TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HCM
THS. NGUYỄN THANH BẢO NGHI
# # # # # # # 1. TẦM QUAN TRỌNG CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH
Vật liệu xây dựng (VLXD) chiếm một vị trí quan trọng đặc biệt trong các công trình
xây dựng. Chất lượng của vật liệu có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và tuổi thọ của
công trình. Không những thế, vật liệu còn quyết định cả về mỹ thuật, giá thành và cả
thời gian thi công công trình.
Thông thường, chi phí về VLXD chiếm một tỉ lệ tương đối lớn trong tổng giá thành
xây dựng: 75-80% đối với các công trình dân dụng và công nghiệp, 70-75% đối với
các công trình giao thông, 50-55% đối với các công trình thủy lợi.
Vì vậy, cần chú ý đến công năng và tầm quan trọng của công trình để lựa chọn vật liệu
cho phù hợp. Muốn sử dụng VLXD đạt hiệu quả kinh tế và kĩ thuật cao cần hiểu biết
về bản chất và những tính năng kĩ thuật của chúng.
Bạn đang đọc: Giáo trình vật liệu xây dựng – ####### TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HCM THS. NGUYỄN THANH BẢO NGHI • – StuDocu
# # # # # # # 2. SƠ LƯỢC SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH VLXDCùng với sự tăng trưởng của khoa học kỹ thuật, ngành VLXD cũng đã tăng trưởng rất mạnh, chất lượng vật liệu ngày càng được nâng cao. Từ xưa, loài người đã biết sử dụng những vật liệu đơn thuần có trong vạn vật thiên nhiên như đất, rơm rạ, đá, gỗ, … để xây dựng nhà cửa, hoàng cung, thành quách, cầu và cống. Ở những nơi xa núi đá, người ta đã biết dùng gạch mộc, rồi về sau dùng gạch ngói bằng đất sét nung. Để gắn những viên đá, gạch lại với nhau, người ta đã biết dùng 1 số ít chất kết dính rắn trong không khí như vôi, thạch cao. Do nhu yếu xây dựng những công trì nh tiếp xúc với nước và nằm trong nước, người ta đã từ từ tìm ra những chất kết dính mới, có năng lực rắn trong nước như chất kết dính hỗn hợp, vôi thủy và đến đầu thế kỉ 19 ý tưởng ra ximăng Portland. Thời kì này người ta cũng đã sản xuất và sử dụng nhiều loại vật liệu khác như sắt kẽm kim loại, bêtông cốt thép, bêtông ứng lực trước, g ạch silicat, bêtông xỉ lò cao, … Kĩ thuật sản xuất và sử dụng vật liệu trên quốc tế vào những năm cuối của thế kỉ 20 đã đạt trình độ cao, nhiều giải pháp công nghệ tiên tiến tiên tiến và phát triển được vận dụng như nung vật liệu gốm bằng lò tuynen, nung ximăng bằng lò quay với nguyên vật liệu lỏng hoặc khí, sản xuất những cấu kiện bêtông ứng lực trước với kích cỡ lớn, sản xuất vật liệu ốp lát gốm granit e bằng chiêu thức ép bán khô, … Ở Nước Ta, ta từ xưa đã có những khu công trình bằng gỗ, gạch đá xây dựng rất phức tạp như khu công trình đá Thành nhà Hồ ( Thanh Hóa ), khu công trình đất Cổ Loa ( Đông Anh-Hà Nội ). Kể từ khi Ngành Xây dựng Nước Ta sinh ra ( 29/4/1958 ) đến nay, ngành công nghiệp VLXD đã tăng trưởng nhanh gọn, sản xuất được nhiều chủng loại vật liệu khác nhau từ vật liệu thông dụng đến vật liệu hạng sang với chất lượng tốt. Ngành VLXD đã hợp tác, link trong và ngoài nước, ứng dụng công nghệ tiên tiến tiên tiến và phát triển, kỹ thuật tân tiến
1.1. KHỐI LƯỢNG RIÊNG ( g a)
a. Định nghĩa
Khối lượng riêng ga của vật liệu là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở
trạng thái hoàn toàn đặc (không kể lỗ rỗng) và hoàn toàn khô.
b. Công thức xác định
( g / cm 3, kg / l, kg / m 3, T / m 3 )
Trong đó:
+ Gk : Khối lượng hoàn toàn khô của mẫu vật liệu thí nghiệm (VLTN) (g,kg,T).
