Báo cáo thí nghiệm vật liệu xây dựng

THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

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: Ts.Vũ Quốc Hoàng
Lớp

: XD09DD01

04/2013

1


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Bài 1: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG
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:
m
Va
γa =

(1-1)

Trong đó: γa : Khối lượng riêng của vật liệu ( g/cm3; kg/m3; tấn/m3).
m : Khối lượng của vật liệu ở trạng thái hoàn toàn khô (g; kg; tấn)..
Va : Thể tích hoàn toàn đặc của vật liệu(cm3; m3).
III. Tiến hành thí nghiệm:
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.

2


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

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/cm3) là trị số trung bình cộng của 2 lần

thí nghiệm, sai số 2 lần thí nghiệm không quá 0.02g/cm3.
c. Kết quả thí nghiệm:
-

Lần 1

Lần 2

m (g)

65

65

Va (ml)

22.25

21.3

γa (g/cm3)

2.921

3.052

γa= (2.921+3.052)/2=2.986 (g/cm3). ( kết quả chính xác đến 0.1 g/cm3)
d. Nhận xét kết quả:

-Theo lý thuyết γa(ximăng)= 3.05-3.15 g/cm3, nhưng kết quả thí nghiệm cho ta
γa(ximăng)=2.9 86g/cm3. 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.
- 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.

Bài 2: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH
I. Mục đích thí nghiệm:
- Làm quen với phương pháp thí nghiệm xác định khối lượng thể tích của vật liệu.
3


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

- 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:
γo = m/ Vo

(2-1)

Trong đó: γo : khối lượng thể tích vật liệu( g/cm3; kg/m3; tấn/m3).
m : khối lượng vật liệu ở trạng thái tự nhiên(g; kg; tấn).
Vo : thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên(cm3; m3).
-

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 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
m2(g).
4


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

- 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 m2( g).
- Khối lượng thể tích của cát được tính theo công thức (2-1) như sau:

γo =

m 2 − m1
2830

(g/cm3).

c. Kết quả thí nghiệm:
Đổ đống

STT lần

Đầm chặt

1

2

m1( g)

γo =

2

2556

m2( g)

m 2 − m1
2830

1

6887

6876

7288

7295

1.5304

1.5265

1.6721

1.6746

(g/cm3)

│γo2-γo1│

0.0039

0.0025

Kết luận γo=

1.5285

1.6734

Vậy γo(đổ đống)=1.5285(g/cm3)
γo(lèn)

=1.6734(g/cm3)

2. 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.
5


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

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
m1( 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 m2( gam).
- Khối lượng thể tích của cát được tính theo công thức (2-1) như sau

γo =

m 2 − m1
14160

(g/cm3).

c. Kết quả thí nghiệm:

γo =

Không đầm

Đầm

m1 ( g)

9000

9000

m2 ( g)

29212

32125

1.427

1.633

m 2 − m1
14160

(g/cm3)

3. 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:
6


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

- 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:
aTB=(a1+ a2+ a3)/3 (cm)
bTB=(b1+ b2+ b3)/3 (cm)
cTB=(c1+ c2+ c3)/3 (cm)
- Xác định thể tích tự nhiên của viên gạch( có tính độ rỗng hiình học) theo
công thức:
Vo= aTBx bTBx cTB (cm3)
- Xác định khối lượng thể tích biểu kiến của viên gạch theo công thức:
γo=G/Vo (g/cm3)
c. Kết quả thí nghiệm
γo
a(cm)

18.2

18

b(cm)
18

8

7.9

c(cm)

8.1

7.8

7.9

V(cm3)

18

18.3

8.000
18.2

8.2

8.2

7.867
8.2

8.2

8.1

18.3

18.1

8.200
18.3

8.2

8.1

8.167
8.1

8.2

8.3

Viên 4

18.4

18.5
18.467

8.133
18.5

8.3

8.2

8.267
8.2

8.2

8.233

8.4
8.333

7

0.963

1216.56
1
1340

1.101

1225.92
8
1333

1.087

8.3

Viên 3
18.233

1136.99
6
1095
8.2

Viên 2
18.167

(g/cm3) tb(g/cm3)

