Báo Cáo Thí Nghiệm Vật Liệu Xây Dựng - Tài Liệu Text - 123doc

Tải bản đầy đủ (.docx) (23 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Kỹ Thuật - Công Nghệ
>>
3. Kiến trúc - Xây dựng

Báo cáo thí nghiệm vật liệu xây dựng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.75 MB, 23 trang )

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUTHÍ NGHIỆM KÉO THÉPBài 1:1.1 Mục đích thí nghiệm: Tìm hiểu quan hệ giữ lực (tải trọng) và biến dạng kéo mẫu thép; Xác định một số đặc trưng cơ học của thép:Giới hạn chảy (σc);Giới hạn bền ( σb);Độ giãn dài tương đối (δ);Độ co thắt tỷ đối (ψ).1.2 Cơ sở lý thuyết:Đồ thị biểu diễn quan hệ giữ lực kéo (P) và biến dạng dài (∆L) của mẫu thí nghiệm kéo thépthường có dạng như sau:Hình 1.1: Quan hệ (P-∆L) & (σ-ԑ) khi kéo thép Một số đặc trưng cơ học của thép: Giới hạn tỷ lệ:Giới hạn chảy:Giới hạn bền:σtl =σc =σb = Đọ giãn dài tương đối:MSSV:δ=ψ=Đọ co thắt tỷ đối:Trong đó: F0 : diện tích mặt cắt ngang của mẫu lúc đầu;F1 : diện thích mặt cắt ngang của mẫu thử tại vị trí bị đứt;L0 : chiều dài tính toán ban đầu của mẫu thử;L1 : chiều dài tính toán sau khi bị đứt của mẫu thử.Trang 1BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU1.3 Mẫu thí nghiệm: Theo TCVN 197-1985 : mẫu có mặt cắt ngang hình tròn hoặc hình chữ nhật – tùy theo quycách của vật liệu cần thử (hình 1.2);Hình 1.2: mẫu thí nghiệm kéo thépHình 1.3: Khắc vạch trên mẫu thửMẫu tiết diện tròn:L0 = 5d0 hay 10.d0 (tùy mẫu ngắn hay dài)L = L 0 + (0,5.d0 ÷ 2,0.d0)1.4 Thiết bị thí nghiệm:Máy kéo nén đa năng (Capacity = 1000 kN);Thước thẳng bằng hợp kim có độ chính xác 1 mm;Thước kẹp thẳng bằng hợp kim có độ chính xác 0,02 mm;Dụng cụ kẻ vạch trên mẫu thử (giũa “ba lá”);1.5 Chuẩn bị thí nghiệm:MSSV:Kiểm tra dụng cụ đo;Đo d0 (mẫu tròn) → tính L0 =10.d0;Khắc vạch lên mẫu (khoảng cách = 10 mm) → xem hình 1.3;Điều chỉnh đồng hồ trên hệ thống máy tính về “0”;Chọn đối trọng và ngàm kéo phù hợp với kích thước mẫu thử;Trang 2BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUKẹp mẫu vào ngàm kéo1.6 Tiến hành thí nghiệm:Mở valve gia tải: cho máy tang lực kéo từ từ;Theo dõi đồng hồ trên màn hình máy tính: đọc các giá trị P c & Pb (hoặc đọc trên biểu đồ);Khi mẫu bị đứt: xả áp lực và lấy mẫu thử ra.1.7 Tính toán kết quả thí nghiệm:a) Xác định “chiều dài tính toán” của mẫu thử sau khi bị đứt:Gọi: O là vị trí chỗ đứt; A là vạch biên trên đoạn ngắn;Gọi: x là khoảng cách từ A đến O;Gọi: N: là số khoảng chia trên mẫu;Gọi: B là điểm nằm trên vạch nào đó của đoạn dài sao cho “khoảng cách từ B đến Obằng hoặc nhỏ hơn 1 vạch so với khoảng cách từ A đến O”Gọi: n là số khoảng chia trên ABKết quả đo được ghi trong bảng sau:MẫuThépL0 (mm)100X (mm)25,8N10n3-và (N – n) = 7 : lẻ nên gọi C là điểm cách điểm B (N – n – 1)/2 khoảng chia;-D là điểm nằm trên vạch cách điểm C 01 khoảng chia;-Khoảng cách từ A đến B (LAB) = 37 mm; LBC = 30 mm; LBD = 41 mmL1 = LAB + LBC + LBD = 37 + 30 + 41 = 108 mmMSSV:Trang 3BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUHình 1.6 – Tính L1Kết quả thí nghiệm:MẫuThépL0 (mm)100d0 (mm)10Ptl (kN)10,88Pch (kN)22,55Pb (kN)68,08L1 (mm)108d1 (mm)5,5b) Tính độ giãn dài tương đối (δ):Vẽ lại hình dạng mẫu thử sau khi bị đứt (đã chắp lại thật khít);Tính độ giãn dài tương đối::δ = ×100% = 8 %c) Tính độ co thắt tỷ đối (ψ):Đo đường kính d1 tại chỗ đứt → diện tích co thắt:tính độ co thắt tỷ đối:F1 = .d12 = 23,76(mm2)ψ = = 69,75 %d) Tính giới hạn chảy (σc) và giới han bền (σb):Diện tích mặt cắt ngang lúc đầu của mẫu thử:Tính giới hạn chảy:σc = = 287,11(MPa)Tính giới hạn bền:σb = = 866,82(MPa)e) Biểu đồ quan hệ (P-∆L):MSSV:F0 = .d02 = 78,54Trang 4(mm2)BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU1.8 Nhận xét, giải thích kết quả thí nghiệm:Nhận xét dạng biểu đồ P-∆L:Giai đoạn tỉ lệ (0-Ptl): Quan hệ giữa P và là tuyến tính.Giai đoạn tỉ lệ (Ptl-Pch) : Lực Kéo P và không còn là tuyến tính nữa. Lúc này P tăng chậm những Thépbiến dạng nhanh, tức là biến dạng nhanh.Giai đoạn bền (Pch-Pb): Lúc này lực kéo tiếp tục tăng đến khi mẫu Thép thắt lại và bị đức.Một số tính chất cơ học của vật liệu thép: Thép có độ cứng cao, độ dẻo thấp. Thích hợpdung cho các công trình xây dựng thủy, nhà cao tầng chịu lực lớn.1.9 Thí nghiệm kéo mẫu thép cốt bê tông (thép gân):MSSV:Trình tự thí nghiệm:Xác định đường kính danh nghĩa (ф) của mẫu thép;Dùng thước thẳng đo chiều dài (l) mẫu thép;Dung cân điện tử xác định khối lượng (m) mẫu thép;Khắc vạch trên mẫu: mỗi vạch cách nhau 2,0ф; chiều dài tính toán: L 0 = 10.ф;Gắn mẫu vào ngàm kéo và thực hiện các bước tiếp theo (giống như trong trườnghợp kéo mẫu thép tròn trơn).Tính toán kết quả thí nghiệm:Diện tích tiết diện ngang danh nghĩa:Fdn = .ф2Diện tích tiết diện ngang thực tế:Ft =Trang 5(mm2)(mm2)BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUTrong đó:�t = 7,85 ;Ứng suất danh nghĩa:σcdn = ;σbdn =Ứng suất thực tế:σct = ;σbt = Kết quả tính toán:MSSV:Ф (mm)L (mm)m (g)L0Fdn (mm2)10270,2166,4410078,54PcPb(kN)(kN)σcdnσctσbdnσbtt25,151,39319,58319,87654,32654,9σc (MPa)Ftt(mm2)78,47L1(mm)137σb (MPa)Trang 6BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUPHỤ LỤC: Các hình trong quá trình thí nghiệma) Mẫu thép và dụng cụ đoMSSV:Trang 7BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUb)Mẫu thép gân sau khi bị đứtc) Máy kéo nén đa năngMẫu thép tròn trơn sau thí nghiệmMSSV:Trang 