Bài giảng Các tính chất cơ lý của vật liệu xây dựng - Bài 7: Xác định độ bền uốn, độ bền nén của mẫu vữa ximăng

BÀI 7: XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN UỐN, ĐỘ BỀN NÉN CỦA MẪU VỮA XIMĂNG1. CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁPPhương pháp bao gồm cách xác định độ bền nén và độ bền uốn tương ứng của các mẫu thử hình lăng trụ có kích thước 40mm x 40mm x 160mm.Các mẫu này được đúc từ một mẻ vừa dẻo, chứa một phần xi măng và ba phần cát tiêu chuẩn theo khối lượng với tỉ lệ nước/xi măng là 0,5. Cát tiêu chuẩn từ những nguồn khác nhau đều có thể được sử dụng miễn là kết quả độ bền của xi măng khi sử dụng cát đó không sai khác đáng kể, so với kết quả độ bền xi măng đó khi sử dụng cát chuẩn theo ISOVữa được trộn bằng máy và lèn chặt trong một khuôn nhờ sử dụng máy dằn.Thiết bị và kĩ thuật lèn chặt khác cũng có thể dùng nhưng kết quả không được sai khác so với việc dùng thiết bị dằn chuẩn.Các mẫu trong khuôn được bảo dưỡng nơi không khí ầm 24 giờ và sau đó các mẫu được tháo khuôn rồi được ngâm ngập trong nước cho đến khi đem ra thử độ bền.Đến dộ tuổi yêu cầu, mẫu được vớt ra khỏi nơi bảo dưỡng, sau khi thử uốn mẫu bị bẻ gãy thành hai nửa và mỗi nửa mẫu gãy được dùng để thử độ bền nén.1. CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP2. TIÊU CHUẨN ÁP DỤNGTCVN 6016:19953. DỤNG CỤ - THIẾT BỊMáy trộnCánh trộnCối trộn3. DỤNG CỤ - THIẾT BỊKhuôn3. DỤNG CỤ - THIẾT BỊKhuôn3. DỤNG CỤ - THIẾT BỊBàn dằnMáy thử độ bền uốn3. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ3. DỤNG CỤ - THIẾT BỊMáy thử độ bền nén3. DỤNG CỤ - THIẾT BỊMáy thử độ bền uốn, bền nénGá định vị mẫu của máy thử cường độ nén3. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ4. CHUẨN BỊ MẪU THỬ4.1 Thành phần vữaCátCát tiêu chuẩn ISO là cát thiên nhiên giàu silic, gồm tốt nhất là các hạt tròn cạnh và có hàm lượng SiO2 không ít hơn 98%.Cấp phối hạt nằm trong các giới hạn quy định ở bảng sau:KTLS (mm)Kích thước lỗ vuông LSTL (%)21,610,50,160,0807 ± 533 ± 567 ± 587 ± 599 ± 14. CHUẨN BỊ MẪU THỬCấp phối hạt của cát mẫu ISO4. CHUẨN BỊ MẪU THỬ4.1 Thành phần vữaXi măngXi măng để thử nghiệm nếu phải để lâu hơn 24 giờ kể từ lúc lấy mẫu đến lúc tiến hành thử, thì phải được lưu giữ toàn bộ trong thùng kín, loại thùng không gây phản ứng xi măng.NướcNước cất được sử dụng cho các phép thử công nhận. Còn đối với các thử nghiệm khác, sử dụng nước uống.4. CHUẨN BỊ MẪU THỬ4.2 Chế tạo vữaThành phầnTỷ lệ khối lượng bao gồm một phần xi măng, ba phần cát tiêu chuẩn và một nửa phần là nước (tỷ lệ nước/xi măng =0,5).Mỗi mẻ cho ba mẫu thử sẽ gồm: 450g ±2g xi măng1350g ± 5g cát225g ± 1g nước.TrộnDùng máy trộn để trộn mỗi mẻ vữa. Máy trộn khi đã ở vị trí thao tác, cần tiến hành như sau:Đổ nước vào cối và thêm xi măng.Khởi động máy trộn ngay và cho chạy ở tốc độ thấp, sau 30 giây thêm cát từ từ trong suốt 30 giây. Bật máy trộn và cho chạy ở tốc độ cao (xem bảng 2), tiếp tục trộn thêm 30 giây.Dừng máy trộn 90 giây. Trong vòng 15 giây đầu dùng bay cao su cào vữa bám ở thành cối, ở đáy cối và vun vào giữa cối.Tiếp tục trộn ở tốc độ cao trong 60 giây nữa.Thời gian của mỗi giai đoạn trộn khác nhau có thể được tính chính xác đến ±1 giây.4. CHUẨN BỊ MẪU THỬ4.2 Chế tạo vữaMáy HĐ với tốc độ chậm trong 30 sNgừng 90sMáy HĐ với tốc độ nhanh trong 60 sCho XM và nước vào cối trộnVét gọn hồ ở xung quanh cối vào vùng trộn trong 15sTổng thời gian máy trộn là 150sCho cát vào liên tục trong 30sMáy HĐ với tốc độ nhanh trong 30sMáy vẫn chạy với tốc độ chậmTrộn vữa xi măng4. CHUẨN BỊ MẪU THỬ4.2 Chế tạo vữaHình dạng và kích thướcMẫu thử hình lăng trụ có kích thước 40mm x 40mm x 160mmĐúc mẫuTiến hành đúc mẫu 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 hai lần để rải lớp vữa đầu tiên cho mỗi ngăn khuôn sao cho mỗi ngăn trải thành hai lớp thì đầy (mỗi lần xúc khoảng 300g) và lấy trực tiếp từ máy trộn. Sau đó lèn lớp vữa đầu bằng cách dằn 60 cái. Đổ thêm lớp vữa thứ hai rồi lèn lớp vữa này bằng cách dằn thêm 60 cái.4. CHUẨN BỊ MẪU THỬ4.3 Chế tạo mẫu thửNhẹ nhàng nhấc khuôn khỏi bàn dằn. Gạt bỏ vữa thừa bằng một thanh gạt kim loại, thanh này được giữ thắng đứng và chuyển động từ từ theo kiểu cà ngang mỗi chiều một lần. Cũng dùng thanh gạt trên gạt bằng mặt vữa.Ghi nhãn hoặc đánh dấu các khuôn để nhận biết mẫu và vị trí tương đối của chúng so với bàn dằn.4. CHUẨN BỊ MẪU THỬ4.3 Chế tạo mẫu thử4. CHUẨN BỊ MẪU THỬ4.4 Bảo dưỡng mẫu thửXử lí và cất giữ mẫu trước khi tháo khuônGạt bỏ vữa thừa trên rìa khuôn coi như một phần của việc tháo dỡ. Đặt một tấm kính kích thước 210mm x 185mm và dày 6mm lên khuôn. Cũng có thể dùng một tấm thép hoặc vật liệu không thấm khác có cùng kích thước.Đặt ngay các khuôn đã đánh dấu lên giá nằm ngang trong phòng không khí ẩm hoặc trong tủ 4. CHUẨN BỊ MẪU THỬ4.4 Bảo dưỡng mẫu thửTháo dỡ khuônViệc tháo dỡ khuôn phải rất thận trọngĐối với các phép thử 24 giờ, việc tháo dỡ khuôn mẫu không được quá 20 phút trước khi mẫu được thửĐối với các phép thử có tuổi mẫu lớn hơn 24 giờ, việc tháo dỡ khuôn tiến hành từ 20 giờ đến 24 giờ sau khi dổ khuôn.Mẫu đã tháo khỏi khuôn và được chọn để thử vào 24 giờ (hoặc vào 48 giờ nếu dỡ khuôn muộn), được phủ bằng khăn ẩm cho tới lúc thử.