BÁO CÁO CUỐI KÌ MÔN THÍ NGHIỆM CƠ HỌC KIỂM ĐỊNH CÔNG TRÌNH

THÍ NGHIỆM KÉO THÉP (TCVN 197:1985)

Mục đích

Trong quá trình kéo mẫu thép, việc tìm hiểu mối liên hệ giữa lực và biến dạng là rất quan trọng Các đặc trưng cơ học của thép, bao gồm giới hạn chảy, giới hạn bền, độ dãn dài tương đối khi kéo đứt và độ thắt tương đối khi kéo đứt, giúp đánh giá khả năng chịu lực và tính đàn hồi của vật liệu Những thông số này không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về tính chất cơ học của thép mà còn hỗ trợ trong việc thiết kế và ứng dụng trong ngành công nghiệp.

Cơ sở lý thuyết

- Khi kéo đúng tâm, đồ thị liên hệ giữa lực kéo P và biến dạng dài ∆L của mẫu thép như hì

+ P tl là giới hạn đàn hồi

Hình 1 1 Biểu đồ quan hệ giữa lực kéo P và ∆𝐿

Thí nghiệm cơ học- kiểm định công trình GVHD: TS Lê Tân

Mẫu thí nghiệm

- Mẫu thử có tiết diện tròn:

Dụng cụ thí nghiệm

Trình tự thí nghiệm

- Dùng thước kẹp đo đường kính lõi của mẫu thép đem thí nghiệm;

- Dùng thước kẹp đo đường kính của cả lõi và gân của mẫu thép đem thí nghiệm

- Khắc vạch lên mẫu dùng để tính L 1 sau khi kéo đứt;

- Dự đoán lực kéo đứt của mẫu để từ đó định cấp tải trọng thích hợp;

- Chọn ngàm kéo và cấp tải của máy thích hợp với đường kính của mẫu thử;

- Đặt mẫu vào ngàm kéo, kiểm soát kim chỉ lực, bút trên rulô vẽ biểu đồ;

Khi sử dụng máy tăng lực, hãy tăng từ từ và theo dõi đồng hồ lực cũng như biểu đồ Đặc biệt chú ý đến lực chảy P ch, nơi nội lực không tăng nhưng biến dạng lại gia tăng, và lực bền P B, là lực tối đa mà mẫu có thể chịu đựng trước khi bị đứt.

Kết quả thí nghiệm

- Do phòng thí nghiệm không đủ dụng cụ nên không tiến hành kéo đứt mẫu được.

Tính toán kết quả

- Đặc trưng tính bền của thép:

+ Giới hạn chảy: σ ch = P ch

- Đặc trung tính dẻo của thép:

+ Độ dãn dài tương đối: δ(%) = L 1 −L 2

+ F 0 là diện tích mặt cắt ngang ban đầu của mẫu;

+ F 1 là diện tích mặt cắt ngang với mẫu bị cắt đứt;

Nhận xét

- Mẫu thép được cắt bằng hàn nên kích thước không chính xác dẫn đến sai số và khó khăn khi đo chiều dài mẫu

- Dễ bị sai số khi đo đường kính của thép bằng thước

THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA THÉP

Mục đích thí nghiệm

- Xác định mô đun đàn hồi (cường độ biến dạng) của thép khi kéo

- Xác định được thông số để áp dụng vào tính toán để sử dụng thép đúng với yêu cầu sử dụng.

Cơ sở lí thuyết

Trường hợp chịu kéo đúng tâm, trong giai đoạn đàn hồi đều tác dụng lực thử đa số các vật liệu tuân theo định luật Hooke, ta có:

+ 𝐿 𝑜 : là chiều dài khảo sát ban đầu

+ Δ𝑙: là độ dãn dàu tương ứng với khoảng 𝐿 𝑜 của mẫu khi chịu lực P

+ 𝐹 𝑜 : là diện tích mặt cắt ngang của mẫu

Mẫu thí nghiệm cần được kéo đúng tâm, với mặt cắt ngang có thể là hình tròn hoặc hình chữ nhật Chiều dài mẫu nên được điều chỉnh để dễ dàng gắn với tenxo mét, và đầu mẫu phải phù hợp với ngàm kéo nhằm đảm bảo kéo đúng tâm một cách tối ưu.