8d)BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUe) Tiến hành thí nghiệmf) Mẫu thép gân khi vừa bị đứt trên máyg) biểu đồ kéo thép tròn trơnMSSV:Trang 9BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUh) Biểu đồ kéo thép gâni) Tiến hành đo các giá trị tính toán của mẫu ban đầu của mẫuMSSV:Trang 10BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUBài 2:THÍ NGHIỆM KÉO GANG2.1 Mục đích thí nghiệm:Tìm hiểu quan hệ giữa lực (tải trọng) và biến dạng khi kéo mẫu gang;Xác định giới hạn bền khi chiệu kéo (σ bk) của gang;2.2 Cơ sở lý thuyết:Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa lực kéo (P) và biến dang dài (∆L) của mẫu thí nghiệm kéo gangcó dạng như sau:Hình 2.1 Quan hệ P-∆L khi kéo gangGiới hạn bền kéo:σbk = ;2.3 Mẫu thí nghiệm:Theo TCVN 197-1985: (tương tự như mẫu thép)2.4 Thiết bị thí nghiệm:Máy kéo nén đa năng (Capacity = 1000kN);Thước kẹp có độ chính xác 0,02 mm;Giấy vẽ biểu đồ (có chia sẵn lưới).2.5 Chuẩn bị thí nghiệm:MSSV:Dung dụng cụ chà thật sạch bụi than ở 2 đầu mẫu thử;Đo d0 (mẫu tròn);Chọn đối trọng thích hợp;Điều chỉnh kim chỉ lực về vị trí “O” trên đồng hồ;Chọn ngàm kéo thích hợp với kích thước đầu ngàm của mẫu:Kẹp mẫu vào ngàm kéo;Gắn giấy vẽ vào ru-lô, kiểm tra kim chỉ lực và bút vẽ trên ru-lô.Trang 11BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU2.6 Tiến hành thí nghiệm:Mở valve gai tải: cho máy tăng lực kéo từ từ;Theo dõi đồng hồ: đọc giá trị (hoặc đọc trên biểu đồ);Khi mẫu bị đứt: xả áp lực và lấy mẫu thử ra.2.7 Tính toán kết quả thí nghiệm:Kết quả thí đo:do (mm)10F0 (mm2)100k Tính giới hạn bền kéo:σb = = Không có giới hạn chảy.2.8 Nhận xét, giải thích kết quả thí nghiệm: Nhận xét biểu đồ P-∆L:Pbk (k.N)12.15= 121.5 MPaGiai đoạn từ (0-Pb): P và tuyến tính.Giai đoạn bền: P tăng nhanh đến giá trị cực đại và bị đức. Trong khi biến dạng dài rất ítMột số tính chất cơ học của gang: gang giòn, không có giới hạn dẽo, dễ bị bể, gãy. Độ bềnthấp.Bài 3:THÍ NGHIỆM NÉN THÉP3.1 Mục đích thí nghiệm:MSSV:Trang 12BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUQuan sát biến dạng của mẫu thép khi chịu nén;Xác định giới hạn chảy (σc) của thép khi chịu nén (rất khó xác định).3.2 Cơ sở lý thuyết:Đồ thị biễu diễn quan hệ giữa lực nén (P) và biến dạng dài (∆L) của mẫu thí nghiệm nén thépcó dạng như sau:Hình 3.1-a: Quan hệ P-∆L khi nén thép;Hình 3.1-b: Mẫu thí nghiệm;σ cn = ;Giới hạn chảy của thép khi chịu nén:3.3 Mẫu thí nghiệm:Mẫu có dạng trụ tròn (hình 3.1-b) hoặc lăng trụ đa giác, với kích thước: D0 : đường kính ban đầu của mẫu; H0 : chiều cao ban đầu của mẫu;Trong đó: l ≤ ≤ 33.4 Thiết bị thí nghiệm: Máy kéo nén đa năng (Capacity = 1000kN); Thước kẹp có độ chính