Giáo trình Thử nghiệm vật liệu và công trình xây dựng (Phần 2)

Nội dung text: Giáo trình Thử nghiệm vật liệu và công trình xây dựng (Phần 2)

1. CÂU HI ÔN TP 1. Trình bày quy tc ly mu và chun b mu thí nghim; 2. Trình bày các phương pháp thí nghim xác ñnh các ch tiêu k thut ca bitum du m. Chương 5 THÍ NGHIM BÊ TÔNG ÁT PHAN 1. Các ch tiêu k thut ca bê tông át phan Bê tông át phan là vt liu ñá nhân to, nhn ñưc bng cách làm rn chc hn hp hp lý ca ñá dăm, cát, bt khoáng và bitum. Căn c vào phương pháp thi công, có th chia thành bê tông át phan ri nóng, ri m và ri ngui. Theo ñ rng còn dư, chia thành bê tông át phan cht (r = 3 6%), bê tông át phan rng (r > 6%). Tùy theo cht lưng vt liu khoáng ñ ch to hn hp, bê tông át phan có th ñưc phân ra hai loi: loi I và loi II. Bê tông át phan loi II ch ñưc dùng cho lp mt ca ñưng cp IV tr xung hoc dùng các lp dưi ca mt ñưng bê tông 2 lp hoc dùng cho phn ñưng dành cho xe ñp, xe máy, xe thô sơ. Các ch tiêu cơ lý ca bê tông át phan ri nóng phi tho mãn các yêu cu qui ñnh trong bng 5.1 và 5.2. Bng 5.1. Yêu cu v các ch tiêu cơ lý ca bê tông át phan cht Yêu cu ñi vi bê Phương TT Các ch tiêu tông át phan loi pháp thí I II nghim (1) (2) (3) (4) (5) a) Thí nghim theo mu nên hình tr 1 ð rng ct liu khoáng cht, % th tích 1519 1521 Quy trình thí nghim bê 2 ð rng còn dư, % theo th tích 36 36 tông át phan 3 ð ngm nưc, % theo th tích 1,53,5 1,54,5 22TCN 62 4 ð n, % theo th tích, không ln hơn 0,5 1 84 5 Cưng ñ chu nén, daN/cm 2 nhit ñ + 20 0C không nh hơn 35 25 + 50 0C không nh hơn 14 12 6 H s n ñnh nưc, không nh hơn 0,90 0,85 nhieu.dcct@gmail.com 153
2. 7 H s n ñnh nưc, khi cho ngm nưc 0,85 0,75 trong 15 ngày ñêm, không nh hơn 8 ð n, % th tích khi cho ngm nưc 1,5 1,8 trong 15 ngày ñêm, không ln hơn (1) (2) (3) (4) (5) b) Thí nghim theo phương pháp Mác san (mu ñm 75 cú mi mt) 1 ð n ñnh 60 0C, kN, không nh hơn 8,00 7,50 2 Ch s do quy ưc ng vi S = 8kN.mm 4,0 4,0 nh hơn hay bng 3 Thương s Mác san ð n ñnh kN min 2,0 min 1,8 AASHTO Ch s do quy ưc m max max 5,0 T245 hoc 5,0 ASTM D1 559 4 ð n ñnh còn li sau khi ngâm mu 75 75 60 0C, 24h so vi ñ n ñnh ban ñu, % ln hơn 5 ð rng bê tông át phan 36 36 6 ð rng ct liu 1418 1420 c) Ch tiêu khác 1 ð dính bám ca bitum ñi vi ñá khá ñt yêu QT cu 22TCN 62 84 Ghi chú: có th s dng mt trong hai phương pháp thí nghim a hoc b Bng 5.2. Yêu cu v các ch tiêu cơ lý ca bê tông át phan rng Phương Tr s TT Các ch tiêu pháp thí quy ñnh nghim 1 ð rng ca ct liu khoáng, % th tích không ln 24 hơn 2 ð rng còn dư, % th tích > 610 Quy trình thí 3 ð ngm nưc, % th tích 39 nghim bê tông át phan 4 ð n, % th tích không ln hơn 1,5 22TCN 62 5 H s n ñnh nưc, không nh hơn 0,70 84 6 H s n ñnh nưc, khi cho ngâm nưc trong 15 0,60 ngày ñêm, không nh hơn nhieu.dcct@gmail.com 154
3. 2. Phương pháp thí nghim các ch tiêu ca bê tông át phan theo 22TCN62 84 (tiêu chun ngành ca B GTVT) 2.1 Phương pháp ch to mu th 2.1.1 Phương pháp trn hoc ly mu hn hp bê tông át phan a) Phương pháp trn hn hp bê tông át phan trong phòng thí nghim Sy khô ñá, cát, bt khoáng và kh ht nưc còn ln trong bitum ri cân tng thành phn theo ñúng liu lưng ñã qui ñnh. ðng các ct liu vào mt cái chu hay khay men và ñng bitum vào mt cái bát riêng ri sy hay ñt nóng tng loi ñn nhit ñ qui ñnh. Dùng bay trn tt c các ct liu vi bitum. Sau ñó ñ hn hp vào máy trn và trn cho ñn khi hn hp tht ñng ñu. Thi gian cn thit ñ trn ñưc xác ñnh thông qua thí nghim thc t thưng khong t 3 – 6 phút. ði vi mi loi hn hp cn gi cho thi gian trn không thay ñi ñ tin so sánh ñi chiu kt qu thí nghim sau này. Quá trình trn kt thúc khi tt c các ht ct liu ñu ñưc bao ñu bng mt lp bitum và không còn hin tưng bitum vón cc. Trong trưng hp không có máy thì trn bng tay ñn khi hn hp ñt ñưc ñ ñng nht như trên. Hn hp ch ñưc dùng ñ ch to mu thí nghim cn thit sau khi trn xong không quá 2 gi. b) Phương pháp ly mu hn hp bê tông ñã trn sn Nu mu bê tông át phan ñưc trn bng máy trn kiu cưng bc trong xưng thì phi ly mu trong lúc xúc hn hp t máy trn vào ô tô hay các phương tin vn chuyn khác. Thành phn ca mi mu bê tông át phan gm các phn riêng bit ca hn hp ly t 34 m trn sn. Trưc khi ch to mu thí nghim, phi trn ñu các phn riêng bit vi nhau ñ thu ñưc mt mu có tính ñi din trung bình cho các m. Nu bê tông át phan ñưc trn trong thit b làm vic theo nguyên tc trn t do thì thành phn mu bê tông át phan gm các phn riêng bit ly các thi ñim ñu, gia và cui ca m trn. Nu hn hp bê tông át phan dng nóng và m thì sau khi ñ hn hp vào ci kim loi phi ñt nóng trên bp cát hoc trong t sy ñn nhit ñ qui ñnh t 80 – 160 0C tùy theo mác bitum ñ ch to mu thí nghim. Nu hn hp bê tông át phan dng ngui thì nhit ñ ca hn hp phi khng ch 20 ± 2 0C trưc khi ñem ch to mu. Hn hp ch ñưc dùng ñ ch to mu thí nghim sau khi ly ra khi thit b trn bê tông không quá 2 gi. Khi lưng hn hp cn dùng ñ thí nghim ph thuc vào kích thưc ca ct liu ñưc qui ñnh như bng 5.3 Bng 5.3 . Khi lưng bê tông át phan cn ly t thit b trn ñ thí nghim Kích thưc ln nht ca ct liu, mm Khi lưng bê tông át phan cn ly, kg 40, 25 6 – 7 10, 15, 20 5 – 10 5 2 – 5 c) Phương pháp khoan ly mu trên mt ñưng nha Dùng búa và ñc ñ ñào ly mu có dng hình vuông hay ch nht ti mt ñưng hay dùng khoan ñ ly các mu có dng hình lăng tr. Các mu ñào hay nhieu.dcct@gmail.com 155
4. khoan phi xuyên sut chiu dày mt ñưng (c lp trên và lp dưi) và phân chia theo tng lp ñ thí nghim. Kích thưc và s lưng mu cn cho thí nghim. ðưng kính l khoan: không nh hơn 50mm ñi vi loi bê tông át phan dùng cát. không nh hơn 70mm ñi vi loi bê tông át phan ht nh và trung. không nh hơn 100mm ñi vi loi bê tông át phan ht ln. Trưc khi khoan cn ghi rõ v trí ly mu. Trong khi khoan phi tưi nưc thưng xuyên vào l khoan ñ làm ngui mũi khoan và ñ cho mũi khoan d n sâu vào các lp mt ñưng. Khi khoan xong dùng kim chuyên dùng ñ ly lõi khoan ra khi ra khi mt ñưng. 2.1.2 Ch to mu trong phòng thí nghim a) Máy nén (thy lc hoc cơ hc) ñ nén cht mu bê tông có cơ cu như sau Hp máy có 3 khuôn hình tr ñ có th to ñng thi 3 mu thí nghim ñưc liên kt c ñnh trên máy. Các chày giã phía dưi ta bng khp lên tm ñm dưi ca máy và ñưc ñt sâu vào trong khuôn khong 2 – 3cm. Các chày giã phía trên liên kt vi tm ñm trên ca máy bng các bn l ñc bit. phía dưi hp máy có b trí thit b ñt nóng bng du ñ gi cho thành khuôn có nhit ñ không ñi t 80 – 100 0C trong quá trình thí nghim vi hn hp bê tông át phan nóng hay m. Khi to mu bng bê tông át phan ngui thì không ñưc ñt nóng hp và khuôn. B phn tỳ chuyên dùng dùng ñ tháo mu ra khi khuôn cũng ñưc liên kt vi tm ñm trên ca máy bng bn l. +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ Hình 5.1 Máy nén thy lc và khuôn mu Khi máy hot ñng ñ nén cht mu bê tông át phan cn ñm bo cho áp lc tác ñng lên mu là 400 daN/cm 2. Nu công sut ca máy không ñ ñ nén ñng thi 3 mu thì máy cũng ñưc dùng ñ nén 1 mu theo cách tương t. Khuôn trong hp máy dùng ñ to mu có nhieu.dcct@gmail.com 156
5. ñưng kính là 71,4mm. Còn khi cn to mu thí nghim có ñưng kính 50,5mm thì ñt thêm các tm ñm ph hình tr và gi chúng c ñnh trong khuôn chính. Trong trưng hp không có máy nén, thì phi ch to mu thí nghim trong các khuôn ñơn có kích thưc như bng 5.4 Bng 5.4. Các loi khuôn thí nghim C ht ln nht ca ct liu ðưng kính Din tích mu th, 2 trong bê tông át phan, mm khuôn, mm cm 5 (3) 50,5 20 20, 25, 10 71,4 40 40, 25 101,0 80 b) Trình t to mu bng máy nén Cho thit b ñt nóng hot ñng và tăng dn nhit ñ trong thit b ñn 90 – 100 0C ñng thi ñiu khin ñ ñưa các chày giã phía trên vào trong khuôn (khi ch to mu bê tông át phan ngui thì không dùng ñn thit b ñt nóng). Sau ñó ñiu khin ñ ñưa các chày giã phía trên ra khi khuôn và dùng vi thm du ha lau sch mt trong ca khuôn và các chày giã. ð hn hp bê tông át phan ñã cân sn và ñã ñun nóng ñn nhit ñ qui ñnh vào trong khuôn qua mt cái phu kim loi ri dùng dao thí nghim hay bay trn xc và san ñu hn hp trong khuôn. Li ñưa các chày giã phía trên vào trong khuôn và h chúng xung cho ñn khi tip xúc vi hn hp. Sau ñó, ñóng ñng cơ chính ca máy và nâng dn ti trng tác dng lên mu ñn 400 daN/cm 2. Duy trì ti trng này trong 3 phút ri d ti và ñiu khin ñ ñưa b phn tỳ ñn gi hp máy ñ ñùn mu ra khi khuôn. c) Trình t to mu bng khuôn ñơn ðt nóng khuôn và chày giã ñn nhit ñ 90 – 100 0C khi hn hp bê tông thuc dng nóng hay m và lau nh bng gi m thm du ha (trong trưng hp to mu bê tông át phan ngui thì không cn ñt nóng khuôn và chày). Dùng mt phu kim loi ñ ñy hn hp bê tông ñã cân trưc vào khuôn có lp sn tm ñm dưi nhô ra khi ñáy khuôn t 1,5 – 2cm. Dùng bay hay dao thí nghim xc và san ñu hn hp trong khuôn. ðt tm ñm trên vào khuôn và ñt toàn b khuôn mu lên tm ép dưi ca máy. ðiu khin cho tm ép trên ca máy tip xúc vi tm ñm trên ca khuôn và cho chy ñng cơ ñin ca bơm ñu máy nén ñ tăng dn áp lc nén vào hn hp cho ñn 400 daN/cm 2. Gi nguyên v trí s áp lc này ñi vi hn hp trong 3 phút ri d ti và dùng mt thit b nén chuyên dùng ñ tháo mu ra khi khuôn. Trong quá trình to mu phi loi b nhng mu b st mép hoc có 2 mt ñáy không song song. d) Trình t to mu theo phương pháp hn hp Hn hp bê tông ñưc làm cht bng máy rung và sau ñó ñưc ép nén dưi áp lc 260 daN/cm 2 bng máy nén. Mu thí nghim ñưc ch to trong khuôn ñơn (mc c). Sau khi ñt nóng khuôn ñn nhit ñ 90 – 100 0C và lp tm ñm dưi vào khuôn sao cho nó nhô ra nhieu.dcct@gmail.com 157
6. ngoài ñáy khuôn t 2 – 2,5cm thì ñ ñy hn hp vào khuôn và ñt nó lên bàn rung. Khuôn ñưc gi cht trên máy rung bng mt thit b chuyên dng. M máy n rung hn hp bê tông trong khuôn trong 3 phút vi tn s dao ñng 3000 vòng/phút, biên ñ rung là 0,35 – 0,4mm và vi áp lc ph là 0,3 daN/cm 2. Dao ñng rung ñưc truyn ñn hn hp qua tm ñm còn ti trng ñ to nên áp lc 0,3 daN/cm 2 thì tác ñng vào hn hp theo nén ép t do. Sau khi kt thúc quá trình rung ñt khuôn mu lên b máy nén ñ nén mu dưi áp lc 250 daN/cm 2. Gi nguyên áp lc này trong 3 phút ri d ti và dùng thit b nén chuyên dng ñ tháo ra khi khuôn. e) Trình t to mu theo phương pháp giã vi thit b ñm nén bng qu nng rơi Thit b ñm nén bao gm: mt khung có tm ta bng thép liên kt cht trên mt tm g, 1 tm ñ bng thép ñt dưi khuôn, 1 khuôn ñ ñng mu có lp thêm ng ni phía trên và 1 tm ép có cn (thanh dn) và qu nng (ti trng). Trưc ht phi c ñnh khung thit b vi tm g ñt trên nn nhà bng bê tông xm và ñm bo cho khung vào tm g có v trí thng ñng, còn tm ta bng thép có v trí nm ngang. Trưc khi to mu, ñt nóng tm ñ khuôn và ng ni trên ñn nhit ñ 90 – 100 0C. Dùng vít bt cht ñ khuôn vào tm nha bng thép ri ñt khuôn có lp sn phn ng ni lên trên. Khi ñt khuôn, cn lun hai cái mu ng ni vào 2 bulông gn sn ñ khuôn và dùng ñai c ñ ñnh v khuôn. Trong mi mt khuôn, ñt 1 ming giy thm hình tròn có ñưng kính 10cm ri ñ hn hp bê tông át phan ñã ñt nóng và cân sn vào và dùng dao xc và san ñu hn hp sao cho hn hp hơi li ra ngoài khuôn. ðt tm ép có lp thanh dn và qu nng ñã ñưc ñt nóng lên trên mt khuôn ri ñm hn hp vi 50 ln giã ñ cho qu nng (khi lưng 4,55kg) rơi t ñ cao 46cm xung mt bàn (tc ñ giã gn ñt 1 ln trong mi giây). Sau ñó lt ngưc khuôn li và giã tip 50 ln lên mt còn li. Cui cùng, ly ng thép có ñưng kính trong 105mm chp lên khuôn mu và dùng bàn ép ñy nh nhàng mu ra khi khuôn. 2.2 Xác ñnh khi lưng th tích trung bình ca bê tông át phan 2.2.1 Thit b th Cân k thut có ñ chính xác ñn 0,01g kèm theo các ph kin ñ cân trong nưc; Chu men hay thy tinh có dung tích 1 3 lít. 2.2.2 Tin hành th Các mu ch to xong phi lưu nhit ñ 20 ± 2 0C, ri lau ht nhng ht cát, sn còn bám vào mu. Cân mu trong không khí vi ñ chính xác ñn 0,01g ri nhúng mu vào trong cc nưc có nhit ñ 20 ± 2 0C trong 30 phút. Ly mu ra khi chu nưc, lau khô ri cân trong không khí. Sau ñó, ñem cân tip mu trong nưc có nhit ñ 20 ± 2 0C. 2.2.3 Tính kt qu nhieu.dcct@gmail.com 158
