Thí nghiệm chuyên ngành vật liệu xây dựng

Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

BÀI 1.XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG, KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH
I.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Khối lượng thể tích là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên.

Khối lượng riêng là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc.

m: khối lượng mẫu thí ngiệm ở trạng thái hoàn toàn khô (g)
Va: thể tích đặc tuyệt đối của mẫu thí nghiệm (cm3)
Vo: thể tích tự nhiên của mẫu thí nghiệm (cm3)
1.Ý nghĩa thí nghiệm xác định khối lượng thể tích
o

Tính độ đặc, độ rỗng của vật liệu

o

Phân loại vật liệu cùng loại.

o

Tính cấp phối bê tông.

2. Ý nghĩa thí nghiệm xác định khối lượng riêng
o

Vật liệu càng ẩm, γo càng cao.

o

Biết γo có thể dự đoán được cường độ, khả năng dẫn nhiệt của vật liệu.

o

Tính độ đặc, độ rỗng, trọng lượng bản thân kết cấu.

o

Chọn phương tiện vận chuyển.

o

Tính cấp phối bê tông

II.DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
1.Xác định khối lượng riêng
1.1.xi măng
o

Cân kỹ thuật độ chính xác 0.1 g

o

Bình Lechatelier

o

Phễu và đũa thủy tinh

o

Vật liệu phụ: dầu hỏa, giấy thấm
1


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng
Hình 1.cân kỹ thuật và bình lechatelier
1.2.Cát
o

Cân kỹ thuật độ chính xác 0.1 g

o

Bình khối lượng riêng có vạch chuẩn

o

Phễu và đũa thủy tinh

2.Khối lượng thể tích xi măng, cát, đá
o

Cân kỹ thuật độ chính xác 0.1 g

o

Thùng đo dung tích cát và xi măng, V = 2.83 (lít)

o

Thùng do dung tích đá, V = 14.16 (lít)

Hình 2. Vật liệu thí nghiệm cát, đá
III.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
1.Xác định khối lượng riêng
1.1.Xi măng (TCVN 4030 : 1985)
Đặt bình xác định khối lượng riêng của xi măng vào chậu nước cho phần chia độ của nó chìm
dưới nước rồi kẹp chặt không cho nổi lên, nước trong chậu có nhiệt độ 27 ± 2oC.
Đổ dầu hỏa vào bình đến vạch số 0, sau đó lấy bông gòn hoặc giấy thấm thấm hết những giọt
dầu bám vào cổ bình trên phần chứa dầu.
Dùng cân cân 65 g xi măng đã được sấy khô ở nhiệt độ 105 – 110 oC trong 2 giờ, và để nguội
đến nhiệt độ phòng thí nghiệm. Lấy muỗng xúc xi măng đổ từ từ ít một qua phễu vào bình cho
đến khi mực chất lỏng trong bình dâng lên.
Lấy bình ra khỏi chậu nước xoay qua lại 10 phút cho bọt khí trong xi măng thoát ra ngoài, rồi
đặt bình vào chậu nước 10 phút cho nhiệt độ của bình bằng nhiệt độ của nước.
Vạch dầu tăng lên, chính là thể tích của xi măng, Va (cm3)
2


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng
Khối lượng riêng của xi măng được tính bằng trị số trung bình cộng của kết quả hai lần thử
1.2.Cát (TCVN 7572 – 4: 2006)
Cân 500 g cát có đường kính từ 0.14 ÷ 0.5 mm. Dùng biện pháp rửa để loại bỏ những hạt
dưới 0.14 mm. Dùng sàng có đường kính mắt sàng là 5 mm để loại bỏ những hạt lớn hơn 5 mm.
Dùng cân xác định khối lượng của bình (m1)
Cho 500 g cát vào bình khối lượng riêng, đem cân xác định khối lượng (m2)
Sau đó cho nước nào đến 2/3 thể tích bình, xoay nhẹ cho bọt khí thoát ra ngoài hết, tiếp tục
cho nước đến vạch chuẩn, đem cân được khối lượng (m3)
Đổ cát và nước ra, rửa sạch bình, rồi cho nước đến vạch chuẩn, cân khối lượng được (m4)

Khối lượng riêng của cát được xác định theo:

2.Xác định khối lượng thể tích (TCVN 7572 – 6: 2006)
Thùng có thể tích Vo (cm3). Cân khối lượng của thùng m1 (g)
Cho vật liệu (xi măng, cát, đá) vào thùng ở chiều cao 10 cm cách miệng thùng, dùng dao gạt
từ giữa sang 2 bên. Sau đó đem cân khối lượng m2 (g)
Khối lượng thể tích của (xi măng, cát, đá) được xác định như sau:

IV.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1.Khối lượng riêng của xi măng
•

m = 65 (g)

•

Thí nghiệm lần 1: V1 =20.9 (ml) = 20.9 (cm3)

•

Thí nghiệm lần 2: V2 = 21.9 (ml) = 21.9 (cm3)

3


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

2.Khối lượng riêng của cát
•

m1 = mb = 239.7 (g)

•

m2 = mb+c = 739.7 (g)

•

m3 = mb+c+n = 1543.1 (g)

•

m4 = mb+n = 1232.4 (g)

3.Khối lượng thể tích của xi măng
•

VX = 2.83 (lít) = 2830 (cm3)

•

mb = 2.3 (kg) = 2300 (g)

•

mb+x = 5.4 (kg) = 5400 (g)

4.Khối lượng thể tích của cát
•

VC = 2.83 (lít) = 2830 (cm3)

•

mb = 2.3 (kg) = 2300 (g)

•

mb+x = 6.2 (kg) = 6200 (g)

5.Khối lượng thể tích của đá
•

VĐ = 14.16 (lít) = 14160 (cm3)

•

mb = 9 (kg) = 9000 (g)

•

mb+x = 28.4 (kg) = 28400 (g)

V.KẾT LUẬN
4


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

BÀI 2. XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TIÊU CHUẨN CỦA XI MĂNG

THỜI GIAN ĐÔNG KẾT VÀ MÁC CỦA XI MĂNG
I.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Lượng nước tiêu chuẩn là lượng nước tính bằng phần trăm khối lượng xi măng, đảm bảo chế
tạo hồ xi măng đạt độ dẻo tiêu chuản.
Mác xi măng là cường độ chịu nén (Rn) của xi măng với kích thước mẫu 4x4x16 cm, dưỡng
hộ 28 ngày với điều kiện tiêu chuẩn t =20oC, w > 95 %
Lượng nước tiêu chuẩn là khác nhau đối với mỗi loại xi măng, xi măng để lâu bị vón cục
lượng nước tiêu chuẩn cũng thay đổi. độ dẻo tiêu chuẩn là một chỉ tiêu cần thiết để xác định thời
đông đặc của xi măng nhằm xác định thời gian thi công thích hợp.
Mác xi măng cũng là chỉ tiêu cần thiết khi tính thành phần cấp phối bê tông và vữa. Do đó
cần phải thí nghiệm xác định lượng nước tiêu chuẩn và mác xi măng
II.DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
1.Lượng nước tiêu chuẩn
o

Dụng cụ vica độ chính xác 1mm, vành khâu vica dạng nón cụt, sâu 40 ÷ 0.2 mm

o

Cân kỹ thuật độ chính xác 0.1 g, máy trộn

o

Ống đong hình trụ, ống buret có khả năng đo thể tích chính xác đến 1 %

1-Thanh chạy

5- Thước chia độ

2-Lỗ trượt

6- Kim vica

3- Vít điều chỉnh
7- Khâu hình côn
5
4- Kim chỉ vạch

8- Bàn để dụng cụ vica


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

Hình 3. Dụng cụ kim vica và vành khâu

2.Mác xi măng
o

Khuôn đúc kích thước 4x4x16 cm

o

Chày đầm có kích thước mặt đáy 3.5x3.5 cm

o

Cân kỹ thuật độ chính xác 0.1 g

o

Máy trộn.

Hình 4.Khuôn đúc, chày dầm và mẫu sau khi đúc

Hình 5.Máy trộn và cối trộn

6


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

Hình 6.Cánh trộn của máy trộn và dụng cụ khác
III.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
1.Xác định lượng nước tiêu chuẩn (TCVN 6017 : 1995)
Cân 500 g xi măng, cân một lượng nước là 125 g (25 % khối lượng của xi măng) rồi đổ vào
cối trộn, hoặc dùng ống đong có vạch chia hay buret để đo lượng nước đổ vào cối trộn.
Đầu tiên cho nước vào cối trộn, sau đó cho xi măng vào một cách cẩn thận để tránh thất thoát
nước hoặc xi măng ra ngoài. Thời gian đổ từ 5 ÷ 10 giây. Lấy thời điểm kết thúc đổ xi măng là
thời điểm 0, khởi động máy trộn, cho máy chạy với tốc độ thấp trong 90 giây.
Sau 90 giây, dừng máy trộn 15 giây để vét gọn hồ ở xung quanh cối vào vùng trộn của máy.
Khởi động máy, cho máy chạy ở tốc độ thấp trong 90 giây. Tổng thời gian chạy máy trộn là 3
phút.
Sau khi trộn xong, đổ ngay hồ vào khâu đã được đặt trên tấm đế phẳng bằng thủy tinh. Đổ
đầy hơn khâu mà không nén hay rung quá mạnh. Dùng dụng cụ gạt hồ thừa sao cho hồ đầy
ngang khâu và bề mặt phải phẳng trơn.
Gắn kim to vào dụng cụ vica, hạ kim cho chạm tấm đế và chỉnh kim về chỉ số 0 trên thang
chia vạch. Nhấc kim to lên vị trí chận bị vận hành.
Sau khi gạt phẳng mặt hồ, chuyển khâu và tấm đế sang dụng cụ vica tại vị trí đúng tâm rơi
của kim. Hạ kim từ từ cho đến khi nó tiếp xúc với mặt hồ. Giữ kim ở vị trí này từ 1 ÷ 2 giây để
tránh tốc độ ban đầu, sau đó thả nhanh để kim lún thẳng đứng vào trung tâm hồ.