xác 0,02 mm; Giấy vẽ biểu đồ (có chia lưới sẵn).3.5 Chuẩn bị thí nghiệm:MSSV:Trang 13BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU Đo d0 & h0; Gắn và điều chỉnh bàn nén; Đặt mẫu vào bàn nén; điều chỉnh cho mẫu đứng thẳng và đúng tâm; Chọn đối trọng thích hợp; Điều chỉnh kim chỉ lực về vị trí “O” trên đồng hồ; Gắn giấy vẽ vào ru-lô; Kiểm tra kim chỉ lực và bút vẽ của ru-lô.3.6 Tiến hành thí nghiệm: Mở valve gia tải: cho máy tăng lực nén từ từ; Quan sát biến dạng của mẫu thép, khi mẫu bị co ngắn khoảng 50% thì xả áp lực và lấymẫu thử ra.3.7 Kết quả thí nghiệm:Hình dạng mẫu thử sau quá trình chịu lực:Kết quả thí nghiệm:h0 (mm)do (mm)35202F0 (mm )314.16Pcn (kN)σc (MPa)135.65431.83.8 Nhận xét, giải thích kết quả thí nghiệm: Đánh giá tính chất cơ học của vật liệu thép khi chịu nén:- Mẫu vật liệu dẻo (thép): Ta có giới hạn chảy σcn = = 431.8 (MPa) dựa vào bảntiêu chuẩn của vật liệu, mẫu thép này thuộc loại thép khá tốt. Trong quá trình nén thì việcxác định Pc là rất khó khăn.So sánh với tính chất của nó khi chịu kéo: Dựa vào kết quả thí nghiệm kéo và nén thép, tanhận thấy thép là vật liệu chiệu kéo nén rất tốt nhờ tính dẻo. Khi bị nén, thép không bịphá huỷ đứt như khi bị kéo. Khả năng chịu nén cao của thép phụ thuộc nhiều vào hàmlượng cacbon trong thép.Bài 4:THÍ NGHIỆM NÉN GANG4.1 Mục đích thí nghiệm:MSSV:Trang 14BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUTìm hiểu quan hệ giữa lực và biến dạng khi nén gang;Xác định giới hạn bền khi chịu nén (σ bn) của gang.4.2 Cơ sở lý thuyết:Đồ thị biễu diễnHình 4.1-a: Quan hệ P-∆L khi nén gangGiới hạn bền khi chịu nén:hinh 4.1-b: mẫu thí nghiệmσ bn =4.3 Mẫu thí nghiệm:Giống như bài nén thép (hình 4.1-b)4.4 Thiết bị thí nghiệm:Giống như bài nén thép.4.5 Chuẩn bị thí nghiệm:Tương tự như bài nén thép.4.6 Tiến hành thí nghiệm:Mở valve gia tải: cho máy tăng lực nén từ từ;Theo dõi đồng hồ: đọc giá trị Pbn (hoặc đọc trên biểu đồ);Khi mẫu bị phá hỏng thì dừng lại: xả áp lực và lấy mẫu ra.4.7 Tính toán kết quả thí nghiệm:Kết quả thí nghiệm:h0 (mm)35MSSV:d0 (mm)20F0 (mm2)314.16Hình dạng mẫu thử sau thí nghiệm:Trang 15Pbn (k.N)232.42σb (MPa)739.8BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU450 ;Nhận xét: Mẫu bị bể xiênGiải thích:Khi ta nén vật liệu thì vật liệu chỉ chịu ứng suất tiếp do đóTa có thể nói phân tố tách ra ở trạng thái trượt thuần túy-Ứng suất tiếp trên các mặt trượt l ứng suất tiếp cực trị,mặt chính tạo với mặt trượt thuần túymột góc 45 độNguyên nhân:LÝ LUẬN 1:nói được ứng suất tiếp cực trịta nhớ lại cách tìm :Tìm ứng suất tiếp cực trị và mặt nghiêng trên đó có ứng suất tiếp cực trị bằng cach ta có:cho12= 02+450Mặt có ứng suất tiếp cực trị