Bài tập về vật liệu xây dựng

BÀI 1 : XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA XIMĂNG – CÁT XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH CỦA XIMĂNG – CÁT – ĐÁ – GẠCH ĐẤT SÉT NUNG MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM :  Làm quen với phương pháp và thao tác thí nghiệm xác định hai chỉ tiêu vật lý cơ bản ( khối lượng riêng và khối lượng thể tích ) của các vật liệu: ximăng, cát, đá, gạch đất sét nung.  Xác định khối lượng riêng và khối lượng thể tích của một số loại vật liệu là để ta cĩ thể đưa vào các ứng dụng như: tính toán dự trù vật liệu cho công trình, tính toán kho chứa và phương tiện vận chuyển, tính cấp phối bêtông v.v…  Trong quá trình bảo quản, ximăng hút ẩm và dần vĩn cục nên cần phải xác định lại khối lượng thể tích ximăng 1. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG : Khối lượng riêng của vật liệu là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc. Công thức tính tốn: m (1-1)  a  Va Trong đó: : là khối lượng riêng của vật liệu, đơn vị (g/cm3; kg/m3; tấn/m3)  a m : là khối lượng của vật liệu ở trạng thái hoàn toàn khô, đơn vị (g; kg; tấn) : là thể tích hoàn toàn đặc của vật liệu, đơn vị (cm3; m3) Va 1.1. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA XIMĂNG: 1.1.1: Dụng cụ, thiết bị và nguyên vật liệu cần có trong thí nghiệm:  Cân kỹ thuật, độ chính xác 0,1g.  Phểu, pipet, đũa thủy tinh, giá xúc, giấy thấm.  Bình Le chatelier.  Tủ sấy, bình hút ẩm.  Ximăng, dầu hỏa. 1.1.2: Trình tự thí nghiệm: Chia sẻ tài liệu bởi Page 1 o  Ximăng được sấy khô ở nhiệt độ 105 - 110 C trong hai giờ; sau đó, để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng thí nghiệm. Sàng ximăng qua sàng 0,63 để loại bỏ tạp chất và hạt ximăng đã vón cục.  Đổ dầu hỏa vào bình Le chatelier tới khi mặt thoáng của dầu ở vạch số không (0) (dùng phễu thủy tinh để cho dầu vào bình). Dùng giấy thấm hết các giọt dầu dính ở thành bình (phía trên mặt thoáng).  Cân 65g ximăng đã chuẩn bị ở các bước trên.  Cho 65g ximăng từ từ vào bình Le chatelier. Sau đó, xoay nhẹ bình để không khí trong ximăng thoát hết ra ngoài (không còn bọt khí xuất hiện).  Ghi lại vị trí mặt thoáng của dầu trong bình Le chatelier. Thể tích tăng thêm của dầu chính là thể tích đặc của 65g ximăng.  Khối lượng riêng của ximăng được tính theo công thức (1-1): m 65 (g/cm3)  a   Va V a Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng riêng của ximăng (chính xác đến 0,1g/cm3) là trị số trung bình cộng của 2 lần thí nghiệm, mà kết quả 2 lần thử này không sai nhau quá 0,02 g/cm3 . 1.2. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA CÁT: 1.2.1: Dụng cụ, thiết bị và nguyên vật liệu cần có trong thí nghiệm:  Cân kỹ thuật, độ chính xác 0,1g.  Bình khối lượng riêng có vạch chuẩn.  Phểu, pipet, đũa thủy tinh, giá xúc, giấy thấm.  Tủ sấy, bình hút ẩm.  Cát, nước. 1.2.2: Trình tự thí nghiệm :  Cát được sàng qua sàng 5mm để loại bỏ hạt lớn hơn 5mm. Sau đó, cát được rửa sạch ( để loại bỏ hạt nhỏ hơn 0,14mm ), sấy khô đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ phòng.  Bình khối lượng riêng được rửa sạch, sấy khô.  Cho nước vào bình khối lượng riêng tới khi mực nước đến vạch chuẩn.  Đem cân bình, ghi lại khối lượng m1 (g).  Đổ nước trong bình ra đến khi còn ½ bình thì dừng.  Cân G = 500g cát đã chuẩn bị ở trên.  Cho 500g cát vào bình khối lượng riêng thật chậm. Nếu lượng nước trong bình chưa ngập hết cát thì ta thêm vào cho ngập qua cát. Sau đó, lắc nhẹ bình để không khí trong cát thoát hết ra ngoài (không còn bọt khí thoát ra ).  