7. Khi lưng th tích bê tông át phan tính chính xác ñn 0,01 g/cm 3, ñưc xác ñnh theo: Goγ n 3 γ BT = , g/cm G1 − G2 Trong ñó: G0 Khi lưng mu cân ñưc trong không khí, g; G1 Khi lưng mu cân trong không khí sau khi nhúng mu vào nưc 30 phút, g; G2 Khi lưng mu cân trong nưc sau khi nhúng mu vào nưc 30 phút, g; 3 γn Khi lưng riêng ca nưc, ly bng 1g/cm . Kt qu thí nghim là tr s trung bình ca các kt qu trong 3 ln thí nghim ñi vi cùng mt loi mu th. ð chênh lch gia các kt qu trong 3 ln thí nghim không ñưc vưt quá 0,02g/cm 3. 2.3 Xác ñnh khi lưng th tích và khi lưng riêng trung bình ca vt liu khoáng trong bê tông át phan Khi lưng th tích trung bình ca phn vt liu khoáng ca bê tông át phan ñưc xác ñnh trên cơ s khi lưng th tích ca bê tông át phan và t l v khi lưng ca vt liu khoáng cht và bitum trong hn hp bê tông át phan. Khi lưng th tích ca phn ct liu tính chính xác ñn 0,01g/cm 3 ñưc xác ñnh theo công thc: γ .qk 3 γ k = , g / cm qk + qb Trong ñó: γ Khi lưng th tích ca bê tông át phan, g/cm 3; qk Hàm lưng vt liu khoáng trong bê tông át phan (không k bitum), % theo khi lưng hn hp, (ly bng 100%); qb Hàm lưng bitum trong hn hp, % theo khi lưng vt liu khoáng. Khi lưng riêng trung bình ca vt liu khoáng trong bê tông át phan, tính chính xác ñn 0,01 g/cm 3, ñưc xác ñnh theo công thc: 100 ρ = , g / cm3 k q q q 1 + 2 + + n ρ1 ρ 2 ρ n Trong ñó: r1, r 2 r n Khi lưng riêng ca tng thành phn ct liu (ñá, cát và bt khoáng), trong bê tông át phan, g/cm3; q1, q 2 q n Hàm lưng ca tng thành phn ct liu trong hn hp bê tông át phan, % khi lưng hn hp . nhieu.dcct@gmail.com 159
8. 2.4 Xác ñnh khi lưng riêng ca bê tông át phan bng phương pháp t trng k và bng phương pháp tính toán theo tiêu chun Nga 2.4.1 Thit b th Bình t trng (bình khi lưng riêng có dung tích 250 hay 500cm 3); Cân k thut có ñ chính xác ñn 0,01g; Máy hút chân không; Nhit k thu ngân bng thu tinh có chia ñ ñn 1 0C; Chu ñ ra; ng nh git; Nưc ct; Dung dch có ph gia thm ưt . 2.4.2 Tin hành th ðp nh các mu bê tông át phan (ly t mt ñưng, t máy trn hay phòng thí nghim khi cn xác ñnh thành phn phi hp hp lý ca vt liu) cho ñn kích c không ln hơn 10cm ri cân hai mu thí nghim t 50 ñn 200g (tuỳ theo kích c ln nht ca vt liu khoáng) vi ñ chính xác ñn 0,01g ñưc G 0. Trưc khi cân cũng phi ñp nh các ht ln ca mu ñn kích c gii hn như trên. ð nưc ct có hoà thêm cht ph gia thm ưt vào bình ño ñã ñưc làm sch và khô ñn vch ngn c bình và gi bình nhit ñ 20 ± 2 0C trong 30 phút. Sau ñó nu mc nưc trong bình thay ñi thì ñiu chnh mc nưc trong bình cho ñn vch ngn và cân li ln th hai khi lưng bình ñó có cha nưc ñưc G 1. B mu hn hp bê tông át phan vào bình ño ñã ñưc lau sch và sy khô ri cho vào bình 0,4g (30 git) dung dch cht ph gia thm ưt có nng ñ 50%. Sau ñó ñ nưc ct có hòa thêm cht thm ưt (15g dung dch 50% cho 1 lít nưc) ñn 1/3 dung tích bình ñã cha mu. Lc nh bình ño ri ñt vào trong máy hút chân không có áp sut còn li là 10mm Hg trong mt gi. Ly bình ño ra ñ thêm nưc ct và hoà cht thm ưt cho ñn vch ngn c bình và gi nhit ñ 20 ± 2 0C trong thi gian 30 phút ri ñem cân li khi lưng bình ño có cha mu và nưc ñưc G 2. 2.4.3 Tính kt qu Khi lưng riêng ca hn hp bê tông át phan, xác ñnh bng phương pháp t trng k chính xác ñn 0,01g/cm 3 như sau: G0 .ρ n 3 ρ BT = , g / cm Go + G1 − G2 Trong ñó: G0 Khi lưng mu th (ñã ñp nh), g G1 Khi lưng bình có cha nưc ñn vch ngn c, g G2 Khi lưng bình có cha mu và nưc ñn vch ngn c, g nhieu.dcct@gmail.com 160
9. 3 ρn Khi lưng riêng ca nưc, ly bng 1g/cm Kt qu thí nghim là tr s trung bình ca các kt qu ca hai mu th, ñ chênh lch gia hai kt qu này không ñưc vưt quá 0,01 g/cm 3, nu vưt quá gii hn này thì phi làm li thí nghim, Chú ý: Khi xác ñnh khi lưng riêng ca hn hp bê tông át phan theo phương pháp t trng k cn dùng nưc ct có cha cht ph gia thm ưt là mt cht có hot tính b mt nhm ci thin tính thm ưt trên b mt ca vt liu khoáng. Cht ph gia thm ưt ñưc pha ch vi nưc ct vi t l 1/1. Khi cn xác ñnh khi lưng riêng ca bê tông át phan ly t mt ñưng hay máy trn mang v ch ñưc phép thí nghim theo phương pháp t trng k. Còn khi cn xác ñnh khi lưng riêng ca bê tông át phan ch th trong phòng thí nghim nhm la chn ñưc thành phn phi hp lý ca vt liu thì có th dùng theo phương pháp t trng hay tính toán. Phương pháp tính toán trên cơ s bit khi lưng riêng ca các ct liu trong bê tông át phan khi lưng riêng ca bitum và hàm lưng các vt liu thành phn trong hn hp. Khi lưng riêng ca hn hp bê tông át phan tính chính xác ñn 0,01g/cm 3. q + q ρ = k b , g/cm 3 BT q q k + b ρ k ρb Trong ñó: ρk Khi lưng riêng trung bình ca các ct liu trong hn hp bê tông át phan, g/cm 3; 3 ρb Khi lưng riêng ca bitum, g/cm (có th ly bng 1); qk Hàm lưng vt liu khoáng trong hn hp bê tông át phan, % theo khi lưng hn hp (ly bng 100%); qb Hàm lưng bitum trong hn hp bê tông át phan, % theo khi lưng vt liu khoáng. 2.5 Xác ñnh ñ rng vt liu khoáng và ñ rng còn li ca hn hp bê tông át phan trng thái ñm cht ð rng ca ct liu trong bê tông át phan, tính chính xác ñn 0,1% th tích, ñưc xác ñnh bng tính toán theo:  γ k  rk = 1−  ×100,%  ρ k  Trong ñó: 3 γk Khi lưng th tích ca hn hp vt liu khoáng, g/cm nhieu.dcct@gmail.com 161
10. ρk Khi lưng riêng trung bình ca các vt liu khoáng trong bêtông át phan, g/cm 3 ð rng dư r BT ca bê tông át phan, tính chính xác ñn 0,1% th tích, ñưc xác ñnh bng công thc sau:  γ BT  rBT = 1−  ×100,%  ρ BT  Trong ñó: 3 γBT Khi lưng th tích ca hn hp bê tông át phan, g/cm 3 ρBT Khi lưng riêng ca hn hp bê tông át phan, g/cm 2.6 Xác ñnh ñ bão hoà nưc ca bê tông át phan 2.6.1 Thit b th Cân k thut có ñ chính xác ñn 0,1g kèm theo các ph kin ñ cân trong nưc; Máy hút chân không; Nhit k thu ngân bng thu tinh có chia ñ ñn 1 0C; Chu nưc có dung tích t 2,5 3 lít. 2.6.2 Tin hành th Dùng tip các mu và các kt qu ñã thí nghim v khi lưng th tích ca hn hp bê tông át phan ñ thc hin thí nghim này ngâm mu vào trong chu nưc có nhit ñ 20 ± 2 0C mc nưc trong chu phi cao hơn mt mu quá 3cm. ðt chu có mu ngâm dưi np thu tinh ca máy hút chân không ri dùng bơm hút không khí trong bình cho ñn áp lc còn li trong bình bng 10 – 15 mmHg và gi nguyên tr s áp lc này trong 1 gi 30 phút nu mu thí nghim thuc loi bê tông át phan nóng và m hay trong 30 phút nu mu thuc loi bê tông át phan ngui. Sau ñó cho áp lc tăng tr li mc bình thưng và lưu mu tip trong chu ñng nưc có nhit ñ 20 ± 2 0C trong thi gian 1 gi nu mu là loi bê tông át phan nóng và m, trong 30 phút nu mu là loi bê tông át phan ngui. Sau ñó ly mu ra khi nưc dùng gi mm lau khô và cân mu trong không khí ri cân trong nưc vi mc chính xác ñn 0,01g. Vic cân mu bão hoà nưc trong nưc s cho phép xác ñnh th tích mu bão hoà và tính ñưc h s trương n sau này. Các mu cân sau khi bão hoà nưc trong chân không li ñưc ngâm vào nưc có nhit ñ 20 ± 2 0C trong 10 15 phút sau ñó tin hành thí nghim v cưng ñ chu nén ca mu. 2.6.3 Tính kt qu ð bão hoà nưc ca bê tông át phan t l gia th tích nưc do mu hp th thêm ch ñ bão hoà nưc quy ñnh như trên so vi th tích ca mu ban ñu, ñưc xác ñnh chính xác ñn 0,1% theo công thc sau ñây: nhieu.dcct@gmail.com 162
11. G3 − G0 H v = ×100(%) G1 − G2 Trong ñó: G0 Khi lưng mu khô (không bão hoà nưc) cân trong không khí, g; G1 Khi lưng mu cân trong không khí sau khi ngâm mu vào nưc 30 phút, g; G2 Khi lưng mu cân trong nưc sau khi ngâm mu vào nưc 30 phút như trên, g; G3 Khi lưng mu cân trong không khí sau khi ngâm mu bão hoà nưc trong chân không, g. Kt qu thí nghim là tr s trung bình ca các kt qu ca 3 ln thí nghim theo cùng mt mu th. Tr s ln nht và bé nht ca 3 kt qu không ñưc chênh lch nhau quá 0,5%. 2.7 Xác ñnh h s n ca bê tông át phan khi bão hoà nưc H s n ca bê tông át phan là t l tăng th tích ca mu khi bão hoà so vi th tích ban ñu ca mu, ñưc xác ñnh bng tính toán thông qua các kt qu thí nghim v khi lưng th tích và ñ bão hoà nưc ca bê tông át phan và thông qua vic tip tc cân trong nưc mu th ñ bão hoà nưc trong chân không. H s n ca bê tông át phan tính chính xác ñn 0,1% ñưc xây dng theo: (G − G ) − (G − G ) H = 3 4 1 2 ×100,% G1 − G2 Trong ñó: G1, G 2, G 3 Có ý nghĩa như ñã nêu mc 2.6.3 trên ñây; G4: Khi lưng mu cân trong nưc sau khi ñã ngâm bão hoà. Kt qu thí nghim là tr s trung bình ca các kt qu ñi vi 3 mu thí nghim cùng loi, ñ chênh lch gia các kt qu cao nht và thp nht không ñưc vưt quá 0,2%. 2.8 Xác ñnh cưng ñ chu nén ti hn ca bê tông át phan 2.8.1 Thit b th Máy nén truyn ñng cơ hc có công sut 5 10T; Nhit k có ñ chia ñn 1 0C; Bình n ñnh nhit khi lưu mu có dung tích 3 – 5 lít hoc trên 5 lít; Chu ñng nưc có dung tích 3 – 8 lít; Nưc ñá ñ ñiu chnh nhit ñ. nhieu.dcct@gmail.com 163
12. 2.8.2 Tin hành th Ch to mu và bo dưng mu thí nghim: theo mt trong các phương pháp ñã nêu mc 2.1. Thông thưng, khi thí nghim v cưng ñ chu nén, cn ñúc sn 9 viên mu: 1 t gm 3 mu ñ thí nghim nén mu khô nhit ñ 20 ± 2 0C, 1 t gm 3 mu ñ thí nghim nén mu sau khi ngâm bão hòa nưc ñ khi phi ñúc 3 mu sau cùng k trên. Trưc khi thí nghim cn lưu mu nhit ñ qui ñnh (20 ± 2 0C hoc 60 ± 20C) tùy theo yêu cu thí nghim, lưu mu trong chu nưc có dung tích 3 8 lít (tuỳ theo s lưng và kích thưc mu) trong 1 gi nu mu thuc loi bê tông át phan nóng và m hay lưu mu trong bình ñ n ñnh nhit bng không khí có dung tích 3 8 lít trong 2 gi nu mu thuc loi bê tông át phan ngui. Khi không có bình ñ n ñnh nhit chuyên dng thì ñt mu vào trong mt bình bng g hay s ñt trong lòng mt bình khác có kích thưc ln hơn ri ñ nưc có nhit ñ 20 ± 2 0C hoc 60 ± 2 0C vào gia thành ca hai bình này ñ lưu mu. Khi thí nghim v cưng ñ chu nén ti hn sau khi bão hoà nưc thì tip tc ñt các mu ñã cân trong không khí và cân trong nưc vào trong nưc có nhit ñ 20 ± 2 0C hoc 60 ± 2 0C trong vòng 10 15 phút và dùng vi mm hoc giy thm lau khô mu trưc khi ñưa lên máy. Khi dùng máy nén truyn ñng cơ hc vi tc ñ bin dng ca mu là 3 ± 0,5mm/phút ñ ép mu, cn ñiu chnh cho tc ñ bin dng ca mu là 3 ± 0,5mm/phút ñ ép mu, cn ñiu chnh cho tc ñ di ñng ca tm kp dưi ñáy ca máy là 3mm/phút và cn trang b cho máy loi lc k có th xác ñnh chính xác ti trng phá hoi ñn 0,5 daN/cm 2 ñi vi mu có cưng ñ gii hn nh hơn 15 daN/cm 2 và ñn 1daN/cm 2 vi mu có cưng ñ gii hn ln hơn 15 daN/cm 2. 2.8.3 Tính kt qu Cưng ñ chu nén ti hn ca bê tông át phan chính xác ñn 0,1daN/cm 2 ñưc tính như sau: P R = , daN/cm 2 a F Trong ñó: P Ti trng phá hoi mu, daN; F Din tích mt ct ngang ca mu, cm 2. Vi mi loi bê tông át phan ch to ch to 3 mu th, Nên cưng ñ tng mu không sai lch quá 10% thì cưng ñ trung bình s là tr s trung bình ca 3 ln th. 2.9 Xác ñnh h s n ñnh nưc ca bê tông át phan H s n ñnh nưc ca bê tông át phan, chính xác ñn 0,01 như sau: nhieu.dcct@gmail.com 164
