Bài giảng Vật liệu xây dựng - Chương II: Các tính chất cơ bản của vật liệu xây dựng, trình bày các nội dung: khái niệm chung về tính chất của vật liệu xây dựng, tính chất vật lý của vật liệu xây dựng, tính chất cơ học của vật liệu xây dựng. Đây là tài liệu tham khảo dành cho sinh viên ngành Xây dựng.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương II
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
KHOA CÔNG TRÌNH
BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG
CHƯƠNG 2 – CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN
CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA
VẬT LIỆU XÂY DỰNG
I. Khái niệm chung về tính chất của VLXD
II. Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
III. Tính chất cơ học của vật liệu xây dựng
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
I. Khái niệm chung về tính chất của vật liệu xây dựng
1. Phân loại tính chất của vật liệu xây dựng:
Yêu cầu về tính chất của vật liệu rất đa dạng, song để nghiên
cứu và sử dụng vật liệu có thể chia tính chất của nó thành các
nhóm:
- Nhóm tính chất đặc trưng cho trạng thái và cấu trúc
- Nhóm tính chất vật lý
- Nhóm tính chất cơ học
- Nhóm tính chất hóa học
- Một số tính chất mang tính tổng hợp khác : tính công tác, tuổi
thọ …
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
I. Khái niệm chung về tính chất của vật liệu xây dựng
2. Cấu trúc của vật liệu xây dựng:
- Cấu trúc vĩ mô: Người ta có thể phân biệt được các dạng cấu trúc
này bằng mắt thường như: đá nhân tạo đặc, cấu trúc tổ ong, cấu trúc
dạng sợi, dạng lớp, dạng hạt rời…
- Cấu trúc vi mô: Dùng kính hiển vi để quan sát, có thể là cấu tạo
tinh thể hay vô định hình. Dạng tinh thể có độ bền và độ ổn định lớn
hơn dạng vô định hình.
- Cấu tạo bên trong của các chất: Đặc trưng bằng cấu tạo nguyên
tử, phân tử, hình dáng kích thước của tinh thể, liên kết nội bộ giữa
chúng. Khi nghiên cứu người ta phải dùng các thiết bị hiện đại để
quan sát chúng như kính hiển vi điện tử, phân tích rơnghen…Cấu tạo
bên trong của các chất quyết định cường độ, độ cứng, độ bền nhiệt và
nhiều tính chất quan trọng khác.
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT
LIỆU XÂY DỰNG
I. Khái niệm chung về tính chất của vật liệu xây dựng
3.Thành phần của vật liệu xây dựng:
Vật liệu xây dựng được đặc trưng bởi 3 thành phần : hóa học, khoáng
vật và thành phần pha.
- Thành phần hóa học: Được biểu thị bằng % hàm lượng các ôxit
có trong vật liệu, cho phép phán đoán hàng loạt các tính chất của
VLXD: tính chịu lửa, bền sinh vật, đặc trưng cơ học …Riêng với
kim loại hoặc hợp kim thì thành phần hóa học được tính bằng %
các nguyên tố hóa học.
- Thành phần khoáng vật: Là % thành phần khoáng vật có trong
vật liệu, nó quyết định các tính chất cơ bản của vật liệu, biết được
thành phần khoáng vật sẽ phán đoán tương đối chính xác tính chất
của VLXD.
- Thành phần pha: Biểu thị tỷ lệ pha rắn, lỏng, khí trong vật liệu, tỷ
lệ các pha ảnh hưởng đến chất lượng của vật liệu : tính chất về âm,
nhiệt, tính chống ăn mòn, cường độ …
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT
LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
1. Khối lượng riêng (tỷ khối) : a (g/cm3)
2. Khối lượng thể tích (dung khối) :ok (g/cm3)
3. Độ đặc (%) : đ%
4. Độ rỗng (%) : r%
5. Những tính chất vật lý có liên quan đến nước:
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
1. Khối lượng riêng (tỷ khối) : a (g/cm3)
- Định nghĩa : khối lượng riêng là khối lượng của một đơn vị thể tích
vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc (không kể lỗ rỗng).
- Công thức : k
Gm
a
Va
g / cm
3
- a: Khối lượng riêng (g/cm3)
Trong đó - Gmk: Khối lượng mẫu vật liệu ở trạng thái khô
- Va: Thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
1. Khối lượng riêng (tỷ khối) : a (g/cm3)
- Cách xác định: Tùy từng loại vật liệu mà có cách xác định a khác nhau
+ Vật liệu được coi như hoàn toàn đặc chắc: sắt, thép, kính, nhôm ...
