báo cáo thí nghiệm vật LIỆU xây DỰNG

GIỚI THIỆU CHUNG

Ngành đào tạo: Xây dựng dân dụng và công nghiệp

Soỏ tieỏt thớ nghieọm: 15 tieỏt

Thời điểm thí nghiệm: Các bài thí nghiệm được thực hiện sau khi sinh viên đã được học các phần lý thuyết tương ứng.

Các loại vật liệu xây dựng dùng thí nghiệm: gạch ống, gạch thẻ, xi măng, bêtông, cốt lieọu.

MUẽC ẹÍCH YEÂU CAÀU

Sau khi thực hành thí nghiệm, sinh viên cần đạt được các yêu cầu sau:

Công tác thí nghiệm bao gồm bốn khâu chính: chuẩn bị mẫu, chuẩn bị trang thiết bị, thực hiện thí nghiệm và xử lý số liệu để đánh giá kết quả Đầu tiên, khâu chuẩn bị mẫu đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả Tiếp theo, việc chuẩn bị trang thiết bị là rất quan trọng để đảm bảo quá trình thí nghiệm diễn ra suôn sẻ Khâu thí nghiệm cần được thực hiện cẩn thận để thu thập dữ liệu chính xác Cuối cùng, xử lý số liệu và đánh giá kết quả giúp rút ra những kết luận có giá trị từ thí nghiệm.

Nâng cao sự hiểu biết về quá trình chịu lực từ khi bắt đầu gia tải đến khi vật liệu bị phá hoại.

Xác định được một số chỉ tiêu cơ lý của vật liệu xây dựng như: giới hạn cường độ chịu nén, chịu uốn, độ sụt và mác vật liệu.

Hiểu được tính năng sử dụng và biết vận hành các trang thiết bị, máy móc thí nghiệm.

TỔ CHỨC THÍ NGHIỆM

Một nhóm thí nghiệm gồm có 15-20 sinh viên Sinh viên được hướng dẫn trực tiếp thực hành thí nghiệm với từng bài thí nghiệm cụ thể.

Các bài thí nghiệm gồm có:

Bài 1: Thiết kế cấp phối – Chế tạo mẫu bê tông – vữa xi măng

Bài 2: Thí nghiệm xác định độ sụt của hỗn hợp bêtông.

Bài 3: Thí nghiệm xác định giới hạn cường độ chịu nén của bêtông

Bài 4: Thí nghiệm xác định giới hạn bền uốn của xi măng.

Bài 5: Thí nghiệm xác định giới hạn bền nén của xi măng.

Bài 6: Thí nghiệm xác định giới hạn cường độ chịu nén của gạch ống 4 lỗ

Bài 7: Thí nghiệm xác định độ bền uốn của gạch thẻ.

Bài 8: Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích của xi măng, cát , đá dăm, gạch, vữa xi maêng, beâ toâng.

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Kết quả thí nghiệm được trình bày cụ thể sau đây

CHẾ TẠO MẪU BÊ TÔNG – VỮA XI MĂNG

- Xi maêng: PCB30 ; 𝜌x = 3,1 g/cm3 (khối lượng rieâng)

Mác xi măng xác định theo phương pháp TCVN 6016:1995

- Cát vàng: 𝜌c = 2,65 g/cm3 (khối lượng riêng); M = 2,5 (Module độ lớn)

- Đá dăm : 𝜌d = 2,61 g/cm3 (khối lượng riêng); 𝜌vd 30 kG/cm3 (khối lượng thể tích xoáp)

Chất lượng cốt liệu : trung bình

- Nước : Dùng nước máy trong phòng thí nghiệm.

1 Thiết kế cấp phối bê tông mác 200 ; SN = 8cm.

2 Thí nghiệm xác định độ sụt SN của hỗn hợp bê tông (bài 2).

3 Chế tạo 3 mẫu bê tông kích thước 15x15x15cm để xác định mác bê tông theo cường độ chịu nén.

Chế tạo ba mẫu vữa xi măng với kích thước 4x4x16cm theo tỷ lệ xi măng và cát là 1:3, và tỷ lệ nước so với xi măng từ 0.4 đến 0.5 Mục tiêu là đạt được độ dẻo tiêu chuẩn, từ đó xác định mác xi măng dựa trên cường độ chịu nén.