Đọc số trên thang vạch khi kim ngừng lún hoặc đọc tại thời điểm 30 giây sau khi thả kim.
Ghi lại số đọc trên vạch, đồng thời ghi lại lượng nước của hồ tính theo phần trăm khối lượng xi
măng. Làm sạch kim ngay sau mỗi lần thử.
Lặp lại thí nghiệm với hồ có lượng nước khác nhau (lấy chính xác đến 0.5 %) cho tời khi đạt
được một khoảng cách giữa kim với tấm đế là 6 ± 1 mm
2.Xác định thời gian đông kết (TCVN 6017 : 1995)

7


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng
Dụng cụ vica để xác định thời gian bắt đầu và kết thúc đông kết, tháo kim to và lắp kim nhỏ
vào. Kim này được làm bằng thép, hình trụ, chiều dài hữu ích 50 ± 1 mm và đường kính 1.13 ±
0.05 mm. Nhiệt độ trong phòng thí nghiệm là 27 ± 2oC, độ ẩm w > 90 %
Thời gian bắt đầu đông kết là thời gian tính từ lúc trộn xi măng với nước cho đến khi hồ xi
măng mất tính dẻo, thời gian bắt đầu đông kết > 45 phút
Thời gian kết thúc đông kết là thời gian từ lúc trộn xi măng với nước cho đến khi hồ xi măng
mất hoàn toàn tính dẻo, thời gian kết thúc đông kết <10 giờ.
2.1.Xác định thời gian bắt đầu đông kết
Trước khi thử cần hiệu chỉnh dụng cụ vica đã được gắn kim nhỏ, bằng cách hạ thấp kim chỏ
cho chạm tấm đế và chỉnh kim chỉ về số 0 trên thanh vạch, nâng kim lên vị trí chuẩn vị vận hành.
Hồ sau khi được trộn, cho vào khâu ở dưới vị trí của kim. Hạ kim từ từ cho đến khi chạm vào
hồ, giữ nguyên vị trí này trong vòng 1 – 2 giây đẻ tránh vận tốc ban đầu. Sau đó thả nhanh bộ
phận chuyển động để nó lún sâu vào trong hồ. Đọc giá trị khi kim không còn chuyển động hoặc
đọc vào lúc sau 30 giây thả kim.
Ghi lại giá trị trên thang số (trị số này biểu thị khoảng cách từ đầu kim đến tấm đế) và thời
gian tính từ điểm 0. Lặp lại phép thử trên cùng 1 mẫu tại những vị trí cách nhau thích hợp. Thí
nghiệm được lặp lại sau những khoảng thời gian thích hợp (cách nhau 10 phút). Lau sạch kim
vica ngay sau mỗi lần thả kim. Ghi lại thời gian tính từ điểm 0 đến khi khoảng cách giữa kim và
đế đạt 4 ± 1 mm, và lấy đó làm thời gian bắt đầu đông kết, lấy chính xác đến 5 phút.