7.9

Viên 1
18.067

G(g)

γo

8.4
1267.01 1234
9

0.974

1.044


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG
17.8

17.9

17.9

7.8

8

7.9

8.1

8

7.8

Viên 5
17.867

7.900

1124.46
8
1228

7.967

1.092

4. 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:
a(cm)
10

Viên 1

9.9 10 9.9

9.9

9.950
9.9 9.9 10

Viên 2

10

10

10 9.9

9.950

9.9

10

c(cm)

10

9.8 9.9 9.8

9.950
10

9.950
9.9

Viên 3

b(cm)

9.9

10

9.8

9.825

972.700 2360

2.426

9.9 10.1 10 10.1 10.1

9.950
9.9

V(cm3) G(g) ϒ(g/cm3)ϒtb(g/cm3)

10.075
10

9.8 9.9 9.9

9.950

9.825

8

997.450 2405 2.411
9.7
972.700 2650

2.724

2.521


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Bài 3: XÁC ĐỊNH ĐỘ DẺO TIÊU CHUẨN CỦA 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 từ đó đưa ra thời gian thi công hợp lý choi ximăng và hỗn hợp
bêtông,.. Ngoài ra, từ lượng nước tiêu chuẩn ta có thể xác định được lượng nước ứng với
lúc hỗn hợp bêtông có độ lưu động tốt nhất mà không bị phân tầng.
- Xác định mác Ximăng tức là xác định một đại lượng cần phải coc để tính
toán cấp phối bêtông.
II. Thí nghiệm xác định lượng nước tiêu chuẩn của Ximăng:
1. Cơ sở lý thuyết:
- Lưọng nước tiêu chuẩn là lượng nước đảm bảo chế tạo hồ Ximăng đạt độ dẻo
tiêu chuẩn. Lượng nước tiêu chuẩn được tính bằng % so với lượng Ximăng.
- Độ dẻo của Ximăng được xác định bằng dụng cụ Vica, với kim Vica đường
kính bằng 10mm. Cho kim rơi từ độ cao H= 40mm so với mặt hồ Ximăng, nếu hồ
Ximăng đảm bảo độ cắm sâu của kim Vica từ 33-35mm thì hồ Ximăng đó có độ dẻo tiêu

chuẩn và lượng nước tương ứng là lương nước tiêu chuẩn.
2. Dụng cụ, thiết bị, nguyên liệu:
- Dụng cụ Vica.
- Cân kỹ thuật, độ chính xác 0.1g.
- Khâu hình côn bằng nhựa.
- Chảo hình chỏm cầu và bay ( khi trộn tay) hoặc máy trộn.
- Ống đong hình trụ loại 150ml, pipet, khăn lau ướt.
3. Trình tự thí nghiệm:
- Cân 400g ximăng đã sàng qua sàng 0.63mm

9

THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

- Đong lượng nước bằng 27% hoặc 29% so với lượng Ximăng.
- Nếu trộn tay: cho lượng ximăng này vào chảo trộn đã lau ẩm, dùng bay moi
thành hốc ở giữa, đổ lượng nước vào, sau 30 giây bắt đầu trộn đều theo kiểu dằn mạnh và
giật lùi, thời gian trộn khoảng 5 phút.
- Nếu trộn bằng máy:
+ Lau ẩm nồi trộn, cánh trộn của máy.
+ cho nước vào nồi trộn trước, sau đó cho Ximăng vào nồi trộn.
+ Lắp cánh trộn vào máy, cho máy trộn ở tốc độ thấp trong 60 giây, dừng
máy.

+ Dùng bay vét sạch hồ Ximăng dính ở cánh trộn và thành nồi trong
khoảng thời gian 30 giây.
+ Tiếp tục cho máy trộn ở tốc độ cao trong 120 giây.
-

Trộn xong, dùng bay cho hồ Ximăng vào khâu hình côn và cho một lần, ép sát vành
khâu xuống mặt tấm mica rồi dập tấm mica lên mặt bàn 5-6 cái. Dùng bay đã lau ẩm
gạt cho hồ Ximăng bằng mặt khâu.