III TRÌNH TỰ THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG

IV KẾT QUẢ THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG

Mẫu 1: Bê tông mác M200, SN = 8 cm

Nguyên vật liệu 1m 3 bê tông Đơn vị

Cát vàng = 591,1 Kg Đá dăm = 1191,5 Kg

V TRÌNH TỰ CHẾ TẠO 3 MẪU VỮA XIMĂNG (lấy mẫu 1 đúc thí nghiệm)

- Mỗi mẻ cho 3 mẫu thử sẽ gồm :

- Dùng cân kỹ thuật để cân khối lượng ximăng và cát - Dùng ống đong lấy 2 lít nước.

- Cho ximăng và cát vào máng trộn, trộn khô hỗn hợp ximăng – cát bằng phương pháp trộn tay.

- Cho nước vào hỗn hợp ximăng – cát và tiếp tục trộn đều.

- Khuôn đúc 3 mẫu vữa ximăng 15x15x15cm đã chuẩn bị sẵn sàng Quét nhẹ 1 lớp nhớt mỏng lên thành khuôn.

- Kẹp chặt khuôn đúc vào bàn dằn.

- Cho hỗn hợp vữa ximăng vào khuôn làm 2 lớp, mỗi lớp có chiều cao khoảng 1/2 chiều cao khuoân.

Mỗi lớp được dằn 60 cái trong vòng 60 giây bằng bàn dằn Bàn dằn được nâng lên cao 15mm và rơi tự do, với mỗi chu kỳ nâng lên và hạ xuống kéo dài 1 giây.

- Nhẹ nhàng nhấc khuôn khỏi bàn dằn và xoa phẳng mặt khuôn.

- Hoàn tất quá trình đúc mẫu, ghi nhãn để nhận biết mẫu, dọn dẹp vệ sinh.

Sau khi đúc xong, mẫu cần được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn, bao gồm 24 giờ trong khuôn ở không khí ẩm và 27 ngày ± 8 giờ ngâm trong nước ở nhiệt độ 27 ± 2 độ C Sau thời gian này, mẫu sẽ được vớt ra để tiến hành thử nghiệm độ bền uốn và độ bền nén, từ đó xác định mác ximăng.

VI NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN

Kết quả tính toán cấp phối bê tông thường chỉ mang tính chất tương đối do các thông số vật liệu như độ ẩm, kích thước hạt và trọng lượng riêng không giống như giả thiết ban đầu Ngoài ra, sai số trong quá trình cân đo và hao hụt vật liệu khi chế tạo cũng ảnh hưởng đến chất lượng bê tông Hơn nữa, việc sử dụng khuôn chế tạo không kín có thể dẫn đến mất nước xi măng, làm giảm hiệu quả của quá trình trộn.

THÍ NGHIỆM THỬ ĐỘ SỤT (SN) CỦA HỖN HỢP BÊTÔNG (Theo

I MỤC ĐÍCH: Xác định độ sụt SN của hỗn hợp bê tông.

- Côn thử độ sụt tiêu chuẩn : d = 100, D = 200, H = 300mm

- Que đầm (thanh thép tròn trơn ∅16, dài 600 mm, 2 đầu múp tròn)

- Thước lá kim loại (dài 30cm).

III LAÁY MAÃU THÍ NGHIEÄM:

- Hỗn hợp bêtông được trộn bằng tay.

- Khối lượng nguyên vật liệu: theo bài 1.

- Đặt côn lên nền ẩm, không thấm nước.

- Đổ hỗn hợp bê tông qua phểu vào côn làm 3 lớp, chiều cao mỗi lớp khoảng 1/3 chieàu cao coân.

- Dùng que chọc mỗi lớp 25 lần và chọc đều từ ngoài vào giữa, lớp sau xuyên qua lớp trước 2-3 cm, lớp cuối vừa chọc vừa đổ.

- Xoa bằng mặt, từ từ nhấc côn lên theo phương thẳng đứng (trong khoảng 510s).

Để đo độ sụt của hỗn hợp bê tông, hãy đặt côn sang bên cạnh và xác định chênh lệch giữa chiều cao miệng côn và điểm cao nhất của khối hỗn hợp, với độ chính xác 0,5cm Lưu ý rằng tổng thời gian từ khi đổ hỗn hợp vào côn cho đến khi nhấc côn khỏi khối hỗn hợp không được vượt quá 150 giây.

VI SỐ LIỆU VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM :

Loại bê tông SN lý thuyết, cm SN thực tế, cm

VII NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN:

- Căn cứ vào độ sụt chia bê tông tươi, bê tông thương phẩm làm 3 loại:

- Loại cứng SN < 1.3 cm - Loại dẻo SN < 8 cm - Siêu dẻo có SN = 10-22 cm.

