cm3, g/cm3…) (1.3) Vx§ Trong đó: G :là khối lượng mẫu đá dăm ở trạng thái khô (kg, tấn...) VxĐ:là thể tích mẫu đá dăm ở trạng thái xốp (m3, cm3..) 1.3.2. Cách xác định a, Dụng cụ thí nghiệm: Cân thương nghiệp có thể cân đựơc 50 kg, Tủ sấy, thùng đong có thể tích xác định 2, 5, 10, 20 lít, phễu chứa vật liệu. b, Phương pháp tiến hành: - Sấy khô mẫu thí nghiệm (khối lượng của mẫu đem sấy tùy thuộc vào kích cỡ hạt, kích cỡ hạt càng lớn thì khối lượng càng nhiều khoảng 15 -50kg) - Đổ mẫu đã sấy khô vào trong phễu chứa. Đặt thùng đong dưới miệng phễu, mở cửa phễu để vật liệu rơi vào thùng đong đến lúc đầy. Dùng thanh gỗ hoặc sắt gạt ngang bằng bề mặt thùng (tùy theo đường kích hạt mà dùng loại thùng đong phù hợp) - Cân xác định khối lượng của mẫu ở trong thùng và tính theo công thức (1.3) - Ta tiến hành thí nghiệm trên ba mẫu đặc trưng, kết quả lấy trung bình của ba mẫu 1.4. Độ rỗng của đá nguyên khai (đá gốc) và độ hổng của đá 1.4.1. Độ rỗng của đá nguyên khai (đá gốc) Độ rỗng của đá nguyên khai (đá gốc). Ký hiệu (rĐ) là tỉ số giữa thể tích lỗ rỗng của đá dăm (VrĐ) với thể tích tự nhiên (VoĐ). Đây là chỉ tiêu tính toán từ chỉ tiêu khối lượng thể tích của đá nguyên khai (đá gốc) và được xác định theo công thức r=  γ V  Va Vr  100% đ Vr = V0 -Va đ r = r 100%  1 - 0 V0 V0  γa 1.4.2. Độ hổng đá dăm (đá rời rạc) 7   100%  (1.4) Độ hổng của đá dăm ( đá rời rạc). Ký hiệu (HĐ) là tỉ số giữa thể tích xốp của đá dăm (VxĐ) với thể tích tự nhiên (VoĐ). Đây là chỉ tiêu tính toán từ chỉ tiêu khối lượng thể tích xốp của đá dăm và được xác định theo công thức HĐ = Vx 100% V0 (1.5) * Hai chỉ tiêu trên ta chỉ cần áp dụng công thức tính toán trên cơ sở đã biết VrĐ, VoĐ, VxĐ. 1.5. Thành phần hạt của Cát, đá dăm 1.5.1. Định nghĩa Thành phần hạt của Cát, đá dăm là hàm lượng các nhóm hạt Cát, đá dăm có trong vật liệu. Phân tích thành phần hạt Cát, đá dăm là tiến hành phân loại các nhóm hạt và đi xác định hàm lượng của chúng. 1.5.2. Cách xác định a, Dụng cụ thí nghiệm - Bộ sàng tiêu chuẩn: mỗi loại vật liệu dùng bộ sàng tiêu chuẩn khác nhau ví dụ: + Đá dùng cho kết cấu bê tông xi măng thì dùng bộ sàng có kích cỡ là: 70; 40; 20; 10; 5 mm. + Đá dùng cho kết cấu bê tông át phan thì dùng bộ sàng có kích cỡ là: 40; 25; 20; 10; 5 và 2.5 mm. + Vật liệu là Cát thì dùng bộ sàng có kích cỡ là: 5; 2.5; 1.25; 0.63; 0.315; 0.14 mm. + Vật liệu là Bột khoáng thì dùng bộ sàng có kích cỡ là: 1.25; 0.63; 0.31 ; 0.14 và 0.074 mm. - Cân kỹ thuật - Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ - Máy lắc sàng (hoặc sàng bằng tay) b, Phương pháp tiến hành - Lấy mẫu thí nghiệm thật đại diện cho sản phẩm cần kiểm tra. Sấy khô mẫu đến khối lượng không đổi, cân lấy một khối lượng đủ để làm thí nghiệm. Khối lượng mẫu thử phụ thuộc vào kích cỡ hạt lớn nhất có trong đó. Kích cỡ càng lớn, khối lượng càng nhiều. Theo quy định hiện hành thì khối lượng mẫu thử như sau + Đối với đá dăm khối lượng từ 3000 – 5000 gam + Đối với Cát