2.2.Xác định thời gian kết thúc đông kết
Lật úp khâu đã sử dụng ở thí nghiệm 2.1 lên trên tấm đế của nó sao cho việc thử kết
thúc đông kết được tiến hành ngay trên mặt của mẫu mà lúc đầu tiếp xúc với tấm đế.
Áp dụng quá trình thí nghiệm 2.1, khoảng thời gian giữa các lần thả kim được tăng lên (30
phút).
Ghi lại thời gian đo, chính xác đến 15 phút, từ điểm 0 đến lúc kim chỉ lún 0.5 mm vào mẫu
và xem đó là thời gian kết thúc đông kết của xi măng.
3.Đúc mẫu xác định mác xi măng (TCVN 6016 – 1995)
Cân 450 ± 2 g xi măng, 1350 ± 5 g cát và 225 ± 1 g nước (đảm bảo tỷ lệ X/C = 1/3 và N/X =
0.5)
Dùng máy trộn để trộn mẻ vữa với trình tự như sau: đầu tiên là đổ nước vào máy trộn, sau đó
cho xi măng, cát vào máy. Khởi động máy trộn, cho máy chạy với tốc độ nhanh trong 60 giây,
dừng máy trộn 90 giây, trong vòng 15 giây đầu dùng bay cạo vữa bám ở thành cối, ở đáy cối
trộn. Sau đó tiếp tục cho máy trộn chạy nhanh trong vòng 60 giây. Thời gian trộn có thể được
tính chính xác đến ± 1 giây. Lưu ý trước khi sử dụng máy trộn, phải dùng khăn ẩm lau qua.

8


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng
Tiến hành đúc mẫu ngay sau khi chuẩn bị vữa xong, khuôn trước khi sử dụng được làm sạch
và quét một lớp dầu. Dùng bay cho vữa vào khuôn thành 2 lớp, lớp thứ 1 cho vào khoảng hơn ½
chiều cao của khuôn, khuôn được kẹp chặt vào bàn dằn, sau đó lèn chặt lớp nữa bằng cách dằn
60 cái. Đổ thêm lớp thứ 2, dùng bay dàn đều mặt vữa rồi lèn lớp này bằng cách dằn thêm 60 cái.
Lấy khuôn ra khỏi bàn dằn, ghi nhãn mác và đánh dấu khuôn để nhận biết mẫu.
Mẫu được tháo khuôn sau 24h, sau đó được ngâm trong bể chứa nước 27 ngày đêm, ở nhiệt
độ to = 27 ± 2oC, w > 90 %, mực nước trong bể không được thay đổi và trong thời gian ngâm
mẫu không được phép thay hết nước.
Sau khi được dưỡng hộ trong bể nước, đem mẫu đi nén để xác định Rn. Đặt mặt bên của mẩu
vào chính giữa các tấm ép với sai lệch không quá ± 0.5 mm. Tăng tải trọng từ từ với tốc độ 2400

± 200 N/s trong suốt quá trình cho đến khi mẫu bị phá hoại. nếu điều chỉnh tải trọng bằng tay thì
cần điều chỉnh để chống lại khuynh hướng giảm tốc độ tăng tải khi gần tới tải trong phá hủy.
IV.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1.Lượng nước tiêu chuẩn
Khối lượng
xi măng (g)

Lần thí nghiệm

Lượng nước
(%)

Lượng nước
(ml)

Kim vica cách
tấm đế (mm)

1

25

125

31

2

25.5

127.5

27

3

26

130

23

4

26.5

132.5

18

5

27

135

12

6

27.5

137.5

9

7

28

140

7

500

Lượng nước tiêu chuẩn là 28 % (140 ml), tương ứng kim vica cách tấm đế là 7 mm
2.Thời gian đông kết
•

Thời gian bắt đầu đông kết:

•

Thời gian kết thúc đông kết:

3.Xác định mác xi măng
mx = 450 (g), mc = 1350 (g), mH2O = 225 (g),

•

Đem 6 mẫu xi măng đi nén có Ri (kg/cm2), lấy giá trị trung bình của 6 mẫu,
9


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

•

So sánh Ri với

•

Tính lại giá trị trung bình sau khi loại bỏ mẫu không đạt yêu cầu, ta được

•

So sánh Ri với

Mẫ
u

F

P

, nếu Ri sai khác

vượt quá 10 % (lớn hơn hoặc nhỏ hơn) thì loại.

, nếu nếu Ri sai khác
Ri

vượt quá 10 % thì loại bỏ mẫu thí nghiệm.
Sai số
(%)

So
sánh

421.76

5.81

Nhận

2.70

Nhận

65.0

414.12

3.89

Nhận

0.84

Nhận

16

63.5

404.56

1.49

Nhận

-1.49

Nhận

4

16

64.8

412.84

3.57

Nhận

0.53

Nhận

5

16

53.1

338.30

-15.13

Loại

6

16

62.8

400.10

0.37

Nhận

-2.58

Nhận

2

2

(cm )

(KN)

(kg/cm )

1

16

66.2

2

16

3

TN

(kg/c
m2)

398.62

Hình 7. Máy nén mẫu thí nghiệm

10

(kg/c
m2)

410.68

Sai số
(%)