-

Đặt khâu vào dụng cụ Vica. Hạ cho đầu kim Vica tựa trên miệng vành khâu, khoá

chặt kim Vica, điều chỉnh kim chia vạch về số 40. Khoá chặt kim chia vạch, di
chuyển tấm mica sao cho kim Vica ở ngay giữa vành khâu. Mở vít cho kim Vica tự
do cắm vào hồ Ximăng.

-

Sau 30 giây, ta cố định kim và đọc giá trị. Nếu đầu kim cắm vào hồ cách đáy 5-7mm
thì đạt. Nếu không đạt thì 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 ( %)

27.5

28.5

Kim Vica cách đáy (mm)

11

6.5

Lấy lượng nước tiêu chuẩn của ximăng ứng với trường hợp kim Vica cách đáy
6.5mm.Từ kết quả thí nghiệm trên ta suy ra lượng nước tiêu chuẩn là 28.5%
10

THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Bài 4: XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN UỐN VÀ ĐỘ BỀN NÉN CỦA
XIMĂNG
1.Cơ sở lý thuyết:
- Mác Ximăng được xác định dựa theo:
+ Cường độ chịu uốn của 3 mẫu vữa Ximăng tiêu chuẩn.
+ Cường độ chịu nén của 6 nửa mẫu thử tạo thành từ 3 mẫu vừa nói trên.
- Ba mẫu ban đầu dùng xác định cường độ chịu uốn phải thoả yêu cầu sau:
+ Kích thước mẫu thử 4x4x16cm

+ Vữa Ximăng là hỗn hợp Ximăng, cát theo tỷ lệ 1:3. Tỷ lệ N/X= ½.
+ Mâũy vữa ximăng sau khi đúc xong phải được dưỡng hộ trong môi
trường không khí ẩm 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.

3.Trình tự thí nghiệm:
- Lắp ráp khuôn và lau dầu khuôn 4x4x16cm, lắp nắp nối phía trên vào khuôn.
- Cân lượng Ximăng X= 450g và cát C= 1350g( đảm bảo tỷ lệ X/C= 1/3). Cát
dùng ở đây là cát tiêu chuẩn( cỡ hạt từ 0.5-1mm).
- Tỷ lệ N/X= 0.5→ N= 225g.
- Cho lượng Ximăng và cát vào chảo rồi trộn đều, chảo đã được lau sạch bằng
vải ẩm. Sau 1 phút, ta dùng bay moi thành hốc ở giữa, cho lượng nước ở trên vào, tiếp

tục trộn đều.

11


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

- Hỗn hợp vữa trộn xong cho vào mỗi mẫu trong khuôn theo 2 lần, lần1 cho
vữa vào khoảng hơn ½ chiều cao của khuôn, đầm 20 chày qua lại dọc theo chiều dài
khuôn( 2 lượt đi và 2 lượt về, mỗi lượt là 5 chày). Lần 2 tiếp tục cho vữa vào đầy khuôn
và cũng đầm qua lại 20 chày. Phải đầm bằng 2 tay.
- Dằn mỗi đầu khuôn 5 cái, dùng bay đã lau ẩm miết cho nhẵn mặt vữa.

- Dưỡng hộ mẫu 1 ngày trong khuôn sau đó lấy ra ngâm nước 27 ngày.
- Sau khi dưỡng hộ 28 ngày, lấy mẫu ra lau ráo mặt và thử cường độ ngay,
không để chậm quá 10 phút.
+ Tiến 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.