= > Bê tơng trên cĩ SN|m bê tông loại dẻo

Thí nghiệm thử độ sụt SN là phương pháp xác định độ sụt của hỗn hợp bê tông đã trộn Qua đó, có thể kiểm tra xem độ sụt có đáp ứng yêu cầu ban đầu hay không, từ đó điều chỉnh cấp phối cho phù hợp hơn.

Kết quả độ sụt thực tế thấp hơn so với độ sụt yêu cầu tính toán lý thuyết có thể xuất phát từ việc trộn tay không đồng nhất, sai lệch trong quá trình đong cốt liệu, hoặc cốt liệu không được bảo quản đúng cách.

BÀI 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN BỀN NÉN CỦA

Xác định mác bê tông theo giới hạn cường độ chịu nén.

Theo TCVN 6025:1995 phân loại mác bê tông theo cường độ chịu nén như sau:

Mác bê tông Cường độ nén ở tuổi 28 ngày

(kG/cm 2 ), không nhỏ hơn

- Nhóm lấy ngẫu nhiên các mẫu đã đúc của khóa trước 3 mẫu

- Kích thước viên mẫu chuẩn là 150 x 150 x 150mm (Các viên mẫu khác kích thước trên khi thử nén cần tính đổi kết quả về viên mẫu chuẩn).

III THIẾT BỊ THỬ: - Máy nén, - Thước lá.

IV SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM

Sơ đồ đặt tải nén mẫu:

V SỐ LIỆU VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Mác thiết kế M250, SN=10 cm

Ngày tuổi, a Diện tích chịu nén, F Lực nén phá hoại, N

Cường độ chịu nén (tuổi a ngày), R n

Cường độ chịu nén (tuổi 28 ngày), R n

Mác bê tông b h l (g) (Ngày) (cm 2 ) (kG) (kG/cm 2 ) (kG/cm 2 )

VI NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN

Nhóm đã sử dụng mẫu bê tông đúc sẵn đạt tiêu chuẩn sau 7 ngày Để tính toán cường độ bê tông sau 28 ngày, ta áp dụng công thức quy đổi tương ứng.

- Tiến hành gia tải cho mẫu bêtông, mẫu bêtông bắt đầu bị phá hoại từ mép ở một bên góc, vết nứt xuất hiện từ trên xuống dưới.

Vết nứt ở một bên góc có thể xuất phát từ việc đặt tải không đúng tâm mẫu bê tông hoặc do cốt liệu không được trộn đều Sự chênh lệch cường độ giữa các mẫu bê tông khá lớn, với giá trị mác bê tông thu được thấp hơn M250, trong khi mác bê tông thiết kế là M250 Nguyên nhân có thể do quy trình chế tạo mẫu không chính xác, thiết bị không đảm bảo, và sai sót trong quá trình đo đạt Đối với mác bê tông M250, cường độ chịu nén trung bình đạt khoảng 260 kg/cm².

- Kết luận: Mẫu bê tông tính cấp phối không chính xác dẫn đến vượt quá mác thiết kế

VI HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM

BÀI 4: THÍ NGHI ệm m ĐỘ BỀN NÉN CỦA GẠCH ỐNG 4 LỖ

- Xác định mác gạch theo giới hạn cường độ chịu nén của gạch 4 lỗ.

- Theo TCVN 1450:1986, gạch rỗng đất sét nung được phân thành các mác sau: 35; 50; 75; 100; 125; 150.

Các kí hiệu quy ước:

GR90-4V47-M50 (Gạch rỗng dày 90 – 4 lỗ vuông – rG% - Mác

50) GR90-4T20 (Gạch rỗng dày 90 – 4 lỗ tròn – r %)

GR90-4CN40 (Gạch rỗng dày 90 – 4 lỗ chữ nhật – r@%)

GR60-2T15 (Gạch rỗng dày 60 – 2 lỗ tròn – r%)

GR200-6CN52 (Gạch rỗng dày 200 – 6 lỗ chữ nhật– rR%).

Để xác định cường độ chịu nén của mẫu gạch, đặt mẫu gạch lên máy nén và tiến hành nén cho đến khi mẫu bị phá hủy Lực phá hủy lớn nhất sẽ được sử dụng để tính toán cường độ chịu nén của mẫu gạch.