khối lượng từ 500 – 1000 gam. + Đối với bột khoáng khối lượng khoảng 200 gam. - Làm tơi vụn các kết cấu, để các hạt rời nhau ra bằng chày cao su hoặc gỗ. Sau đó lần lượt cho qua các sàng từ lớn đến nhỏ (cho khởi động máy lắc hoặc lắc bằng tay) cho đến khi không còn hạt nào lọt qua từng các cỡ sàng nữa thì mới thôi. 8 - Cân xác định khối lượng còn sót lại trên từng cỡ sàng và xác định lượng sót riêng biệt trên từng cỡ sàng bằng công thức Ai = Gi 100% G (1.6) - Từ kết quả lượng sót riêng biệt ta xác định được lượng sót tích luỹ trên từng cỡ sàng bằng công thức (1.7) Bi =  Ai = A +... + Ai+1 + Ai Trong đó: Ai: lượng sót riêng biệt trên cỡ sàng thứ i Ai: lượng sót riêng biệt trên cỡ sàng thứ i +1 A: lượng sót riêng biệt trên cỡ sàng lớn nhất (đối với đá dăm A70 ; đối với Cát A5; đối với bột khoáng A1.25) Gi: khối lượng mẫu còn sót lại trên sàng thứ i G: khối lượng mẫu thí nghiệm Bi: Lượng sót tích luỹ trên cỡ sàng thứ i - Từ kết quả lượng sót tích luỹ ta xác định lượng lọt sàng bằng công thức Ci = 100 -Bi (1.8) - Từ kết quả tính được căn cứ vào lượng sót tích luỹ, lượng lọt sàng và đường kính lỗ sàng ta vẽ được biểu đồ phân tích thành phần hạt. Đối chiếu với bảng quy định thành phần hạt hợp lý và phạm vi cho phép trên biểu đồ thành phần hạt để nhận xét về chất lượng theo tiêu chuẩn thành phần hạt. Bảng 1.1: Bảng quy định thành phần hạt hợp lý của Cát Kính thước lỗ sàng (mm) 5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.14 Lượng sót tích luỹ (%) 0 0-20 15-45 35-70 70-90 90-100 Bảng 1.2: Bảng quy định thành phần hạt hợp lý của đá dăm Đường kính hạt (mm) Dmin 1/2(Dmin + Dmax) Dmax 1.25 Dmax Lương sót tích luỹ(%) 95 - 100 40 - 70 0-5 0 * Chú ý: - Khi thí nghiệm đá dăm dùng cho bê tông xi măng để đánh giá chất lượng về thành phần hạt thì phải xác định được cỡ hạt lớn nhất (Dmax) cỡ hạt nhỏ nhất (Dmin) và cỡ hạt 1/2 (Dmax+ Dmin) 9 + Cỡ hạt Dmax lấy theo cỡ sàng nhỏ nhất trong các cỡ sàng có lượng sót tích luỹ không lớn hơn 10 %. Ví dụ có hai cỡ sàng 40mm và 70mm có lượng sót tích luỹ trên sàng 40mm là 9% và trên sàng 70mm là 5% thì cỡ sàng Dmax = 40mm. + Cỡ hạt Dmin lấy theo cỡ sàng lớn nhất trong các cỡ sàng có lượng lọt sàng không lớn hơn 10 %. Ví dụ có hai cỡ sàng 10mm và 5mm có lượng lọt sàng trên sàng 10mm là 8.5% và trên sàng 5mm là 4% thì cỡ sàng Dmin = 10mm. + Giá trị 1/2 (Dmax+ Dmin) lấy theo cỡ sàng gần nhất. - Khi tính toán cần điều chỉnh lại kết quả sao cho tổng hàm lượng của tất cả các nhóm hạt phải bằng 100%. Biểu đồ thành phần hạt của Cát Biểu đồ thành phần hạt của Đá dăm Luîng sãt tÝch luü (%) Luîng sãt tÝch luü (%) 0 0 m v 30 40 50 50 60 60 70 70 80 80 90 90 hÐ p ¹ Ph 40 20 vi ch op 30 ¹m 20 10 p hÐ op h ic Ph 10 100 100 0.14 0.63 0.315 1.25 2.5 5 Dmin KÝch thuíc lç sµng (mm) 1/2( Dmax +Dmin) Dmax 1.25Dmax KÝch thuíc lç sµng (mm) Hình 1.3: Biểu đồ thành phần hạt của Cát, Đá dăm 1.6. Hàm lượng bụi sét có trong Cát, đá dăm 1.6.1. Định nghĩa` Hàm lượng bụi sét