Đề tài Nghiên cứu sự suy giảm vận tốc siêu âm truyền qua môi trường BTXM,thiết lập mối tương quan thực nghiệm về cường độ BTXM xác định bằng phương pháp phá hoại mẫu và cường độ BTXM xác định bằng phương pháp không phá hoại (Phần 1)

Nội dung text: Đề tài Nghiên cứu sự suy giảm vận tốc siêu âm truyền qua môi trường BTXM,thiết lập mối tương quan thực nghiệm về cường độ BTXM xác định bằng phương pháp phá hoại mẫu và cường độ BTXM xác định bằng phương pháp không phá hoại (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU SỰ SUY GIẢM VẬN TỐC SIÊU ÂM TRUYỀN QUA MÔI TRƯỜNG BTXM,THIẾT LẬP MỐI TƯƠNG QUAN THỰC NGHIỆM VỀ CƯỜNG ĐỘ BTXM XÁC ĐỊNH BẰNG PHƯƠNG PHÁPS K C 0 0 0 2 PHÁ8 1 HOẠI MẪU VÀ CƯỜNG ĐỘ BTXM XÁC ĐỊNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHÔNG PHÁ HOẠI MÃ SỐ: T2011 - 72 S K C 0 0 3 3 1 6 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2011
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH o0o BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU SỰ SUY GIẢM VẬN TỐC SIÊU ÂM TRUYỀN QUA MÔI TRƯỜNG BTXM,THIẾT LẬP MỐI TƯƠNG QUAN THỰC NGHIỆM VỀ CƯỜNG ĐỘ BTXM XÁC ĐỊNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÁ HOẠI MẪU VÀ CƯỜNG ĐỘ BTXM XÁC ĐỊNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHÔNG PHÁ HOẠI Mã số: T2011 – 72 Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN THỊ THÚY HẰNG TP. HỒ CHÍ MINH - 2011
3. Trang 1  CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ CỦA CẤU KIỆN BÊTÔNG XIMĂNG 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, công nghệ kiểm tra không phá huỷ là một công nghệ thiết yếu và không thể thiếu của các ngành công nghiệp. Kiểm tra không phá hủy bao gồm các phƣơng pháp dùng để phát hiện các hƣ hại, khuyết tật, kiểm tra đánh giá tính toàn vẹn của vật liệu, kết cấu, chi tiết hoặc để xác định các đặc trƣng của đối tƣợng mà không làm ảnh hƣởng đến khả năng sử dụng của đối tƣợng kiểm tra. Kiểm tra không phá hủy đƣợc sử dụng để kiểm tra vật liệu đầu vào, các bán sản phẩm, sản phẩm đầu cuối, kiểm tra và phân loại các sản phẩm gia công chế tạo và kiểm tra, đánh giá định kỳ các kết cấu, hệ thống, tiểu hệ thống trong quá trình sử dụng Trong tất cả các ứng dụng của kiểm tra siêu âm trong công nghiệp thì kỹ thuật kiểm tra khuyết tật là lâu đời và thông dụng nhất. Từ những năm 1940, các định luật vật lý về sự truyền sóng âm thanh trong vật liệu rắn đã đƣợc sử dụng để phát hiện các khuyết tật nằm ẩn bên trong nhƣ các vết nứt, lỗ rỗng, rỗ khí, và các bất liên tục nằm trong kim loại, chất dẻo, và gốm sứ. Sóng siêu âm phản xạ từ khuyết tật theo hƣớng có thể dự đoán đƣợc, tạo ra các xung phân biệt đƣợc hiển thị và ghi lại trên các thiết bị siêu âm xách tay. Kiểm tra bằng siêu âm là kiểm tra không phá huỷ rất an toàn, và là phƣơng pháp kiểm tra hữu hiệu đƣợc thiết lập trong các ngành công. Các đặc tính của bê tông nhƣ độ đàn hồi, cƣờng độ, độ chắc đặc, các khuyết tật (vết nứt bề mặt, các lỗ rỗng) hoặc sự phá hủy bề mặt (do hỏa hoạn hoặc do tiếp xúc với môi trƣờng xâm thực ) có ảnh hƣởng đến vận tốc xung siêu âm truyền trong bê tông và thông qua sự biến đổi vận tốc xung siêu âm có thể phán đoán về các đặc tính đó.