•Số lượng mẫu thử nén là 5 mẫu gạch được gia công theo TCVN 6355-1:1998

VI NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN:

Trong quá trình thí nghiệm gạch ống 4 lỗ, gạch thường bị phá hủy dọc theo các cạnh sườn giữa các lỗ rỗng, điều này cho thấy rằng các lỗ rỗng làm giảm khả năng chịu nén nhưng lại cải thiện khả năng cách âm và cách nhiệt Khi đạt đến một giá trị tải trọng nhất định, vết nứt bắt đầu xuất hiện từ trên xuống dưới ở các cạnh sườn, dẫn đến sự tách rời hoàn toàn và phá hủy mẫu gạch Cường độ chịu nén của gạch bị ảnh hưởng bởi các khuyết tật như chiều sâu và số lượng vết nứt, kích thước lỗ rỗng, và số lượng vết tróc Quá trình phơi sấy và nung gạch cũng gây ra sự co ngót, làm cho các giá trị cường độ của các mẫu gạch có sự chênh lệch đáng kể.

Mác gạch được xác định dựa trên cường độ chịu nén và chịu uốn, tuy nhiên, việc chỉ dựa vào cường độ trung bình chịu nén của các mẫu thí nghiệm để xác định mác gạch là chưa hoàn toàn chính xác.

VII HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM

Trước khi gia tải Sau khi gia tải

BÀI 5: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN UỐN CỦA GẠCH THẺ

I MỤC ĐÍCH: Xác định mác gạch theo giới hạn cường độ chịu uốn của gạch thẻ.

Đặt mẫu gạch lên hai gối đỡ của thiết bị thử uốn, sau đó tác dụng lực lên mẫu thông qua gối lăn ở giữa Từ lực phá hủy lớn nhất, có thể xác định cường độ chịu uốn của mẫu gạch.

- Theo TCVN 1450-1986 quy định độ bền uốn và nén của gạch rỗng đất sét nung không nhỏ hơn các trị số trong bảng sau đây:

Mác gạch Độ bền nén

(trung bình 5 maãu) Độ bền uốn

(trung bình 5 maãu) kG/cm 2 kG/cm 2

VI NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN:

- Quan sát thí nghiệm uốn gạch ta thấy khi vừa gia tải với mức tải nhỏ thì mẫu gạch đã bị phá hoại.

Gạch đất sét nung có khả năng chịu uốn kém, với cường độ bền uốn thấp hơn nhiều so với cường độ bền nén Sự phá hủy của mẫu thường xảy ra tại vị trí có momen lớn nhất, cụ thể là ngay giữa nhịp nơi đặt tải.

-Kết quả thí nghiệm cho kết quả khá đồng đều chứng tỏ chất lượng gạch tương đối đồng nhất.

VII HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM

BÀI 1: CHẾ TẠO MẪU BÊ TÔNG – VỮA XI MĂNG 3

BÀI 2: THÍ NGHIỆM THỬ ĐỘ SỤT (SN) CỦA HỖN HỢP BÊTÔNG (Theo

TCVN 3106 :1993) 7 BÀI 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN BỀN NÉN CỦA BÊTÔNG (theo

BÀI 4: THÍ NGHIỆM ĐỘ BỀN NÉN CỦA GẠCH ỐNG 4 LỖ (Theo

BÀI 5: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN UỐN CỦA GẠCH THẺ (Theo TCVN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

BỘ MÔN THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU

SINH VIÊN THỰC HIỆN : HÀ NAM GIANG

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : THẦY NGUYỄN HỮU ANH TUẤN

MÔN HỌC: SỨC BỀN VẬT LIỆU THỰC HÀNH: THÍ NGHIỆM KÉO – NÉN MẪU VẬT LIỆU

- Ngành đào tạo: Kỹ sư xây dựng

- Số tiết thí nghiệm: 5 tiết

Sau bài học thí nghiệm các sinh viên đạt được các yêu cầu sau:

- Nâng cao sự hiểu biết về quá trình chịu lực của vật liệu từ khi bắt đầu gia tải đến khi vật liệu bị phá hoại

- Vẽ được biểu đồ quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu khi chịu lực

- Xác định được các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu  dh -  ch -  b - E –  – G

- Hiểu được tính năng sử dụng của các thiết bị thí nghiệm: biết cách sử dụng thước kẹp

& đồng hồ đo chuyển vị

- Một nhóm thí nghiệm gồm 15 sinh viên, các sinh viên phải trực tiếp thực hành thí nghiệm kéo – nén vật liệu.

- Số lượng thí nghiệm: 6 thí nghiệm

 1 thí nghiệm kéo mẫu vật liệu dẻo.

 1 thí nghiệm kéo mẫu vật liệu giòn.