13. bh R20 K n = k R20 Trong ñó: bh R 20 Cưng ñ chu nén gii hn mu khi ngâm bão hoà nưc trong chân không 20 0C, daN/cm 2; k 0 2 R 20 Cưng ñ chu nén gii hn mu khô 20 C, daN/cm . 2.10 Xác ñnh ñ bn nưc ca bê tông át phan khi bão hoà nưc lâu Sau khi ñã cân mu khô trong không khí và trong nưc ñ xác ñnh khi lưng th tích và sau khi ñã ngâm mu bão hòa nưc trong máy hút chân không ñ xác ñnh ñ bão hòa nưc, chuyn mu sang 1 chu ñng nưc có nhit ñ khng ch trong khong 20 ± 2 0C trong 15 ngày ñêm. Sau ñó ñem thí nghim nén ñ xác ñnh cưng ñ chu nén và h s n ñnh nưc. H s n ñnh nưc khi bão hoà nưc lâu, ñưc tính chính xác ñn 0,01 theo: RBL K BL = k R20 Trong ñó: 2 RBL Cưng ñ gii hn ca mu khi bão hoà nưc lâu, daN/cm . k R 20 Cưng ñ chu nén gii hn mu khô 20 0C, daN/cm 2. 3. Thí nghim các ch tiêu ca bê tông át phan theo phương pháp Mác san (AASHTO T245 ASTM D1 559) 3.1 Xác ñnh ñ bn và ñ do ca bê tông át phan 3.1.1 Thit b th Máy nén chuyên dng kiu Mác san; Khuôn gá mu theo Mác san có kèm ñng h ño ñ do; Chu ñáy bng có dung tích 8 ÷ 10 lít, cao 150mm; Nhit k 100 0C có ñ chính xác ñn 0,1 0C; Nưc sôi và nưc lnh ñ khng ch nhit ñ. nhieu.dcct@gmail.com 165 Thit bi Mác san và khuôn mu
14. 3.1.2 Tin hành th Chun b 3 mu th có d = 101mm, h = 63,5mm ñã ñưc làm ñc. Trưc ñó các mu th ñã ñưc xác ñnh ñ ñc, ñ rng phn ct liu và ñ rng dư. ðt mu Mác san ñã chun b vào chu nưc có nhit ñ 60 ± 1 0C ñi vi bê tông át phan dùng bitum ñc và 40 ± 1 0C ñi vi bê tông át phan dùng bitum lng sao cho mu ngp hoàn toàn trong nưc và cách mt nưc cũng như thành, ñáy ít nht là 30mm, gi mu như vy trong 60 ± 5 phút, sau ñó ly mu ra dùng gi mm lau nh cho khô nưc cho mu. V sinh khuôn gá bng du ha, bôi nh du nhn vào 2 trc dn ñ tăng ñ linh ñng ca khuôn gá. Lp ñng h ño ñ do. ðt khuôn gá lên máy ép, sau ñó ñt mu ñã x lý vào khuôn sao cho mu tip xúc ñu vi c hai mt khuôn. ðiu chnh kim ñng h ño bin dng (ñ do) v 0. ðt máy nén tc ñ 50 mm/phút. M máy nén và theo dõi ñng h ño lc ca máy và ñng h ño ñ do ca khuôn gá. Ghi ñ ln ca lc và ñ chy ca mu khi mu b phá hoi. Quá trình thí nghim phi kt thúc trong vòng 90 giây k t lúc ly mu ra khi chu dưng h. 3.1.3 Tính kt qu ð bn theo Mác san là ñ ln ca lc khi phá hoi mu có kích thưc tiêu chun (daN). ð do Mác san, tính theo ñơn v 0,1 mm là ñ bin dng ca mu b phá hoi, ñc trc tip trên ñng h ño bin dng thi ñim mu b phá hoi. ð cng quy ưc ñưc tính theo công thc: 10P A = L Trong ñó: P ð bn Mác san (ti trng phá hoi), daN; L ð do, 0,1mm. Nu mu có chiu cao khác 65,3mm, thì phi nhân ñ bn ño ñưc vi h s ñiu chnh K theo bng sau . Bng 5.5. H s hiu chnh K Th tích mu, cm 3 Chiu cao mu, mm K 406 – 420 50,8 1,47 421 – 431 52,4 1,39 432 – 443 54,0 1,32 444 – 456 55,6 1,25 457 – 470 57,2 1,19 nhieu.dcct@gmail.com 166
15. 471 – 482 58,7 1,14 483 – 495 60,3 1,09 496 – 508 61,9 1,04 509 – 522 63,5 (chun) 1,00 523 – 535 65,1 0,96 536 – 546 66,7 0,93 547 – 559 68,3 0,89 560 – 573 69,8 0,86 574 – 585 71,4 0,83 586 – 598 73,0 0,81 599 – 610 74,6 0,78 611 – 625 76,2 0,76 ð bn và ñ do Mác san phi xác ñnh theo kt qu trung bình ca 3 ln thí nghim ñi vi các mu cùng loi. ð sai lch gia các ln thí nghim không ñưc vưt quá 10%. Tr s ñ bn ñưc làm tròn ñn 10 daN khi ñ bn nh hơn 500daN, làm tròn ñn 20daN khi ñ bn t 500 1000daN; và làm tròn ñn 50daN khi ñ bn ln hơn 1000daN. 4. Xác ñnh thành phn hn hp bê tông át phan 4.1 Xác ñnh hàm lưng bitum trong hn hp bê tông át phan ly t mt ñưng bng phương pháp chit 4.1.1 Thit b th Dng c Xc lét; ng ngưng lnh; Bp cát; Bp thu chưng; Chén s; Giy lc; Bông nõn; Dung môi: Clorophoóc, rưu Hình 5.3 . Dng c Xc lét Clorophoóc, rưu benzen (20% rưu), clorua êtylen. 4.1.2 Tin hành th nhieu.dcct@gmail.com 167
16. a) Chun b mu như sau Cân lưng mu th theo quy ñnh. Làm mt v bao hình tr làm bng 2 3 lp giy lc. Sy khô và cân (k c lưng bông nõn dùng trong thí nghim) vi ñ chính xác ñn 0,01g ñưc G. ð mu vào bao giy và ph bông nõn lên mt hn hp ri cân li toàn b vi ñ chính xác 0,01g ñưc G 1 và ñt vào dng c Xôclét. ð dung môi vào bình thu tinh ca dng c Xôclét. ðt bao ñng hn hp thí nghim vào trong ng chit mc cao hơn ming ng xi phông ca ng chit 1cm. Ni phn trên ca ng chit vi ng ngưng lnh nghch và ni phn dưi vi bình thu tinh có cha dung môi. ðt nóng bình ñng dung môi trên bép ct cho ñn nhit ñ sôi ca dung môi. Hơi dung môi ngưng t trong ng ngưng lnh chy liên tc vào hn hp bê tông át phan, ñ hoà tan bitum và tách bitum ra khi hn hp, sau khi chy ñy ng chit, dung môi s chy theo ng xiphông xung bình thu tinh. Quá trình tách bitum kéo dài cho ñn khi dung môi tích t trong ng chit ñã bin màu. Ly phn bao giy và lõi ra khi ng chit ri ñem sy khô trong t n ñnh 0 nhit nhit ñ 50 60 C cho ñn khi khi lưng không thay ñi ñưc G 2. Sau khi ngưng chit, ñem chưng ct dung dch hoà tan bitum trên bp thu chưng và sy phn còn li trong t n ñnh nhit ñ 50 60 0C hay trong t n ñnh chân không nhit ñ 35 40 0C cho ñn khi khi lưng không ñi. 4.1.3 Tính kt qu Khi lưng bitum chính xác ñn 0,1% theo tng khi lưng ca hn hp bê tông át phan ñưc tính như sau: (G1 − G) − (G2 − G) qba = ×100 G1 − G Khi lưng bitum, chính xác ñn 0,1% theo quy ưc phn khoáng chim 100% ñưc tính như sau: qBa qbk = ×100 100 − qBa Hàm lưng bitum là tr s trung bình ca các kt qu 2 ln thí nghim ñng thi vi cùng mt mu th. Sai s gia 2 kt qu thí nghim không ñưc vưt quá 0,2%. 4.2 Xác ñnh thành phn ht ct liu ca hn hp bê tông át phan sau khi chit 4.2.1 Thit b th B sàng tiêu chun; Cân k thut; Bát s có ñưng kính 15 – 25 cm.; Chày bt ñu cao su; nhieu.dcct@gmail.com 168
17. T sy; Chu có dung tích 6 – 10 lít. 4.2.2 Tin hành th Cân khi lưng mu th phn còn li sau khi ñã th nghim bitum theo quy ñnh mc 4.1 vi ñ chính xác ñn 0,1g. ð mu vt liu khoáng vào bát s có xoa vadơlin ñáy. ð mt ít nưc vào bát và dùng chày bt ñu cao su nghin nh vt liu trong 2 – 3 phút. ð nưc trong bát có ln ht lơ lng qua sàng 0,071mm vào chu, sau ñó li ñ nưc sch vào bát ñ nghin vt liu khoáng và ñ nưc ñc qua sàng 0,071mm xung chu. C th tip tc lp li quá trình ra sch vt liu nhiu ln như trên cho ñn khi nào nưc trong bát sau khi ñã nghin vt liu vn trong sut thì thôi. Ra xong chuyn các ht khoáng ln hơn 0,071mm nm trên sàng vào bát s có cn. Cht b phn nưc còn li trong bát s ri ñt bát vào trong t sy ñ sy khô khoáng vt nhit ñ 105 110 0C cho ñn khi khi lưng không thay ñi. Không ñưc ra và nghin vt liu khoáng trc tip trên sàng 0,071mm. Sau ñó sàng mu vt liu ñã sy khô qua c b sàng, bt ñu t sàng có ñưng kính l sàng ln nht cho ñn sàng 0,071mm. Trưc khi ngng sàng, lc mnh mi sàng trên t giy trng trong vòng 1 phút ñ kim tra li. ðng tác sàng ñưc kt thúc khi tho mãn 2 ñiu kin: Nu trên t giy không có các ht lt qua sàng có ñưng kính 2,5mm và ln hơn Nu khi lưng các ht lt qua sàng có ñưng kính 1,25 và 0,63mm không vưt quá 0,05g và lc qua sàng 0,315 và 0,071mm không vưt quá 0,02g. Cui cùng cân phn còn li trên mi sàng ñ tính kt qu. 4.2.3 Tính kt qu Hàm lưng mi thành phn ht ñưc tính theo t l % gia khi lưng loi ht ñó so vi khi lưng mu thí nghim vi ñ chính xác ñn 0,1%. Hàm lưng các ht nh hơn 0,071mm ñưc xác ñnh bng cách ly 100% tr ñi tng s phn trăm ca các ht còn li trên các mt sàng. Kt qu thí nghim ñưc ly theo tr s trung bình ca 2 ln thí nghim liên tip ñi vi cùng loi mu th. Sai s v hàm lưng mi thành phn ht ca 2 ln thí nghim không ñưc vưt quá 2% (so vi khi lưng chung ca mu th) và s hao ht v khi lưng ca toàn b vt liu khi sàng cũng không ñưc vưt quá 2%. CÂU HI ÔN TP 1. Trình bày các ch tiêu k thut ca bê tông asphalt; 2. Trình bày các thí nghim xác ñnh các ch tiêu k thut ca bê tông asphalt theo TCN; nhieu.dcct@gmail.com 169
18. 3. Trình bày các thí nghim xác ñnh các chie tiêu k thut ca bê tông asphalt theo ASTM; 4. Trình bày các thí nghim thành phn ca hn hp bê tông asphalt. Chương 6 THÍ NGHIM THÉP XÂY DNG 1. Thí nghim xác ñnh các ch tiêu ca thép theo TCVN 1.1 Các ch tiêu k thut ca thép xây dng theo TCVN 1.1.1 Dây thép vut ñ làm ct bê tông và sn xut lưi thép hàn làm ct TCVN 6288:1997 a) Kích thưc, khi lưng và dung sai ðưng kính danh nghĩa ca dây phi nm trong khong t 4mm ñn 16mm. ðưng kính danh nghĩa nên dùng, d, ñưc nêu trong bng 6.1. ði vi các ñưng kính không ghi trong bng thì khi lưng chia cho chiu dài phi bng 7850 kg/m 3 x din tích mt ct ngang danh nghĩa. Dung sai ñi vi các kích thưc trung gian không ñưc vưt quá dung sai ca kích thưc cao hơn lin k nó trong bng 6.1. ði vi các dây có ñưng kính danh nghĩa t 12mm ñn 16mm thì dung sai phi bng ± 5%. Bng 6.1. ðưng kính nên dùng và khi lưng yêu cu Din tích mt Khi lưng theo chiu dài ðưng kính ct ngang danh danh nghĩa, mm nghĩa, mm 2 Yêu cu, kg/m Dung sai (1) , % nhieu.dcct@gmail.com 170
19. 5 19,6 0,154 ± 9 6 28,3 0,222 ± 8 7 38,5 0,302 ± 8 8 50,3 0,395 ± 8 9 63,6 0,499 ± 5 10 78,5 0,617 ± 5 12 113,1 0,888 ± 5 (1) Áp dng cho dây ñơn b) Thành phn hóa hc Thép không ñưc cha các nguyên t vi hàm lưng cao hơn các giá tr qui ñnh trong bng 6.2. ðương lưng cácbon, C ñl ñưc tính theo công thc: Mn (Cr +V + Mo) (Cu + Ni) C = C + + + ®l 6 5 15 Trong ñó: C, Mn, Cr, V, Mo, Cu và Ni là hàm lưng các nguyên t tương ng trong thép tính bng phn trăm khi lưng Bng 6.2. Thành phn hóa hc giá tr ln nht tính bng phn trăm khi lưng (1) C Si Mn P S N C®l 0,22 0,60 1,60 0,050 0,050 0,012 0,50 0,24 (2) (0,65) (1,70) (0,050) (0,050) (0,013) (0,52) (1) Có th dùng hàm lưng nitơ cao hơn nu như có ñ hàm lưng các nguyên t liên kt vi nitơ (2) Các giá tr trong ngoc áp dng cho phân tích sn phm. c) Tính cht cơ hc Phép th phi ñưc tin hành trên các dây ñã ñưc làm thng. Mu th có th ñưc nung nóng ñn 100 0C ri ñ ngui t do trong không khí ñn nhit ñ th. Các tính cht th kéo yêu cu ñưc qui ñnh trong bng sau. Bng 6.3. Các giá tr ñc tính ca gii hn chy ti ñ giãn dài không t l 0,2%, gii hn bn kéo và ñ giãn dài sau ñt trên ñ dài tính toán gp 5 ln ñưng kính danh nghĩa Gii hn chy R p0,2 , Gii hn bn kéo R m, ð giãn dài A 5,65 , % N/mm 2 N/mm 2 500 550 12 nhieu.dcct@gmail.com 171
20. Mu th phi ñưc un ñn mt góc t 160 0 ñn 180 0 trên mt gi un vi ñưng kính ñưc qui ñnh trong bng 6.4. Sau khi th un, các mu th không ñưc gy hoc có vt nt nhìn thy ñưc bng mt thưng. Bng 6.4. ðưng kính gi un dùng ñ th un ðưng kính danh nghĩa (4) 5 6 7 8 9 10 12 (14 (16 ca dây, d ) ) ðưng kính gi un, D (12) 16 20 20 25 32 32 40 (50) (63) 1.1.2 Thép ct bê tông thép thanh vn TCVN 6285:1997 a) Kích thưc, khi lưng và dung sai Kích thưc, khi lưng và dung sai ñưc nêu trong bng sau. Bng 6.5. Kích thưc, khi lưng và dung sai Din tích mt ct Khi lưng theo chiu dài ðưng kính ngang danh danh nghĩa, mm nghĩa, mm Yêu cu, kg/m Dung sai (1) , % (1) (2) (3) (4) 6 28,3 0,222 ± 8 8 50,3 0,395 ± 8 10 78,3 0,617 ± 5 12 113 0,888 ± 5 (1) (2) (3) (4) 16 201 1,58 ± 5 20 314 2,47 ± 5 25 491 3,85 ± 4 32 804 6,31 ± 4 40 1256 9,86 ± 4 b) Kích thưc hình hc ca gân Các thanh thép vn phi có các gân ngang. Các gân dc là không bt buc. Kích thưc hình hc ca các gân phi ñm bo các thanh thép có các tính cht bám dính tt ñ tha mãn chc năng ca chúng trong kt cu bê tông. Các tính cht bám dính ñưc tha mãn nu có ít nht hai hàng gân ngang phân b ñu ñn chung quanh chu vi. Các gân ngang trong hàng phi ñưc phân b ñu ñn trên toàn b chiu dài ca thanh tr vùng ghi mác. c) Thành phn hóa hc nhieu.dcct@gmail.com 172