có trong Cát, đá dăm là chỉ tiêu đánh giá độ bẩn của Cát, đắ dăm. Được xác định bằng tỷ số giữa khối lượng các hạt bụi và hạt sét bám trên bề mặt các hạt Cát, đá dăm với khối lượng toàn bộ mẫu thí nghiệm và được tính bằng phần trăm. 1.6.2. Cách xác định Để xác định hàm lượng bụi sét có trong Cát, đá dăm ta dùng phương pháp rửa hoặc là hút Pipet. Nhưng thông dụng vẫn bằng phương pháp rửa và cách xác định như sau: a, Dụng cụ thí nghiệm - Thùng rửa hoặc Chậu rửa. - Cân kỹ thuật hoặc cân thương nghiệp có độ chính xác 1 gam. 10 - Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ b, Phương pháp tiến hành - Sấy khô mẫu thí nghiệm đến khối lượng không đổi, cân lấy khối lượng khoảng 3000 - 5000 gam (tuỳ theo kích thước hạt lớn hay nhỏ mà lấy nhiều hay ít). - Cho mẫu vào thùng rửa hoặc chậu rửa đổ nước ngập quá 2cm ngâm mẫu trong 1/2 giờ sau đó dùng que khuấy đều cho các hạt bụi sét long ra. - Để yên trong vòng 2 phút để cho các hạt Cát, đá dăm chìm lắng xuống, mở nút xả hoặc gạn phần nước đục ra ngoài chú ý không để các hạt Cát, đá dăm bị nước cuốn ra ngoài). Tiếp tục đổ nước vào để rửa cho đến khi nước trong thì thôi. - Vớt mẫu ra đem sấy khô hoàn toàn sau đó cân xác định khối lượng mẫu sau khi rửa. - Tính hàm lượng bụi sét theo công thức G  G1  100% B (1.9) G Trong đó: G : Là khối lượng ban đầu của mẫu thí nghiệm. G1: Khối lượng của mẫuứau khi rửa 1.7. Cường độ chịu nén của đá dăm 1.7.1. Định nghĩa Cường độ chịu nén của đá dăm là chỉ tiêu biểu thị cho khả năng chống lại lực chịu nén vỡ của đá nguyên khai (đá gốc), được xác định bằng phương pháp nén cho đến khi vỡ mẫu đá đã được gia công đúng quy định về đường kính và chiều cao mẫu. Cường độ chịu nén được xác định theo công thức: P Rn  (daN/cm2) (1.10) F Trong đó: Rn: Cường độ chịu nén của đá dăm P: Lực nén vỡ mẫu F : Diện tích bề mặt chịu nén (mặt cắt ngang mẫu) 1.7.2. Cách xác định a, Dụng cụ thí nghiệm - Dụng cụ khoan cắt, tạo mẫu thí nghiệm (máy khoan lấy mẫu nguyên dạng, máy cắt) - Máy nén thuỷ lực 100 - 200 tấn - Thước kẹp b, Phương pháp tiến hành 11 - Tạo mẫu thí nghiệm: Dùng máy khoan tạo mẫu thí nghiệm hình trụ đường kính 40-50mm, cắt phẳng hai đầu mặt cắt song song, nhẵn. Mẫu có chiều cao bằng đường kính. Trường hợp không có máy khoan thì dùng máy cắt để tạo mẫu hình lập phương kích thước mỗi cạnh 40-50mm. Khi khoan lấy mẫu phải chú ý để sao cho mặt chịu nén song song với mặt phân lớp (hướng lực tác dụng phải vuông góc với mặt phân lớp). - Sấy khô mẫu trong vòng 1 giờ (nếu xác định cường độ khi khô) hoặc ngâm trong nước trong vòng 12 giờ (nếu xác định cường độ của mẫu khi bão hoà nước). - Nén mẫu bằng máy nén thuỷ lực với tốc độ khống chế trong khoảng 5-10 daN/cm2 - giây. Cho đến khi mẫu bị vỡ, ghi giá trị lực tác dụng khi mẫu bị vỡ. - Tính cường độ chịu nén theo công thức (1.10) nếu thí nghiệm bằng mẫu khi khô thì đó là cường độ chịu nén khô, nếu là mẫu ngâm nước đó là cường độ chịu nén của mẫu bão hoà. 1.8. Độ hao