So
sánh


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

Hình 8.Mẫu xi măng trước khi nén và sau khi nén
V.KẾT LUẬN

BÀI 3. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HẠT CỦA CỐT LIỆU (CLN, CLL)
DÙNG CHO BÊ TÔNG
I.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Thí nghiệm ray sàng nhằm kiểm tra cấp phối hạt của cốt liệu có hợp lý hay không để chế tạo
bê tông. Nếu cấp phối hạt hợp lý thì độ rỗng sẽ nhỏ, lượng dùng xi măng sẽ ít, cường độ bê tông
sẽ cao.
II.DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
Cân kỹ thuật độ chính xác 0.1 g (dùng cho cát) và 1 g (dùng cho đá).
Bộ sàng tiêu chuẩn có kích thước mắt sàng:
o

Đối với cát: 5 – 2.5 – 1.25 – 0.63 – 0.315 – 0.14 mm

o

Đối với đá: 32 – 25 – 20 – 12.5 – 10 – 5 mm

11


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

Hình 9.Dụng cụ sàng, lưới sàng và cân kỹ thuật
III.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM (TCVN 7572 – 2 :2006)
1.Cốt liệu nhỏ
Cân 1kg cát đã sàng qua sàng có kích thước mắt sàng là 5 mm, sau đó đổ cốt liệu vào sàng
trên cùng (có kích thước mắt sàng là 2.5 mm) tiến hành sàng. Có thể dùng máy sàng hoặc lắc
bằng tay. Khi sàng bằng tay thì thời điểm dừng sàng là khi sàng trong vòng 1 phút mà lượng lọt
qua sàng không lớn hơn 0.1 % khối lượng mẫu thử.
Cân lượng sót trên từng sàng.
2.Cốt liệu lớn
Cân 10 kg đá, sau đó dần cốt liệu vào sàng trên cùng và tiến hành sàng. Chú ý chiều dày lớp
vật liệu đổ vào mỗi sàng không được vượt quá kích thước của hạt lớn nhất trong sàng. Có thể
sàng bằng tay hoặc bằng máy. Khi sàng bằng tay thì thởi điểm dừng sàng là khi sàng trong vòng
1 phút mà lượng lọt qua sàng không lớn hơn 0.1 % khối lượng mẫu thử.

12


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

Cân lượng sót trên từng sàng.
IV.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1.Cốt liệu nhỏ
Lượng sót riêng biệt trên mỗi sàng

Đường kính sàng
(mm)

•
•
•
•

mi ( g )

ai ( % )

Lượng sót tích lũy
Ai (%)

2.5

18.4

1.84

1.84

1.25

140.6

14.06

15.9

0.63

262.7

26.23

42.13

0.315

287.2

28.74

70.87

0.14

208.2

20.83

91.7

Đáy

83

8.3

100

Lượng sót riêng biệt trên mỗi sàng:
mi: khối lượng cốt liệu còn lại trên sàng thứ i (g)
m: khối lượng cốt liệu ban đầu, m = 1000 (g)
Lượng sót tích lũy:

•

Modun độ lớn của cát:

•

Phạm vi cho phép của cốt liệu nhỏ

•

D (mm)

0.14

0.315

0.63

1.25

2.5

5

Ai (%)

90 ÷ 100

70 ÷ 90

35 ÷ 70

15 ÷ 45

0 ÷ 20

0

Đường cong cấp phối hạt:

13


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

2.Cốt liệu lớn
Đường kính sàng

(mm)

•
•
•
•

Lượng sót riêng biệt trên mỗi sàng
mi ( kg )

ai ( % )

Lượng sót tích lũy
Ai (%)

32

0.507

5.07

5.07

25

2.343

23.43

28.5

20

2.06

20.60

49.1

12.5

2.59

25.90

75

10

1.10

11.00

86

5

0.8

8.00

94

Đáy

0.590

5.90

100

Lượng sót riêng biệt trên mỗi sàng:
mi: khối lượng cốt liệu còn lại trên sàng thứ i (g)
m: khối lượng cốt liệu ban đầu, m = 10 (kg)
Lượng sót tích lũy:

Dmax = 32 mm, 1.25Dmax = 40 mm
14


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng
Dmin = 5 mm

•

•

Phạm vi cho phép của cốt liệu lớn:
Cỡ sàng tiêu chuẩn (mm)

Dmin

0.5(Dmax + Dmin)

Dmax

1.25Dmax

Ai (%)

90 ÷ 100

40 ÷ 70

0 ÷ 10

0

Đường cong cấp phối hạt:

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90

100

5

10 12.5 18.5 20

25

32

40

Đường kính cở sàng (mm)
V.KẾT LUẬN

BÀI 4.KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ N/X ĐẾN ĐỘ DẺO CỦA
HỖN HỢP BÊ TÔNG VÀ CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG
I.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Xác định được độ lưu động và cường độ Rn của bê tông.