21. Hàm lưng các nguyên t không ñưc ln hơn giá tr nêu trong bng sau. B¶ng 6.6. Thnh phÇn hãa häc gi¸ trÞ lín nhÊt tÝnh b»ng phÇn tr¨m khèi l−îng (1) (2) (1) Mác C Si Mn P S N C®l thép RB 300 RB 400 0,060 RB 500 (0,070) RB 400W 0,22 0,60 1,60 0,050 0,050 0,012 0,50 RB 500W (024) (3) (0,65) (1,70) (0,055) (0,055) (0,013) (0,52 (1) ði vi các mác thép RB 400W và RB 500W vi ñưng kính ln hơn 32mm thì hàm lưng cácbon ln nht (C) là 0,25% (0,27%) và ñương lưng cácbon ln nht là (C ñl ) là 0,55% (0,57%). (2) Hàm lưng nitơ có th cao hơn nu trong thép có ñ các nguyên t liên kt vi nitơ. (3) Các giá tr trong du ngoc ñơn dùng cho phân tích sn phm. ðương lưng cácbon C ñl ñưc tính bng công thc Mn (Cr +V + Mo) (Cu + Ni) C = C + + + ®l 6 5 15 Trong ñó: C, Mn, Cr, V, Mo, Cu và Ni là hàm lưng các nguyên t tương ng trong thép tính bng phn trăm khi lưng d) Tính cht cơ hc Các tính cht cơ hc th kéo yêu cu cho các loi thép ñưc nêu ra trong bng sau. B¶ng 6.7. C¸c gi¸ trÞ ®Æc tr−ng cña giíi h¹n ch¶y trªn, giíi h¹n bÒn kÐo v ®é gin di sau ®øt Mác thép Gii hn chy Gii hn bn ð giãn dài 2 ReH , N/mm kéo R m, A5,65 , % N/mm 2 RB 300 300 330 16 RB 400 400 440 14 RB 400 W RB 500 500 550 14 R500 W ð xác ñnh ñ giãn dài sau ñt, chiu dài ban ñu ca mu phi bng 5 ln ñưng kính danh nghĩa. nhieu.dcct@gmail.com 173
22. Mu th phi ñưc un mt góc t 160 0 ñn 180 0 trên mt gi un có ñưng kính ñưc qui ñnh trong bng sau. Phi dùng din tích mt ct ngang danh nghĩa ñ tính các tính cht cơ hc . Bng 6.8. ðưng kính gi un dùng ñ th un ðưng kính danh nghĩa ca 6 8 10 12 16 20 25 32 40 thanh (1) Lo¹i thÐp RB 300 12,5 16 20 32 50 63 100 125 160 RB 400 16 20 25 40 63 80 125 160 200 RB 400 W RB 500 20 25 32 50 80 100 160 200 250 RB 500 W (1) ði vi các thanh có ñưng kính ln hơn 40mm thì ñưng kính gi un ñưc tho thun gia ngưi sn xut và khách hàng. Sau khi th các mu không ñưc gy hoc rn nt có th nhìn thy bng mt thưng. 1.1.3 Thép ct bê tông d ng lc dây kéo ngui TCVN 6284:1997 a) Yêu cu chung Tiêu chun này qui ñnh các yêu cu ñi vi dây thép tròn có ñ bn cao, kéo ngui. Dây ñưc cung cp không có mi hàn hay ch ni. Dây có b mt trơn hay có mt s kiu hình dng b mt (vn, vt n, lưn sóng) vi mc ñích ñ ci thin các ñc tính dính bám gia dây và bê tông. b) Kích thưc và tính cht ca dây cun bng máy B¶ng 6.9. KÝch th−íc, khèi l−îng v tÝnh chÊt thö kÐo cña d©y Gii Khi lưng ca Giá tr hn Din tích mt ñơn v dài ðưng bn mt ct Bán kính kéo ngang kính danh Sai lch Lc danh danh Danh Lc un, nghĩa, cho ln nghĩa nghĩa, nghĩa(2) , chy mm mm (1) 2 phép, nht, , mm g/m 0,1%kN N/mm 2 g/m kN 8 1470 50,3 395 ± 5,9 73,9 59,1 20 nhieu.dcct@gmail.com 174
23. 8 1570 50,3 395 ± 5,9 79,0 63,2 20 7 1570 38,5 302 ± 4,3 60,4 48,3 20 7 1670 38,5 302 ± 4,3 64,3 51,4 20 6 1670 28,3 222 ± 3,7 47,3 37,8 15 6 1770 28,3 222 ± 3,7 50,1 40,1 15 5 1670 19,6 154 ± 3,1 32,7 26,2 15 5 1770 19,6 154 ± 3,1 34,7 27,8 15 4 1670 12,6 98,9 ± 2,0 21,0 16,8 10 4 1770 12,6 98,9 ± 2,0 22,3 17,8 10 3 1770 7,07 55,5 ± 1,5 12,5 10,0 7,5 3 1860 7,07 55,5 ± 1,5 13,1 10,5 7,5 2,5 1860 4,91 38,5 ± 1,25 9,13 7,3 7,5 2,5 1960 4,91 38,5 ± 1,25 9,62 7,7 7,5 (1) Gii hn bn kéo danh nghĩa ñưc tính t din tích mt ct ngang danh nghĩa và lc ln nht và ñưc làm tròn ñn 10N/mm 2. (2) Khi lưng ca mt ñơn v chiu dài ñưc tính vi khi lưng riêng ca thép là 7,85kg/dm 3. ð giãn dài tính bng phn trăm ng vi lc ln nht ñưc ño trên chiu dài 200mm không ñưc nh hơn 1,5%. Tt c các dây phi có cơ ch phá hu do khi quan sát bng mt thưng. Tt c các dây phi chu ñưc khi th un gp xung quanh bán kính un ñưc nêu trong ct cui cùng ca bng trên. S ln gp ít nht là bn ñi vi dây tròn trơn và ba ñi vi dây có vt n hay vn. c) Kích thưc và tính cht ca dây ñưc kh ng sut B¶ng 6.10. KÝch th−íc, khèi l−îng v tÝnh chÊt thö kÐo cña d©y ® ®−îc khö øng suÊt Gii Din Khi lưng ca Giá tr ðưng hn tích mt ñơn v dài Bán kính bn mt ct kính danh kéo ngang Sai lch Lc Lc ng vi Danh un, nghĩa, danh danh cho ln gii hn chy nghĩa, mm mm nghĩa, nghĩa, phép, nht, 2 2 g/m 0,1% 0,2% N/mm mm g/m kN kN kN 12,2 1470 117 918 ± 10,5 115 138 141 30 12,2 1570 117 918 ± 10,5 123 147 151 30 10 1470 78,5 617 ± 8,6 93,5 92,3 94,3 25 nhieu.dcct@gmail.com 175
24. 10 1570 78,5 617 ± 8,6 79,0 98,6 101 25 9 1470 63,6 499 ± 7,2 84,0 74,8 76,7 25 8 1570 50,3 395 ± 5,9 60,4 65,6 67,1 20 8 1670 50,3 395 ± 5,9 64,3 69,7 71,4 20 7 1570 38,5 302 ± 4,3 47,3 50,1 51,3 20 7 1670 38,5 302 ± 4,3 50,1 53,4 54,7 20 6 1670 28,3 222 ± 3,7 32,7 39,3 40,2 15 6 1770 28,3 222 ± 3,7 34,7 41,6 42,6 15 5 1670 19,6 154 ± 3,1 21,0 27,2 27,8 15 5 1770 19,6 154 ± 3,1 22,3 28,8 29,5 15 4 1670 12,6 98,9 ± 2,0 22,3 17,5 17,9 10 4 1770 12,6 98,8 ± 2,0 22,3 18,5 19,0 10 Môñun ñàn hi có th ly bng 205kN/mm 2 ± 10kN/mm 2 ð giãn dài tương ñi ng vi lc ln nht ñưc ño trên chiu dài 200mm không ñưc nh hơn 3,5%. Tt c các dây phi có cơ ch phá hy do khi quan sát bng mt thưng. Tt c các dây phi chu ñưc khi th un gp trong ct cui cùng ca bng trên. S ln un ít nht là bn ñi vi dây tròn trơn và ba ñi vi dây có vt n hay dây vn. 1.1.4 Thép ct bê tông d ng lc dây tôi và ram TCVN 6284:1997 a) Yêu cu chung Tiêu chun này qui ñnh các yêu cu ñi vi dây thép tròn ñưc ch to t thép tôi và ram có ñ bn cao, có b mt trơn, vn, có rãnh khía hoc có vt n. Dây thép phi ñưc sn xut t thép có giói hn bn cao. Thép ñưc cung cp dng không có mi hàn và ch ni. B mt ca dây có th dng trơn, vn, rãnh khía hoc có vt n. Mc ñích ca b mt có gân hoc có vt n là ñ làm tăng ñ bám gia dây thép và bê tông. b) Kích thưc, khi lưng và ñ bn Bng 6.11. Kích thưc, khi lưng và tính cht th kéo ca dây thép tôi và ram nhieu.dcct@gmail.com 176
25. Din Khi lưng Gii tích ca mt Giá tr ðưng hn mt ñơn v dài Dng kính bn ct b danh kéo ngang Gii Gii Gii mt nghĩa, danh danh Nh Ln hn hn hn mm nghĩa, nghĩa, nht, nht, bn chy chy N/mm 2 mm 2 g/m g/m kéo, 2%, 1%, N/mm 2 N/mm 2 N/mm 2 6,0 28,3 210 228 7,0 38,5 285 310 8,0 50,3 373 404 Tr¬n 10,0 1570 78,5 582 631 1570 1420 1380 12,2 117 867 941 ®èi víi ®èi víi ®èi víi 14,0 154 1143 1239 mäi mäi mäi kÝch kÝch kÝch 16,0 201 1491 1617 th−íc th−íc th−íc 6,2 30,2 224 243 7,2 40,7 301 327 1570 1420 1380 G©n 8,0 1570 50,3 373 404 ®èi víi ®èi víi ®èi víi 10,0 78,5 582 631 mäi mäi mäi kÝch kÝch kÝch 12,0 113 838 909 th−íc th−íc th−íc 14,0 154 1143 1239 16,0 201 1491 1617 Cã 7,1 40 310 327 1420 1275 1250 rnh 9,0 1420 64 482 522 ®èi víi ®èi víi ®èi víi khÝa hoÆc 10,7 90 679 735 mäi mäi mäi vÕt Ên kÝch kÝch kÝch 12,6 125 942 1020 th−íc th−íc th−íc ð giãn dài tương ñi ng vi lc ln nht, A gt , không ñưc nh hơn qui ñnh trong bng sau. Bng 6.12. ð giãn dài qui ñnh Cp ñ do ð giãn dài, A gt , % DÎo 35 3,5 nhieu.dcct@gmail.com 177
26. DÎo 25 2,5 Tt c các loi dây phi có cơ ch phá hy do vi s co tht có th nhìn thy bng mt thưng. Các loi dây có ñưng kính danh nghĩa ñn 10mm phi chu ñưc bn ln th un gp mà không ñưc có bt kì mt vt rn nt nào nhìn thy ñưc. Nhng loi dây ln hơn 10mm phi chu ñưc mt ln th un t 160 0 ñn 180 0 mà không ñưc có bt kì mt vt rn nt nào có th nhìn thy ñưc. ðưng kính ca gi un bng 10 ln ñưng kính danh nghĩa ca dây. 1.1.5 Thép ct bê tông d ng lc thép thanh cán nóng có hoc không x lý tip TCVN 6284:1997 a) Yêu cu chung Tiêu chun này qui ñnh các yêu cu ñi vi thép thanh tròn có ñ bn cao. Các thanh này ñưc cung cp trng thái cán nóng hoc trng thái sau ñó có x lí (gia công). B mt ca thanh có th là trơn hoc vn. Các thanh ñưc cung cp dng thng. Hình dng b mt có th là trơn hay có gân. Trong trưng hp thanh vn, có gân phi nm ngang vi khong cách gia các gân tương ñi ñu ñn không ñưc ln hơn 0,8 x ñưng kính danh nghĩa ca thanh. b) Kích thưc, khi lưng và ñ bn c) B¶ng 6.13. KÝch th−íc, khèi l−îng v tÝnh chÊt thö kÐo cña thÐp thanh c¸n nãng ng Din Khi lưng ca Gii Giá tr ðưng sut tích mt ñơn v dài hn bn kính chy mt ct kéo danh 0,1% ngang Tham Sai lch Lc Lc danh nghĩa, danh danh kho, cho ln chy nghĩa, mm nghĩa, nghĩa, kg/m phép, nht, 0,1%kN N/mm 2 N/mm 2 mm 2 % kN (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 15 176,7 1,39 185 145 17 227,0 1,78 235 190 20 314,0 2,47 325 260 23 1030 835 415,5 3,26 + 4 430 340 26 530,9 4,17 4 545 445 32 804,2 6,31 830 670 36 1018,0 7,99 1050 850 40 1257,0 9,86 1295 1050 15 176,7 1,39 190 165 nhieu.dcct@gmail.com 178
27. 17 227,0 1,78 245 210 20 314,0 2,47 340 290 23 415,5 3,26 + 4 450 385 26 1080 930 530,9 4,17 4 575 495 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 32 804,2 6,31 870 750 36 1018,0 7,99 1100 945 40 1257,0 9,86 1360 1170 15 176,7 1,39 210 165 17 227,0 1,78 270 210 20 314,0 2,47 370 290 23 1180 930 415,5 3,26 + 4 490 385 26 530,9 4,17 4 625 495 32 804,2 6,31 950 750 36 1018,0 7,99 1200 945 40 1257,0 9,86 1485 1170 15 176,7 1,39 215 190 17 227,0 1,78 280 245 20 314,0 2,47 385 340 23 1230 1080 415,5 3,26 + 4 510 450 26 530,9 4,17 4 655 575 32 804,2 6,31 990 870 36 1018,0 7,99 1250 1100 40 1257,0 9,86 1545 1360 ð giãn dài tương ñi ng vi ñim lc ln nht, A gt không ñưc nh hơn 3,5%. Nu cn, các thanh có th ñưc th un và không b gy hay rn nt nhìn thy bng mt thưng. 1.2 Phương pháp th kéo thép TCVN 1971985 Tiêu chun áp dng cho vic th kéo tĩnh các mu thép nhit ñ 20 ± 15 0C ñ xác ñnh các ñc trưng cơ hc (tr các thép tm có chiu dày nh hơn 0,5mm và các thép có ñưng kính nh hơn 3mm): Gii hn t l (quy ưc); Gii hn chy (vt lý); Gii hn chy (quy ưc); Gii hn bn trưc khi ñt; nhieu.dcct@gmail.com 179
28. Gii hn bn thc sau khi ñt; ð giãn dài tương ñi sau khi ñt; ð tht tương ñi sau khi ñt; 1.2.1 Thut ng, kí hiu và ñnh nghĩa Bng 6.14 Kí hiu Thut ng ðơn v ðnh nghĩa quy ưc (1) (2) (3) (4) 1. Chiu dài phn làm L mm Chiu dài phn mu có din tích mt vic ban ñu ca mu ct ngang không ñi 2. Chiu dài tính toán Lo mm Chiu dài phn mu ñ tính ñ giãn dài ban ñu ca mu 3. Chiu dài tính toán sau L1 mm Chiu dài phn mu ñ tính ñ giãn dài khi ñt ca mu sau khi ñt (1) (2) (3) (4) 4. ðưng kính ban ñu d0 mm phn làm vic ca mu 5. ðưng kính nh nht d1 mm ca mu sau khi ñt 6. Chiu rng ban ñu a0 mm phn làm vic ca mu có mt ct ngang hình ch nht 7. Chiu rng ban ñu b0 mm phn làm vic ca mu có mt ct ngang hình ch nht 2 8. Din tích mt ct F0 mm ngang ban ñu phn làm vic ca mu 2 9. Din tích mt ct F1 mm ngang nh nht ca mu sau khi ñt 10. Chiu dài ban ñu L0 mm Chiu dài có mt ct ngang không ñi nhieu.dcct@gmail.com 180
29. ca mu có mt ct ngang hình ch nht 11. Bin dng dài tuyt L mm Giá tr hiu s gia L 1 và L 0 ñi ca mu sau khi ñt 12. Lc kéo dc trc P N Lc kép theo phương trùng vi trc ca mu 2 13. ng sut pháp tuyn σz N/mm Giá tr ca t s gia lc P và din tích quy ưc F (1) (2) (3) (4) 2 14. ng sut pháp tuyn σt N/mm Giá tr ca t s gia lc P và din tích thc ti mt thi ñim mt ct ngang ti thi ñim xác ñnh xác ñnh ñó 2 15. Gii hn t l quy σtl N//mm Giá tr ng sut tương ng vi ñim có ưc lc kéo P tl ti ñó tang ca góc to bi tip tuyn ca ñ th PDL vi trc lc kéo tăng lên 50% so vi tang ca góc ñó ti phn ñàn hi 2 16. Gii hn chy vt lý σch N/mm Giá tr ng sut trong mu tương ng vi thi ñim ca bin dng do trong ñó không có s tăng hay gim ti trng rõ rt 2 17. Gii hn chy trên tr N/mm Giá tr ng khi sut hin s chy ñu σ ch tiên ca mu 2 18. Gii hn chy dưi d N/mm Giá tr ng sut tương ñi ng vi ti σ ch trng giai ñon mà s chy ca mu không tăng hay gim rõ rt 2 19. Gii hn chy quy t N/mm Giá tr ng sut trong ñó bin dng do σ ưc vi gi thit theo ñi ch ñt ñi lưng cho trưc biu th bng lưng bin dng do khi % ñi vi chiu dài tính toán ban ñu tăng ti ca mu hoc chiu dài tính toán ca tensơmét. ði lưng cho trưc phi ñưa vào ch s kí hiu, vd: σ0,2 2 20. Gii hn chy quy h N/mm Giá tr ng sut tương ng ñ sau khi σ ưc theo gi thit ca ñi ch h ti mu còn gi li ñ giãn dài còn lưng bin dng dư khi dư cho trưc biu th theo % ñi vi h ti chiu dài tính toán ban ñu ca tensơ mét 2 22. Giá tr ñ bn tc σb N/mm Giá tr ng sut tương ng vi lc kéo thi ln nht trưc khi mu ñt (P max /F 0) 23. Gii hn ñ bn khi N/mm 2 Giá tr ng sut ñưc xác ñnh bng t nhieu.dcct@gmail.com 181