mòn của đá dăm 1.8.1. Định nghĩa Độ hao mòn của đá dăm là sự hao hụt về khối lượng của đá dăm khi bị va chạm. Độ hao mòn của đá dăm theo thùng quay Đờ van là mức độ vỡ hạt của các hạt viên đá dăm do sự va chạm của các hòn đá với nhau. Độ hao mòn của đá dăm theo thùng quay Lốt ăng giơ lét là mức độ vỡ hạt của các hạt viên đá dăm do sự va chạm của các hòn đá với nhau cộng thêm tác dụng va đập của các hòn bi thép lên các hòn đá. Độ hao mòn của đá dăm theo thùng quay Lốt ăng giơ lét khác theo thùng quay Đờ van ở chỗ là sự vỡ hạt của các hòn đá do sự va đập của các hòn bi sắt. 1.8.2. Các xác định 1, Theo thùng quay Đờ van a, Dụng cụ thí nghiệm - Thùng quay Đờ van có tốc độ quay 30 vòng/phút. - Cân kỹ thuật - Tủ sấy có bộ phận khống chế nhiệt độ b, Phương pháp tiến hành - Chọn khoảng 50 viên đá dăm có kích thước 40 -60mm có nhiều cạnh, khối lượng tùy thuộc vào từng loại đá (bảng 1.3) - Sấy khô đến khối lượng không đổi, cân xác định được khối lượng ban đầu là G - Cho mẫu đá dăm vào trong thùng quay Đờ van và cho máy quay 10.000 vòng với tốc độ quay 30 vòng/phút. Bảng 1.3: Khối lượng mẫu đá dăm thí nghiệm theo các nhóm hạt Cỡ sàng (mm) Lọt sàng Trên sàng Khối lượng các nhóm hạt theo loại đá dăm A (gam) B (gam) C (gam) D (gam) 12 37.5 25.4 25.4 19.0 19.0 12.5 12.5 9.5 9.5 6.3 6.3 4.75 4.75 2.38 Tổng cộng 1250  10 1250  10 1250  25 1250  25 2500  10 2500  10 2500  10 2500  10 5000  10 5000  10 5000  10 5000  10 5000  10 - Khi quay đủ số vòng, lấy mẫu ra dùng sàng 5mm để sàng các hạt mảnh vỡ lọt qua. - Rửa sạch các hòn đá còn sót lại trên sàng 5mm. - Sấy khô đến khối lượng không đổi và cân xác định được khối lượng là G1 - Độ hao mòn Đờ van tính theo công thức G - G1 D  100 % (1.11) G Trong đó: G : là khối lượng mẫu đá dăm ban đầu. G1: Khối lượng còn sót lại trên sàng 5mm sau khi thí nghiệm. 2, Theo thùng quay Lốt ăng giơ lét (L.A) a, Dụng cụ thí nghiệm - Thùng quay Lốt ăng giơ lét có đường kính trong 28” (711mm) có tốc độ quay 30-33 vòng/phút. - Cân kỹ thuật có độ chính xác dến 1 gam - Tủ sấy có bộ phận khống chế nhiệt độ. - Bộ sàng tiêu chuẩn gồm có đường kính lỗ sàng như sau: 37.5mm; 25.4mm; 19mm; 12.5mm; 9.5mm; 6.3mm; 4.75mm; 2.38; 1.7mm. - Các viên bi sắt (số lượng theo bảng 1.4) Bảng 1.4: Số viên bi sắt theo thùng quay Lốt Ăng giơ lét Loại đá dăm A B C D Số viên bi 12 11 8 6 b, Phương pháp tiến hành 13 Tổng khối lượng bi 5000  25 gam 4584  25 gam 3330  20 gam 2500  15 gam - Chuẩn bị mẫu đá dăm đem thí nghiệm tuỳ thuộc vào kích cỡ hạt được phân thành từng nhóm cỡ hạt. đem sấy khô và cân một khối lượng như ở bảng 1.1 - Cho mẫu đá dăm vào trong thùng quay cùng với các viên bi thép đường kính khoảng 47mm. Khối lượng mỗi viên bi thép khoảng 390-445 gam số lượng các viên bi thép được quy định như trong bảng 1.2 - Cho thùng quay với tốc độ 30 - 33 vòng/phút quay đủ 500 vòng - Lây mẫu ra cho sàng qua sàng 1.7mm, sau đó rửa sạch phần còn lại trên sàng 1.7mm rồi đem sấy khô đến khối lượng không đổi. - Cân xác định được khối lượng lag G1 sau đó xác định độ hao mòn LA theo công thức G - G1 L.A   100 % (1.12) G Trong đó: G : là khối lượng mẫu đá dăm ban đầu . G1: Khối lượng còn sót lại trên sàng 1.7mm sau khi thí nghiệm 14 Bài 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA XI MĂNG 2.1. Khối lượng riêng của Xi măng 2.1.1. Định nghĩa: Khối lượng riêng của xi măng là khối lượng khô của một thể tích xi măng ở trạng thái hoàn toàn đặc. 2.1.2. Cách xác định: a, Dụng cụ thí nghiệm: - Bình định mức chuyên dụng - Cân kỹ thuật có độ chính xác 1 gam - Tủ sấy có bộ phận khống chế nhiệt độ. 15 đơn vị - Phễu, bình giữ khô, dầu hoả. b, Phương pháp tiến hành: - Đổ dầu hoả đến vạch 00 của bình định mức. đặt bình vào chậu nước có nhiệt độ 252 oC, nhiệt độ này được duy trì trong suốt thời gian thí nghiệm. - Cân 65 gam xi măng đã được sấy khô trong suốt thời gian 2 giờ ở nhiệt độ 110 – 115 oC. Cho lượng xi măng này vào bình định mức có chứa dầu hoả đến vạch chuẩn “00” Hình 2.1:Bình định mức - Sau 10 phút để cho bọt khí thoát ra hết và nhiệt độ cân bằng thì đọc phần thể tích nước dềnh lên. Đó chính là thể tích đặc của mẫu G γa X  (gam/cm3) (2.1) Va Trong đó: G : là khối lượng xi măng . Va : Thể tích đặc của xi măng 2.2. Khối lượng thể tích xốp của Xi măng 2.2.1. Định nghĩa: Khối lượng thể tích xốp của xi măng là khối lượng khô của một đơn vị thể tích xi măng ở trạng thái tơi xỗp tự nhiên được biểu thị bằng tỷ số giữa khối lượng xi măng ở trạng thái tơi xốp với thể tích của bình chứa lượng xi măng đó. 2.2.2. Cách xác định: a, Dụng cụ thí nghiệm: - Bình đựng hoặc ống đong có thể tích xác định (1000cm3) - Cân kỹ thuật có độ chính xác 1 gam - Tủ sấy có bộ phận khống chế nhiệt độ. - Phễu rót tiêu chuẩn b, Phương pháp tiến hành: - Sấy khô xi măng ở nhiệt độ 110 - 115 oC trong 2 giờ và để nguội đến nhiệt độ trong phòng. - Đặt ống đong dưới phễu rót tiêu chuẩn - Đổ xi măng đã sấy vào trong phễu đầy có ngọn. - Dùng thước thép gạt phẳng bề mặt chú ý không làm chặt hạt xi măng, - Cân xác định được khối lượng G γoX  (gam/cm3) (2.2) Vo Trong đó: G : là khối lượng xi măng . 16 Vo: Thể tích của ống đong. 2.3. Độ dẻo tiêu chuẩn (Lượng nước tiêu chuẩn) của xi măng 2.3.1. Khái niệm Khi nhào trộn xi măng dạng bột với nước ta được hỗn hợp vữa xi măng ở dạng dẻo. Độ dẻo của hỗn hợp vữa xi măng chính là lượng nước vừa đủ để thuỷ hoá hạt xi măng và tạo độ dẻo trong thi công. Nó được biểu thị bằng % tỷ số giữa lượng nước để nhào trộn với khối lượng xi măng. Đây là căn cứ để trộn mẫu thí nghiệm xác định thời gian bắt đầu và kết thúc đông kết của xi măng. 2.3.2. Cách xác định: Độ dẻo tiêu chuẩn (Lượng nước tiêu chuẩn) được xác định bằng dụng cụ kim Vi ca a, Dụng cụ thí nghiệm: - Dụng cụ kim Vi ca (bao gồm khuôn đựng mẫu có kích thước dtrên= 65mm, ddưới =75mm; h =40mm; kim d = 10mm; giá lắp kim, thước đo) - Chảo trộn, bay thép - Cân kỹ thuật có độ chính xác 0,1gam - Ống đong 100ml và 50 ml có khắc