Đánh dấu các mẫu đã chọn để ngâm trong nước và tiện phân biệt mẫu sau này, đánh dấu bằng mực chịu nước hoặc bằng bút chì.4. CHUẨN BỊ MẪU THỬ4.4 Bảo dưỡng mẫu thửBảo dưỡng trong nướcCác mẫu đã đánh dấu được nhận chìm ngay trong nước (để nằm ngang hoặc để thẳng đứng, tùy theo cách nào thuận tiện) ở nhiệt độ 270C ± 20C trong các bể chứa thích hợp. Trong suốt thời gian ngâm mẫu, không lúc nào khoảng cách giữa các mẫu hay độ sâu của nước trên bề mặt mẫu lại nhỏ hơn 5 mm.Lấy mẫu cần thử ở bất kỳ tuổi nào (ngoài 24 giờ hoặc 48 giờ khi tháo khuôn muộn) ra khỏi nước không được quá 15 phút trước khi tiến hành thử. Dùng vải ẩm phủ lên mẫu cho tới lúc thử.4. CHUẨN BỊ MẪU THỬ4.4 Bảo dưỡng mẫu thửTính tuổi của mẫu thử từ lúc bắt đầu trộn xi măng và nước.Khi thử độ bền theo yêu cầu ở các tuổi khác nhau, cần đảm bảo giới hạn sau:24 giờ ± 15 phút48 giờ ± 30 phút72 giờ ± 45 phút7 ngày ± 2 giờBằng và lớn hơn 28 ngày ± 8 giờ4. CHUẨN BỊ MẪU THỬ4.5 Tuổi của mẫu để thử độ bền4. CHUẨN BỊ MẪU THỬMẫu vữa được chuẩn bị để thí nghiệm5. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM5.1 Xác định độ bền uốnĐặt mẫu lăng trụ vào máy thử với một mặt bên tựa trên các con lăn gối tựa và trục dọc của mẫu vuông góc với các gối tựa. 5. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM5.1 Xác định độ bền uốnĐặt tải trọng theo chiều thẳng đứng bằng con lăn tải trọng vào mặt đối diện của lăng trụ.5. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM5.1 Xác định độ bền uốnTăng tải trọng dần dần tốc độ 50N/s ± l0N/s cho đến khi mẫu gẫy.5. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM5.1 Xác định độ bền nénThử độ bền nén các nửa lăng trụ trên các mặt bên phía tiếp xúc với thành khuôn. Đặt mặt bên các nửa lăng trụ vào chính giữa và đặt nằm ngang sao cho mặt cuối của lăng trụ nhô ra ngoài tấm ép hoặc má ép khoảng l0mm.Tăng tải trọng từ từ với tốc dộ 2400N/s ± 200N/s trong suốt quá trình cho đến khi mẫu bị phá hoại.5. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM5.1 Xác định độ bền nén5. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM5.1 Xác định độ bền nénMẫu sau khi bị nén vỡ6. TÍNH TOÁN KẾT QUẢTính độ bền uốn, Ru, bằng Newtons trên milimet vuông (N/mm2), theo công thức sau:Trong đó:P: Là tải trọng đặt lên giữa lăng trụ khi mẫu bị gãy, Nl: Là khoảng cách giữa các gối tựa, mmb: Là cạnh của tiết diện vuông của lăng trụ, tính bằng milimet.Tính độ bền nén, Rn (MPa), theo công thức sau:Trong đó:P: Là tải trọng tối đa lúc mẫu bị phá hoại, tính bằng Newtons;F:	 Là diện tích tấm ép hoặc má ép, tính bằng milimet vuông (40mm x 40mm =1600mm2).6. TÍNH TOÁN KẾT QUẢBáo cáo thí nghiệm cần có các thông tin sau: Ngày đúc mẫu, ngày thí nghiệm;Kết quả thử độ bền uốn, độ bền nén của mẫu vữa;Tên người thí nghiệm và cơ sở thí nghiệm;Viện dẫn tiêu chuẩn thí nghiệm.7. BÁO CÁO THÍ NGHIỆM