30. ñt s gia lc kéo phá hng và din tích mt ct ngang nh nht ca mu sau khi ñt 24. ð giãn tương ñi δ d T s gia ñ giãn dài tuyt ñi ca sau khi mu ñt b mu sau khi ñt vi chiu dài tính toán ban ñu 25. ð tht tương ñi sau Ψ% T s gia ñ tht tuyt ñi ca mu khi ñt sau khi ñt vi din tích mt ct ngang ban ñu 1.2.2 Chun b mu th Mu th có th có mt ct ngang tròn, vuông ch nht, ví d hình dng như trên hình 6.3 . Chiu dài tính toán ban ñu ca mu có th là: L o = 5,65 F0 hoc L o = 11,3 F0 Mu ñưc ct t tm kim loi có chiu dày t 0,5 ñn 3mm, kích thưc ca mu ñưc quy ñnh trong bng sau. Bng 6.15 Chiu dày mu Chiu rng mu (mm) Chiu dài tính toán (mm) (mm) T 0,5 ñn 2 12,5 50 Ln hơn 2 ñn 3 20,0 80 Hình 6.1. Mu kim loi 1. Ti t di n tròn; 2. Ti t di n vuông ði vi mu hình tr, ñưng kính danh nghĩa phn làm vic ca mu có giá tr t 3 – 30mm, sai lch gii hn cho phép bng t 0,1 ÷÷÷ 0,25 mm. ði vi các mu nhieu.dcct@gmail.com 182
31. mt ct ngang ch nht, sai lch gii hn v chiu rng danh nghĩa phn làm vic ca mu qui ñnh t 0,2 ÷÷÷ 0,5mm. T s gia chiu rng và chiu dày ca mu có mt ngang hình ch nht t l theo kích thưc ca mu. Nu chiu dày ln hơn 3mm thì t l này s là 8 : 1. Hình dáng kích thưc các ñu cui mu cũng như hình dng kích thưc ca phn kp vào máy th cn phù hp vi tiêu chun các ngành cp máy th. Phi có góc lưn ñu ti ch chuyn tip gia phn làm vic và phn kp vào ngàm cp. Chiu dài làm vic mu phi nm trong gii hn: ði vi mu hình tr t L 0 + 0,5d 0 ñn L 0 + 2d 0. ði vi mu có mt ct hình ch nht có chiu dày ln hơn 3mm thì t L 0 + 1,5 F0 ñn L 0 + 2,5 F0 . ði vi mu có mt ct ngang hình ch nht có chiu dày nh hơn 5mm thì t L 0+0,5b ñn L 0+2b 0. Khi th trng ti, chiu dài làm vic ca các mu phng có chiu dày nh hơn 3mm và các mu hình tr chn gii hn ln nht, còn ñi vi các mu phng có chiu dày ln hơn 3mm là L 0 + 2 F0 . Mu th ñưc gia công trên các máy ct kim loi. Nhám b mt phn làm vic ca các mu hình tr phi Ra ≤ 0,63 m, các mu phng Ra ≤ 2,5 m theo TCVN 25111978. Mu th phng t kim loi cán, ñúc và các phôi loi khác có th có b mt ban ñu ca phôi, phi dũa các cnh bng dũa mn. Chiu dài tính toán ban ñu ca mu ñưc gii hn bng hai vch vi ñ chính xác ñn 1%. ð tính toán ñ dài cn vch trên phn làm vic ca mu nhng khong 5mm hay 10mm bng cách vch nông hay bút chì. Chiu dài tính toán ban ñu và su khi ñt ca mu ñưc ño vi ñ sai lch ñn 0,1mm. ðo các kích thưc mu sau khi ñt phi ñt ñ chính xác ñn 0,1mm. ðo kích thưc mu trưc khi th cn thc hin 3 v trí, mi v trí ít nht là 3 ln. Kích thưc mt ct ngang ñưc ly là giá tr trung bình cng cu tr s ño ti v trí gia và hai ñu phn làm vic ca mu. 1.2.3 Thit b th Th kéo ñưc tin hành trên các máy vn năng hay chuyên dùng có ñ chính xác tương ng vi các tài liu ca nó. Máy cn ñm bo ñúng tâm tin cy khi cp mu. Lc kép phi ñưc tăng ñu. Tc ñ kéo phi trong gii hn cho phép ca ñiu kin th, khi gim ti phi t t. H s máy – mu phi có ñ ñc trưng ñàn hi K, khi chn tc ñ ñt ti phi k ñn ñc trưng K hoc các tiêu chun ñi vi sn phm kim loi ñã có ch dn riêng. nhieu.dcct@gmail.com 183
32. 1.2.4 Tin hành th và x lý kt qu Gii hn chy σch ñưc xác ñnh qua kim ch lc trên máy trong quá trình th hoc bng ñ th kéo nhn ñưc khi th. tr d Gii hn chy trên σ ch và dưi σ ch ñưc xác ñnh bng ñ th kéo nhn ñưc khi th vi ñiu kin nu t l ca biu ñ ñm bo 1mm trên trc tung tương ng vi ng sut ca mu không vưt quá 10N/mm 2. Các giá tr này tương ng vi ñim chy cao nht ban ñu và thp nht trong giai ñon chy mà lc không tăng hay gim rõ rt ñưc th hin trên ñ th. Các giá tr này cũng có th xác ñnh trc tip theo kim ch th ca b phân ño lc, tương ng ñim dng ñu tiên ca kim ch lc và ñim dng thp hơn trưc ñó trong giai ñon chy mà lc không tăng hay gim rõ rt . tr d Khi xác ñnh các gii hn chy σ ch , σ ch , σ ch thì tc ñ bin dng tương ñi phi phù hp vi các ñc trưng ñàn hi K ca h máy mu trong các gii hn t 0,00025 ñn 0,0025 1/giây hoc phù hp vi tiêu chun ñi vi tiêu chun ñi vi sn phm kim loi hay văn bn k thut tương t. Nu tc ñ bin dng tương ñi trong min chy không xác ñnh ñưc bng cách trc tip thì ñiu chnh máy th ñ có th chính tc ñ ñt ti cho ñn ñu giai ñon chy. Tc ñ ñó phi trong khong 3 ñn 30N/mm 2giây. Tc ñ phi có tính ñn ñc trưng K. t Gii hn chy qui ưc σ ch xác ñnh bng phương pháp ho ñ theo ñ th déo hoc nh tensơmet trong quá trình tăng ti. Khi xác ñnh bng phương pháp ho ñ, vic tăng giá tr bin dng do xut phát t chiu dài phn làm vic ca mu. Sau khi phóng ñi mt cách t l giá tr tìm ñưc ca t l xích ñ th, ñt ñon dài nhn ñưc lên trc hoành v phía ñim O, ri vch mt ñưng thng song song vi OA. Tung ñ giao ñim C ca ñưng thng song song này vi ñưng thng cong s là gii hn chy qui ưc theo gi thit ca ñi lưng bin dng dư. Khi s dng tensơmet thì sai s ca tensơmet không ñưc vưt quá 5% giá tr bin dng dài ñưc ño. t Khi xác ñnh giá tr σ ch t l xích ca trc bin dng không ñưc nh hơn 10:1 trong th trng ti ca nó không nh hơn 50:1. t Gii hn chy qui ưc σ ch ñưc xác ñnh bng phương pháp ñt ti và b ti liên tip, sau khi ñt mu vào ngàm máy, tăng lc ñ mu chu ng sut σ o không h quá 10% gii hn chy σ ch (xác ñnh bng tensơmet), sau ñó mu chu ti cho ñn khi σ z = 2. Gi lc t 5 giây ñn 7 giây ri h ti cho ñn ng sut σ o mu li chu ti tip theo. Trong quá trình tăng ti và b ti, còn phi tin hành ño ñ xác ñnh bin dng dư cho ñn khi h ti ñn ng sut σ o . Th ñưc dng li khi bin dng dư ñã bt ñu vưt ca ñi lưng ño ti trng tương ng vi gii hn chy gây nên. nhieu.dcct@gmail.com 184
33. Nu cn phi làm sáng t hơn giá tr tính toán ñã ñưc xác ñnh ca ñc trưng thì cho phép s dng phương pháp tuyn tính hoá ñưng hyperbon. Gii hn chy dưi tác dng ca ti trng vi gi thit theo ñi lưng bin dng phn khi tăng ti ñưc xác ñnh bng phương pháp ñ th theo sơ ñ kéo hay nh tensơmet trong quá trình chu lc. Khi xác ñnh bng phương pháp ñ th, ñi lưng này ñã ñưc tính toán theo giá tr bin dng toàn phn, xut phát t chiu dài làm vic ca mu, tăng mt cách t l giá tr tìm ñưc ca ñ th và t ñim tương ng ñó ca trc hoành tin hành v mt ñưng thng song song vi trc tung. Tung ñ giao ñim ca ñưng này vi ñưng cong là ti trng tương ng vi giá tr gii hn chy phi tìm. tr d Khi xác ñnh các gii hn chy σ ch và σ ch tc ñ ñt ti phi trong gii hn t 530N/mm 2 giây hoc theo các tiêu chun ñi vi các sn phm kim loi khác. Khi xác ñnh giá tr ñ bn tc thi σ b ti trng ñưc tăng t t cho ñn khi mu ñt. Giá tr ti trng trưc khi mu ñt tương ng vi ñ bn tc thi ca mu. Tc ñ b bin dng tương ñi ngoài gii hn chy không ñưc quá (2 δ ± 10 phn trăm chiu dài tính toán ca mu trong mt phút, nu như trong các tiêu chun v các kim loi không có các ch tiêu khác. ð tính chiu dài tính toán ca mu sau khi ñt L 1, ghép cht hai phn b ñt sao cho trc ca chúng nm trên mt ñưng thng. Nu ch ñt có khe h do kim loi b v hay nguyên nhân khác thì phi tính các khe h ñó. Chiu dài tính toán ca mu sau khi ñưc tính toán như sau: Trong trưng hp nu khong cách t ch ñt ñ vch gii hn chiu dài tính toán gn nht không bé hơn 1/3 L 0 thì tính L 1 bàng cách ño khong cách gia hai vch gii hn ca chiu dài tính toán. Trưng hp không ñúng như trên (khong cách ñó bng hay bé hơn 1/3 b 0) thì phi chuyn ch ñt v gia mu. Gi N là s khong chia trong chiu dài tính toán L0 (trưc khi th) Sau khi th, ñánh du A ti vch cui cùng trên phn ngn ca mu th là ñt, phn dài bên kia ca mu th ñã ñt. ðánh du B ti vch sao cho các khong cách t B ñn ch ñt gn bng và nh hơn mt vch khong cách t A ñn ch ñt. Gi n là s khong chia t A ñn B, chiu dài tính toán sau khi ñt L 1 ñưc tính như sau: a) Nu (Nn) là mt s chn, ño khong cách gia A và B, và t B ñn vch C là vch cách B mt ñon Hình 6.2 . Cách tính L 1 (sau khi ñt ) N − n bng khong chia. 2 Ta có L 1 = AB + 2BC nhieu.dcct@gmail.com 185 Hình 6.3. Cách tính L 1 (sau khi ñt)
34. b) Nu (Nn) là mt s l, ño khong cách gia ñim A và ñim B, và t B ñn vch C’ và C” sao cho: N − n −1 BC"= khong chia: 2 N − n +1 BC"= khong chia: 2 Ta có: L 1=AB+BC"+BC" Trong trưng hp, nu ch ñt gia ca 1/3 chiu dài ñó ca mu và tính toán không cho ñ giãn tương ñi nh nht cn thit thì th li. Mu ñt ngoài gii hn, chiu dài tính toán thì phi làm li phép th khác. ð tính ñ tht tương ñi sau khi ñt ca mu mt ct ngang tròn, cn ño ñưng kính nh nht ch ñt d 1 theo hai phương vuông góc vi nhau. Tính din tích mt ct ngang F 1 theo giá tr trung bình ca s liu ño ñưc. Tính din tích F 1 ca mt ct ngang ch ñt vi mu dt (hình 10) theo công thc sau : F1 = 0,25 (n + a ) (m + b ). 0 0 Trong ñó m và n là chiu rng và chiu dài ca mt Hình 6.4 ct ngang ti ch ñt. Mu ñt ngoài gii hn ca hai ñu cui mu thì vic tính ñ tht tương ñi không ñưc thc hin, phi làm li phép th khác. Làm tròn s nguyên kt qa tính toán theo bng sau. Bng 6.16 ðơn v Gii hn ca giá Làm tròn s nguyên ðc trưng cơ hc ño tr ñn d tr σ z , σ n , σ ch , σ ch , σ ch , 2 ñn 1000 ñn 1,0 t h tp N/mm σ ch , σ z , σ ch , σ z , σ ch ln hơn 1000 ñn 10,0 δ, ψ % không gii hn ñn 1,0 1.3 Phương pháp th un thép theo TCVN 1981985 Tin chun này qui ñnh phương pháp xác ñnh kh năng chu bin dng do ca thép ñưc biu th bng góc un nhit ñ 20 ± 15 0C. Mu th có mt ct ngang hình tròn, hình vuông, hình ch nhât, ña giác không ñi, ñưc ñem bin dng do bng cách un xung quanh mt gi un có ñưng kính xác ñnh, ñn mt góc un xác ñnh hoc ñn khi xut hin vt nt nh tác dng ca mt ngoi lc có hưng không ñi. Tiêu chun này không áp dng ñ th ng, dây kim loi và mi hàn. nhieu.dcct@gmail.com 186
35. 1.3.1 Kí hiu Ký hiu, qui ưc các thông s cho mu th, gi un, gi ñ và các ñc trưng xác ñnh khi th ñưc nêu trên hình 6.6, 6.7 và bng sau: Bng 6.17 Ký ưc và qui Tên gi ưc a Chiu dày hay ñưng kính mu th, mm b Chiu rng mu th, mm L Chiu dài mu th, mm l Khong cách gia các gi ta hay chiu rng ca khuôn To nên ñ un vi rãnh ch U hay ch V, mm R Bán kính gi ñ, mm D ðưng kính gi un gia, mm α Góc un, ñ 1.3.2 Mu th a) Qui tc ly mu Khi gia công mu bng cưa, phay, bào, tin nhit ñ môi trưng, hưng gia công phi song song vi trc mu th. Có th dùng m hàn hơi ñ ct, khi ñó vt ct phi cách mép ca mu th mt khong ln hơn chiu dày ban ñu ca vt liu th, nhưng không ñưc bé hơn 20mm. Trong phm vi 1/3 chiu dy mu th ñon gia, không ñưc có vt gia công do chm, choòng, ñc và vt lõm do búa to nên. Nu mu b cong, phi nn thng nhit ñ môi trưng, lc tác dng khi nn là lc tĩnh. b) Hình dng và kích thưc mu Mu th là các mu có mt ct ngang tròn, vuông, ch nht, ña giác không ñi. Mu hình vuông và ch nht cn làm lưn tròn mép bán kính lưn không ñưc vưt quá 1/10 chiu dày mu th. ði vi vt liu có chiu rng ñn 20 mm, chiu rng mu th ly bng chiu rng ban ñu vt liu th. Nu chiu rng vt liu th ln hơn 20mm cn ct ra ñ ly chiu mu th t 20 50mm vi ñ sai lch ± 5mm sao cho chiu rng bng hai chiu dày mu th. ði vi vt liu th có chiu dày dưi 3mm chiu rng mu th không vưt quá 20 ± 5mm. Chiu dày mu th bng chiu dày ban ñu vt liu th. Nu chiu dày vt liu th vưt quá 25mm thì chiu dày mu th ñưc gim ñi bng cách gia công mt mt ñn 25mm, khi un mt không gia công ñt v phn b kéo. nhieu.dcct@gmail.com 187