- Bộ xen tơ mét công nghiệp

- Máy kéo vạn năng 1000kN

- Các dụng cụ liên quan khác

Số liệuYêu cầu: dựng lại biểu đồ quan hệ (P- Δ𝑙) của thép có số hiệu 𝜙10 Từ đó biện luận quá trình làm việc của thép và modun 𝐸 đℎ

Hình 1 2 Biểu đồ quan hệ giữa P và 𝛥𝐿

- Mô đun đàn hồi của thép:

Nhận xét

- Cường độ biến dạng của đất lớn hơn cường độ phá hoại của bê tông

- Modun đàn hồi của thép được đo trong giai đoạn đàn hồi OA

Kết quả tính toán cho thấy mô đun đàn hồi của cốt thép phi 10 rất nhỏ, chỉ bằng một phần so với giá trị tiêu chuẩn 21x10^4 MPa.

XÁC ĐỊNH ĐỘ HAO MÒN LOSANGELES (LA) CỦA ĐÁ DĂM TIÊU CHUẨN

Khái niệm

Độ hao mòn Los Angeles (LA) của đá dăm phản ánh mức độ vỡ hạt do tác động va đập giữa các hòn đá và giữa đá dăm với các hòn bi thép Để xác định độ hao mòn LA, người ta thực hiện thí nghiệm thùng quay Los Angeles.

Độ hao mòn Losangeles được định nghĩa là tỷ lệ giữa khối lượng cốt liệu (đá dăm) mịn bị mài mòn do tác động va đập của các hòn bi thép trong thùng quay Losangeles và tổng khối lượng cốt liệu (đá dăm) sử dụng trong thí nghiệm.

- Mục đích: thi công xây dựng cho nền móng công trình.

Nội dung chủ yếu của phương pháp thí nghiệm

Để xác định độ hao mòn LA của đá dăm, trước tiên cần cân 5000g đá đã được sấy khô và cho vào thùng quay Thùng quay được vận hành với tốc độ khoảng 30÷33 vòng/phút và tổng số vòng quay là 500 vòng Sau khi hoàn tất, lấy mẫu và loại bỏ phần hạt bị vỡ qua sàng 1,7mm, sau đó xác định khối lượng hạt trên sàng và tính phần trăm Độ hao mòn LA càng lớn thì chất lượng cốt liệu (đá dăm) càng kém.

- Thùng quay Losangeles, có đường kính trong là 28 inches (711mm), quay với tốc độ 30÷33 vòng/phút

Khay sàng 1.7mm Cân kỹ thuật

Các dụng cụ thí nghiệm liên quan

Để tiến hành thí nghiệm đá dăm, cần chuẩn bị mẫu theo kích cỡ hạt, phân thành các nhóm tương ứng Sau đó, mẫu đá dăm được sấy khô và cân để đạt được khối lượng như trong bảng 1.1.

Bảng 1 1 Bảng xác định khối lượng các nhóm hạt theo loại đá dăm

Cỡ sàng (mm) Khối lượng các nhóm hạt theo loại đá dăm (g)

Cho mẫu vào thùng quay cùng với các viên bi thép có đường kính khoảng 47mm và khối lượng từ 390 đến 445g Số lượng viên bi được quy định theo bảng 1.2, lưu ý rằng thí nghiệm không sử dụng bi sắt.

Bảng 1 2 Bảng xác định số lượng bi

Loại đá dăm Số viên bi Tổng khối lượng bi (g)

- Lấy mẫu ra cho qua sàng 1.7mm

- Quét sạch bụi trên đá và tiến hành cân lấy kết quả

- Khối lượng đá chuẩn bị thí nghiệm: G1= 5000 g

- Khối lượng đá sau khi thí nghiệm quay Losangeles: G2 = 4929 g

- Độ hao mòn LA tính theo công thức:

+ G1 là khối lượng đá dăm ban đầu (g)

+ G2 là khối lượng đá dăm còn lại trên sàng 1.7mm (g)

Đối với đá dăm có kích thước hạt từ 37.5mm đến 76mm, khối lượng mẫu thử cần sử dụng là 10000±50g và được phân loại thành 2 đến 3 cỡ hạt Trong quá trình thí nghiệm, cần cho vào thùng quay 12 viên bi thép và thực hiện 1000 vòng quay, các bước thí nghiệm sẽ được thực hiện tương tự như vậy.

Sau khi sàng xong, đá cần được rửa và sấy khô để đảm bảo chất lượng Việc quay đá dăm cùng với bi theo tiêu chuẩn là rất quan trọng Thiếu bi sẽ dẫn đến độ hao mòn không chính xác, ảnh hưởng đến hiệu quả thực tế.