 1 thí nghiệm nén mẫu vật liệu giòn.

 1 thí nghiệm kéo mẫu vật liệu gỗ.

 1 thí nghiệm nén mẫu vật liệu gỗ.

 1 thí nghiệm uốn mẫu vật liệu gỗ.

- Giảng viên hướng dẫn cho từng nhóm sinh viên các nội dung chính:

 Cách sử dụng và đọc các loại đồng hồ trong thí nghiệm.

 Các bước thí nghiệm với từng mẫu vật liệu.

 Cách ghi chép và xử lý số liệu thí nghiệm.

 Lập báo cáo kết quả thí nghiệm.

C TRANG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM:

- Thiết bị gây tải: máy kéo nén vạn năng 100T.

- Đồng hồ đo chuyển vị khuếch đại cao tầng.

- Thước kẹp khuếch đại 10 lần.

D KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: Được trình bày theo nội dung của từng bài thí nghiệm

BÀI 1: THÍ NGHIỆM KÉO THÉP (VẬT LIỆU DẺO)

1 Kích thước mẫu: a Trước khi thí nghiệm:

- Đường kính: Có gân do = 20 mm, không gân d2 = 16,3 mm d otb  (20 + 16,3)/2  18,15 mm

- Diện tích tiết diện: F o = 2,59 cm2 b Sau khi thí nghiệm:

- Đường kính thường: Có gân do = 20 mm, không gân d1 = 16,3 mm

- Đường kính nơi thắt: d1 = 10,85 mm  F1 = 0,92 cm2

2 Các số liệu thí nghiệm:

Cấp tải (kG) Chỉ số đồng hồ đo biến dạng dài ∆l (mm) 𝜀z = ∆𝑙

3 Vẽ đồ thị quan hệ ứng suất  z và biến dạng dài tương đối  z

4 Xác định các chỉ tiêu cơ lý vật liệu:

- Giới hạn đàn hồi:   P dh

- Mô đun đàn hồi: E  tg  6339

- Mô đun đàn hồi trượt: G  E

5 Nhận xét quá trình thí nghiệm kéo mẫu thép:

Khi kẹp mẫu vào máy và gia tăng lực từng cấp, trong giai đoạn tải trọng từ 0 đến 16.400 KG, lực và biến dạng đều tăng theo, thể hiện qua đồ thị có dạng đường thẳng Giai đoạn này được gọi là giai đoạn đàn hồi, với giới hạn đàn hồi là 6.339 (kG/cm²).

Sau khi gia tải, đồng hồ tải trọng chỉ tăng không đáng kể, trong khi đồng hồ đo biến dạng lại tăng nhanh chóng Giai đoạn này được gọi là giai đoạn chảy, với tải trọng lớn nhất đạt 16.700 kG, tương ứng với giới hạn chảy là 6.455 (kG/cm²).

Trong giai đoạn củng cố, khi đồng hồ đo tải trọng và đồng hồ biến dạng tiếp tục gia tải, đồ thị thể hiện đường cong thoải Lúc này, vật liệu bắt đầu chịu lực trở lại.

Lực lớn nhất là 20200 kG ứng với giới hạn bền là 7807 (kG/cm 2 ) và tại vị trí này mẫu bắt đầu xuất hiện eo thắt.

- Tiếp tục gia tải ta thấy đồng hồ đo biến dạng tăng nhưng đồng hồ tải trọng có hiện tượng dao động và tách kim giảm đến vị trí

17000 kG thì có tiếng nổ và mẫu bị đứt tại vị trí eo thắt.

Kết quả kiểm tra mẫu cho thấy đường kính tại eo thắt giảm còn 10,85 mm, tương ứng với tỷ số giảm diện tích thắt eo là 56,2% Đồng thời, chiều dài mẫu sau thí nghiệm tăng lên 407 mm, chứng tỏ thép là vật liệu dẻo và các kết quả thu được phù hợp với lý thuyết.

- Các kết quả chứng minh được thực tiễn và lý thuyết là hoàn toàn phù hợp.