Gk được xác định bằng cách sấy mẫu thí nghiệm ở nhiệt độ 105÷110 0 C cho đến
khi khối lượng cân không đổi.
ak
Vật liệu g a ( g/cm 3 )
Gạch đất sét nung 2,
Bêtông ximăng 2,
Cát 2,
Thép 7,
Đá granit 2,
Gỗ thông 1,
d. Ứng dụng
– Phân biệt những loại vật liệu khác nhau;
– Phán đoán tính chất của vật liệu;
– Tính toán thành phần của một số loại vật liệu như vữa, bêtông, …
1.1. KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH ( g 0 )
a. Định nghĩa
Là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên (kể cả các lỗ
rỗng).
b. Công thức xác định
Khối lượng thể tích của vật liệu ở trạng thái khô:
( g / cm 3, kg / l, kg / m 3, T / m 3 )Trong đó :
Gk : khối lượng của vật liệu ở trạng thái khô (g, kg, T ).
V 0 : thể tích tự nhiên của vật liệu (cm 3, m 3, l)
Cách xác lập Vo :
0# # # # # # # 0 V
g = Gk
Dự đoán một số ít đặc thù của vật liệu như : cường độ chịu lực, năng lực cách nhiệt, mức độ hút nước, năng lực chống thấm, …
1.1. ĐỘ RỖNG (r)
a. Định nghĩa
Là tỉ số giữa thể tích rỗng và thể tích tự nhiên của vật liệu.
b. Công thức xác định
hoặc :Trong đó :
Vì : Vr = V 0 – Va nên :® hoặc :Lỗ rỗng trong vật liệu gồm có lỗ rỗng kín và lỗ rỗng hở. Lỗ rỗng hở là lỗ rỗng thông với môi trường tự nhiên bên ngoài. Vật liệu có nhiều lỗ rỗng hở có tính hút ẩm, hút nước cao. Vật liệu có nhiều lỗ rỗng kín có tính cách nhiệt tốt và có cường độ cao. Độ rỗng trong vật liệu giao động trong một khoanh vùng phạm vi khá rộng ( từ 0 ÷ 98 % ) .Lỗ rỗng hở Lỗ rỗng kín
c. Ứng dụng
Thông qua độ rỗng, dự đoán một số tính chất của vật liệu như : cường độ chịu lực, khả
năng cách nhiệt, cách âm, độ hút nước, tính chống thấm, khả năng chống ăn mòn, …
# # # # # # # V 0# # # # # # # V
r = r %.
V
# # # # # # # V
r r 100
0
# # # # # # # =a0 0a 0
a
a
# # # # # # # 10 ÷ ÷ 100øö ççèæ = – gg# # # # # # # 1. CÁC TÍNH CHẤT CÓ LIÊN QUAN ĐẾN NƯỚCNước thường sống sót trong vật liệu dưới 3 dạng :
1.2. ĐỘ ẨM
a. Định nghĩa
Là chỉ tiêu đánh giá lượng nước có tự nhiên trong vật liệu tại thời điểm thí nghiệm.
b. Công thức xác định
Độ ẩm của vật liệu được tạo thành do vật liệu hút hơi nước của môi trường tự nhiên không khí vào trong những lỗ rỗng .Nếu thể tích vật liệu không đổi khi có ẩm thì :
c. Độ ẩm phụ thuộc
+ Độ ẩm của môi trường không khí
+ Độ rỗng, đặc tính của lỗ rỗng
+ Thành phần của vật liệu.
1 .2. ĐỘ HÚT NƯỚC
a. Định nghĩa
Là tính chất của vật liệu có thể hút và giữ được một lượng nước nào đó (khi ngâm vật
liệu vào nước) ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thường.
b. Cách xác định
# # # # # # # 100 % .
k
kW
G
# # # # # # # GG# # # # # # # W# # # # # # # -# # # # # # # =# # # # # # # W
W
o
+
# # # # # # # =# # # # # # # 1
Độ bão hòa nước theo thể tích (hay: Độ hút nước theo thể tích ở trạng thái bão
hòa ) :
Độ bão hòa nước theo khôí lượng (ha y: Độ hút nước theo khối lượng ở trạng thái
bão hòa):
Mối liên hệ giữa Hvbh và HPbh :
Độ bão hòa nước của vật liệu được đánh giá bằng:
Hệ số bão hòa Cbh
Cbh đổi khác từ 0 ( tổng thể lỗ rỗng trong vật liệu là kín ) đến 1 ( toàn bộ lỗ rỗng là hở ) .
1.2. HỆ SỐ MỀM CỦA VẬT LIỆU
Là hệ số dùng để đánh giá mức độ bền nước của vật liệu hay để đặc trưng cho sự
thay đổi độ chịu lực của vật liệu khi bão hòa nước.