hợp với những mặt chính mộtgóc 45.11= 01+450maxLÝ LUẬN 2 nói được/ TTƯS trượt thuần túy(1)Ở đây, ; Thay vào (1) hayHai phương chính được xác định theo):Trạng thái trượt thuần tyDo đó: Mặt có ứng suất tiếp cực trị (trạng thái trượt thuần túy) hợp với những mặt chính một góc45.4.8 Nhận xét, giải thích kết quả thí nghiệm:Trình bày cơ tính của vật liệu gang:- Gang có cơ tính kém- Độ bền thấp, giới hạn bền kém< 350-400 MPa (thường nằm trong khoảng 150-350MPa) chỉbằng nữa của thép thông dụng (1/3-1/5 thép hợp kim)- Độ dẻo thấp, được xem là vật liệu giòn.MSSV:Trang 16BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUSo sánh tính chất của gang và thép:Giống nhauKhác nhauGangThépTrong thành phần của gang có nhiểucacbon hơn thép.Gang rất cứng,dònkhông thể nén hay kéo thành sợi.Gang và thép đều là hợp kim củasắt và cacbon.Trong thành phần của thép có ít cacbonhơn gang và còn có một số thành phầnkhác.Thép có tính cứng, bền, dẻo và khảnăng chống gỉ (phụ thuộc vào thanhphần)Bài 5: THÍ NGHIỆM UỐN THÉP XÂY DỰNG5.15.2Mục đích thí nghiệm:Kiểm tra, đánh giá cơ tính của vật liệu;So sánh với tiêu chuẩn của sản phẩm đã công bố.Bản chất phương pháp: Mẫu thử (có tiết diện vuông, chữ nhật, tròn) được đem biến dạng dẻo xuong quanh gối uốn(búa uốn) đến khi đạt góc uốn định trước hoặc đến khi xuất hiện vết nứt (hình 5.1).Hình 5.1: Sơ đồ thí nghiệm uốn5.3Mẫu thí nghiệm:MSSV:Trang 17BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆUTheo TCVN 198-1985:Chiều rộng mẫu thử (vuông, chữ nhật hay đa giác): Nếu vật liệu có chiều rộng ban đầu b0 20 mmlấy b = b0; Nếu vật liệu có b0 > 20 mmgia công để có b = (20 50) mm, sao cho b = 2.a Nếu vật liệu có a0 3 mmlấy a = a0; b 20 mm ( 5 mm). Chiều dày mẫu thử (vuông, chữ nhật hay đa giác); Khi a0 25 mmlấy a = a0; Khi a0 >25 mmgia công để có a = 25mm;(Khi uốn: để mặt không bị gia công về phía chịu kéo). Đường kính mẫu thử (tròn): Nếu d0 50 mm: lấy d =d0; Nếu d > 50 mmgia công để cho d = (20 50) mm; Chiều dài mẫu thử: Phụ thuộc bề dày (hoặc đường kính) mẫu thử và cách tiến hành thử.5.45.55.65.7Thiết bị thí nghiệm:Máy kéo đa năng (Capacity = 1000kN);Thước kẹp có độ chính xác 0,02 mm;Thước thẳng kim loại, thước đo góc;Các dụng cụ cần thiết.Tiến hành thí nghiệm: (mẫu thép cốt bê-tông)Chọn búa uốn (D) thích hợp với kích thước mẫu: D=(2,5 3,0).ϕ;Gắn búa uốn vào máy;Điều chỉnh khoảng cách 2 gối đỡ;Mở máy, điều chỉnh cho búa uốn chạm vào mẫu thử;Gia tải từ từ để uốn mẫu đến góc 90lấy mẫu ra, xem xét có vết nứt hay không;Nếu mẫu thử chưa nứtđặt mẫu vào và uốn tiếp cho đến khi xuất hiện vết nứt hoặc đến180.Kết quả thí nghiệm:Trạng thái mẫu khi = 90 : không thấy xuất hiện vết nứt.Góc uốn lớn nhất: α