Tiếp tục cho nước vào bình tới khi mực nước đến vạch chuẩn.  Đem cân bình, ghi lại khối lượng m2 (g).  Đổ hết cát và nước trong bình ra, rửa sạch bình.  Khối lượng riêng của cát cũng tuân theo công thức (1-1). Ta tính như sau: G 500 (g/cm3)  a   G( m2  m 1 ) 500  ( m 2  m 1 ) Chia sẻ tài liệu bởi Page 2 Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng riêng của cát (chính xác đến 0,1g/cm3) là trị số trung bình cộng của 2 lần thí nghiệm, mà kết quả 2 lần thử này không sai nhau quá 0,02 g/cm3. 2. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH: Khối lượng thể tích của vật liệu là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên. Công thức tính: m (2-1)  0  V 0 Trong đó: : là khối lượng thể tích của vật liệu, đơn vị (g/cm3; kg/m3; tấn/m3)  0 m: là khối lượng của vật liệu ở trạng thái tự nhiên, đơn vị (g; kg; tấn) : là thể tích ở trạng thái tự nhiên của vật liệu, đơn vị (cm3; m3) V 0 Cần chú ý rằng khối lượng thể tích của vật liệu phụ thuộc vào độ ẩm ( vì khối lượng ở trạng thái tự nhiên phụ thuộc vào độ ẩm ), do đó khi xác định đại lượng này thì phải nói rõ là xét ở độ ẩm nào . Đối với vật liệu rời (ximăng, cát đa ù…), để xác định khối lượng thể tích, ta sẽ ấn định trước thể tích của vật liệu bằng cách đổ vật liệu từ một độ cao nhất định xuống 1 thùng đong biết trước thể tích. Đối với vật liệu có kích thước rõ ràng và để đo (gạch đất sét nung, tấm lát nền men, gạch bông ximăng …), để xác định thể tích, ta sẽ đo kích thước 3 chiều. Đối với vật liệu có hình dáng rõ ràng thì cần chú ý: độ rỗng của vật liệu gồm độ rỗng cấu trúc và độ rỗng hình học vật thể do đó khi xác định khối lượng thể tích mà có tính đến thể tích rỗng do dạng hình học thì đó chính là khôi lượng thể tích biểu kiến. 2.1. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH CỦA XIMĂNG: 2.1.1: Dụng cụ, thiết bị và nguyên vật liệu cần có trong thí nghiệm:  Cân kỹ thuật, độ chính xác 1g.  Lò sấy, bình hút ẩm.  Thùng chứa 2,83 lít.  Ximăng cần có cho các lần thí nghiệm. 2.1.2: Trình tự thí nghiệm:  Đem ximăng sấy khô đến khối lượng không đổi.  Xác định khối lượng của thùng đong 2.83 lít bằng cân kỹ thuật , được giá trị ( m1 gam ) .  Ximăng được đổ vào thùng có thể tích 2.83 lít thông qua 1 phễu. Miệng tháo của phễu nằm cách mặt thùng đong là 10 cm.  Dùng dao gạt từ giữa sang 2 bên sao cho bằng mặt thùng.  Đem cân thùng đã chứa đầy ximăng, được giá trị (m2 gam).  Khối lượng thể tích của ximăng tuân theo công thức (2-1). Ta tính như sau: Chia sẻ tài liệu bởi Page 3 m2 m 1 (g/cm3)  0  2830 2.2. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH CỦA CÁT: 2.2.1: Dụng cụ, thiết bị và nguyên vật liệu cần có trong thí nghiệm:  Cân kỹ thuật, độ chính xác 1g.  Lò sấy, bình hút ẩm.  Thùng chứa 2.83 lít.  Cát cần có cho các lần thí nghiệm. 2.2.2: Trình tự thí nghiệm:  Đem cát sấy khô đến khối lượng không đổi.  Xác định khối lượng của thùng đong 2.83 lít bằng cân kỹ thuật, được giá trị (m1 gam) .  Ximăng được đổ vào thùng có thể tích 2.83 lít thông qua 1 phễu. Miệng tháo của phễu nằm cách mặt thùng đong là 10 cm.  Dùng dao gạt từ giữa sang 2 bên sao cho bằng mặt thùng.  Đem cân thùng đã chứa đầy cát, được giá trị (m2 gam).  Khối lượng thể tích của cát tuân theo công thức (2-1). Ta tính như sau: m2 m 1 (g/cm3)  0  2830 2.3. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH CỦA ĐÁ: 2.3.1: Dụng cụ, thiết bị và nguyên vật liệu cần có trong thí nghiệm:  Cân kỹ thuật, độ chính xác 1g.  Cân đồng hồ chính xác 1g.  Thùng đong 14.16 lít.  Đá cần có cho các lần thí nghiệm. 