vạch. 1 2 3 4 5 Hình 2.2: Dụng cụ kim Vi ca 1- Thanh chạy; 2- Bảng đo: 3- Ốc cố định 4- Kim; 5- Côn đựng mẫu; 6- Gia trọng phụ b, Các bước tiến hành: - Cân 400 gam xi măng đổ vào chảo kim loại đã lau sạch nước bằng giẻ ẩm, bới hốc, sau đó ước tính lượng nước cho vào chảo ngâm trong vòng 30 giây, sau đó bắt đầu trộn đều và cho vào khuôn đựng mẫu (khuôn đựng mẫu được đặt trên 1 tấm kính ), dập tấm kính và khuôn đựng mẫu trên mặt bàn khoảng 5-7 cái để cho vữa nèn chặt trong khuôn, làm phẳng và lau sạch bề mặt mẫu. - Đưa mẫu vữa vào dụng cụ kim Vica, điều chỉnh kim Vica sát với mặt mẫu và điều chỉnh kim trên đồng hồ về 00. Sau đó nới ốc hãm cho thanh chạy đi xuống (trong vòng 35 giây) làm cho kim cắm sâu vào trong mẫu vữa lúc này ta đọc trị số trên đồng hồ đo. - Nếu kim Vi ca cách đáy từ 5-7mm (kim cắm sâu vào trong mẫu từ 33-35mm) thì lượng nước giả định ban đầu chính là lượng nước tiêu chuẩn của xi măng. 17 - Nếu kim Vica cách đáy ít hơn 5mm hoặc nhiều hơn 7mm thì phải điều chỉnh lại lượng nước đến khi nào đạt yêu cầu mới thôi. - Thông thường lượng tiêu chuẩn của xi măng dao động trong khoảng 23 – 32% 2.4. Thời gian đông đặc (thời gian ninh kết) của xi măng 2.4.1. Khái niệm: Khi nhào trộn với nước xi măng mất dần tính dẻo ngày càng đông đặc lại nhưng chưa có khả năng chịu lực thòi gian này được gọi là thời gian đông đặc của xi măng và thời gian này được chia làm 2 thời kỳ: * Thời gian bắt đầu đông đặc: là thời gian kể từ khi bắt đầu nhào trộn xi măng với nước tới khi vữa xi măng mất dần tính dẻo. Trong thí nghiệm ứng với thời gian kim Vica cách đáy 1-2mm(thời gian này không nhỏ hơn 45’) * Thời gian kết thúc đông đặc: Là thời gian kể từ khi nhào trộn xi măng với nước đến khi kim Vica cắm sâu vào trong vữa xi măng từ 1- 2mm lúc này xi măng bắt đầu có cường độ (thời gian này không lớn hơn12 giờ) Việc xác định thời gian bắt đầu và kết thúc đông đặc của xi măng nhằm phục vụ cho thi công, đề ra biện pháp tổ chức thi công phù hợp để kết thúc việc đầm lèn trước khi xi măng bắt đầu đông kết. 2.4.2. Cách xác định a, Dụng cụ thí nghiệm: - Giống như cách xác định lượng nước tiêu chuẩn, chỉ khác kim có d = 1,1mm. b, Các bước tiến hành: *Đối với thời gian bắt đầu đông đặc: Trộn vữa xi măng (vữa xi măng đạt độ dẻo tiêu chuẩn) cho vào khuôn đựng mẫu và để trong vòng 30 phút (kể từ khi nhào trộn xi măng với nước) cho vào dụng cụ kim Vica và tháo ốc hãm cho kim Vica dơi tự do trong vòng 30’’vào trong mẫu vưa xi măng nếu kim cách đáy 1-2mm tức là cắm sâu vào trong mẫu 38-39mm. Ta tính thời gian bắt đầu nhào trộn đến thời gian này là thời gian bắt đầu đông kết của xi măng. Nếu ta tiến hành chưa bảo đảm tức là kim Vi ca cách đáy từ 1-2mm thì cứ 5 phút ta lại tiến hành thí nghiệm lại một lần và đến khi nào đạt thì mới thôi. * Đối với thời gian kết thúc đông đặc: Ta trộn vữa xi măng (vữa xi măng đã đạt yêu cầu về độ dẻo) cho vào khuôn đựng mẫu và để trong vòng 9 tiếng sau đó ta tiến hành thí nghiệm