BÀI 4 : XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO KHI UỐN VÀ CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO DỌC TRỤC (TCVN 3119-1993)

Mẫu bê tông có kết cấu kiểu đầu chịu tác dụng của mô men uốn sẽ phát sinh lực kéo trong bê tông Cường độ kéo uốn của bê tông là khả năng chống lại lực kéo khi thực hiện thí nghiệm uốn mẫu theo kiểu dầm.

Mẫu thí nghiệm cường độ kéo uốn tiêu chuẩn được chọn có kích thước 15x15x60cm Nếu kích thước mẫu khác với mẫu chuẩn, kết quả cuối cùng cần được hiệu chỉnh để đảm bảo tính chính xác.

- Bộ khuôn đế đúc mẫu

- Các dụng cụ để trộn tạo mẫu ( khay trộn, bay, thanh đầm… )

- Thước thép đo kích thước mẫu

- Uốn mẫu bằng cách tăng tải liên tục lên mẫu với tốc độ không đổi và bằng 0,6±0,4daN /cm trong 1s cho tới khi gãy mẫu

- Cường độ chịu kéo khi uốn của từng viên mẫu đầm bê tông được tính theo công thức:

+ P: tải trọng uốn gãy mẫu ( daN )

+ l: khoảng cách giữa 2 gối tựa ( cm )

+ a: chiều rộng tiết diện ngang của mẫu ( cm )

+ b: chiều cao tiết diện ngang mẫu ( cm )

+ γ: hệ số qui đổi về mẫu chuẩn ( được xác định trong Bảng 4)

Cường độ kéo khi uốn của bê tông được xác định dựa trên giá trị trung bình của ba mẫu, với điều kiện giá trị lớn nhất và nhỏ nhất không chênh lệch quá 15% so với giá trị trung bình Nếu một trong hai giá trị này vượt quá mức chênh lệch 15%, cả hai giá trị lớn nhất và nhỏ nhất sẽ bị loại bỏ Trong trường hợp này, cường độ kéo khi uốn của bê tông sẽ được tính dựa trên giá trị của mẫu còn lại.

- Cường độ chịu kéo dọc trục của bê tông ( R ): được tính theo cường độ kéo khi uống với công thức: R = 0,58Rku

Nhận xét

Các tiêu chuẩn áp dụng xem xét biến dạng của bê tông trong vùng kéo khi tính toán mô men hình thành khe nứt Tuy nhiên, điều này phụ thuộc vào các giả thiết khác nhau về sơ đồ ứng suất và biến dạng của tiết diện dầm.

ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG TRÊN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHOAN LẤY MẪU

Phạm vi thí nghiệm

- Tùy thuộc vào mục tiêu cần đánh giá, mục tiêu thí nghiệm có thể là:

+ Thí nghiệm trên toàn bộ kết cấu, cấu kiện của công trình hoặc chỉ trên một số bộ phận của kết cấu công trình cần thiết

+ Thí nghiệm ở bề mặt kết cấu, cấu kiện hay ở vùng sâu hơn bằng phương pháp thích hợp.

Cường độ kéo khi uốn của bê tông được xác định dựa trên giá trị trung bình của ba viên mẫu, với yêu cầu rằng giá trị lớn nhất và nhỏ nhất không được lệch nhau quá 15% so với giá trị trung bình Nếu một trong hai giá trị này lệch quá 15%, cả hai giá trị lớn nhất và nhỏ nhất sẽ bị loại bỏ Trong trường hợp này, cường độ kéo khi uốn của bê tông sẽ được tính theo giá trị của viên mẫu còn lại.

Các tiêu chuẩn áp dụng xem xét biến dạng của bê tông trong vùng kéo khi tính toán mô men hình thành khe nứt Tuy nhiên, điều này phụ thuộc vào các giả thiết khác nhau về sơ đồ ứng suất – biến dạng của tiết diện dầm.

BÀI 5: ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG TRÊN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHOAN LẤY MẪU

Đánh giá sự phù hợp và nghiệm thu kết cấu của các công trình xây dựng mới là cần thiết để so sánh với thiết kế ban đầu và tiêu chuẩn hiện hành.

Chỉ số cường độ thực tế của các cấu kiện và kết cấu là yếu tố quan trọng để đánh giá mức độ an toàn của công trình khi chịu tác động của tải trọng hiện tại Thông tin này cũng là cơ sở thiết yếu cho việc thiết kế cải tạo và sửa chữa các công trình đang sử dụng.