4. Trang 2  Khi kiểm tra chất lƣợng bê tông trên kết cấu ở hiện trƣờng, phƣơng pháp này có ƣu điểm hơn các phƣơng pháp thí nghiệm cơ học trên các mẫu lập phƣơng, mẫu trụ, vì nó quan hệ trực tiếp với bê tông trên kết cấu. Để thực hiện đƣợc việc đo vận tốc xung, có 3 cách đặt đầu dò sau đây: Hai đầu dò đặt trên 2 mặt đối diện (truyền trực tiếp) Hai đầu dò đặt trên 2 bề mặt vuông góc (truyền bán trực tiếp) Hai đầu dò đặt trên cùng một bề mặt (truyền gián tiếp hoặc truyền bề mặt) 1.2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong thực tế vận tốc xung siêu âm xác định bằng phép đo trực tiếp và phép đo không trực tiếp trên một vùng kiểm tra là khác nhau truy nhiên trong TCXD 225 : 1998 ”Bê tông nặng - Đánh giá chất lƣợng bê tông – Phƣơng pháp xác định vận tốc xung siêu âm” chƣa có hƣớng dẫn cụ thể về mối quan hệ giữa chúng. Trong các tiêu chuẩn Ngành, tiêu chuẩn Việt Nam cũng chƣa có các hƣớng dẫn cụ thể về mối quan hệ giữa hai phƣơng pháp phá hoại mẫu và không phá hoại mẫu Những tồn tại trên làm cho ngƣời làm công tác thí nghiệm, kiểm định gặp nhiều khó khăn trong công tác đánh giá chất lƣợng của cấu kiện bê tông
5. Trang 3  1.3. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Trƣớc những vấn đề đã trình bày ở trên thì mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung giải quyết những vấn đề nhƣ sau: Khái quái về các phƣơng pháp thí nghiệm xác định cƣờng độ bê tông Thiết lập mối quan hệ giữa vận tốc xung siêu âm xác định bằng phép đo trực tiếp và phép đo gián tiếp Thiết lập mối quan hệ giữa cƣờng độ bêtông xác định bằng phƣơng pháp phá hoại mẫu và cƣờng độ bê tông xác định bằng phƣơng pháp không phá hoại mẫu 1.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:  Phương pháp lý thuyết: Tổng hợp các phƣơng pháp thí nghiệm cƣờng độ bêtông ximăng  Phương pháp thực nghiệm: Chuẩn bị mẫu, thí nghiệm, thu thập số liệu  Phân tích: Phân tích các số liệu thí nghiệm từ đó đánh giá, đƣa ra kết luận.
6. Trang 4  CHƢƠNG 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ NÉN CỦA CẤU KIỆN BÊTÔNG XIMĂNG 2.1. PHƢƠNG PHÁP PHÁ HỦY MẪU Cƣờng độ chị nén theo phƣơng pháp phá hủy mẫu đƣợc xác định trên mẫu bê tông tiêu chuẩn, đƣợc bão dƣỡng 28 ngày trong điều kiện tiêu chuẩn 2.1.1. Chuẩn bị mẫu: Chuẩn bị mẫu thử nén theo nhóm mẫu. Mẫu nhóm mẫu gồm 3 viên. Khi sử dụng bê tông khoan cắt từ kết cấu, nếu không có đủ 3 viên thì đƣợc phép lấy 2 viên làm một nhóm mẫu thử. Việc lấy hôn hợp bê tông, đúc bảo dƣỡng, khoan cắt mẫu bê tông và chọn kích thƣớc viên mẫu thử nén phải đƣợc tiến hành theo TCVN 3105: 1993. Viên chuẩn để xác định cƣờng độ nén cửa bê tông là viên mẫu lập phƣơng kích thƣớc 150 x 150 x 150mm. Các viên mẫu lập phƣơng kích thƣớc khác viên chuẩn và các viên mẫu trụ sau khi thử nén phải đƣợc tính đổi kết quả thử về cƣờng độ viên chuẩn. 2.1.2. Xác định tải trọng phá hoại mẫu Chọn thang lực thích hợp của máy để khi nén tải trọng phá hoại nằm trong khoảng 20 - 80% tải trọng cực đại của thang lực nén đã chọn. Không đƣợc nén mẫu ngoài thang lực trên. Đặt mẫu vào máy nén sao cho một mặt chịu nén đã chọn nằm đúng tâm thớt dƣới của máy. Vận hành máy cho mặt trên của mẫu nhẹ nhàng tiếp cận với thớt trên của máy. Tiếp đó tăng tải liên tực với vận tốc không đổi và bằng 6 ± 4 daN/cm2 trong một giây cho tới khi mẫu bị phá hoại. Dùng tốc độ gia tải nhỏ đối với các mẫu bê tông có cƣờng độ thấp, tốc độ gia tải lớn đối với các mẫu bê tông cƣờng độ cao. Lực tối đa đạt đƣợc là giá trị tải trọng phá hoại mẫu.