Rbh, Rk : cường độ chịu lực của vật liệu ở trạng thái bão hòa và trạng thái khô. 0 ≤ Km ≤ 1 Những vật liệu có Km > 0,75 là vật liệu chịu nước .
1.2. TÍNH THẤM NƯỚC
a. Định nghĩa
Là tính chất của vật liệu để cho nước thấm qua được từ phía có áp lực cao sang phía
có áp lực thấp.
b. Hệ số thấm nước K
# # # # # # # % .# # # # # # # .# # # # # # # 100
an o
bh bh k
V V
# # # # # # # GG# # # # # # # H
# # # # # # # -# # # # # # # =# # # # # # # 100 % .
k
bh bh k
P G
####### GG
# # # # # # # H# # # # # # # -# # # # # # # =
bh
P
an
bh o
# # # # # # # =
r
# # # # # # # H# # # # # # # C
bh
V
bh =
R k
K Rbh m =# # # # # # # ..# # # # # # # .
ptF
K aV
D
# # # # # # # =
Mức độ thấm nước của vật liệu nhờ vào vào thực chất của vật liệu, độ rỗng, đặc thù của lỗ rỗng và áp lực đè nén nước lên vật liệu, …
1. 6. TÍNH MAO DẪN
Là tính dẫn nước lên cao trong các mao quản của vật liệu. Được đặc trưng bằng
chiều cao mực nước dâng lên trong vật liệu.
Hiện tượng này xảy ra khi ngâm một phần vật liệu vào trong nước.
Trong xây d ựng thường gặp hiện tượng mao dẫn của nền móng làm cho chân tường
bị ẩm ướt, công trình kém bền vững.
D pTrong đó :
1.3. NHIỆT DUNG – TỶ NHIỆT
a. Nhiệt dung
Là lượng nhiệt mà vật liệu thu được khi nung nóng nó từ nhiệt độ t 1 ® t 2.
Q = C. G. (t 2 – t 1 ) (kCal)
b. Tỷ nhiệt
Khi : G = 1 kg
t 2 – t 1 = 1 0 C ® C = Q
Vậy: Tỷ nhiệt C của vật liệu chính là lượng nhiệt cần cung cấp cho 1 kg vật liệu
để tăng nó lên 1 0 C.
c. Tỷ nhiệt C phụ thuộc vào các yếu tố
Loại vật liệu
Ví dụ: Cthép 0,115 (kCal/kg 0 C)
Cđá 0,18 – 0,
Cgỗ 0,57 – 0,
Cnước 1
Thành phần của vật liệu
Tỷ nhiệt của vật liệu có nhiều thành phần:
Ci ; Gi là tỷ nhiệt và khối lượng tương ứng của những vật liệu thành phần có trong hỗn hợp .nnn
Trong đó :
Tỷ nhiệt C được dùng để :
1.3. TÍNH CHỐNG CHÁY
Là đặc thù của vật liệu chịu được tính năng của ngọn lửa mà không bị cháy trong một thời hạn nhất định. Dựa vào năng lực chống cháy, phân vật liệu thành 4 nhóm :
1.3. TÍNH CHỊU LỬA (CHỊU NHIỆT)
Là đặc thù của vật liệu chịu được tính năng lâu dài hơn của ngọn lửa hay nhiệt độ cao mà không bị biến dạng và không bị chảy. Dựa vào năng lực chịu lửa, phân vật liệu thành 3 nhóm :
WC CWC nK W + = + 1.
Trong đó :
Trong đó :
Thí nghiệm kéo mẫu
Ru = (kG/cm 2 )
Ru = (kG/cm 2 )
Bàn nénP.P.Mâu# # # # # # # F
Pn
# # # # # # # F
Pk
bh 2
Pl
b. Phương pháp không phá hoại
Là phương pháp xác định cường độ chịu lực của vật liệu trên công trình mà không
cần phải phá hoại mẫu.
Phương pháp này rất tiện lợi cho việc kiểm tra cường độ vật liệu trong cấu kiện hay
kết cấu công trình.