- Tuy nhiên trong các đồ thị có vài vị trí sai khác đáng kể do nhiều nguyên nhân sai số người đọc đồng hồ, trang thiết bị…

- Kết luận: thép là vật liệu dẻo chịu kéo tốt

BÀI 2: THÍ NGHIỆM KÉO GANG (VẬT LIỆU DÒN)

- Đường kính d 0 = 16mm, diện tích F0 = 2,01cm2 b Sau khi thí nghiệm:

- Đường kính:d1 = d0 = 16mm, diên tích F1 = 2,01cm2

Chỉ số đồng hồ đo biến dạng dài ∆𝑙

- Mô đun đàn hồi trượt:

5 Nhận xét quá trình thí nghiệm kéo mẫu gang:

Trong thí nghiệm, khi tải trọng tăng, đồng hồ biến dạng cũng tăng nhưng với tốc độ chậm Khi tải trọng đạt 4600 kG, thanh bị đứt đột ngột kèm theo tiếng nổ Đồ thị thể hiện đường cong liên tục mà không phân chia các giai đoạn như thép, không có giới hạn chảy, chỉ có giới hạn bền là 2288 kG/cm².

THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN UỐN CỦA GẠCH THẺ (Theo TCVN

MỤC ĐÍCH YÊU CẦU

Sau bài học thí nghiệm các sinh viên đạt được các yêu cầu sau:

- Nâng cao sự hiểu biết về quá trình chịu lực của vật liệu từ khi bắt đầu gia tải đến khi vật liệu bị phá hoại

- Vẽ được biểu đồ quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu khi chịu lực

- Xác định được các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu  dh -  ch -  b - E –  – G

- Hiểu được tính năng sử dụng của các thiết bị thí nghiệm: biết cách sử dụng thước kẹp

& đồng hồ đo chuyển vị

TỔ CHỨC THÍ NGHIỆM

- Một nhóm thí nghiệm gồm 15 sinh viên, các sinh viên phải trực tiếp thực hành thí nghiệm kéo – nén vật liệu.

- Số lượng thí nghiệm: 6 thí nghiệm

 1 thí nghiệm kéo mẫu vật liệu dẻo.

 1 thí nghiệm kéo mẫu vật liệu giòn.

 1 thí nghiệm nén mẫu vật liệu giòn.

 1 thí nghiệm kéo mẫu vật liệu gỗ.

 1 thí nghiệm nén mẫu vật liệu gỗ.

 1 thí nghiệm uốn mẫu vật liệu gỗ.

- Giảng viên hướng dẫn cho từng nhóm sinh viên các nội dung chính:

 Cách sử dụng và đọc các loại đồng hồ trong thí nghiệm.

 Các bước thí nghiệm với từng mẫu vật liệu.

 Cách ghi chép và xử lý số liệu thí nghiệm.

 Lập báo cáo kết quả thí nghiệm.

TRANG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

- Thiết bị gây tải: máy kéo nén vạn năng 100T.

- Đồng hồ đo chuyển vị khuếch đại cao tầng.

- Thước kẹp khuếch đại 10 lần.

D KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: Được trình bày theo nội dung của từng bài thí nghiệm

THÍ NGHIỆM KÉO THÉP (VẬT LIỆU DẺO)

- Đường kính: Có gân do = 20 mm, không gân d2 = 16,3 mm d otb  (20 + 16,3)/2  18,15 mm

- Diện tích tiết diện: F o = 2,59 cm2 b Sau khi thí nghiệm:

- Đường kính thường: Có gân do = 20 mm, không gân d1 = 16,3 mm

- Đường kính nơi thắt: d1 = 10,85 mm  F1 = 0,92 cm2

Cấp tải (kG) Chỉ số đồng hồ đo biến dạng dài ∆l (mm) 𝜀z = ∆𝑙

- Giới hạn đàn hồi:   P dh

- Mô đun đàn hồi: E  tg  6339

- Mô đun đàn hồi trượt: G  E

5 Nhận xét quá trình thí nghiệm kéo mẫu thép:

Khi kẹp mẫu vào máy và tăng lực từng cấp, trong giai đoạn tải trọng từ 0 đến 16,400KG, lực và biến dạng đều tăng theo, tạo thành đồ thị với dạng đường thẳng Giai đoạn này được gọi là giai đoạn đàn hồi, với giới hạn đàn hồi đạt 6,339 (kG/cm²).

Sau khi gia tải tiếp tục, đồng hồ tải trọng chỉ tăng không đáng kể, trong khi đồng hồ đo biến dạng lại tăng nhanh chóng Giai đoạn này được gọi là giai đoạn chảy, với tải trọng lớn nhất đạt 16.700 kG, tương ứng với giới hạn chảy là 6.455 (kG/cm²).

Trong giai đoạn củng cố, đồng hồ đo tải trọng và đồng hồ biến dạng tiếp tục gia tải, với đồ thị thể hiện đường cong thoải Tại thời điểm này, vật liệu bắt đầu chịu lực trở lại.