15


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng
Độ lưu động là tính chất quan trọng của hỗn hợp bê tông, nó đánh giá khả năng dễ chảy của
hỗn hợp bê tông dưới tác dụng của trọng lượng bản thân hay rung động.
Độ lưu động được xác định bằng độ sụt (SN). Xác định độ sụt nhằm đánh giá tính dẻo của
hỗn hợp bê tông.
Mác bê tông là giá trị giới hạn cường độ chịu nén trung bình của các mẫu thí nghiệm hình lập
phương cạnh 15 cm được chế tạo và bảo dưỡng 28 ngày trong điều kiện tiêu chuẩn to = 27 ± 2oC,

w > 90 %
Mác bê tông là chỉ tiêu quan trọng dung để thiết kế cấp phối bê tông.
II.DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
o

Côn thử độ sụt hình nón cụt.

o

Que đầm bằng thép tròn trơn đường kính 16 mm, dài 600 mm.

o

Phểu đổ hỗn hợp bê tông.

o

Thước lá bằng kim loại, độ chính xác 0.5 cm

o

Khay trộn vật liệu, búa nhỏ, bay.

o

Bộ khuôn 3 ngăn kích thước 15x15x15 cm

o

Máy nén mẫu.

Hình10.Côn thử độ sụt, (1) tay cầm, (2) thành khuôn, (3) gối đặt chân, (4) đường hàn

16


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

Hình 11.Máy trộn và dụng cụ khác
III.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
1.Xác định độ sụt của hỗn hợp bê tông (TCVN 3106:1993)
Côn tiêu chuẩn được lau ẩm bằng khăn ướt, tẩy sạch bê tông cũ, được đặt lên nền phẳng,
cứng ẩm, không thấm nước.
Dùng tay giữ 2 tay cầm, đứng lên gối dặt chân để giữ cho côn cố định trong cả quá trình đổ
và đầm hỗn hợp bê tông trong côn.
Đổ hỗn hợp bê tông qua phểu vào côn làm 3 lớp, mỗi lớp chiếm khoảng 1/3 chiều cao của
côn. Sau khi đổ từng lớp dùng thanh thép tròn đầm đều trên toàn mặt hỗn hợp bê tông từ xung
quanh vào giữa, mỗi lớp đầm 25 cái.
Sau khi đầm xong lớp thứ 3, nhấc phểu ra, lấy bay gạt phẳng miệng côn và dọn sạch xung
quanh đáy côn. Dùng tay ghì chặt côn xuống nền rồi thả chân khỏi gối đặt chân. Từ từ nhấc côn
thẳng đứng trong khoảng thời gian 5 ÷ 10 giây.
Đặt côn sang bên cạnh khối hỗn hợp bê tông vừa tạo hình và đo chệnh lệch chiều cao giữa
miệng côn với điểm cao nhất của khối hỗn hợp bê tông.
Thời gian thử tính từ lúc bắt đầu đổ hỗn hợp bê tông vào côn cho tới thời điểm nhấc côn khỏi
khối hỗn hợp phải được tiến hành không ngắt quảng và khống chế không quá 150 giây.
2.Xác định cường độ bê tông (TCVN 3118:1993)
Khuôn được làm sạch, bôi một lớp dầu vào bên trong mặt của khuôn.
Cho hỗn hợp bê tông vào khuôn thành 2 lớp, mỗi lớp dầm 25 cái trên toàn bộ diện tích mặt
khuôn.
Dùng búa gõ nhẹ xung quanh thành khuôn cho nước xi măng chảy đều tránh rỗ mặt khi tháo

khuôn.
Dùng bay xoa phẳng mặt khuôn, ghi ký hiệu và đem dưỡng hộ.
17


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng
Sau khi dưỡng hộ 1 ngày trong khuôn, tháo mẫu ra ngâm trong nước 27 ngày.
Đem mẫu dưỡng hộ đẵ đủ ngày thí nghiệm nén, mặt chịu nén là mặt tiếp xúc với thành
khuôn.
Đo chính xác tới 1mm các cặp cạnh song song của 2 mặt chịu nén, xác định diện tích 2 mặt
chịu nén trên và dưới theo các giá trị trung bình của các cặp cạnh. Diện tích chịu lực nén chính là
giá trị trung bình của 2 mặt.
Đặt mẫu vào máy nén sao cho một mặt chịu nén đã chọn nằm đúng tâm của máy. Vận hành
máy cho mặt trên của mâu tiếp xúc với thớt trên của máy, sau đó tăng tải lien tục với vận tốc
không đổi 6 ± 4 daN/cm2 trong 1 giây cho tới khi mẫu bị phá hoại
IV.TÍNH TOÁN CẤP PHỐI THEO BOLOMEY – SKRAMTAEV
Loại nguyên vật liệu

Tính chất
3

Ghi chú
3

γa (g/cm )

γo(g/cm )

Xi măng (Rn = 43.7 Mpa)

3.1

1.1

Đá (Dmax = 32 mm)

2.7

1.38

Cát (Mdl = 2.13)

2.67

1.4

- Mác X được xác định
bằng phương pháp dẻo
- Nguyên vật liệu chất
lượng trung bình.