Mẫu có kích thước hình học xác định: phương pháp cân đo bình thường
Mẫu không có kích thước hình học xác định: phương pháp vật liệu chiếm chỗ
chất lỏng xác định Va.
+ Vật liệu không hoàn toàn đặc chắc: gạch, đá, bê tông, vữa ...
k
Nghiền nhỏ vật liệu
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
2. Khối lượng thể tích (dung khối) : ok (g/cm3)
- Định nghĩa : khối lượng thể tích là khối lượng của một đơn vị thể
tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên (bên trong có lỗ rỗng).
k
Gm
- Công thức :
ok k g / cm3
Vo
- ok : Khối lượng thể tích (g/cm3)
Trong đó - Gmk: Khối lượng mẫu vật liệu ở trạng thái khô
- Vok : Thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
2. Khối lượng thể tích (dung khối) : ok (g/cm3)
a) Khối lượng thể tích khô: • Nếu vật liệu có thể tích không
k
Gm đổi khi độ ẩm thay đổi: Vok =
ok k g / cm 3
Vo
Voâ = Vobh
• Nếu vật liệu có thể tích thay
b) Khối lượng thể tích ẩm: đổi khi độ ẩm thay đổi: Vok ≠
Voâ ≠ Vobh
Gâ
â m g / cm 3
o
Voâ
• Trong đó :
k â bh
Gm , Gm , Gm là khối
lượng mẫu TN ở trạng thái
k â bh
c) Khối lượng thể tích bão hòa: khô, ẩm và bão hòa. V0 ,V0 ,V0
là thể tích mẫu TN ở trạng thái
G bh
bh
o
m g / cm 3
Vobh
khô, ẩm, bão hòa.
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
2. Khối lượng thể tích (dung khối) : ok (g/cm3)
- Cách xác định: Tùy từng loại vật liệu mà có cách xác định ok khác nhau
+ Mẫu VL có kích thước hình học xác định: phương pháp cân đo.
+ Mẫu VL không có kích thước hình học xác định: phương pháp vật liệu chiếm
chỗ chất lỏng xác định Vo.
+ Mẫu VL hạt rời rạc : xác định khối lượng thể tích xốp
Phương pháp đổ đống : Đổ mẫu vật liệu vào một thùng đong có dung tích biết
trước ở một độ cao nhất định. Cân khối lượng vật liệu có trong thùng.
- Ý nghĩa : dùng phán đoán cường độ, độ bền, hệ số truyền nhiệt của VL. Đánh giá
sơ bộ độ đặc, rỗng, cường độ.Xác định khối lượng, thể tích kết cấu, phương tiện
vận chuyển.
Ví dụ : Gạch đất sét nung ok = 1,3 -1,9 g/cm3, Đá thiên nhiên ok = 2,5 -2,8 g/cm3,
Bê tông thường ok = 2,0 -2,4 g/cm3
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
2. Khối lượng thể tích (dung khối) : ok (g/cm3)
Pheãu chöùa
ximaêng
Giaù ñôõ
Cöûa quay
Thuøng
ñong
Vị trí ño ñể xaùc ñịnh khối lượng
thể tích mẫu vật liệu coù kích thöôùc
Boä duïng cuï xaùc ñịnh khối lượng thể
hình học xaùc ñịnh tích mẫu vật liệu daïng rôøi raïc
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
3. Độ đặc (%) : đ%
- Định nghĩa : là tỷ số % giữa thể tích hoàn toàn đặc và thể tích tự
nhiên (bên trong có lỗ rỗng) của vật liệu ở trạng thái khô.
Va
- Công thức : đ % k 100%
Vo
- đ% : Độ đặc của vật liệu (%).
Trong đó - Va: Thể tích đặc của vật liệu ở trạng thái khô
- Vok: Thể tích tự nhiên của vật liệu ở trạng thái khô
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
4. Độ rỗng (%) : r%
- Định nghĩa : là tỷ số % giữa thể tích rỗng và thể tích tự nhiên (bên
trong có lỗ rỗng) của vật liệu ở trạng thái khô.
Vr Vok Va o k
- Công thức: r% k 100% k
100% 1
100%
Vo Vo a
- r% : Độ rỗng của vật liệu (%).