Lực lớn nhất là 20200 kG ứng với giới hạn bền là 7807 (kG/cm 2 ) và tại vị trí này mẫu bắt đầu xuất hiện eo thắt.

- Tiếp tục gia tải ta thấy đồng hồ đo biến dạng tăng nhưng đồng hồ tải trọng có hiện tượng dao động và tách kim giảm đến vị trí

17000 kG thì có tiếng nổ và mẫu bị đứt tại vị trí eo thắt.

Sau khi kiểm tra mẫu, đường kính tại eo thắt giảm xuống còn 10,85 mm, tương ứng với tỷ lệ giảm diện tích thắt eo là 56,2% Chiều dài của mẫu sau thí nghiệm tăng lên 407 mm, cho thấy thép là vật liệu dẻo và các kết quả thu được hoàn toàn phù hợp với lý thuyết.

- Tuy nhiên trong các đồ thị có vài vị trí sai khác đáng kể do nhiều nguyên nhân sai số người đọc đồng hồ, trang thiết bị…

- Kết luận: thép là vật liệu dẻo chịu kéo tốt

THÍ NGHIỆM KÉO GANG (VẬT LIỆU DÒN)

- Đường kính d 0 = 16mm, diện tích F0 = 2,01cm2 b Sau khi thí nghiệm:

- Đường kính:d1 = d0 = 16mm, diên tích F1 = 2,01cm2

- Mô đun đàn hồi trượt:

5 Nhận xét quá trình thí nghiệm kéo mẫu gang:

Trong thí nghiệm, khi tải trọng tăng lên, đồng hồ biến dạng cũng tăng nhưng với tốc độ chậm Khi tải trọng đạt 4600 kG, thanh đột ngột bị đứt kèm theo tiếng nổ Đồ thị thể hiện đường cong liên tục mà không phân chia thành các giai đoạn như thép, và không có giới hạn chảy, chỉ có giới hạn bền là 2288 kG/cm².

Sau khi thí nghiệm lấy mẫu và kiểm tra, chúng tôi nhận thấy không xuất hiện eo thắt đường kính trên thanh, hầu như bảo toàn Biến dạng dài rất ít, chỉ 33mm, tương ứng với biến dạng tỷ đối là 1,85% Kết quả này cho thấy gang là vật liệu giòn, phù hợp với lý thuyết đã được đề ra.

- Các mẫu sau thí nghiệm đều không có eo thắt và biến dạng tăng rất ít.

- Gang là vật liệu dòn chịu kéo không tốt.

Trong các đồ thị, có một số vị trí sai khác không đáng kể xuất phát từ nhiều nguyên nhân, bao gồm sai số do người đọc đồng hồ và chất lượng trang thiết bị.

- Kết luận: gang là vật liệu dòn chịu kéo kém.

THÍ NGHIỆM NÉN GANG (VẬT LIỆU DÒN)

- Đường kính d 0 = 12mm,  F0 = 1,13cm2 b Sau khi thí nghiệm:

𝜎 𝑧 = N/F (kG/cm 2 ) Đường kính mẫu khi phá hoại

Vẽ đồ thị quan hệ ứng suất  z và biến dạng dài tương đối  z

- Giới hạn bền:   P b  7118  kG/cm 2  b

- Mô đun đàn hồi trượt: G E

4 Nhận xét quá trình thí nghiệm nén mẫu gang:

Khi bắt đầu thí nghiệm gia tải, đồng hồ đo tải trọng và đồng hồ biến dạng đều cho thấy sự gia tăng Đồ thị thể hiện đường cong với độ cong tăng dần theo mức ứng suất, tương tự như thí nghiệm kéo gang Khi tải trọng đạt đến giá trị lớn 8050 kG, mẫu thử bị phá hoại kèm theo tiếng nổ.

Sau khi tiến hành thí nghiệm, mẫu được lấy ra cho thấy dấu hiệu bị phá hoại với góc nghiêng 45 độ so với trục của mẫu Đặc biệt, đường kính của mẫu đã tăng lên 0,2 mm so với kích thước ban đầu.

- Đồ thị không có giới hạn chảy mà chỉ có giới hạn bền.

- Mẫu bị phá hoại với góc xiên 45 o so với phương trục là do tác dụng của ứng suất tiếp lớn nhất  max.

- Gang là vật liệu dòn chịu nén tốt.

- Các kết quả chứng minh được thực tiễn là lý thuyết là hoàn toàn phù hợp.