+ Thí nghiệm ở bề mặt kết cấu, cấu kiện hay ở vùng sâu hơn bằng phương pháp thích hợp

3 Quy trình thí nghiệm xác định cường độ bê tông trên cấu kiện công trình:

 Xác định khối lượng kết cấu, cấu kiện, vùng đơn lẻ:

Khi cần đánh giá chất lượng của một số kết cấu đơn lẻ, việc thí nghiệm riêng từng cấu kiện hoặc vùng cụ thể là cần thiết Điều này giúp đảm bảo tính chính xác trong việc kiểm tra và đánh giá kỹ lưỡng các thành phần của công trình.

- Trường hợp thí nghiệm đánh giá tổng thể một công trình:

Để xác định khối lượng thí nghiệm, cần phân loại các hạng mục kết cấu và các cấu kiện được chế tạo từ cùng loại bê tông, có thời gian và điều kiện thi công tương đồng.

Đối với công trình yêu cầu kiểm tra tổng thể, khối lượng kết cấu và cấu kiện kiểm tra phải đạt hoặc vượt quá khối lượng do cơ quan thiết kế hoặc tiêu chuẩn quy định Trong trường hợp kiểm tra lại hoặc kiểm tra xác suất, khối lượng kiểm tra có thể chiếm từ 5% đến 10% khối lượng cần thí nghiệm theo tiêu chuẩn, tuy nhiên cần đảm bảo ít nhất có một kết quả thí nghiệm cho mỗi loại kết cấu và cấu kiện.

Trong những trường hợp cần thiết, việc kiểm tra các kết cấu và cấu kiện có thể được thực hiện theo yêu cầu của chủ đầu tư hoặc cơ quan có thẩm quyền được chỉ định.

 Lựa chọn vị trí và vùng kiểm tra:

Quan trắc bề mặt kết cấu là bước quan trọng để ghi nhận hiện trạng và xác định vị trí các vết nứt, rỗ, cùng với các khu vực hở cốt thép Việc này giúp phát hiện bất kỳ dấu hiệu nào có thể ảnh hưởng đến việc đánh giá chất lượng bê tông trong tương lai.

Sử dụng thiết bị dò cốt thép và xem xét các bản vẽ thiết kế, hoàn công là cần thiết để xác định các vùng và vị trí phù hợp cho phương pháp khoan lấy mẫu hoặc siêu âm.

Để đảm bảo chất lượng bê tông được xác định một cách đại diện và đặc trưng cho cấu kiện, cần phân bố các vị trí và vùng thử một cách hợp lý, mà không làm thay đổi tính chất làm việc của kết cấu.

 Xác định số lượng mẫu khoan:

Mỗi cấu kiện cần có ít nhất 1 tổ mẫu, tương đương với 3 viên mẫu khoan Trong một số trường hợp đặc biệt, 1 tổ mẫu cũng có thể chỉ bao gồm 2 viên.

 Tính toán xác định cường độ bê tông hiện trường (𝑅 𝑏𝑡 ):

- Xác định cường độ chịu nén của từng mẫu khoan theo công thức:

- Trong đó: P là tải trọng phá hoại (N) và F là diện tích bề mặt chịu lực cảu mẫu khoan (𝑐𝑚 2 )

- Xác định cường độ bê tông hiện trường của từng mẫu khoan (𝑅 ℎ𝑡𝑖 ) theo công thức:

Bảng 1 4 Bảng tra hệ số ảnh hưởng tỷ lệ chiều cao với đường kính mẫu khoan h/d 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0

𝑘: hệ số ảnh hưởng cảu cốt thép trong mẫu khoan

+ Trường hợp không có cốt thép 𝑘 = 1

+ Trường hợp mẫu khoan chỉ chứa 1 thanh thép 𝑘 = 𝑘 1 = 1 + 1,5 × 𝑑 𝑡 ×𝑎

Với: 𝑑 𝑡 : đường kính danh định của thanh thép nằm trong mẫu khoan (mm)

𝑎: khoảng cách từ trục thanh thép đến đầu gần nhất của mẫu khoan, lưu ý là khoan đã được gia công bề mặt (cặt, gọt) (mm)

Khi mẫu khoan chứa từ 2 thanh thép trở lên, cần xác định khoảng cách giữa từng thanh cốt thép với các thanh cốt thép còn lại Nếu khoảng cách này nhỏ hơn đường kính của thanh cốt thép lớn nhất, chỉ cần tính ảnh hưởng của thanh cốt thép có trị số (𝑑 𝑡 × 𝑎) lớn hơn đến cường độ mẫu khoan.