đến khi nào kim Vica cách mặt từ 1-2mm thì thời gian tính từ khi nhào trộn xi măng với nước đến thời gian này là thời gian kết thúc đông đặc của xi măng. Nếu thí nghiệm chưa bảo đảm yêu cầu thì cứ 15 phút sau ta tiến hành thí nghiệm lại 1 lần đến khi nào đạt yêu cầu mới thôi. 2.5. Cường độ (Mác) của xi măng Poóc lăng 2.5.1. Khái niệm: 18 + Cường độ của xi măng là khả năng chịu nén của hỗn hợp xi măng cát theo điều kiện tiêu chuẩn. Điều kiện tiêu chuẩn được quy định như sau: - Tỷ lệ phối hợp Xi măng: Cát = 1:3 tính theo khối lượng (theo quy trình AASHTO tỷ lệ pha trộn 1: 2.75) - Cát nhào trộn phải là cát tiêu chuẩn (theo quy định của TCVN 139.64) phải thoả mãn yêu cầu sau: Hàm lượng SiO2 > 96%; đường kính hạt từ 0.5-0.9mm’ lượng bẩn tạp chất (bụi, sét) không quá 1%. - Kích thước mẫu 5x5x5 cm mẫu chịu nén; 4x4x16cm mẫu chịu uốn; điều kiện bảo dưỡng về độ ẩm w= 90 –100%; nhiệt độ = 20  50C. thời gian bảo dưỡng 28 ngày. + Mác của Xi măng chính là cường độ chịu nén của mẫu thử tiêu chuần (mẫu thủ có kích thước tiêud chuẩn và được bảo dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn 28 ngày) 2.5.2. Cách xác định a, Dụng cụ thí nghiệm - Máy trộn vữa xi măng - Bàn dằn để xác định lượng nước tiêu chuẩn. - Khuôn tạo mẫu; chày đầm; bay trộn. - Máy thí nghiệm kéo uốn. - Máy nén thuỷ lực - Các dụng cụ thông thường khác như cân; ống đong.. b, Các bước tiến hành - Nhào trộn Xi măng, nước theo tỷ lệ đã quy định. Khối lượng mỗi loại tuỳ thuộc vào số lượng và kích thước mẫu thử cần đúc, sau đó nhào trộn với lượng nước tiêu chuần. - Cho vữa vào khuôn làm 2 lớp cho đầm dung hoạt động để đầm chặt mẫu vữa trong thời gian 3 phút. - Dùng dao xén bỏ phần thừa trên mặt. - Đem bảo dưỡng mẫu và khuôn trong môi trường tiêu chuẩn trong vòng 24 tiếng sau đó tháo mẫu khỏi khuôn, cho vào ngâm trong nước. Mặt nước ngập trên mặt mẫu từ 2-3cm. - Mẫu thử đã bảo dưỡng đủ thời gian quy định 28 ngày vớt ra, lau khô bề mặt và đem thử (mẫu lấy ra khỏi buồng dưỡng hộ phải thử ngay không chậm quá 10 phút). - Đặt mẫu vào đúng vị trí của máy, cho gia tải với tốc độ phù hợp tuỳ theo chỉ tiêu thí nghiệm. Nếu thí nghiệm chịu nén thì gia tải với tốc độ 2 daN/cm2/giây, Nếu thí nghiệm chịu kéo uốn thì gia tải với tốc độ 5 daN/cm2/giây cho tới khi mẫu bị phá hoại.. - Trong trường hợp kết hợp xác định cường độ chịu nén trong mẫu kéo uốn thì lấy nửa mẫu uốn để thí nghiệm. Dùng bàn ép có diện tích chịu nén 25 cm2 đặt lên mẫu, và nén với tốc độ như trên khi mẫu bị phá hoại. 19 - Tính toán cường độ chịu nén theo công thức P Rn  (daN/cm2) (2.4) F Trong đó P : lực nén phá hoại mẫu F : là diện tích mặt chịu nén của mẫu - Tính tóan cường độ chịu kéo uốn 3.P.L R ku  (daN/cm2) (2.5) 2 2b.h Trong đó P : Lực tác dụng phá hoại mẫu (daN) L : Khoảng cách giữa hai gối đỡ (cm) b, h: Chiều rộng, chiều cao mặt cắt ngang (mặt bị uốn gãy) (cm) - Mỗi chỉ tiêu ta thí nghiệm ba mẫu sau đó lấy kết quả trung bình của ba mẫu thí nghiệm đó. Bài 