Các phương pháp không phá hoại thường gặp: xung siêu âm, súng bật nẩy, …
Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ chịu lực của vật liệu :
+ Thà nh phần vật liệu
+ Cấu tạo vật liệu
+ Hình dạng, kích thước mẫu vật liệu
+ Tính chất bề mặt chịu lực
+ Tốc độ tăng lực khi thí nghiệm…
Mac củ a vật liệu
Mac được xác định dựa vào cường độ chịu lực giới hạn trung bình của mẫu vật
liệu thí nghiệm trong điều kiện tiêu chuẩn được qui định cho từng loại về: hình
dáng, kích thước, cách chế tạo mẫu, điều kiện bảo dưỡng và phương pháp thí
nghiệ m, …
Việc xác định mac của vật liệu giòn (ví dụ như bêtông) dựa chủ yếu vào cường độ
chịu nén, và mac của vật liệu dẻo (ví dụ như thép) dựa chủ yếu vào cường độ chịu
kéo.
Ví dụ: Mac của bêtông (M) là số hiệu chỉ giới hạn cường độ chịu nén trung bình
của các mẫu bê tông hình khối lập phương cạnh 15cm, được bảo dưỡng 28 ngày
đêm ở điều kiện chuẩn (t 0 = 27 20 C, W > 90%).
1.4. CƯỜNG ĐỘ CHỊU LỰC CHO PHÉP – HỆ SỐ AN TOÀN
Trong thiết kế, người ta chỉ tính vật liệu làm việc đến một cường độ chịu lực cho
phép. Để an toàn thì cường độ này phải nhỏ hơn cường độ chịu lực giới hạn của vật
liệu.
Rcho phép =
Trong đó:
±
k
R tieâuchuaån
b. Phương pháp Brinen
Dùng để xác định độ cứng của vật liệu kim loại, gỗ, bê tông, …
Cách xác định
Dùng hòn bi thép có đường kính D đem ấn vào vật liệu định thử với một lực ép P,
xác định độ cứng bằng công thức:
HB = (kG/mm 2 )
Trong đó :
Bi Brinen
1.4. ĐỘ MÀI MÒN
Là tính chất của vật liệu bị giảm khối lượng hoặc thể tích dưới tác dụng của lực mài.
Độ mài mòn được xác định bằng máy mài mòn: kẹp chặt mẫu và đặt mẫu tiếp xúc
với mâm quay. Tốc độ quay của mâm là 33 vòng/phút, Quay 1000 vòng và rắc 2,5 lít
cát trên mâm để tăng ma sát.
1 – phễu thạch anh 2 – bộ phận kẹp mẫu 3 – đĩa ngangĐộ mài mòn : MF = ( g / cm 2 )
1.4. ĐỘ CHỐNG VA ĐẬP
)dDD(D
# # # # # # # P# # # # # # # F# # # # # # # P22# # # # # # # 2# # # # # # # –# # # # # # # =p
Là đặc thù của vật liệu chống lại những công dụng va đập, được biểu lộ bằng công thiết yếu để đập vỡ một đơn vị chức năng thể tích mẫu vật liệu. Độ chống va đập được xác lập bằng máy búa chuyên được dùng. Độ chống va đập :Rvđ =Trong đó :
1.4. ĐỘ HAO MÒN (Độ chống va mòn)
Là tính chất của vật liệu chịu tác dụng đồng thời của mài mòn và va đập.
Độ hao mòn ( độ chống va mòn) được xác định bằng máy quay Đevan: Cho 5kg vật liệu
gồm những viên có khối lượng khoảng 100g vào thùng quay. Sau khi máy quay 1000 vòng,
lấy ra và sàng bỏ những hạt có đường kính nhỏ hơn 2mm.
Công thức xác định
# # # # # # # Q =Trong đó :
Phân loại:
# # # # # # # % .
####### G
# # # # # # # GG 1001# # # # # # # – 21
Source: https://suanha.org
Category: Vật Liệu
Tính năng sản phẩm: - Led 7 thanh 4021AS 0.4 inch 2 số màu đỏ K chung 10 chân là...
Đọc tiếp
Tính năng sản phẩm: - Relay songle 6 chân SLA-24VDC-SL-C 250VAC 30VDC 30A chung một cuộn hút điều khiển, điện...
Đọc tiếp
Tính năng sản phẩm: Relay lưỡng kim, rơ le nhiệt hay còn gọi là relay tầng có điều chỉnh nhiệt...
Đọc tiếp
Tính năng sản phẩm: IC chức năng cd4066be cd4066 dip14 chính hãng hay IC số, IC chân cắm 4066 là...
Đọc tiếp
Tính năng sản phẩm: - IC chức năng CD4066BM cd4066 sop14 chính hãng hay IC số, IC chân dán 4066...
Đọc tiếp
Hướng dẫn sửa lỗi E2-03 trên tủ lạnh Samsung Side By Side https://appongtho.vn/tu-lanh-samsung-bao-loi-e2-03 Tủ lạnh là một thiết bị không...
Đọc tiếp