𝑘 được xác định như sau:

- Xác định cường độ bê tông hiện trường theo công thức:

- Trong đó: 𝑅 ℎ𝑡𝑖 là cường độ bê tông hiện trường của mẫu khoan thứ i và n số mẫu khoan trong tổ mẫu

 Xác định cường độ bê tông yêu cầu:

- Khi bê tông được chỉ định bằng cấp bê tông theo cường độ chịu nén, cường độ bê tông yêu cầu (𝑅 𝑦𝑐 ) chính là cấp bê tông B(𝑀𝑃𝑎, 𝑁/𝑚𝑚 2 )

 Đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu công trình:

Cường độ bê tông hiện trường của viên mẫu, ký hiệu là 𝑅 𝑚𝑖𝑛, phải đạt ít nhất 75% cường độ thiết kế 𝑅 𝑦𝑐, trong đó 𝑅 ℎ𝑡 và 𝑅 𝑦𝑐 đã được xác định ở phần trước.

Bảng 1 5 Phụ lục tương quan giá trị cường độ bê tông theo cấp và mác( MPa)

 Yêu cầu: Hãy đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu công trình với số liệu như sau:

STT Kích thước mẫu Thông số cốt thép trong mẫu khoan Phương khoan mẫu

D(mm) h(mm) 𝑑 𝑡1 (mm) 𝑎 1 (mm) 𝑑 𝑡2 (mm) 𝑎 2 (mm)

- Cường độ chịu nén của mẫu số 1:

- Cường độ bê tông mẫu số 1:

𝐷 = 2,3 do phương khoan song song với phương đổ bê tông

210×153,8 = 1,095 do mẫu số 1 có 2 thanh thép

- Diện tích bề mặt chịu lực của mẫu số 2: 𝐹 = 𝜋 × 𝐷 2

- Cường độ bê tông hiện trường của mẫu số 2:

- Diện tích bề mặt chịu lực của mẫu số 3: 𝐹 = 𝜋 × 𝐷 2

- Cường độ bê tông hiện trường của mẫu số 3:

𝑘 = 1 do mẫu số 3 không có cốt thép

- Cường độ bê tông hiện trường:

- Cường độ bê tông yêu cầu: bê tông M250

- Đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu công trình:

XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN MARSHALL CỦA BÊ TÔNG NHỰA

Độ bền Marshall là giá trị nén phá hoại của mẫu thí nghiệm theo phương pháp Marshall, sử dụng mẫu hình trụ có đường kính 101,6mm và chiều cao 63,5mm Độ bền này được tính bằng đơn vị daN.

Độ dẻo của bê tông nhựa được xác định qua kích thước của mẫu bị nén dẹt tại thời điểm phá hoại, theo thí nghiệm độ bền Marshall Đơn vị đo độ dẻo là 1/10mm.

- Máy thí nghiệm Marshall (máy nén, đồng hồ đo lực, đồng hồ lực đo biến dạng)

- Dụng cụ để trộn, đúc tạo mẫu

- Dụng cụ ngâm mẫu để duy trì nhiệt độ

Để chuẩn bị vật liệu, cần nung nóng ở nhiệt độ từ 140 đến 160°C Sau khi nung, cho vật liệu vào khuôn và đầm chặt bằng chày tiêu chuẩn nặng 4,55kg, với chiều cao rơi 46cm, thực hiện 75 lần đầm cho mỗi mặt Cuối cùng, sử dụng bàn ép để nhẹ nhàng đẩy mẫu ra khỏi khuôn và để mẫu ổn định ở nhiệt độ thích hợp.

Thực hiện tác dụng lực nén với tốc độ 50mm/phút, ghi nhận lực tại thời điểm mẫu bị phá hoại cùng với trị số biến dạng tương ứng của mẫu.

Quá trình thí nghiệm cần được thực hiện nhanh chóng, hoàn thành trong vòng 90 giây sau khi lấy mẫu ra khỏi thùng ngâm Giá trị lực phá hoại của mẫu được xác định là độ bền Marshall.

Nếu mẫu thí nghiệm có chiều cao khác 63,5mm, kết quả cuối cùng sẽ được tính bằng cách nhân giá trị thí nghiệm với hệ số hiệu chỉnh được nêu trong bảng 1.6.