3. Kết quả nén 6 mẫu thu được từ thí nghiệm uốn đá ximăng:
-

Lực phá hoại
mẫu(kG)

Khả năng chịu nén
Rn=P/F (kG/cm2)

Độ lệch so với giá
trị trung bình(%)

1

2506

156.625

-29.7

2

3351

209.438

-6.0

3

3107

194.188

-12.8

4

3570

223.125

0.2

5

3884

242.750

9.0

6

4961

310.063

39.2

222.698

Trung bình
12


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Do có 3 mẫu vượt quá giá trung bình của 6 mẫu ±10% nên loại bỏ toàn kết quả

Bài 5: THẦN PHẦN HẠT VÀ MÔ ĐUN ĐỘ LỚN CỐT LIỆU.
13

THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

I.Mục đích, ý nghĩa thí nghiệm:
- Xác định thành phần hạt của các cốt liệu dùng trong bêtông
- Lựa chọn cốt liệu phù hợp để trôn bêtông.
- Thành phần hạt và môđun độ lớn của cát biểu thị tỷ lệ phối hợp các cấp hạt
trong cát, nó quyết định độ rỗng và tỷ diện của cát, do đó ảnh hưởng lớn đến lượng dùng
xi măng, lượng dùng nước, tính công tác của hỗn hợp bê tông độ đặc và cường độ của bê
tông.
II. Cơ sở lý thuyết:

1. Cốt liệu nhỏ:

- Cát dùng trong bêtông được gọi là cốt liệu nhỏ. Yêu cầu của cát được quy định
trong TCVN 340-1986.
- Cát trong bêtông và vữa thường có thành phần khoáng nhất định, không chứa
các phần tử gây tác hại đến quá trình thuỷ hoá và đông cứng của ximăng, không có tạp
chất gây ăn mòn cốt thép.
- Cát dùng cho bêtông nặng và vữa phải có đường biểu diễn thành phần hạt nằm
trong vùng qui định.
Kích thước lỗ sàng( mm)

Lượng sót tích luỹ( %)

5.00

0.00

2.50

00-20

1.25

15-45

0.63

35-70

0.315

70-90

0.16

90-100

lọt sàng 0.16

0-10

- Cát bị ẩm có chưa 1 lượng nước, cần phải xác định lượng nước đó để giảm
nước trộn bêtông hoặc vữa.
- Tuỳ theo độ lớn của cát mà phân chia thành: cát to, trung bình, nhỏ, mịn.
2. Cốt liệu lớn đặc chắc:
14

THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

- Cốt liệu lớn đặc chắc dùng cho bêtông nặng là đá dăm, sỏi, sỏi dăm. Yêu cầu
kỹ thuật của loại cốt liệu này được quy định theo TCVN 1771-1987.
- Thành phần hạt của mỗi cỡ hạt phả nằm trong giới hạn cho trong bảng sau:
Kích thước mắt sàng

Lượng sót tích luỹ trên sàng(%
khối lượng)

Dmin

90-100

0.5(Dmin+Dmax)

40-70

Dmax

00-10

1.25Dmax

0

III. Dụng cụ thí nghiệm:
- Bộ sàng tiêu chuẩn( tiêu chuẩn ASTM) Có kích thước mắt sàng là:
+ Đối với cát: 5; 2.5; 2.25; 0.63; 0.315; 0.16.
+ Đối với đá: 32; 25; 20; 12.5; 10; 5
- Cân kỹ thuật độ chính xác 0.1 gam đối với cát, 1 gam đối với đá
- Tủ sấy.
- Giá xúc.
- Khay đựng.
IV. Trình tự thí nghiệm:
1. Đối với cát:

- Lấy 2kg cát theo phương pháp lấy mẫu cát rồi sấy ở nhiệt độ 105-110°C đến
khối lượng không đổi.
- Sàng mẫu đã chuẩn bị qua sàng có kích thước mắt sàng 5mm.
- Lấy 1000g cát dưới sàng có kích thước mắt sàng 5mm, để xác định thành phần
hạt cát không có sỏi, khi đánh giá chất lượng của cát thì việc xác định này tiến
hành sau khi đã rửa cát, khi đó lượng bụi bẩn cũng tính vào lượng lọt qua sàng có
kích thước mắt sàng nhỏ nhất và tính vào khối lượng của mẫu thử