1.Tính sơ bộ lượng dùng nước cho 1 m3 bê tông.
Với độ sụt SN = 6 ÷8 (cm), Dmax = 32 (mm) và Mdl = 2.13 tra đồ thị ta được lượng nước
dùng cho 1m3 bê tông: N = 201(lít/m3)
2.Xác định tỷ lệ N/X
Công thức tính cấp phối bê tông của Bolomey – Skramtaev:

Trong đó:

(đối với bê tông thường).

Rb: Mác bê tông yêu cầu, Rb = 300 (daN/cm2)
Rx: Mác xi măng, Rx = 437 (daN/cm2)
X: lượng xi măng dùng cho 1 m3 bê tông.
N: lượng nước dùng cho 1 m3 bê tông.

18


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng
A: hệ số phụ thuộc vào chất lượng cốt liệu và phương pháp xác định xi măng.
Với cốt liệu chất lượng trung bình, mác xi măng được xác định theo phương pháp
dẻo, tra bảng ta có A = 0.55

Lượng xi măng:
3.Xác định lượng đá dùng cho 1 m3 bê tông.
Áp dụng công thức:

Trong đó:
rd : độ rỗng của cốt liệu lớn.

kd : hệ số hồ xi măng lấp đầy cốt liệu lớn, tra bảng dựa vào Vh, kd = 1.4

4.Xác định lượng cát dùng cho 1 m3 bê tông.
Áp dụng công thức:

19


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

Biểu diễn tỉ lệ cấp phối theo lượng xi măng:

Kiểm tra thành phần vật liệu cho 1 m3 bê tông theo đẳng thức:

Hệ số sản lượng β (thông thường β = 0.55 ÷ 0.75)

V.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1.Thí nghiệm lần thứ 1
Nguyên liệu sử dụng

1m3 bê tông

0.012 m3 bt

Xi măng (kg)

351.4

4.22

Cát (kg)

689.23

8.27

Đá (kg)

1154.27

13.85

Nước (kg)

201

2.41

+) Mẫu thí nghiệm hình lập phương, có diện tích S = 15 x 15 = 225 (cm2)
+) Độ sụt thí nghiệm 11.5 cm
+) Cường độ nén: dưỡng hộ mẫu thí nghiệm trong 7 ngày, sau đó đem nén xác định cường
độ, tính toán cường độ nén ở tuổi 28 ngày theo công thức:

20


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

,
+) So sánh R1, R2, R3 tìm ra giá trị trung bình
15 % thì loại.

sau đó so sánh Ri với

, nếu sai khác ±

Rn7
P

Rn28

Mẫu

Sai số

(kg/cm2
(KN)

(kg/cm2)

(kg/cm2)

So sánh
(%)

(kg/cm2)

)
1

320.31

142.36

243.78

2

278.71

123.87

212.12

3

342.49

152.22

260.66

243.78

-12.99

Nhận

6.92

238.85

Nhận

2.Thí nghiệm lần thứ 2
+) Giảm 10 % lượng nước, lượng nguyên vật liệu sử dụng như sau:
Nguyên liệu sử dụng

1 m3 bê tông

0.012 m3 bt

Xi măng (kg)

351.4

4.22

Cát (kg)

689.23

8.27

Đá (kg)

1154.27

13.85

Nước (kg)

179

2.15

+) Độ sụt thí nghiệm 8.5 cm
Rn7
P
Mẫu

Rn28
(kg/cm2

(KN)

(kg/cm2)

Sai số
(kg/cm2)

So sánh
(%)

(kg/cm2)

)
1

345.14

153.40

262.68

288.39

-8.92

289.55

Nhận

10.13
2

417.29

185.46

317.59

Nhận
21


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

3

378.93

168.41

288.39

3.Thí nghiệm lần thứ 3
+) Giảm 5 % lượng nước, lượng nguyên vật liệu sử dụng như sau:
Nguyên liệu sử dụng

1 m3 bê tông

0.012 m3 bt

Xi măng (kg)

351.4

4.22

Cát (kg)

689.23

8.27

Đá (kg)

1154.27

13.85

Nước (kg)