2.3.2: Trình tự thí nghiệm:  Đá được phơi khô.  Xác định khối lượng của thùng đong 14.16 lít bằng cân kỹ thuật,được giá trị ( m1 gam ) .  Đá được đổ vào thùng có thể tích 14.16 lít, độ cao rơi so với miệng thùng đong là 10 cm.  Dùng thước gạt từ giữa sang 2 bên sao cho bằng mặt thùng.  Đem cân thùng đã chứa đầy đá (dùng cân đồng hồ), được giá trị (m2 gam).  Khối lượng thể tích của cát tuân theo công thức (2-1). Ta tính như sau: m2 m 1 (g/cm3)  0  14160 Chia sẻ tài liệu bởi Page 4 2.4. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH CỦA GẠCH ĐẤT SÉT NUNG: 2.4.1: Dụng cụ, thiết bị và nguyên vật liệu cần có trong thí nghiệm:  Cân kỹ thuật, độ chính xác 0,1g.  Lò sấy, bình hút ẩm.  Thước kẹp và thước gập để đo dài.  Gạch đất sét nung cần có cho các lần thí nghiệm. 2.4.2: Trình tự thí nghiệm:  Đem gạch sấy tới khối lượng không đổi.  Dùng cân kỹ thuật để cân khối lượng G của mỗi viên gạch, đơn vị (g).  Dùng thước đo các cạnh của viên gạch. Quy ước: cạnh dài nhất là (a), cạnh ngắn nhất là (c) và cạnh có chiều dài trung gian là (b). Mỗi cạnh đo 3 lần và lấy giá trị trung bình cộng để làm giá trị tính toán của cạnh đó. a1 a 2  a 3 (cm) aTB  3 b1 b 2  b 3 (cm) bTB  3 c1 c 2  c 3 (cm) cTB  3  Xác định thể tích tự nhiên của viên gạch ( có tính độ rỗng hình học ) theo công thức : (cm3) V0 V TB  a TB *b TB *c TB  Xác định khối lượng thể tích biểu kiến của viên gạch theo công thức : G (g/cm3)  a  V 0 3. TÍNH TOÁN KẾT QUẢ: 3.1. Khối lượng riêng: 3.1.1. Khối lượng riêng của ximăng: m = 65g V = 21ml 65 (g/cm3) 1   a1   3.095 21 Chia sẻ tài liệu bởi Page 5 Vậy: (g/cm3)  a  3.095 3.1.2. Khối lượng riêng của cát:  Lần 1: m1 = 592.5g, m2 = 889.5g 500 (g/cm3)  a1   2, 463 500 (889.5  592.5)  Lần 2: m1 = 592.5g, m2 = 890.5g 500 (g/cm3)  a2   2.475 500 (890.5  592.5)  Vậy: 2.463 2.475 (g/cm3)  a   2.469 2 3.2. Khối lượng thể tích: 3.1.1. Khối lượng thể tích của ximăng:  Lần 1: m1 = 2560g, m2 = 5800g 5800 2560 (g/cm3)  01  1.145 2830  Lần 2: m1 = 2560g, m2 = 5856g 5856 2560 (g/cm3)  02   1.165 2830 Vậy: 1.145 1.165 (g/cm3)  0   1.155 2 3.1.2. Khối lượng thể tích của cát:  Lần 1: m1 = 2560g, m2 = 6900g 6900 2560 (g/cm3)  01   1.534 2830  Lần 2: m1 = 2560g, m2 = 6930g 6930 2560 (g/cm3)  02  1.544 2830 Vậy: 1.534 1.544 (g/cm3)  0   1.539 2 3.1.3. Khối lượng thể tích của đá :  Lần 1: m1 = 9000g, m2 = 28700g 28700 9000 (g/cm3)  01   1.391 14160  Lần 2: m1 = 9000g, m2 = 29500g 29500 9000 (g/cm3)  02   1.448 14160  L 3 ần 3: m1 = 9000g ,m2 = 29200 ( g/cm ) 29200 9000  03  1.427 14160 Vậy: 1.391 1.448  1.427 (g/cm3)  0  1.422 3 3.1.4. Khối lượng thể tích của đất sét nung: Chia sẻ tài liệu bởi Page 6 Mẫu L(cm) a b d1 d2 m V V2l 1 17.7 7.63 7.6 2.2 2.41 1090 1032 160.5 1.056 1.252 2 17.75 7.65 7.6 2.2 2.4 1091 1031 160.4 1.058 1.248 3 17.8 7.66 7.6 2.21 2.4 1090 1031 160.7 1.054 1.250 V mg 3 gạch=abl 0g  (g / cm ) Vg V 2 m 3 lỗ=πd l/4 '0g  (g / cm ) Vg V2l 1.056 1.058  1.054 3 0g  1.056(g / cm ) 3 1.252 1.248  1.25 3 '0g   1, 25(g / cm ) 3 4. NHẬN XÉT: Kết quả thí nghiệm cĩ sự sai số so với lý thuyết. Nguyên nhân ở đây là do: Thao tác thí nghiệm chưa gọn gàng, cịn để ximăng dính trên cổ bình Lechatelier, bọt khí chưa bay ra hết. Sai số khi cân ximăng. Ximăng để trong phịng thí nghiệm cĩ thể bị hút ẩm. Chia sẻ tài liệu bởi Page 7 HÌNH ẢNH MỘT SỐ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM CÂN KĨ THUẬT CÓ ĐỘ CHÍNH XÁC 0,1 GAM CÂN KĨ THUẬT CÓ ĐỘ CHÍNH XÁC 1 GAM Chia sẻ tài liệu bởi Page 8 BÌNH LƠSATƠLIÊ THÙNG CHỨA CÓ THỂ TÍCH 14,16 LÍT MUỖNG XÚC BAY Chia sẻ tài liệu bởi Page 9