36. Tr phương pháp th trng tài, có th dùng mu th có b dày và b rng ln Hình 6.5 hơn. ðưng kính mu th có mt ct ngang tròn hay ñưng kính vòng ngoi tip ca mu th có mt ct ngang ña giác ly bng ñưng kính ban ñu (mt ct ngang tròn) hay ñưng kính ban ñu vòng tròn ngoi tip (mt ct ngang ña giác) ca vt liu th. Nu ñưng kính ban ñu vt liu th vưt quá 50mm thì gia công làm gim ñn 20 50mm. Có th gim ñưng kính mu th ñn 20 30mm t vt liu có ñưng kính ban ñu ln hơn 30mm. Nhng mu t bán thành phm hay mu rèm nu không có qui ñnh riêng, b dày ly bng 20 ± 5mm. Chiu dài mu th chn ph thuc chiu dày mu th và ñiu kin tin hành th. 1.3.3 Thit b th Th un có th tin hành trên các máy th vn năng, máy nén, máy un st, êtô. Tuỳ phương pháp th un, s dng các ñ gá thích hp như các gi ñ, rãnh ch U hay V. Chiu rng các gi ñ, gi un cn phi ln hơn chiu rng mu th. ðưng kính gi un, bán kính gi ñ chn theo các qui ñnh riêng. Khong cách gia các gi ñ ly bng D + (2,5 3)a. Máy th phi ñm bo tm quan sát phn kéo ca mu th trong sut quá trình th cho ti khi ñt góc un cho trưc hoc xut hin vt nt. nhieu.dcct@gmail.com 188
37. Góc gia các mt nghiêng ca rãnh un cn phi phù hp vi hình 6.6. L h ca rãnh không ñưc nh hơn 125mm. Mép l rãnh cn ñưc làm lưn tròn. 1.3.4 Tin hành th Th un có th tin hành theo mt trong các phương pháp sau ph thuc yêu cu sn phm th. Un ñn khi ñt ñưc góc un cho trưc (hình 6.5, 6.6). Un ñt ñn góc un cho trưc tin hành bng cách ñt lc tăng t t, qua gi un ñt gia các gi ñ. Nu không ñt ñưc góc un bng phương pháp trên có th ñt lc trc tip vào các ñu mu th. Un ñn khi xut hin vt nt ñu tiên trong min b kéo ng vi góc un cho trưc, cũng tin hành như phương pháp trên. Un ñn khi hai cnh ca mu th song song vi nhau (hình 6.6), ñu tiên tin hành như trên. Sau ñó ñưa mu th vào gia hai tm phng song song ca máy, cho lc tăng t t khi ñt ñưc các cnh ca mu song song. Th gá ñm hay không có gá ñm. Chiu rng gá ñm phi bng ñưng kính gi un. Un ñn khi hai cnh ca mu tip xúc vi nhau. ðu tiên un sơ b, sau ñó ñưa mu vào hai tm phng song song ca máy th, lc tăng t t ñn khi hai cnh ca mu tip xúc vi nhau. Ti trng tác dng lên mu chm và ñu ñ ñm bo bin dng do phát sinh t do. 1.3.5 § ¸ Hình 6.7 n h giá kt qu Xem xét k các mép bên, mt bên ngoài phn cong ca mu th sau khi un. ðánh giá kt qu th theo tiêu chun v sn phm kim loi ñã ñưc qui ñnh. 2.Thí nghim xác ñnh các ch tiêu cơ hc ca thép theo AASHTO T244 (ASTM A370) 2.1 Thí nghim kéo 2.1.1 Thit b th và vn hành H thng gia ti: nhìn chung có hai loi h thng gia ti, cơ hc hay thy lc, khác nhau ch yu s bin thiên ca tc ñ gia ti. nhieu.dcct@gmail.com 189
38. Gia ti: chc năng ca thit b kp hoc gi ca máy thí nghim là truyn ti trng hai ñu ca máy ti mu cn thí nghim. Yêu cu cơ bn là ti trng phi truyn theo hưng trc. ðiu này ñòi hi tâm hot ñng ca các ñu gá kp phi nm trên ñưng thng trùng vi trc ca mu ban ñu và trong quá trình thí nghim, lc un hoc xon ñưc gi mc ti thiu. Tc ñ thí nghim: cn ñm bo có th ñc ti trng và bin dng mt cách chính xác. Khi thí nghim trong sn xut, tc ñ thí nghim thưng th hin qua: Tc ñ ca con trưt chy t do Tc ñ riêng bit ca hai ñu ca máy thí nghim khi có ti Tc ñ to ng sut trong mu Tc ñ thí nghim cũng có th biu din theo tc ñ bin dng ca mu. 2.1.2 Mu th Hình 6.8 Mu kim loi 1. Tit din tròn; 2. Tit din ch nht La chn mu thép tm phù hp vi các ñc tính qui ñnh cho sn phm. Tr mt s trưng hp ñc bit, thép rèn thưng ñưc thí nghim theo hưng dc. Các mu thí nghim phi có toàn b chiu dy hoc tit din ca vt liu trng thái sau khi cán hoc phi ñưc gia công cơ khí theo như hình dng và kích thưc trên hình 6.8. Các thi mu ly nguyên t mt ñon vt liu s ñưc thí nghim vi chiu dài 200mm nu không có qui ñnh khác. Chun b mu thí nghim: mu ñưc ct bng kéo, ñt, cưa, khoan hoc ct bng máy hàn khí oxy t các ñon vt liu. Mu thưng ñưc gia công cơ khi (ct gt) ñ có tit din thu gn phn gia mu, nhm mc ñích phân ñu ng sut các tit din và ñ ñnh v vùng phá hu ca mu. Khi thí nghim mu ñưc ct, ñt, cưa hoc bng bng oxy cn chú ý loi b các ch bin dng, bin cng hoc b nhit ñ tác ñng vào các vùng ca lát ct dùng ñ x lý mu thí nghim. nhieu.dcct@gmail.com 190
39. S lão hóa mu thí nghim: tr các qui ñnh khác ñi, cho phép làm lão hóa mu thí nghim kéo. Có th gia nhit theo chu kỳ thi gian sao cho không nh hưng ti quá trình gia công trưc ñó, không làm bin ñi vt liu. Quá trình lão hóa có th ñưc tin hành nhit ñ phòng vi thi gian t 24 ñn 48 gi hoc thi gian ngn hơn vi nhit ñ cao hơn mt chút bng cách ñun trong nưc sôi hoc nung trong du hoc trong lò. Mu th phi có kích thưc hoc ñưc gia công như qui ñnh. Mu thí nghim ñưc chun b không hp cách thưng gây ra kt qu thí nghim không tho mãn. Do ñó, cn chú ý khi chun b mu, ñc bit khi gia công cơ khí phi ñm bo tay ngh tt. Din tích tit din ngang ca mu cn nh nht gia ca chiu dài mu ñ ñm bo phá hu xy ra trong ñon này. ðiu này ñưc ñm bo bng cách vut thon ñon chiu dài mu cho phép ñi vi mi mu ñưc mô t các phn dưi ñây. Vi vt liu giòn, cn có ñưng lưn có bán kính ln các ñu ca chiu dài mu. Bng 6.18. Mu thí nghim tit din ch nht Mu thí nghim tiêu chun Mu thí nghim Loi tm dy Loi tm mng loi nh rng 6mm 38mm rng 12mm mm G Chiu dài mu 200 ± 0,25 50 ± 0,1 25 ± 0,08 W Chiu rng mu 40 + 3 – 6 12,5 ± 0,25 6,25 ± 0,05 R Bán kính góc lưn, min 13 13 6 L Chiu dài toàn b, min 450 200 100 A Chiu dài ñon hp, 225 60 32 min 75 50 32 B Chiu dài ñon kp, 50 20 10 min C Chiu rng ñon kp gn ñúng Bng 6.19. Mu thí nghim tit din tròn Mu tiêu Mu kích thưc nh t l vi mu tiêu chun chun mm ðưng kính danh nghĩa 12,5 8,75 6,25 4,00 2,50 nhieu.dcct@gmail.com 191
40. G Chiu dài mu 50,0 ±0,10 35,0 ±0,10 25 ±0,10 16,0 ±0,10 10,0 ±0,10 D ðưng kính mu 12,5 ±0,25 8,75 ±0,18 6,25 ±0,12 4,00 ±0,08 2,50 ±0,05 B Bán kính góc 10 6 5 4 2 lưn, min A Chiu dài ñon 60 45 32 20 16 hp, min 2.1.3 Xác ñnh các tính cht khi kéo a) Gii hn chy là ng sut ñu tiên xut hin trong vt liu, nh hơn ng sut ti ña, mà ti ñó s gia tăng bin dng không kèm vi s gia tăng ng sut. ð th bin dng – ng sut ñưc ñc trưng bi mt s lên xung rõ ràng hay mt s không liên tc. Gii hn chy có th ñưc xác ñnh bng mt trong các phương pháp sau: Phương pháp “ñim rơi tay ñòn hay ñim dng” ðt ti trng tăng dn lên mu vi tc ñ không ñi. Khi dùng máy có ñòn cân bng, gi cho ñòn cân bng bng cách cho ñi trng chy ra vi tc ñ gn như c ñnh. Khi ñt ti gii hn chy, ngng tăng ti trng, chy ñi trng ra sau v trí cân bng mt chút và tay ñòn ca máy s rơi xung trong mt khong thi gian ngn. Khi máy thí nghim ñưc trang b ñu ghi ch s ti trng, ta s thy mt ñon lên xung liên tc hoc dng li ca ñu bút ghi ng vi s rơi ca tay ñòn. Chú thích: ti trng ti ñim rơi tay ñòn cho phép tính ñưc gii hn chy. Phương pháp ñ th t ghi Khi ñt ñưc ñ th có ñon ng sut lên xung liên tc bng phương pháp có s dng thit b ghi t ñng này, hãy ly ng sut tương ng vi ñnh ca ñon lên xung hay ng sut ti v trí mà ñưng cong h xung là gii hn chy. Phương pháp kéo toàn phn dưi tác dng ca ti trng Khi vt liu thí nghim ñ xác ñnh gii hn chy và mu thí nghim không th biu th ñưc bin dng phi tuyn ñc trưng cho gii hn chy như các phương pháp trên, có th ly mt giá tr tương ñương vi gii hn chy thc t bng phương pháp sau: Dùng mt thit b kéo giãn tt hơn. Khi ti trng to ñưc ñ giãn dài danh nghĩa, ng sut tương ng vi ti trng này ñưc xem là gii hn chy. Chú thích: Các thit b t ñng xác ñnh ti trng to ñ giãn dài c th mà không ghi li ñưng cong ng sut bin dng có th ñưc s dng. Vi thép có gii hn chy không ln hơn 550MPa, giá tr gn ñúng là 0,127cm chiu dài thân mu, nhưng vi giá tr ln hơn 550MPa thì không ñưc dùng phương pháp này ch tr khi gii hn bn tăng lên. b) Gii hn chy quy ưc – là ng sut khi vt liu có ñ lch nht ñnh khi vùng t l ng sut – bin dng. ð lch này ñưc biu din qua bin dng dư, tính bng % bin dng tng dưi tác dng ca ti trng. Gii hn chy quy ưc có th ñưc xác ñnh bng mt trong nhng phương pháp sau: Phương pháp bin dng dư Theo phương pháp này, cn có s liu (ñ th t ghi hay bng s) ñ có th v ñ th ng sut – bin dng. V mt ñon Om bng giá tr bin dng dư c th (thưng là 0.2%), v ñưng mn song song OA và ñnh v nhieu.dcct@gmail.com 192
41. ñim r ti ch mn giao nhau vi ñưng cong ng sut – bin dng, ng sut R là ng sut ti gii hn chy quy ưc. Khi nêu giá tr ng sut bin dng theo phương pháp này, nên ly c giá tr bin dng dư c th, trong ngoc hay ngay sau ch gii hn chy quy ưc. Ví d: Gii hn chy quy ưc (0,2% bin dng dư) = 360MPa. Khi dùng phương pháp này phi có b ño giãn có ñ phóng ñi ti thiu 250:1. σ Phương pháp ño ñ giãn dài khi có ti – Dùng cho các thí nghim nhm xác ñnh vic chp nhn hay loi b vt liu có ñc trưng ng sut – bin dng bit trưc t các thí nghim ñã có ca vt liu tương t, mà theo ñó ñã v ñưc ñ th ng sut – bin dng, bin dng toàn phn ng vi ng sut mà ti ñó ñt ñưc bin dng dư danh nghĩa phi tho mãn gii hn. ng sut trên mu khi bin dng toàn phn ñt ti là giá tr gii hn chy qui Hình 6.10 ưc. Khi ghi li giá tr gii hn chy qui ưc nhn ñưc bng phương pháp này, giá tr ca “ñ giãn dài” danh nghĩa hay thưng dùng s ñưc ñt trong ngoc sau gii hn chy chy qui ưc, ví d: Gii hn chy (0,5% ñ giãn dài khi có ti) = 360MPa. Ghi chú: Các thit b t ñng ch xác ñnh gii hn chy qui ưc mà không v ñưc ñưng cong ng sut bin dng có th dùng ñưc khi chng t ñưc ñ chính xác ca chúng . Biu ñ ñ giãn dài khi có ti s bin ñi rõ nét trong khong ñ bn ca thép khi thí nghim. Nhìn chung giá tr ñ giãn dài khi có ti dùng cho thép có ñ bn bt kỳ có th ñưc xác ñnh t tng ca bin dng t l và bin dng do ñt ñưc gii hn chy danh nghĩa, tính bng công thc sau: ð giãn dài khi có ti (mm/mm) = (YS/E) + r Trong ñó: YS Gii hn chy quy ưc, MPa E Môñun ñàn hi, MPa r Bin dng chy gii hn, mm/mm c) Gii hn bn– Tính gii hn bn bng cách chia ti trng ln nht mà mu chu khi thí nghim kéo cho tit din ngang ban ñu ca mu. d) ð giãn dài – Thn trng ghép hai ming gãy ca mu va thí nghim xong vào cho khp nhau ch gãy và ño khong cách gia các vch trên thân mu, vi ñ chính xác 0,25mm cho mu có thân dài 50mm và nh hơn, vi ñ chính xác ti 0,5% chiu dài thân mu trên 50mm. Có th dùng thang phn trăm có ñ chính xác nhieu.dcct@gmail.com 193
42. 0,5%. ð giãn dài là s gia tăng chiu dài ca thân mu thí nghim, biu th bng t l phn trăm so vi chiu dài ban ñu ca thân mu thí nghim. Nu mu gy bt kỳ ch nào ngoài vùng gia chim 1/2 chiu dài ca thân mu hoc ch ñc du hoc vch du trong ñon hp, giá tr ñ giãn dài ñt ñưc có th không có tính cht ñi din cho vt liu. Nu ñ giãn dài ño ñưc như vy tho mãn các yêu cu c th ti thiu không cn tip tc thí nghim nhưng nu ñ giãn dài ít hơn các yêu cu thí nghim, hãy loi b thí nghim này và thí nghim li ln na. e) ð tht (ñ co ngang) – Ghép hai ming gy ca mu va thí nghim xong vào cho khp nhau và ño ñưng kính trung bình hay là chiu rng và chiu dy ch có tit din nh nht, vi ñ chính xác như vi kích thưc ban ñu. Hiu s gia din tích ño ñưc và din tích tit din ban ñu là ñ tht (ñ co ngang). 2.2 Thí nghim un Thí nghim un là mt phương pháp ñánh giá tính giãn dài nhưng không th xem là phương tin ñnh lưng ñ d báo ñc tính làm vic khi b un trong quá trình s dng vt liu. Tính khc khe ca thí nghim un th hin trưc ht hàm s ca góc un và ñưng kính trong ca mu v trí un và ca tit din ngang ca mu. Các ñiu kin này bin ñi theo v trí, hưng ca mu thí nghim và thành phn hóa hc, ñc tính kéo, ñ cng, loi và cht lưng ca thép thí nghim. thí nghim un có th tin hành theo ASTM E290. Hình 6.9 2.3 Thí nghim ñ cng Thí nghim ñ cng là phương pháp xác ñnh kh năng chng ñâm xuyên và thưng ñưc dùng ñ ñánh giá gn ñúng gii hn bn. 2.3.1 Thí nghim Brinell nhieu.dcct@gmail.com 194