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA BÊ TÔNG 3.1. Độ dẻo của hỗn hợp vữa bê tông 3.1.1. Khái niệm 20 Độ dẻo của hỗn hợp bê tông là tính chất đặc trưng cho tính lưu động của hỗn hợp vữa bê tông trong thi công và được biểu thị bằng độ sụt của bê tông trong khuôn tiêu chuẩn và được tính bằng cm. Trong thi công phải thường xuyên kiểm tra độ dẻo để có sự điều chỉnh kịp thời lượng nước và xi măng nhằm bảo đảm cho bê tông đạt yêu cầu về chất lượng. 3.1.2. Cách xác định: Tuỳ thuộc vào mức độ dẻo của bê tông ta có 2 loại bê tông dẻo, bê tông cứng 1, Đối với bê tông dẻo: Có đặc điểm dễ tạo hình, đỡ công đầm nèn và tính dẻo của nó được xác định bằng dụng cụ nón cụt tiêu chuẩn: a, Dụng cụ thí nghiệm + Nón cụt tiêu chuẩn: có 2 loại nón cụt là N1 và N2. + Chày đầm (thanh sắt 16.2mm, dài 64cm, tròn đầu), xẻng xúc, khay trộn… Bảng 3.1: Kích thước của nón cụt tiêu chuẩn Dtrên (mm) 100 150 Loại côn nón cụt N1 N2. hợp: Ddưới (mm) 200 300 h (mm) 300 450 Tuỳ theo kích thước đường kính dmax của vật liệu mà ta chọn loại công cho phù Đối với dmax  40 mm ta dùng côn N1 Đối với dmax > 40 mm ta dùng côn N2 b, Các bước tiến hành + Mẫu bê tông đã trộn xong lấy ch o vào khay trộn lại cho đều, đặt côn đã lau sạch trên sàn cứng, phẳng. + Cho bê tông vào côn làm ba lần, mỗi lần bằng 1/3 chiều cao của côn và đầm 25 cái bằng đầm tiêu chuẩn có chiều dài là 64 cmm đường kính là 16.2mm, theo hình soáy chôn ốc từ ngoài vào trong. Yêu cầu lớp sau đầm sâu vào lớp trước từ 1-2 cm. Sau khi đầm xong lớp thứ ba dùng bàn xoa san phẳng mặt ngang với thành của côn. + Nhấc côn nón cụt theo phương thẳng đứng và đặt côn ngay bên cạnh, dưới tác dụng của trọng lượng bản thân bê tông sụt xuống, đặt một thước cứng thẳng ngang lên đáy trên của côn và dùng thước thép đo khoảng cách từ thước nằm ngang đến đỉnh của khối bê tông đó chính là độ sụt ký hiệu là Sn. + Nếu thí nghiệm bằng côn N1 thí lấy giá trị là Sn ; còn thí nghiệm côn N2 thì lấy kết quả N1x 0,67 108 100 300 Sn 21 Hình 3.1: Dụng cụ nón cụt tiêu chuẩn 2, Đối với bê tông cứng: Khi độ sụt của bê tông bằng 0 thì ta xác định bằng phương pháp rung và được tính bằng thời gian (giây) a, Dụng cụ thí nghiệm 9 + Nón cụt tiêu chuẩn N1 7 8 + Bộ khuôn hình lập phương có 6 kích thước (200x200x200)mm 5 4 + Bàn chấn động (hình vẽ 3.2) 3 2 b, Phương pháp tiến hành + Đặt và kẹp khuôn trên bàn chấn động, 1 đặt hình nón cụt vào trong, cho hỗn hợp bê tông sau khi đã trộn đều vào trong nón cụt như phần xác định Sn. Rút nón cụt 1 cách nhẹ nhàng và cho bàn chấn động rung đồng thời bấm đồng hồ để tính thời gian, mắt quan sát đến khi nào bê tông chảy đều ở các góc và tạo Hình 3.2: Bàn chấn động thành mặt nằm ngang. Lấy thời gian này x 1,5 thời gian đó sẽ được đặc trưng cho độ cứng của bê tông. + Căn cứ vào độ dẻo, độ cứng của bê tông ta có bảng sau: Bảng 3.2: Bảng xác định chỉ tiêu độ dẻo, độ cứng của hỗn hợp vữa bê tông Loại hỗn hợp bê Sn (cm) Độ Loại hỗn hợp bê 22 Sn (cm) Độ cứng