Trong các đồ thị, có một số vị trí sai khác không đáng kể xuất phát từ nhiều nguyên nhân, bao gồm sai số do người đọc đồng hồ và sự ảnh hưởng của trang thiết bị.

- Kết luận: gang là vật liệu giòn chịu nén tốt, không chịu kéo tốt.

THÍ NGHIỆM KÉO GỖ DỌC THỚ

Xác định cường độ chịu kéo giới hạn dọc thớ của mẫu gỗ ở độ ẩm tự nhiên.

- Gỗ có tiết diện 20 x 20, dài 350mm, b mm, h=4mm, L 0 mm.

- Được gia công đưa về mẫu chịu kéo theo TCVN 364 – 70.

- Độ ẩm mẫu gỗ: trong điều kiện tự nhiên.

- Sơ đồ đặt tải kéo mẫu:

- Tốc độ gia tải: 2KG/s

4 Số liệu và kết quả thí nghiệm:

Cường độ chịu kéo giới hạn

5 Nhận xét và kết luận:

- Sau khi kẹp mẫu tiến hành gia tải cho đến khi mẫu bắt đầu nứt do bị phá hoại theo thớ dọc của gỗ.

Trong quá trình thí nghiệm, mẫu gỗ cho thấy sự phá hoại xảy ra ở biến dạng tương đối nhỏ, cho thấy gỗ chịu kéo hoạt động như vật liệu dòn và không thể phân bổ đều ứng suất, dẫn đến sự phá hoại nhanh chóng Điều này chứng minh rằng gỗ không phải là vật liệu tốt cho việc chịu lực dọc thớ Hơn nữa, các khuyết tật có trong gỗ còn làm giảm đáng kể khả năng chịu lực của nó.

Kết quả thí nghiệm cho thấy gỗ là một vật liệu không đẳng hướng và không đồng nhất, với tính chịu lực khác nhau tùy theo phương và vị trí.

- Không nên dùng gỗ làm những cấu kiện chịu kéo độc lập.

- Nếu buộc phải dùng, phải chọn gỗ chất lượng tốt, ít khuyết tật.

THÍ NGHIỆM NÉN GỖ DỌC THỚ

Xác định cường độ chịu nén giới hạn dọc thớ của mẫu gỗ ở độ ẩm tự nhiên.

- Gỗ dầu có tiết diện 20 x 20, dài 30.

Cường độ chịu nén giới hạn

- Tiến hành gia tải cho mẫu đến khi mẫu bị phá hoại ( không tiếng nổ).

- Sau khi thí nghiệm lấy mẫu và thấy mẫu sụp xuống theo dọc thớ.

Gỗ có khả năng chịu nén tốt, được thể hiện qua giới hạn lực nén khá lớn Các thí nghiệm cho thấy mối quan hệ giữa lực nén giới hạn và cường độ chịu nén giới hạn của gỗ là rất rõ ràng.

 Gỗ là vật liệu đồng nhất, chịu nén tốt. h

THÍ NGHIỆM UỐN PHẲNG MẪU GỖ

Xác định cường độ chịu uốn giới hạn của mẫu gỗ ở độ ẩm tự nhiên.

- Gỗ dầu có tiết diện 20 x 20, dài 300mm, L 0 $0mm.

- Gối tựa truyền tải: 4 con lăn kim loại hình trụ D = 20, L = 30

Cường độ chịu uốn giới hạn

- Tiến hành gia tải cho mẫu gỗ, ta thấy mẫu bị võng xuống , thớ trên bị nén, thớ dưới chịu kéo.

Trong thí nghiệm uốn gỗ, mẫu gỗ thường gãy tại vị trí có momen cực đại Vết nứt sẽ xuất hiện ở thớ biên dưới và sau đó phát triển dọc lên các thớ phía trên, cho thấy thớ trên chịu nén trong khi thớ dưới chịu kéo.

- Qua các thí nghiệm cho thấy kết quả có nhiều khác biệt lớn cho thấy gỗ là vật liệu không đồng nhất

- Mỗi loại gỗ sẽ có cường độ chịu uốn khác nhau vì vậy cần phải tiến hành thử nhiều mẫu rồi lấy kết quả trung bình.

Trong thí nghiệm này, một hạn chế đáng chú ý là máy nén chưa kiểm soát được tốc độ gia tải, dẫn đến việc không xác định được liệu tốc độ gia tải có tuân thủ các tiêu chuẩn quy định hay không Bên cạnh đó, mẫu gỗ cũng còn khuyết tật và chưa đạt được sự đồng nhất.

Định dạng
Số trang	35
Dung lượng	4,96 MB