43. Mt ti trng xác ñnh ñưc ñt lên b mt phng ca mu cn thí nghim qua mt viên bi cng có ñưng kính bit trưc. ðưng kính trung bình ca vt lõm ñưc dùng như cơ s ñ tính ñ cng Brinell. Thương s ca ti trng trên din tích b mt vt lõm, xem là hình chm cu, ñưc gi là ñ cng Brinell: 2P HB = πD(D − D 2 − d 2 ) Trong ñó: HB ð cng Brinell P Ti trng tác dng, kg lc D ðưng kính viên bi thép, mm d ðưng kính trung bình ca vt lõm, mm. Thí nghim Brinell tiêu chun dùng viên bi 10mm và ti trng 3000kg cho vt liu cng và 1500kg cho các tit din mng hoc vt liu mm. a) Thit b th Máy thí nghim ñ cng Brinell có thit b ño ti trng ñ chính xác ti 3%. Kính hin vi Micromet hoc thit b tương ñương sao cho trong sut di ño sai s khi ñc không vưt quá 0,02mm. Bi tiêu chun có ñưng kính 10mm vi sai s ñưng kính không quá 0,01mm. Viên bi thích hp ñ ñưng kính không b thay ñi khi n bng mt lc 3000kg lc lên mu thí nghim. b) Mu th Thí nghim ñưc tin hành trên mt din tích ñ ñ loi b ch có b mt b kh cácbon và không ñng ñu. Chiu dy ca vt cn thí nghim phi sao ti trng không gây nh hưng bng cách ñ li du vt hay ch phng ra ti b mt ñi din ca mu. c) Tin hành th Cn ch rõ các chi tit trên mu v trí n khi thí nghim ñ cng Brinell và s vt n cn thit. Khong cách t tâm vt lõm ti cnh ca mu hoc cnh ca vt lõm khác phi ít nht bng 3 ln ñưng kính vt lõm. Gia ti ít nht trong khong thi gian 10 giây. ðo hai ñưng kính ca vt lõm hai ch vuông góc vi nhau vi ñ chính xác 0,1mm và ưc lưng ti ñ chính xác 0,05mm. Nu hai ñưng kính ñó khác nhau nhiu hơn 0,1mm thì hãy loi b kt qu ñc ñưc và tin hành n mt ch khác. Không ñưc dùng viên bi thép cho mu thép có ñ cng trên 444HB và không dùng viên bi cácbit cho ñ cng trên 627HB. Thí nghim Brinell không nên dùng cho vt liu có ñ cng trên 627HB. 2.3.2 Thí nghim Rockwell ð cng ñưc xác ñnh qua chiu sâu ca vt lõm ca ñu nhn kim cương hoc ca viên bi thép vào vt liu trong ñiu kin c ñnh cho trưc. Trưc tiên gia nhieu.dcct@gmail.com 195
44. ti, ti trng ph 10kg lc ñ to vt lõm ban ñu và ñưa ñu ño lên vt liu và gi nó vào v trí. Ti trng chính ph thuc vào thang ño ñưc s dng và ñưc gia ti làm tăng chiu sâu vt lõm. Sau ñó b ti trng chính nhưng vn duy trì ti trng ph, ñc trc tip bng ño giá tr ca s ño Rockwell, s này t l vi hiu s ca chiu sâu ño ti trng chính và ti trng ph to nên. ðây là mt s bt kỳ và tăng khi ñ cng tăng. Thang ño dùng nhiu nht ghi trên bng “thang ño I”. Bng 6.21. Thang ño I Kí hiu thang ðu ño Ti trng chính, kg Ti trng ph, kg ño lc lc B Bi thép 1,6mm 100 10 C ðu kim cương 150 10 Máy ño ñ cng Rockwell trên mt dùng ñ thí nghim thép rt mng hoc các lp b mt mng. Các ti trng 15, 30 hoc 45 kg lc ñưc dùng thông qua bi thép hoc ñu kim cương ñ bao gm c khong giá tr ñ cng ging ñi vi các ti trng ln hơn. Thang ño ñ cng trên mt trình bày trong bng “thang ño II”. Bng 6.22. Thang ño II Kí hiu thang ðu ño Ti trng chính, kg Ti trng ph, kg ño lc lc 15T Bi thép 1,6mm 15 3 30T Bi thép 1,6mm 30 3 45T Bi thép 1,6mm 45 3 15N ðu kim cương 15 3 30N ðu kim cương 30 3 45N ðu kim cương 45 3 2.4 Thí nghim ñ va ñp Charpy Thí nghim ñ va ñp Charpy là thí nghim ñng lc trong ñó mu ñưc chn ñã qua gia công cơ khí hoc mài b mt và to rãnh, ñưc ñp v bng mt cú ñp trên mt máy thí nghim ñưc thit k ñc bit. Các giá tr ño ñưc có th là năng lưng hp th, t l phn trăm gãy, ñ n ngang hay t hp các giá tr ñó. 2.4.1 Thit b và ñiu kin th Máy thí nghim ñ va ñp Charpy là loi máy ñp gãy mu bng mt ln ñp ca qu lc t do. Qu lc t do ñưc th t mt ñ cao c ñnh sao cho năng lưng ca ln ñp là c ñnh và bit trưc. Chiu cao mà qu lc ñt ti sau khi làm gy mu s ñưc ño và dùng ñ xác ñnh năng lưng dư ca qu lc. Mu ñưc ta theo phương nm ngang như mt dm ñơn có trc ca vt ct theo chiu thng ñng. Nó ñưc ñp ti phn gia ca mt ñi din vi vt ct. Máy thí nghim Charpy thưng nhieu.dcct@gmail.com 196
45. ñp mu bng năng lưng t 298 ti 359J và tc ñ ti ñim va ñp là 4,88 – 5,80 m/s. Thí nghim thưng ñưc tin hành nhit ñ thp. Có th ñt ñưc nhit ñ thp mt cách d dàng bng cách dùng các cht lng lnh trong phòng thí nghim như nưc, nưc ñá, nưc ñá pha dung môi hu cơ, nitơ lng. Các mu dùng cho thí nghim nhit ñ thp phi gi nhit ñ c th trong ít nht 5 phút trong cht lng làm lnh và 60 phút trong không khí. Vi các thí nghim nhit ñ cao, mu phi ñưc ngâm trong du ñưc quy hoc trong b dung dch thích hp khác và gi nhit ñ ít nht 10 phút nu các mu ñó ñưc sy nung trong lò thì chúng phi ñưc gi ti ñó ít nht 60 phút. Khi không thí nghim nhit ñ phòng, mu phi ñưc ñt vào máy và ñp gy trong 5 giây ñ gim thiu s bin ñi nhit ñ trưc khi gy. 2.4.2 Mu th Mu dc có ct lát vuông góc vi b mt ca vt ñem thí nghim. Thí nghim ñ va ñp bao gm 3 mu ly t mt vt mu hoc v trí thí nghim. Kích thưc ca mu cn ñưc xác ñnh c th. Vi vt liu mng hơn 11mm phi dùng các c nh. Mu ñưc ch to theo các kích thưc và dung sai sau: 10 x 7,5 mm, 10 x 6,7 mm, 10 x 5 mm, 10 x 3,5 mm và 10 x 2,5 mm. ðáy vt ct phi nm vuông góc vi b mt có cnh rng 10mm. Phi ñc bit chú ý khi gia công cơ khí vt ct dng ch V vì ch nhng sai lch nh v bán kính ñu vt ct cũng làm sai lch rt nhiu s liu thí nghim. 2.4.3 X lý kt qu Ly trung bình nh nht ca ba mu th. Không ñưc có nhiu hơn mt mu có giá tr nh hơn giá tr trung bình. Không có giá tr ñơn nào nh hơn 2/3 giá tr trung bình nh nht. CÂU HI ÔN TP 1. Trình bày các ch tiêu k thut ca thép xây dng; 2. Trình bày các thí nghim xác ñnh các ch tiêu k thut ca thép theo tiêu chun TCVN và ASTM. nhieu.dcct@gmail.com 197
46. Chương 7 THIT K THÀNH PHN VT LIU XÂY DNG 1. Tính toán các ñc trưng vt lý và cơ hc 1.1. Mt mu ñá không có dng hình hc nht ñnh, cân trong không khí nng 80 gam. Sau khi bc parafil và cân trong nưc nng 40 gam. Lưng parafin dùng ñ bc mu là 0,85 g. Bit khi lưng riêng ca parafin là 0,9 g/cm 3. Tính khi lưng th tích ca mu ñá ñó. Bài gii Th tích parafin bc ñá: 0.75:0.9=0.833 cm 3 (80 + .0 75) − 40 Th tích ca mu: V = − .0 833 = 39.917 cm 3 1 Khi lưng ñơn v ca mu ñá: γ=80:39.917=2.004 g/cm 3 1.2. Mt mu ñt hình tr ñưng kính 5cm và chiu cao 5cm. Cân trong ñiu kin khô nng 245 gam, sau khi bão hoà nưc cân nng 249 gam. Tính khi lưng th tích và ñ hút nưc ca mu ñt. Bài gii Th tích ca mu: V = Πd .2 .h = .3 14 5.2. 2 5. = 98.123 cm 3 nhieu.dcct@gmail.com 198
47. khi lưng ñơn v γ=245g: 98.125cm 3=2.5g/cm 3 ð hút nưc theo trng lưng là: 249 − 245 H = ×100 = .1 63% 245 ð hút nưc theo th tích là B = γ xH=2,5 x 1,63=4,1% 1.3. Mt mu ñá t nhiên nng 77 gam. Sau khi bão hoà nưc nng 79 gam. Bit khi lưng riêng ca mu p=2,67 g/cm 3 và ñ bão hoà nưc theo th tích 4,38%. Bài gii ð hút nưc theo trng lưng là: 79 − 77 H = .100% = 6.2 % 77 Khi lưng ñơn v ca mu ñá : γ = B.H=4.28 x 2.6 =1.645 g/cm 3 §é rçng cña mÉu: r=(1γ/ρ) x 100%= (11.645/2.67) x 100%=38.4% ð ñc ca mu: d=10038.4=61.6% 1.4. Mt vt liu trng thái t nhiên có khi lưng th tích là 1400 kg/m 3, ñ m là 3% theo th tích. Sau khi bão hoà nưc dưi áp lc, khi lưng th tích tăng lên ti 1700kg/m 3. Xác ñnh ñ rng ca vt liu. Bài gii Lưng nưc chúa trong 1m 3 vt liu 1kg x3% x1000= 30 kg. Khi lưng khô là: 140030=1370 kg Th tích nưc có trong mu là: 17001370=330 kg=330 dm 3 ð bão hoà nưc chính bng th tích l rng ca mu (C bh =1) r=33% 1.5. Mt mu ñá granit có khi lưng th tích là 2,7 g/cm 3. Khi cho mu hút nưc dưi áp lc thì mu có ñ hút nưc theo khi lưng là 3,71%. 3 Bit C bh =0,8; p n=1,0g/cm . Hãy xác ñnh khi lưng riêng ca mu ñá. nhieu.dcct@gmail.com 199
48. Bài gii H bh γ .H bh 7.2 * 7.3 Tõ c«ng thøc: r = v = p = =12.51% Cbh Cbh 8.0 γ mÆt kh¸c: r = 1( − )x100 ρ Ta suy ra khi lưng riêng ca mu ñá ρ= 3,08g/cm 3. 1.6. Thit lp công thc tính khi lưng riêng ca mt vt liu hn hp gm 3 vt liu thành phn. Bit khi lưng riêng ca tng vt liu thành phn và t l phi hp ca chúng trong vt liu hn hp. Bài gii Gi t l phi hp theo khi lưng ca các vt liu thành phn là. G1: G 2:G 3= 1:x:y Ta có: G 2=x.G 1 G 3=y.G 1 G T công thc ñnh nghĩa: ρ= Va Ta cã: G G + G + G G + G + G 1( + x + y).G 1+ x + y ρ = = 1 2 3 = 1 2 3 = 1 = V V + V + V G1 G2 G3  1 x y  1 x y a a1 a2 a3 + +  + + .G + + P P P   1 P P P 1 2 3  P1 P2 P3  1 2 3 1.7. Thit lp công thc tính khi lưng ca mt vt liu trng thái khô khi bit khi lưng th tích trng thái m và ñ m ca nó. Gi thit khi thay ñi ñ m thì th tích ca vt liu không thay ñi. Áp dng công thc mi thit lp ñ tính toán vi loi vt liu có γ w = 2,640g/cm 3 và ñ m w=5%. Bài gii T công thc xác ñnh ñ m ca vt liu G − G W = w k 100% Gk Chia c t và mu s cho V 0( vi gi thit khi hút m th tích ca vt liu không γ w − γ k thay ñi). Ta có : ϖ = .100% γ k nhieu.dcct@gmail.com 200
49. γ w t ñó suy ra : γ k = 1+ 0.01w Trong ñó: ð m W tính bng %. áp dng trong trưng hp vt liu có: γ k = .2 65.g / cm3 và ñ m w= 5%. .2 650 Ta cã: γ k = = .2 524 1+ 0.015 1.8. Khi thí nghim ép mt mu ñá hình lp phương có cnh a = 10cm. Áp lc ln nht lên mt pitông là p = 100at. ðưng kính mt pitông là 399 mm. Tính lc phá hoi và cưng ñ gii hn ca mu khi có lc phá hoi ñó. Trong tính toán phn lc mt mát khi pitông có ti là 20p và khi không có ti là 600daN. Bài gii Lc phá hoi mu th P: p.π.d 2 100 × .3 14× 39 9. 2 P = − p − p = − 2000 − 600 = 122372daN . 4 1 2 4 Cưng ñ phá hoi mu th: R=122400 /10x10=1224 daN/cm 2 1.9. Mt máy ép thu lc có các mc thang 1500; 3000; 5000 KN. Phi nhc thang ñó ñn mc thang nào ñ ép mu bê tông hình lp phương có cnh a = 15cm, tui 28 ngày cưng ñ thit k ca bê tông là 40 MPa; mu bê tông hình tr, cưng ñ nén là 60MPa. Bài gii Khi cưng ñ bê tông là 40MPa, mu hình lp phương, ti trng phá hoi là: 400 x 15 x 15 =90.000 daN. Khi ñó ñt thang 1500KN (150tn) Khi cưng ñ bê tông là 60MPa, mu hình tr, ti trng phá hoi là: 800x3.14 x 15 x 15/4 = 164850 daN. Khi ñó ñt thang 3000KN (300tn) 1.10. Kéo căng mt trc thép có chiu dài 1=100mm, tit din ngang F = 200mm 2 bng mt lc P = 500daN. ð kéo dài tuyt ñi l = 0,0125mm. Xác ñnh ñ kéo dài tương ñi, ng sut và modun ñàn hi ca thép. Bài gii ε=Cl/l =0.0125/100=0.000125 δ =P/F=500/0.2=2500 daN/cm 2 nhieu.dcct@gmail.com 201
50. E= δ/ε =2500/0.000125=2.10 6 daN/cm 2 1.11. Mt trc thép có chiu dài l = 1,2m. ñưn kính ca nó phi như th nào ñ có th gi ñưc mt vt nng 4000daN. Tính ñ giãn dai tuyt ñi ca trc, nu [ σ] = 1600 daN/cm 2 và moñun ñàn hi ca thép E = 2.16 6 daN/cm 2 Bài gii F=4000/1600=2.5 cm2 Cl=P.l/E F=4000 x 120/2.10 6 x 2.5 =0.096 cm 1.12. Mt tm bn bê tông có cưng ñ khi ép tĩnh là 600 daN/cm 2. Khi thí nghim ñng, thi gian ñt ti ca các mu ñn lúc phá hoi là: 1/ 0,01 séc 2/ 0,02 séc. Trong các trưng hp ñó, cưng ñ ñng s ln hơn bao nhiêu ln? Bài gii Quan h gia cưng ñ ñng và cưng ñ tĩnh theo công thc. Rd Kd = Rt Trong ñó h s K d ñưc qui ñnh theo thc nghim như sau: ði vi t= 0.1 séc →Kd= 1.38 ði vi t= 0.02 séc →Kd= 1.56 2 Khi t= 0.1 séc → R d= 1.38 x 600= 828 daN/cm 2 Khi t= 0.02 séc → R d= 1.56 x 600= 936 daN/cm Cưng ñ ñng ln hơn cưng ñ tĩnh là: Trưng hp 1: 828600=228 daN/cm 2 Trưng hp 2:936600=336 daN/cm 2 1.13. Tính toán và so sánh gia các h s phm cht xây dng ca CBAM, si thu tinh, g mng va thép. Cưng ñ gii hn và khi lưng th tích cho theo bng sau: Khi lưng th tích Tên vt liu Cưng ñ gii hn khi kéo daN/cm 2. kg/m 3 CBAM 1900 9.500 Si thu tinh 1430 2.800 G mng 1050 1.100 Thép CT 3 7850 4.150 Bài gii H s phm cht ca các vt liu ln lưt là nhieu.dcct@gmail.com 202
51. CBAM=5 Si thu tin=1.96 G mng= 1.05 Thép CT 3= 0.53 1.14. Mt mu granit có thành phn như sau: 32% thch anh; 58% ctôcla; 10% mica. Tính hàm lưng % ca SiO 2 và AL 2O3 có trong thành phn ca granit, nu trong mica có 50% là SiO 2 và 30% là AL 2O3. Bài gii Phân t lưng ca ctócla (K 20. Al 203.6 Si0 2) 94+102+6.60=556 T l Si0 2 có trong thành phn ca Octocla tham gia vào thành phn ca ñá Granit 360 58. = 37 5. (%) 556 T l Al 203 có trong thành phn ca Octocla tham gia vào thành phn ca ñá Granít. 120 58. =10 6. (%) 556 T l Si0 2 có trong mica tham gia vào thành phn ca ñá Granit. 10x 0.5 = 5(%) T l Al 203 có trong mica tham gia vào thành phn ca ñá Granit 10x 3= 30(%) Vy: Tng lưng Si0 2 có trong ñá granit là: 32+37.5+5=74.5(%) Tng lưng Al 203 có trong ñá Granit là 10.6+3= 13.9 (%) 1.15. Mt mu ñá thiên nhiên, qua phân tích có thành phn như sau: CaO: 0,7% SiO 2: 71,97% AL 2O3: 16,46% Na 2O: 2,95% K2O: 5,54% H2O: 2,42% Các khoáng vt ph thêm vào thành phn ca ñá là: thch anh, mica, ctôcla, anbit, anooc tít. Xác ñnh hàm lưng % ca tng khoáng vt. Bài gii ðá thch anh: 31.87% Octocla: 21.16% Muut skobit: 17% nhieu.dcct@gmail.com 203