Trong đó - Va : Thể tích đặc của vật liệu ở trạng thái khô
- Vok : Thể tích tự nhiên của vật liệu ở trạng thái khô
- Vr : Thể tích rỗng của vật liệu ở trạng thái khô
- Ý nghĩa : Độ rỗng dùng để phân loại và đánh giá cường độ, tính toán
cấp phối bê tông độ hút nước, khả năng chống thấm, truyền nhiệt …
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
5. Những tính chất vật lý có liên quan đến nước :
- Các dạng nước tồn tại trong vật liệu :
+ Nước kết tinh (Nước hóa học) : tham gia vào trong thành phần của
vật liệu, có liên kết bền với vật liệu.
Ví dụ : Đất cao lanh : Al2O3.SiO2.2H2O
Amiăng : 3MgO.2SiO2.2H2O
+ Nước hấp phụ (Nước hóa lý) : có liên kết khá bền với vật liệu bằng
lực hút phân tử hoặc bằng lực tĩnh điện bề mặt.
+ Nước cơ học (nước tự do) : gần như không có liên kết với vật liệu,
thâm nhập vào vật liệu do tác dụng của lực mao dẫn hay lực trọng
trường, sự thay đổi của nước cơ học hầu như không làm ảnh hưởng tới
tính chất của vật liệu.
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
5. Những tính chất vật lý có liên quan đến nước :
- Độ ẩm của vật liệu:
Định nghĩa: Là tỷ số % giữa khối lượng nước có trong vật liệu ở
trạng thái ẩm so với khối lượng của vật liệu ở trạng thái khô.
Công thức:
Gâ
n
W% k 100%
Gm
- W%: Độ ẩm (%)
Trong đó: - Gnâ: Khối lượng nước có trong VL ở trạng thái ẩm
- Gmk: Khối lượng mẫu VL ở trạng thái khô
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
5. Những tính chất vật lý có liên quan đến nước :
- Mức hút nước của vật liệu : là khả năng hút và giữ nước trong các
lỗ rỗng của vật liệu dưới áp lực bình thường.
+ Mức hút nước theo khối lượng : là tỷ số % giữa khối lượng nước
chứa trong VL ở trạng thái bão hòa nước với khối lượng VL ở trạng thái
khô.
G bh
Công thức : Hp % n 100%
Gkm
- Hp%: Mức hút nước theo khối lượng (%)
Trong đó : - Gnbh: Khối lượng nước có trong VL ở trạng thái BH
- Gmk: Khối lượng mẫu vật liệu ở trạng thái khô
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
5. Những tính chất vật lý có liên quan đến nước :
- Mức hút nước của vật liệu : là khả năng hút và giữ nước trong các
lỗ rỗng của vật liệu dưới áp lực bình thường.
+ Mức hút nước theo thể tích : là tỷ số % giữa thể tích nước chứa trong
VL ở trạng thái bão hòa nước so với thể tích tự nhiên của VL ở trạng
thái khô.
Vnbh
Công thức : Hv % k 100%
Vm
- Hv%: Mức hút nước theo thể tích(%)
Trong đó : - Vnbh: Thể tích nước có trong VL ở trạng thái BH
- Vmk: Thể tích VL ở trạng thái tự nhiên khô
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
5. Những tính chất vật lý có liên quan đến nước :
- Hệ số bão hòa nước B%: là tỷ số % giữa thể tích nước chứa trong
vật liệu ở trạng thái bão hòa so với thể tích lỗ rỗng có trong vật liệu.
Công thức : bh
Vn
B% 100%
Vr
- Hv%: Mức hút nước theo thể tích(%)
Trong đó : - Vnbh: Thể tích nước có trong VL ở trạng thái BH
- Vmk: Thể tích VL ở trạng thái tự nhiên khô
+ Nếu Vnbh = 0 B = 0: Vật không thấm nước
+ Nếu Vnbh < Vr B < 1: Vật bão hoà nước không hoàn toàn
+ Nếu Vnbh = Vr B = 1: Vật bão hoà nước hoàn toàn
- CHƯƠNG 2 :
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
II.Tính chất vật lý của vật liệu xây dựng
5. Những tính chất vật lý có liên quan đến nước :
- Hệ số mềm hóa Mh: là tỷ số giữa cường độ liệu ở trạng thái bão
hòa so với cường độ của vật liệu ở trạng thái khô.
Công thức : R bh
Mh
Rk
- Mh: Hệ số mềm hóa
Trong đó : - Rbh: Cường độ của VL ở trạng thái BH
- Rk: Cường độ của VL ở trạng thái tự nhiên khô
+ Mh>0,8 Vật liệu chịu nước
+ Công trình xây dựng trong môi trường ẩm Mh>0,85
+ Hệ số mềm hóa càng lớn việt liệu chịu nước càng tốt.
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