7. Trang 5  2.1.3. Tính toán kết quả: Cƣờng độ nén từng viên mẫu bê tông (R) đƣợc tính bằng daN/cm2 theo công thức sau: Pn R n . Fn Trong đó: P - Tải trọng phá hoại, tính bằng daN; . F - Diện tích chịu lực nén của viên mẫu, tính bằng cm2; - Hệ số tính đổi kết quả thử nén các viên mẫu bê tông kích thƣớc khác viên chuẩn về cƣờng độ của viên mẫu chuẩn kích thƣớc 150 x 150 x 150mm 2.2. PHƢƠNG PHÁP KHÔNG PHÁ HỦY MẪU 2.2.1. Phương pháp xác định cường độ nén của bê tông bằng súng bật nảy (TCXDVN 162 : 2004) 2.2.1.1. Thiết bị
8. Trang 6  2.2.1.2. Phạm vi áp dụng Súng bật nẩy là phƣơng pháp thí nghiệm gián tiếp: cƣờng độ nén của bê tông đƣợc xác định thông qua việc xác định độ cứng (trị bật nẩy) của lớp bê tông bề mặt của kết cấu. Phƣơng pháp thí nghiệm này không đƣợc áp dụng trong các trƣờng hợp sau: Giám định pháp lý kiểm tra chất lƣợng công trình; Đối với bê tông có mác dƣới 100 và trên 500; Đối với bê tông dùng các loại cốt liệu lớn có kích thƣớc trên 40 mm (Dmax>40mm); Đối với vùng bê tông bị nứt, rỗ hoặc có các khuyết tật ; Đối với bê tông bị phân tầng hoặc là hỗn hợp của nhiều loại bêtông khác nhau; Đối với bê tông bị hoá chất ăn mòn và bê tông bị hoả hoạn; Đối với kết cấu khối lớn nhƣ đƣờng băng sân bay, trụ cầu, móng đập; 2.2.1.3. Các yêu cầu súng bật nẩy và quy định khi thí nghiệm Các súng bật nẩy đƣợc dùng để thí nghiệm xác định cƣờng độ bê tông phải đƣợc kiểm định 6 tháng một lần hoặc cộng dồn sau 1000 lần bắn Việc kiểm định súng bật nẩy đƣợc tiến hành trên đe thép chuẩn hình trụ có khối lƣợng không nhỏ hơn 10 kg
9. Trang 7  Sau mỗi lần thí nghiệm, súng bật nẩy cần đƣợc lau sạch bụi bẩn, cất giữ trong hộp, để ở nơi khô giáo. Thí nghiệm xác định cƣờng độ trên các kết cấu có chiều dày theo phƣơng thí nghiệm không nhỏ hơn 100 mm. Khi tiến hành thí nghiệm, các điểm thí nghiệm cách mép kết cấu ít nhất 50 mm. Đối với mẫu thí nghiệm, các điểm thí nghiệm cách mép mẫu ít nhất 30 mm. Khoảng cách giữa các điểm thí nghiệm trên kết cấu hoặc trên mẫu không nhỏ hơn 30 mm. Bề mặt bê tông của vùng thí nghiệm phải đƣợc đánh nhẵn và sạch bụi. Đối với mỗi vùng thí nghiệm trên kết cấu (hoặc trên các mặt mẫu) phải tiến hành thí nghiệm không ít hơn 16 điểm, có thể loại bỏ 3 giá trị dị thƣờng lớn nhất và 3 giá trị dị thƣờng nhỏ nhất còn lại 10 giá trị lấy trung bình. Giá trị bật nẩy xác định chính xác đến 1 vạch chia trên thang chỉ thị của súng bật nẩy