52. Aubit: 24.97% A nooctít: 3.47% Tp cht và nưc: 1.53% 2. Cht kt dính vô cơ 2.1. Tính khi lưng th tích và ñ rng ca ñá thch cao ñ trát vi ñ m sau khi sy là 12% ( theo khi lưng ca vt liu khô). Khi ñông cng th tích thch cao tăng lên 1%. 3 Khi lưng riêng ca thch cao theo khi na nưc (CaSO 4.0,5H 2O) là 2,6 g/cm , còn ca thch cao ñông cnglà 2,3g/cm 3. Thành phn ca va thch cao theo khi lưng là: thch cao /nưc = 1/0,5. Bài gii Quá trình ñông cng ca ñá thch cao theo công thc sau: CaSO 4.0.5H 2O +1.5H 2O =CaSO 4.2H 2O 145+27=172 T l H 2O là: 0.186 Th tích ñc ca va thch cao là: V=1/2.6 +0.5=0.884 Th tích tuyt ñi ca ñá thch cao là: V=(1+0.186)/2.3=0.517 ð ñc ca ñá thch cao là: 0.517/0.884 x 0.101=0.57 ð rng : 10.57=0.43 khi lưng ñơn v là: (1+0.186) x 1.12/0.884 x 1.01 = 1.48 g/cm 3 2.2. Trong 1m 3 vôi nhuyn cha bao nhiêu vôi và nưc, nu khi lưng thê tích ca nó bng 1400kg/cm . Bài gii Gi khi lưng ca vôi là V 3 V/ ρV+1400V=1000 dm Vy V=781 kg chim 55%, nưc 45% 2.3. Tìm khi lưng th tích ca vôi nhuyn nu nưc trong nó chim 50% theo khi lưng riêng ca vôi là 2,05g/cm 3. Bài gii Khi lưng th tich ca vôi nhuyn là 1000/(500/2.05 +500) =1.430 g/cm 3 2.4. Xác ñnh ñ rng trong ñá xi măng ñông cng ch to t xi măng poóc lăng. Bit: nhieu.dcct@gmail.com 204
53. Va xi măng khi ñông cng cha 28% nưc. Lưng nưc kt hp là 20% theo khi lưng xi măng. Khi lưng riêng ca xi măng poóc lăng là 3,1g/cm3. Bài gii Th tích ñc ca va xi măng: 1 V = + .0 28 = 6.0 3.1 Th tích ñc ca ñá: 0.2+1/3.1=0.52 ð ñc: 0.52/0.6=0.86 2.5. ð ch to xi măng poóc lăng, ngưi ta dùng ñá vôi và ñt sét cho trong bng dưi: T l gia ñá vôi và ñt sét phi như th nào ñ có th nhn ñưc xi măng poóc lăng có h s bão hoà K bh =0,9. Thành phn hoá hc CaO MgO SiO 2 Al 2O3 F2O3 Ghi chú Tên ðá vôi 48 5 8 1 0,7 ðt sét 6 1 55 10 6 Bài gii Quan h ca ñt sét và ñá vôI là 1/X khi ñó ta có: CO − .1 65AL2O3 − .0 35Fe2O3 KTH = = 9.0 8.2 SiO2 6 + 48X − .1 65(10 + X ) − .0 35 6( + 7.0 X ) K = = 9.0 BH (8.2 55 + 8X ) Gii ra ta có X=2.3 Vy quan h gia ñt sét và ñá vôi là : 1/2.3 2.6. Kh năng hot tính ca clinke xi măng phi như th nào ñ có th nhn ñưc xi măng poóc lăng puzôlan mác 500 (mà xi măng ñó có 25% cht ñn trêpen). Gi thit rng cht ñn không tham gia vào s ñông cng ca xi măng trưc 28 ngày. Bài gii ð nhn ñưc xi măng Pooclăng puzolan vi cưng ñ 500 daN/cm 2, cn thit có xi măng pooclăng mác R 28 ; cưng ñ này xác ñnh bng phương trình sau: 0.75.R 28 =500 2 R28 =500/0.75=660 daN/cm 2.7. Có mt s mu dm ch t xi măng có kích thưc (4x4x16) cm. Ngưi ta thc hin thí nghim ép và un gia ñm, kt qu như sau: nhieu.dcct@gmail.com 205
54. Khi un: 46,8;51 và 52 daN/cm 2. Khi ép: Ti trng phá hoi là:8000 và 7900 daN. Xác ñnh mác ca xi măng? Bài gii Mác ca xi măng có th tích xác ñnh theo TCVN khi ép ti trng qua nhng tm thép có kích thưc 4 x 6.25 cm 2. Vy din tích ép là: 25 cm 2 Khi thí nghim un có kt qu: 46.8; 51 và 52 daN.cm 2. Có th ly trung bình cng ca mu có kt qu ln tc là: 51.5 daN/cm 2 Khi thí nghim nén có kt qu trung bình ca 4 mu ln hơn là: 1  8000 8200 8100 8000   + + +  = 323 daN/cm 2 4  25 25 25 25  Tính theo TCVN mác ca xi măng là 30 (PC30). 2.8. Xác ñnh ñ rng ca ñá xi măng, nu lưng nưc trong va xi măng là 50% theo khi lưng xi măng và lưng nưc kt hp là 22% theo khi lưng xi măng khi va xi măng rn chc. Khi lưng riêng ca xi măng là 3.1g/ cm 3. Bài gii 1 Th tích t nhiên ca va xi măng là: + 5.0 = .0 82 3.1 1 Th tích ñc ca ñá xi măng là: + .0 22 = .0 54 3.1 .0 54 ñ rng ca ñá xi măng là: 1− = .0 34(34%) 0.82 3. Bê tông xi măng 3.1. Hãy thit lp công thc xác ñnh moñun ñ ln M ñt ca cát theo lưng sót riêng bit a 1 ca sàng tiêu chun và qua ñó nhn xét v ý nghĩa ca moñun ñ ln. Bài gii Lưng sót riêng bit trên các sàng tính theo công thc: Gi a = .100 i G ñây: a i lưng cát sót trên sàng có kích thưc l sàng d i G trng lưng cát khô thí nghim (1000 gam) Lưng sót tích lu A i trên các sàng có kích thưc l sàng a i là tng các lưng sót riêng bit ca các sàng có kích thưc l sàng ln hơn nó cng vi lưng sót riêng bit ca nó. Tc là: nhieu.dcct@gmail.com 206
55. A2.5 =a 2.5 ; A 1.25 =a 2.5 +a 1.25 ; v.v Thay th lưng sót tích lu bng lưng sót riêng bit vào công thc t mô ñun ñ nh ta có: .5 a + .4 a + .3 a + .2 a + a M = 5,2 ,1 25 ,0 63 ,0 315 ,0 14 dl 100 Ch s “a” 2.5; 1.25; 0.63; 0.315; 0.14 ký hiu kích thưc l sàng 3.2. Hãy xác ñnh ñ rng ca ct liu và so sánh hiu qu khi làm thay ñi cách sp xp ca các ht ct liu (gi thit tt c là hình cu ñưng kính ñng nht) theo mô hình (A) và B (b) dưi ñây (hình 7.1). Hãy chng minh rng ñ rng ca hn hp ct liu ca mt cp ht thì không ph thuc vào giá tr ñưng kính ht mà ch ph thuc vào các sp xp các ht khi ñm cht. a) b) Hình 7.1 Bài gii Trưng hp a) Gi thit trong mi ht ct liu không có l rng. Gi ñưng kính ht là D Xét mt khi lp phương mi cnh là 1 ñơn v chiu dài. Như vy s ht trên 1 cnh 3  1  1 là 1/D; trong mt ñơn v th tích có cha 1 s ht là:   = = n  D  D 3 Th tích t nhiên: V 0=1 ñơn v th tích πD 3 1 πD 3 π Th tích ñc: V = n = × = = .0 52 a 6 D 3 6 6 V .0 52 ð ñc: d = a = = .0 52% V0 1 ð rng: r=1d=10.52=0.48% Trưng hp b) nhieu.dcct@gmail.com 207
56. Ni các hình cu ñưng kính D, c 4 ht liên tip trong không gian ñưng ni tâm D 2 ca chúng s to thành 1 hình chóp tam giác ñu cnh là D, ñưng cao là . 3 Hình chóp tam giác ñu có cha 4 mnh hình cu bng nhau, mi mnh có th tích bng 1/26 th tích hình cu ñưng kính D (tính gn ñúng) Th tích t nhiên V 0 là th tích hình chóp tam giác 2 1 1 D 3 D 2 3 V0 = F.h = × = .0 12D 3 3 4 3 Th tích ñc là tng th tích ca 4 mnh hình cu 3 1 3  D  3 Va = 4 × × π   = .0 08D 26 4  2  3 Va .0 08D ð ñc: d = = 3 = .0 67 = 67% V0 .0 12D ð rng: r =1d =10.67 = 0.33=33% Các công thc tính ñ ñc và ñ rng trong c hai trưng hp ñu không ph thuc vào giá tr ca D. ñ rng là mt hng s: Mô hình a có ñ rng là 48% Mô hình b có ñ rng là 33% So sánh hai mô hình sp xp ct liu thì mô hình b so vi mô hình a có hai ñim mnh: ð rng ca toàn h nh hơn rt nhiu Các ht ñt trng thái cân bng n ñnh không còn kh năng chuyn v, do ñó toàn h là mt khi cng rn to kh năng chu lc cao cho bê tông. 3.3 Kt qu sàng phân tích hai loi hn hp ñá dăm bng sau: Bng 7.1 Lưng hn Lưng sót riêng bit % trên các sàng có kích thưc l sàng(mm) hp ñá dăm 40 20 10 5 No1 5 45 45 5 No 2 0 4 92 4 Hãy xét chúng có phù hp vi quy ñnh TCVN không? Bài gii Dmax là kích thưc l sàng mà lưng sót tích lu bé hoc bng 5% và gn 55 nht. II Dmax = 20mm Dmin là kích thưc l sàng mà lưng sót qua sàng < 5 ñây I II Dmin = 5mm; Dmax = 5mm 1 ()D + D ca ñá dăm N 01=20mm 2 max min nhieu.dcct@gmail.com 208
57. Ca ñá dăm N 02=10mm ð xét 2 loi ñá dăm N 01 và N 02 ta phi ñi ra lưng sót tích lu: Lưng sót tích lu % trên các sàng kích thưc (mm) Loi ñá dăm 40 20 10 5 N01 5,0 50 95 100 N02 0 4 96 100 V ñưng biu din thành phn ht ca 2 loi ñá dăm lên quy phm ta thy N 01 tho mãn còn N 02 có nhiu nhóm ht trung gian quá không ñt yêu cu. 3.4 . Ba loi cát có lưng sót riêng bit trên các sàng 5; 2,5; 0,63; 0,315; 0,14 mm như trong bng 7.2. Xác ñnh cp phi, môñun ñ ln, t din tích và ñ rng ca ba loi cát ñó. Bng 7.2 Lưng sót riêng bit trên tng sàng ( % khi Khi Khi Lưng lt STT lưng cát) có kích thưc l sàng (mm) lưng lưng th qua sàng riêng tích 5 2,5 1,25 0,63 3,315 0,14 0,14mm( %) (kg/m 3) (kg/m 3) 1 0 5,4 14,6 22,0 44,0 12,6 1,4 2630 1630 2 9 5,5 15,5 42,0 15,0 8,0 5,0 2645 1560 3 0 2,3 3,5 10,0 33,0 30,0 27,2 2620 1400 Bài gii V ñưng thành phn ht ca 3 lo cát trên biu ñ so vi biu ñ tiêu chun. Kt qu loi cát 1 là phù hp. Mk1=2.52; Mk2=3.07; Mk3=1.4. Như vy loi cát 1 là cát trung bình, cát 2 là ln và cát 3 là nh. Din tích b mt riêng ca cát ñưc tính theo công thc A.C Ladinxki: .6 35× K S = ( 5.0 a +a +2a + 4a + 8a +16a ) 1000 5 5.2 .1 25 .0 63 3.0 .0 14 trong ñó h s k=1.3 1.65 Cát loi 1: S=75.8cm 2/kg; Cát 2: S=76.4cm 2/kg; Cát 3: S=137.5cm 2/kg. ñ rng r 1=38%; r 2=41%; r 3=46% 3.5. Tính toán thành phn bê tông nng vi yêu cu cưng ñ nén là 30MPa mu hình lp phương, xi măng PC40; ρX=3.1, γX=1.3, cát ln có ñ m là 7%, khi lưng riêng là 2.63, khi lưng ñơn v là 1.48 ñá dăm có ñưng kính ln nht là 40mm, khi lưng riêng là 2.63, khi lưng ñơn v là 1.48. ð st 2cm. Bài gii T l N/X tính ra t công thc thc nghim: nhieu.dcct@gmail.com 209
58.  N   X  Rb = A.RX  − 5.0  (1) hay Rb = A1.RX  + 5.0  (2)  X   N  Giá tr ca A và A1 ly theo bng sau: ðc tính ct liu ca bê tông A A1 Ct liu cht lưng cao 0.65 0.43 Ct liu bình thưng 0.60 0.40 Ct liu cht lưng thp 0.55 0.37 N ði vi bê tông có t l ≥ 4.0 thì dùng công thc (1) X N ði vi bê tông có t l < 4.0 thì dùng công thc (2) X N 6.0 R = X X Rb + 5.0 × 6.0 Rx N .6.0 400 = = .0 57 X 300 + 0.5× 0.6400 Lưng nưc tra theo bng 5.14 Giáo trình VLXD vi ñ st bng 2cm, D=40mm, N=175lít. lưng xi măng X=175/0.57=310kg. ð rng ca ñá: 0.43. 1000 D = = 1280kg α r d 1 + γ D ρ D 310 1280 Lưng cát: C = (1000 − −175 − .2) 63 = 600kg 3.1 2.6 Khi lưng ca bê tông tươi: 2365kg/m 3 3.6 . Có hai loi cát A và B. Thành phn ht ca chúng ghi trong bng 7.3. Bng 7.3 Lưng sót tích lu ( %) trên các sàng có kích thưc l sàng (mm) Loi cát 5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 Cát A 0 7 12 40 65 100 Cát B 0 30 50 75 90 100 ðánh giá cp phi ca hai loi cát ñó. Nu cp ca hai loi cát ñó ñu không ñt, thì phi hp chúng theo phương pháp biu ñ ch nht. Xác ñnh t lên phi hp hai loi cát ñ ñưc cát hn hp có cp phi ñt yêu cu. Bài gii V ñưng cp phi ht cát A,B trên biu ñ cát tiêu chun. Kt qu c hai loi cát ñu không ñt yêu cu. Phi hp theo biu ñ hình ch nht (xem hình 7.2) Phương pháp to ñ hình ch nht là phương pháp phi hp hai loi ct liu không hp tiêu chun thành mt hn hp có thành phn ht hp tiêu chun. Phương pháp nhieu.dcct@gmail.com 210
59. này cho phép tìm ñưc t l phi hp hai loi ct liu tng ñưng kính ht khác nhau. T l phi hp ca hai loi ct liu là t l tho mãn tt c các ñưng kính ht. Lp biu ñ hình ch nht vi trc thng ñng là lưng sót tích lu ca ct liu 1,2 Trc nm ngang là t l ca ct liu 1,2 trong hn hp (chia t 0100% và ngưc li). V ñưng biu din lưng sót tích lu ca các hn hp ti tng ñưng kính. So sánh vi tiêu chun ñ xác ñnh các vùng phù hp cc b. Tng hp ñ xác ñnh vùng phù hp chung. Xác ñnh t l phi hp cát A và B là 50/50%. PHÇN TR¡M CèT LIÖU 2 TRONG HçN HîP Atc A A1 =2,5 2 U A Ö = I 1,2 5 L T Atc è A2 C ü U L H C A=0 Ý ,6 T 3 T ã S A3 G Atc N î ¦ A l =0,31 l¦îNGSãT TÝCH LUü1 CèTLIÖU 5 Atc A=0,14 PHÇN TR¡M CèT LIÖU 1 TRONG HçN HîP ATC -L¦îNG SãT TÝCH LUü THEO TI£U CHUÈN a- L¦îNG SãT TÝCH LUü Hình.7.2. Phi hp 2 loi cát theo biu ñ hình ch nht 3.8. Hai loi cát có thành phn ht cho bng 7.4. Vi mi loi cát hãy xác ñnh lưng sót tích lu trên mi c sàng tiêu chun, kim tra thành phn ht theo yêu cu ca cp phi liên tc tiêu chun và ñiu chnh theo yêu cu ñó nu cn ñ có loi cát dùng ñưc cho bê tông. Bng 7.4 Lưng sót riêng bit (%) trên sàng (mm) Loi cát 5 2,6 1,25 0,63 0,315 0,14 1 0 16 24 30 18 10 nhieu.dcct@gmail.com 211