170.05

2.04

+) Độ sụt thí nghiệm 6.5 cm
Rn7
P

Rn28

Mẫu

Sai số

(kg/cm2
(KN)

(kg/cm2)

(kg/cm2)

So sánh
(%)

(kg/cm2)

)
1

421.34

187.26

320.67

2

391.11

173.82

297.66

3

437.91

194.63

333.28

320.67

-7.18

Nhận

3.93

317.20

Nhận

4.Thí nghiệm lần thứ 4
+) Khi có phụ gia hóa dẻo, giảm 15 % lượng nước, lượng nguyên vật liệu sử dụng như sau:
Nguyên liệu sử dụng

1m3 bê tông

0.012 m3 bt

Xi măng (kg)

351.4

4.22

Cát (kg)

689.23

8.27

Đá (kg)

1154.27

13.85

Nước (kg)

170.85

2.05

Phụ gia (lít)

3.51

0.04

+) Độ sụt thí nghiệm 10.5 cm
Mẫu

P

Rn7

Rn28

(KN)

(kg/cm2

(kg/cm2)

Sai số
(kg/cm2)
22

(%)

So sánh
(kg/cm2)


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng

)
1

409.42

181.97

311.6

2

462.37

178.83

306.23

3

387.76

172.34

295.11

1.75

Nhận
304.31

306.23
-3.63

Nhận

Hình 12. Mẫu bê tông trước khi nén và sau khi nén
VI.KẾT LUẬN

BÀI 5.KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG LƯỢNG PHỤ GIA ĐẾN ĐỘ DẺO CỦA
HỖN HỢP BÊ TÔNG VÀ CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG
23


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng
I.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Xác định độ sụt và cường độ bê tông theo tiêu chuẩn ACI
II.DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
Tương tự như thí nghiệm bài 4.
III.TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
Tương tự như thí nghiệm bài 4.
IV.TÍNH TOÁN CẤP PHỐI THEO TIÊU CHUẨN ACI
Loại nguyên vật liệu

Tính chất

Ghi chú

γa (g/cm3)

γo(g/cm3)

Xi măng (Rn = 43.7 Mpa)

3.1

1.1

Đá (Dmax = 32 mm)

2.7

1.38

Cát (Mdl = 2.13)

2.67

1.4

- Mác X được xác định
bằng phương pháp dẻo
- Nguyên vật liệu chất
lượng trung bình.

1.Chọn độ sụt SN = 75 ÷ 100 mm
2.Chọn cỡ hạt Dmax = 32 mm
3.Xác định sơ bộ lượng nước trộn theo SN và Dmax, tra bảng ta có N = 188.8 kg/m3.
4.Chọn tỷ lệ N/X theo cường độ của bê tông, thiết kế cấp phối mác bê tông 300, tra bảng xác
định được tỷ lệ N/X = 0.54

5.Xác định lượng xi măng theo N/X

6.Xác định tỷ lệ cốt liệu thô trên đơn vị thể tích của bê tông theo Modun độ lớn của cát, tra bảng
ta được tỷ lệ = 0.756 m3/m3bt

7.Tính khối lượng cốt liệu nhỏ bằng cách sử dụng tổng khối lượng, tra bảng xác định được khối
lượng thể tích của bê tông bằng 2394 (kg/m3)

+) Biểu diễn tỉ lệ cấp phối theo lượng xi măng:

24


Thí Nghiệm Chuyên Ngành Vật Liệu Xây Dựng
V.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1.Thí nghiệm lần thứ 1
Mẫu thí nghiệm hình trụ có kích thước 10 x 20 cm

Nguyên liệu sử dụng

kg/m3 bê tông

Xi măng

349.63

Cát

812.29

Đá

1043.28

Nước

188.8

Kết quả độ sụt SN = 11.7 cm
Cường độ nén, dưỡng hộ mẫu thí nghiệm trong 7 ngày, sau đó đem nén xác định cường độ,
tính toán cường độ nén ở tuổi 28 ngày theo công thức:

,
So sánh R1, R2, R3 tìm ra giá trị trung bình
% thì loại.

sau đó so sánh Ri với

, nếu sai khác ± 15

Rn7
P
Mẫu

Rn28
(kg/cm2

(KN)

(kg/cm2)

Sai số
(kg/cm2)

So sánh
(%)

(kg/cm2)

)
1

125.86

163.33

274.56

2

127.42

162.32

277.96

3

129.15

164.52

281.73

-1.22

Nhận
278.08

277.96
1.36

2.Thí nghiệm lần thứ 2
+) Giảm 10 % lượng nước
Nguyên liệu sử dụng
25

kg/m3 bê tông

Nhận