15

THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

- Sàng mẫu thử đã chuẩn bị ở trên qua bộ lưới sàng có kích thước mắt sàng 2.5;
1.25; 0.63; 0.315; 0.16mm. Có thể tiến hành sàng bằng tay hay bằng máy. Khi
sàng bằng tay thì thời gian sàng trên mỗi sàng khi kiểm tra thấy trong 1 phút
lượng cát lọt qua mỗi sàng không lớn hơn 0.1% khối lượng mẫu thử.
Chú ý: cho phép xác định thời gian sàng bằng phương pháp đơn giản sau: đặt tờ
giấy xuống dưới mỗi luới sàng rồi sàng đều, nếu không có cát lọt qua sàng thì
thôi không sàng nữa.
- Cân lượng còn lại trên sàng chính xác đến 1%
2. Đối với đá:
Làm tương tự đối với cát nhưng chuẩn bị mẫu thử 15000g( tuỳ thuộc Dmax) và

sàng qua bộ sàng: 32; 25; 20; 12.5; 10; 5.
3.Kết quả thí nghiệm:
a. Đối với đá:
Kích thước mắt Khối lượng Lượng sót riêng biệt ai Lượng sót tích luỹ Ai
sàng(mm)
sót riêng biệt(
(%)
(%)
g)
32

0

0

0

25

2300

23

23

20

3775

37.75

60.75

12.5

3525

35.25

96

10

225

2.25

98.25

5

75

0.75

99

Tổng

10000

D(mm)

Dmin

0.5(Dmax+Dmin)

Dmax

1.25Dmax

12.5

22.25

32

40

16


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Lương sót tích
luỹ yêu cầu
Ai(%)

90-100

40-70

0-10

0

Lượng sót tích
luỹ Ai(%)

93.83

49.68

7.18

0

Kết luận

thoả

thoả

thoả

thoả

b. Đối với cát:
Kích thước mắt
sàng(mm)

Khối lượng sót
riêng biệt( g)

Lượng sót riêng biệt Lượng sót tích luỹ Ai
ai (%)
(%)

5

0

0

0

2.5

58.2

5.82

5.82

1.25

118.6

11.86

17.68

0.63

259.8

25.98

43.66

0.315

393.4

39.34

83

0.16

144.7

14.47

97.47

Đáy

25.3

2.53

100

Tổng

1000

Modul độ lớn của cát:

17

THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Mn=

A2.5 + A1.25 + A0.63 + A0.315 + A0.16
100

=2.4763

4. Nhận xét kết quả:
a. Đối với Đá:

- Từ kết quả thí nghiệm rây sang, ta thu được bảng sau:
- Lô đá được đem làm thí nghiệm có đường biểu diễn thành phần hạt nằm trong
vùng cho phép, do đó có thể chọn để sản xuất bêtông.
- Ngoài ra cần chú ý một số yêu cầu khi chọn cốt liệu lớn để sản xuất bêtông:
+ Về cường độ: khi Rb<30 MPa, chọn Rđá> 1.5Rb
Khi Rb>30MPa, chọn Rđá> 2.0Rb
+ Về đường kính:
* Dmax≤ 1/3 kích thước nhỏ nhất của kết cấu.
* Dmax< 3/4 khoảng cách bé nhất giữa 2 cốt thép
* Dmax = 1/2 chiều dày tiết diện công trình, đặc biệt với tấm panel
mỏng, sàn nhà.
b. Đối với cát:

- Xét phạm vi thành phần hạt cho phép

D (mm)

5

2.5

1.25

0.63

0.315

0.16

<0.16

Phạm vi
cho
phép(%)

0

0-20

15-45

35-70

70-90

90-100

0-10

Lượng

0

5.82

17.68

43.66

83

97.47

2.14

18


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

sót tích
luỹ
Ai(%)

Kết luận

Tho
ả

Thoả

Thỏa

Thỏa

Thoả

Thoả

Thoả

- Xét modul độ lớn Mn=2.4763, thoả( so với yêu cầu của cát dung trong bêtông
Mn=2-3.25.
- Ngày nay, để xác định độ lớn của cát người ta có thể dung phương pháp tỷ
diện tích
- Ngoài ra cần chú ý các nhân tố sau khi chon cát để sản xuất bêtông: khối lượng
riêng, khối lượng thể tích, độ rỗng, độ lẫn tạp chất, nguồn gốc( phải là cát sông)

Bài 6: THIẾT KẾ THẦN PHẦN CẤP PHỐI BÊTÔNG ĐÚC
MẪU THỬ MÁC BÊTÔNG.
I. Ý 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).