- Độ dẻo Marshall được tính bằng đơn vị 1/10mm trị số bị nén dẹt lại

- Ghi chú: Đệ bền và độ dẻo Marshall lấy theo giá trị trung bình 3 mẫu thử

- Dùng thước kẹp và cân điện tử xác định chiều cao, đường kính bà khối lượng của mẫu; từ đó tính được thể tích từng mẫu:

- Trọng lượng riêng từng mẫu được tính bằng công thức:

Chiều cao (cm) Đường kính (cm)

XÁC ĐỊNH ĐỘ CHỐNG THẤM NƯỚC CỦA BÊ TÔNG

Để tiến hành thí nghiệm đá dăm, mẫu được phân loại theo kích cỡ hạt và được sấy khô trước khi cân Các nhóm kích cỡ hạt sẽ được xác định dựa trên khối lượng đã chuẩn bị, như thể hiện trong bảng 1.1.

Bảng 1 1 Bảng xác định khối lượng các nhóm hạt theo loại đá dăm

Cỡ sàng (mm) Khối lượng các nhóm hạt theo loại đá dăm (g)

Cho mẫu vào thùng quay cùng với các viên bi thép có đường kính khoảng 47mm và khối lượng từ 390 đến 445g Số lượng viên bi được quy định theo bảng 1.2, lưu ý rằng thí nghiệm này không sử dụng bi sắt.

Bảng 1 2 Bảng xác định số lượng bi

Loại đá dăm Số viên bi Tổng khối lượng bi (g)

- Lấy mẫu ra cho qua sàng 1.7mm

- Quét sạch bụi trên đá và tiến hành cân lấy kết quả

Kết quả thí nghiệm

- Khối lượng đá chuẩn bị thí nghiệm: G1= 5000 g

- Khối lượng đá sau khi thí nghiệm quay Losangeles: G2 = 4929 g

- Độ hao mòn LA tính theo công thức:

+ G1 là khối lượng đá dăm ban đầu (g)

+ G2 là khối lượng đá dăm còn lại trên sàng 1.7mm (g)

Đối với đá dăm có kích cỡ hạt lớn hơn 37.5mm đến 76mm, khối lượng mẫu thử cần thiết là 10000±50(g), và đá dăm cũng được phân chia thành 2 đến 3 cỡ hạt Trong quá trình thí nghiệm, số viên bi thép sử dụng là 12 viên, và số vòng quay thực hiện là 1000 vòng Các bước thí nghiệm được tiến hành tương tự như các phương pháp trước đó.

Sau khi sàng xong, đá cần được rửa sạch và sấy khô để đảm bảo chất lượng Đá dăm phải được quay cùng với bi theo tiêu chuẩn đã định Việc thiếu bi trong quá trình này dẫn đến độ hao mòn không chính xác so với thực tế.

BÀI 4 : XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO KHI UỐN VÀ CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO DỌC TRỤC (TCVN 3119-1993)

Mẫu bê tông có kết cấu kiểu đầu khi chịu mô men uốn sẽ phát sinh lực kéo bên trong Cường độ kéo uốn của bê tông được xác định là khả năng chống lại lực kéo trong thí nghiệm uốn mẫu theo kiểu dầm.

Mẫu thí nghiệm cường độ kéo uốn chuẩn được sử dụng là dầm có kích thước 15x15x60cm Nếu mẫu thử có kích thước khác so với mẫu chuẩn, kết quả cuối cùng cần được hiệu chỉnh để đảm bảo tính chính xác.

- Bộ khuôn đế đúc mẫu

- Các dụng cụ để trộn tạo mẫu ( khay trộn, bay, thanh đầm… )

- Thước thép đo kích thước mẫu

- Uốn mẫu bằng cách tăng tải liên tục lên mẫu với tốc độ không đổi và bằng 0,6±0,4daN /cm trong 1s cho tới khi gãy mẫu

Cường độ kéo khi uốn của bê tông được xác định dựa trên giá trị trung bình của ba viên mẫu, với điều kiện rằng giá trị lớn nhất và nhỏ nhất không được lệch nhau quá 15% so với giá trị trung bình Nếu một trong hai giá trị này lệch quá 15% so với viên trung bình, cả hai giá trị lớn nhất và nhỏ nhất sẽ bị loại bỏ Trong trường hợp này, cường độ kéo khi uốn của bê tông sẽ được tính theo giá trị của viên trung bình còn lại.

Các tiêu chuẩn hiện hành đều xem xét biến dạng của bê tông trong vùng kéo khi tính toán mô men hình thành khe nứt Tuy nhiên, việc này phụ thuộc vào các giả thiết khác nhau liên quan đến sơ đồ ứng suất – biến dạng của tiết diện dầm.

BÀI 5: ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG TRÊN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHOAN LẤY MẪU

Đánh giá sự phù hợp và nghiệm thu kết cấu hoặc bộ phận kết cấu của các công trình mới xây dựng là cần thiết để đảm bảo chúng đáp ứng thiết kế ban đầu và tiêu chuẩn hiện hành.

Chỉ số cường độ thực tế của cấu kiện và kết cấu là yếu tố quan trọng để đánh giá mức độ an toàn của công trình trước tác động của tải trọng hiện tại Nó cũng đóng vai trò cơ sở cho việc thiết kế cải tạo và sửa chữa các công trình đang sử dụng.

+ Thí nghiệm ở bề mặt kết cấu, cấu kiện hay ở vùng sâu hơn bằng phương pháp thích hợp

3 Quy trình thí nghiệm xác định cường độ bê tông trên cấu kiện công trình:

 Xác định khối lượng kết cấu, cấu kiện, vùng đơn lẻ:

Trong trường hợp thí nghiệm kết cấu, khi có nghi ngờ về chất lượng hoặc cần đánh giá kỹ lưỡng một số cấu kiện đơn lẻ, chỉ cần tiến hành thí nghiệm riêng cho những cấu kiện hoặc vùng cụ thể đó.

- Trường hợp thí nghiệm đánh giá tổng thể một công trình:

Để xác định khối lượng thí nghiệm, cần phân loại các hạng mục kết cấu và các cấu kiện được chế tạo từ cùng một loại bê tông, đồng thời có thời gian và điều kiện thi công giống nhau.

Đối với công trình yêu cầu kiểm tra tổng thể, khối lượng kết cấu và cấu kiện kiểm tra phải đạt hoặc vượt khối lượng quy định bởi cơ quan thiết kế hoặc tiêu chuẩn Trong trường hợp kiểm tra lại hoặc kiểm tra xác suất, khối lượng kiểm tra có thể chiếm từ 5 đến 10% khối lượng cần thí nghiệm theo tiêu chuẩn, nhưng cần đảm bảo có ít nhất 1 kết quả thí nghiệm cho mỗi loại kết cấu và cấu kiện.

Trong những trường hợp cần thiết, việc kiểm tra một số kết cấu và cấu kiện sẽ được thực hiện theo yêu cầu của chủ đầu tư hoặc cơ quan có thẩm quyền.

 Lựa chọn vị trí và vùng kiểm tra:

Quan trắc bề mặt kết cấu là quá trình quan trọng để ghi nhận hiện trạng và xác định vị trí các vết nứt, rỗ, cũng như các khu vực hở cốt thép Việc này giúp phát hiện bất kỳ dấu hiệu nào có thể liên quan đến việc đánh giá chất lượng bê tông trong tương lai.

Để xác định vị trí phù hợp cho phương pháp khoan lấy mẫu hoặc siêu âm, cần sử dụng thiết bị dò cốt thép kết hợp với việc xem xét các bản vẽ thiết kế và hoàn công.

Để đảm bảo chất lượng bê tông được xác định một cách đại diện và đặc trưng cho cấu kiện, cần phân bố các vị trí và vùng thử một cách hợp lý, đồng thời không làm thay đổi tính chất làm việc của kết cấu.

 Xác định số lượng mẫu khoan:

XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG HIỆN TRƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM KẾT HỢP SÚNG BẬT NẨY

Phương pháp đo

 i: Khoảng cách truyền xung siêu âm hay là khoảng cách giữa 2 đầu thu và phát của máy (mm)

 t: Thời gian truyền xung siêu âm (s)

- Dùng súng bắn bê tông để xác định số vạch của bề mặt bề tông

- Sau khi có được hai số liệu này ta sử dụng bảng 7 của TCVN 171:1989 để tra cường độ bê tông tiêu chuẩn

- Bề mặt bê tông cần phải nhẵn, không ướt, phẳng, không có khuyết tật

- Vùng kiểm tra phải có diện tích không nhỏ hơn 400 𝑐𝑚 2

Xử lý kết quả đo

- Cường độ của cấu kiện bê tông:

K: là số vùng kiểm tra trên cấu kiện, kết cấu

Ri: là cường độ nén của vùng kiểm tra thứ i, Ri được xác định theo công thức:

+ R0 là cường độ của vùng kiểm tra thứ I được xác định theo bảng tra (bảng 10 – TCVN

171:1989) tương ứng với vận tốc siêu âm ( v i ) và trị số bật nẩy ( n i ) đo được trong vùng đó

C0 là hệ số ảnh hưởng dùng để đánh giá sự khác biệt giữa thành phần bê tông tại khu vực thử nghiệm và bê tông tiêu chuẩn Hệ số này được xác định thông qua một công thức cụ thể.