19


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

- Mác bêtông là giá tri giới hạn cường độ chịu nén trung bình của các mẫu thí
nghiệm hình khối lập phương( mẫu chuẩn) được chế tạo, bảo dưỡng 28 ngày trong điều kiện
tiêu chuẩn( nhiệt độ = 27±2°C, độ ẩm > 95%)
II. Cơ sở lý thuyết:
Trình tự tính toán cấp phối bêtông
1. Xác định tỷ lệ N/X:

Rb=ARx(X/N±b)
Với Rb≤ 500 thì công thức trên thành
Rb=ARx(X/N- 0.5)
→ X/N= Rb/(ARx)+ 0.5Є[1.4; 2.5]

Trong đó Rx : cường độ của ximăng( kG/cm2)
Rb : cường độ của bêtông thiết kế
A : hệ số , phụ thuộc vào phẩm chất của cốt liệu và phương pháp xác định
mác ximăng.
Tính chất cốt liệu

A

Tốt

0.65

Trung bình

0.6

Kém

0.55

2. Xác định Lượng nước trộn trong 1m3 bêtông theo bảng sau:
Độ lưu động của
hỗn hợp bêtông

Dmax của cốt liệu lớn(mm)
Sỏi

Đá dăm

SN( c
m)

Đc(s)

10

20

40

70

10

20

40

70

9-10

-

215

200

185

170

230

215

200

185

6-8

-

205

190

175

160

220

205

190

175

20


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

3-5

-

195

180

165

150

210

195

180

165

1-2

-

185

170

155

140

200

185

170

155

-

30-50

167

160

150

-

175

170

160

-

-

60-80

155

150

140

-

165

160

150

-

-

90-120

145

140

135

-

160

155

140

-

-

150-200

135

130

128

-

150

145

135

-

Chú ý:

- Bảng này dùng cho bêtông có hàm lượng ximăng không lớn hơn 400kg/m 3
- Khi dùng ximăng portland puzzolane, lượng nước tăng thêm 15-20lít/m3.
- Khi dùng cát nhỏ, lượng nước tăng thêm 10l/m3.
3. Xác định ximăng trong 1 m3 bêtông:
X= N/(N/X)
4. Xác định cốt liệu lơn trong 1 m3 bêtông:
Đ= 1000/{1/γad+ αr/γod) ( kg)
Trong đó:
γad : khối lượng riêng của đá(g/cm3)
γod : khối lượng thểb tích xốp của đá(g/cm3)
r=1- (γod/γad): độ rỗng của đá.
α : hệ số dư vữa ximăng, được tra theo bảng sau:

Lượng ximăng
trong 1 m3
bêtông (kg)

Độ sụt(cm)

Độ cứng(s)

5-10

10-40

40-80

200

1.22

1.18

1.1

250

1.28

1.22

1.12

21


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

300

1.34

1.28

1.14

350

1.40

1.34

1.16

400

1.48

1.40

1.18

500

1.60

1.48

1.2

5.Xác định lượng cốt liệu nhỏ trong hỗn hợp bêtông theo công thức:
C= [1000-(X/γax+ N+ Đ/γad)]γac ( kg).
Trong đó: γac : khối lượng riêng của cát( g/cm3)
γax : khối lượng 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.
IV. Tiến hành thí nghiệm:
1. Yêu cầu thí nghiệm:
- Thiết kế bêtông mác 200
- Độ sụt nón SN= 8±2 cm
- Tiến hành đúc 3 mẫu bêtông, mỗi mẫu có kích thước 15x15x15cm. Thể tích 3

mẫu bêtông dự tính là 14 lít. Do đó cần trộn:
X= 3.94kg

22


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

C= 8.82kg
Đ= 17.26kg
N= 2.96kg.
2.Tiến hành thí nghiệm thử độ sụt:

- Trộn vữa bêtông: Trước tiên đổ cát và ximăng vào khay rồi trộn đều sau đó đổ
đá trộn cho đều tiếp, moi thành hóc ở giữa khối hỗn hợp rồi cho nước vào trộn
đều.
- Tiến hành thử độ sụt:
+ Đặt côn lên nền ẩm, cứng,phẳng & không thấm nước. Đứng lên gối, đặt
chân lên để giữ chặt cho côn cố định cả trong quá trình và đổ, đầm hỗn hợp
bêtông trong côn.
+ Dùng phểu đổ hỗn hợp bêtông vào côn thành 3 lớp, mỗi lớp chiếm
khoảng 1/3 chiều cao của côn. Mỗi lớp đều dùng thanh thép tròn chọc đều trên
toàn mặt hỗn hợp bêtông từ xung quanh vào giữa, mỗi lớp chọc 25 lần. Lớp đầu
chọc suốt chiều sâu, các lớp sau chọc xuyên qua lớp trước 2-3cm. ở lớp 3 vừa
chọc vừa cho thêm vữa để giữ cho bêtong luôn cao hơn miệng côn

+ Lấy phểu ra, lấy bay gạt phẳng miệng côn và don sạch xung quanh đáy
côn. Dùng tay ghì chặt côn xuống rồi thả chân ra khỏi gối đặt chân, từ từ nhấc côn
ra
+ Đặt côn sang bên cạnh khối hỗn hợp vừa tạo hình và đo chênh lệch
chiều cao giữa miệng côn với điểm cao nhất của khối hỗn hợp chính xác đến
0.5cm
+ Thời gian thử tính từ lúc bắt đầu đổ hỗn hợp bêtông vào côn cho tới
thời điểm nhấc côn khỏi hỗn hợp phải đựoc tiến hành không ngắt quãng và khống
chế không quá 150s.
3.Đúc mẫu bêtông:
- Ghép khuôn và bôi chất chống dính lên khuôn.
- Khi hỗn hợp có độ cứng trên 20s hoặc độ sụt 5-9cm: đổ hỗn hợp vào khuôn

thành 1 lớp với khuôn có chiều cao 150mm trở xuống, thành 2 lớp với khuôn có chiều
cao> 150mm.Sau đó tiến hành đầm hỗn hợp trong khuôn hoặc bà rung 2800-3000

23


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

vòng/phút, biên độ 0.35-0.50mm đến hết bọt khí và hồ ximăng nổi đều, sau đó làm tiếp
lớp 2 và xoa mặt mẫu.
- Ghi lại các thông số mẫu và dán lên bề mặt mẫu.
- Dưỡng hộ mẫu bêtông trong điều kiện nhiệt độ 27±2°C, độ ẩm > 95% cho đến

ngày thử mẫu
V. Kết quả thí nghiệm:
Độ sụt nón SN= 13.2cm
VI. Nhận xét kết quả:
- Độ sụt nón SN= 13.2cm là không đảm bảo( so với yêu cầu SN= 9-10cm)
Độ sụt không đảm bảo có thể là do chất lượng của cốt liệu
- Thử độ sụt bằng nón cụt tiêu chuẩn Abrams là phương pháp chủ yếu để kiểm
tra tính dẻo của bêtông dẻo. Đối với hỗn hợp bêtông cứng ta phải dùng ” Nhớt kế kỹ
thuật ” để xác định độ dẻo. Theo phương pháp này, tính dẻo của hỗn hợp bêtông được
tính bằng giây, đó chính là thời gian cần thiết để cho hỗn hợp bêtông trong nón cụt tiêu
chuẩn( sau khi đã rút nón) dưới tác dụng của chấn động sẽ phân bố đều giữa 2 hình trụ
của dụng cụ đến mức trong và ngoài như nhau.

- Để chế tạo được bêtông đảm bảo yêu cầu về độ dẻo cần chú ý đến các nhân tố
ảnh hưởng đến nó:
+ Tỉ lệ nước
+ Ximăng
+ Phụ gia tăng dẻo.
+ Hàm lượng và tính chất cốt liệu.
+ Phương pháp gia công chấn động.

24


THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Bài 9: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA
BÊTÔNG.
I. Mục 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.
25