+ C1 là hệ số ảnh hưởng của mác xi măng sử dụng để chế tạo cấu kiện, kết cấu xây dựng, được xác định dựa vào bảng 1.7

Bảng 1 7 Bảng xác định hệ số ảnh hưởng của mác xi măng 𝐶 1

C2 là hệ số ảnh hưởng của hàm lượng xi măng sử dụng cho 1m 3 bê tông, được xác định dựa vào bảng 1.8

Bảng 1 8 Bảng xác định hệ số ảnh hưởng của hàm lượng xi măng 𝐶 2

Hàm lượng xi măng (kg/m 3 ) C2

C3 là hệ số ảnh hưởng của loại cốt liệu lớn sử dụng để chế tạo cấu kiện, kết cấu xây dựng, được xác định dựa vào bảng 1.9

Bảng 1 9 Bảng xác định hệ số ảnh hưởng của loại cốt liệu lớn 𝐶 3

Loại cốt liệu lớn C3 v >4400 (m/s) v > 4400 (m/s) Đá dăm 1,00 1,00

Bảng 1 10 Bảng xác định hệ số ảnh hưởng của đường kính lớn nhất của cố liệu 𝐶 4 Đường kính cốt liệu lớn nhất (mm) C4

Khi không xác định được các hệ số ảnh hưởng, hệ số ảnh hưởng chung C0 sẽ được mặc định là 1, dẫn đến kết quả thí nghiệm chỉ có giá trị định tính.

- Trong trường hợp có đầy đủ mẫu lưu, để nâng cao độ chính xác của phương pháp, cần kiểm tra hệ số ảnh hưởng chung C0 theo trình tự sau:

+ Xác định hệ số ảnh hưởng chung theo công thức (3)

+ Tiến hành đo siêu âm và súng bật nẩy trên mẫu lưu để xác định cường độ chịu nén trung bình ( R 0 ) của mẫu lưu theo bảng tra (bảng 10 – TCVN 171:1989)

+ Thí nghiệm nén phá hoại các mẫu lưu trên máy nén để xác định cường độ nén trung bình ( R n ) của các mẫu lưu

+ Tính hệ số ảnh hưởng thực nghiệm Ct theo công thức:

+ So sánh Ct và C0 để chọn hệ số ảnh hưởng chung:

Khi C t < 0,1, hệ số ảnh hưởng chung sẽ được xác định bằng C0, Ct hoặc giá trị trung bình của C0 và Ct.

Khi hệ số 𝐶 𝑡 lớn hơn 0,3, cần xem xét lại toàn bộ quy trình thí nghiệm và các yếu tố ảnh hưởng Nếu kết quả mẫu không thay đổi, nên loại bỏ hệ số 𝐶 𝑜 do dữ liệu đầu vào có vấn đề và sử dụng hệ số ảnh hưởng chung là 𝐶 𝑡.

- Xác định cường độ nén của 1 cấu kiện Bê tông bằng phương pháp không phá hoại

- Thành phần đặc trưng gồm:

 Xi măng PC30, hàm lượng: 320 kg/𝑚 3

 Đá dăm có Dmax = 40mm

- Kết quả đo từng cấu kiện:

Vận tốc siêu âm trung bình (m/𝑠 2 )

Trị số bật nảy trung bình (vạch)

Cường độ vùng kiểm tra 𝑅 𝑜 (daN/𝑐𝑚 2 )

Trị số bật nảy (vạch)

Trị số bật nảy trung bình Cường độ tra

 Hàm lượng xi măng: 320 kg/𝑚 3  𝐶 2 = 0.96

 Đá dăm có Dmax = 40mm  𝐶 4 =1

- Hệ số ảnh hưởng thực nghiệm:

- Cường độ chịu nén của vùng kiểm tra thứ i

- Cường độ của cấu kiện:

Tiêu đề	Báo Cáo Cuối Kì Môn Thí Nghiệm Cơ Học- Kiểm Định Công Trình
Tác giả	Đoàn Thị Hải Châu, Trần Quốc Tấn, Nguyễn Minh Thiện, Nguyễn Ngọc Thanh Tú, Trần Minh Tú, Nguyễn Trần Phi Long
Người hướng dẫn	TS. Lê Tân
Trường học	Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Xây Dựng
Thể loại	báo cáo
Năm xuất bản	2019
Thành phố	TP.HCM

Định dạng
Số trang	57
Dung lượng	2,46 MB