Bài giảng Vật liệu xây dựng - Trường Trung cấp chuyên nghiệp Ý Việt

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP. ĐÀ NẴNG<br /> TRƯỜNG TRUNG CẤP CHUYÊN NGHIỆP<br /> Ý VIỆT<br /> <br /> BÀI GIẢNG<br /> <br /> VẬT LIỆU XÂY DỰNG<br /> <br /> Năm 2012<br /> <br /> BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG<br /> <br /> TRƯỜNG<br /> <br /> TCCN Ý VIỆT<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> ĐỀ CƯƠNG ……………..……………………………………………………………....1<br /> CHƯƠNG MỞ ĐẦU ……………………………………………………………….…...7<br /> CHƯƠNG 1: CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU ……………………….9<br /> 1.1. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CHỦ YẾU ……………………………………….....9<br /> 1.2. CÁC TÍNH CHẤT CƠ HỌC CHỦ YẾU ………………………………………..17<br /> CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU ĐÁ THIÊN NHIÊN ………………………………….…...23<br /> 2.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ……………………………………………….….23<br /> 2.2. THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT VÀ CÔNG DỤNG CỦA ĐÁ …………….….....24<br /> 2.3. SỬ DỤNG ĐÁ ………………………………………………………………….….27<br /> CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU GỐM XÂY DỰNG ………………………………….…...29<br /> 3.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI …………………………………………….…….29<br /> 3.2. NGUYÊN LIỆU VÀ SƠ LƯỢC QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO …………….………30<br /> 3.3. CÁC LOẠI SẢN PHẨM GỐM XÂY DỰNG …………………………….….….31<br /> CHƯƠNG 4: CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ …………………………………….….…..37<br /> 4.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ………………………………………….….…...37<br /> 4.2. VÔI RẮN TRONG KHÔNG KHÍ …………………………………………..…...37<br /> 4.3. THẠCH CAO XÂY DỰNG ……………………………………………….……..40<br /> 4.4. XI MĂNG POOCLĂNG …………………………………………………....……42<br /> 4.5. CÁC LOẠI XIMĂNG KHÁC …………………………………………..….…….53<br /> CHƯƠNG 5: BÊ TÔNG ……………………………………………………..…….….62<br /> 5.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI …………………………………………………..62<br /> 5.2. VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG NẶNG ………………………………………63<br /> 5.3. CÁC TÍNH CHẤT CHỦ YẾU CỦA HỖN HỢP BÊTÔNG&BÊTÔNG ...........69<br /> 5.4. TÍNH TOÁN THÀNH PHẦN BÊTÔNG NẶNG ……………………………….78<br /> 5.5. MỘT SỐ LOẠI BÊ TÔNG KHÁC …………………………….………………..84<br /> ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP ………………………………………………...……………….91<br /> <br /> -0-<br /> <br /> TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT<br /> <br /> BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG<br /> <br /> CHƢƠNG MỞ ĐẦU<br /> I. Tầm quan trọng của vật liệu:<br /> Trong mọi hoạt động xây dựng thì bao giờ vật liệu cũng đóng vai trò chủ yếu.Vật liệu<br /> quyết định chất lượng, mỹ thuật, giá thành và cả thời gian thi công công trình.<br /> Thông thường chi phí về vật liệu rất lớn trong tổng giá thành xây dựng: đối với các<br /> công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp nó chiếm khoảng 75 - 80 %, đối với các công<br /> trình giao thông 70 - 75%, đối với các công trình thuỷ lợi: 50- 55%, còn lại là chi phí về<br /> nhân công, máy xây dựng, chi phí quản lý và chi phí khác v.v…<br /> II. Sơ lƣợc hình thành phát triển ngành sản xuất vật liệu xây dựng:<br /> Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung, ngành vật liệu xây dựng<br /> cũng đã phát triển từ thô sơ đến tinh vi, từ giản đơn đến phức tạp, chất lượng cũng được<br /> ngày càng nâng cao.<br /> Từ xưa loài người đã biết dùng những loại vật liệu đơn giản có sẵn trong tự nhiên<br /> như: đất, rơm rạ, đá, gỗ… để xây nhà cửa, cung điện, cầu cống. Ở những nơi xa núi đá,<br /> người ta đã biết dùng gạch mộc, rồi dần dần về sau đã biết dùng gạch ngói bằng đất sét<br /> nung. Để gắn các viên gạch, đá rời rạc lại với nhau người ta dùng chất kết dính như: vôi,<br /> thạch cao. Do nhu cầu xây dựng trong nước, người ta đã dần dần nghiên cứu tìm ra những<br /> chất kết dính mới có khả năng rắn trong nước như : hỗn hợp gồm vôi rắn trong không khí<br /> với chất phụ gia hoạt tính, sau đó phát minh ra vôi thuỷ và đến đầu thế kỷ 19 thì phát minh<br /> ra ximăng Pooclăng. Đến thời kỳ này người ta cũng đã sản xuất và sử dụng nhiều loại vật<br /> liệu kim loại: bêtông cốt thép, bêtông dự ứng lực trước, bêtông dự ứng lực sau, gạch silicát<br /> v.v…<br /> Kỹ thuật sản xuất và sử dụng vật liệu trên thế giới vào những năm cuối cùng của thế kỷ<br /> 20 này đã đạt đến trình độ cao, nhiều phương pháp và công nghệ tiên tiến được áp dụng<br /> như: nung vật liệu bằng lò tuy nen, nung xi măng bằng lò quay với nhiên liệu lỏng hoặc khí,<br /> sản xuất cấu kiện bêtông dự ứng lực trước với kích thước lớn, sản xuất vật liệu ốp lát gốm<br /> granite bằng phương pháp ép bán khô.<br /> Ở Việt Nam từ xưa có những công trình bằng gỗ, gạch đá xây dựng rất tinh vi, ví dụ:<br /> công trình đá thành Nhà Hồ (Thanh Hoá), công trình đất Cổ Loa (Đông Anh - Hà Nội).<br /> Nhưng trong suốt thời kỳ phong kiến thực dân thống trị, kỹ thuật về vật liệu xây dựng<br /> không được đúc kết, đề cao và phát triển, sau chiến thắng thực dân Pháp (1945) và nhất là<br /> kể từ khi Ngành Xây dựng Việt Nam ra đời (29.4.1958) đến nay Ngành công nghiệp vật<br /> liệu xây dựng đã phát triển nhanh chóng. Trong 40 năm từ những vật liệu xây dựng truyền<br /> thống như: gạch, ngói, đá, cát, ximăng, ngày nay ngành vật liệu xây dựng Việt Nam đã bao<br /> gồm hàng trăm chủng loại khác nhau: từ vật liệu thông dụng nhất đến vật liệu cao cấp với<br /> chất lượng tốt, có đủ các mẫu mã, kích thước, màu sắc đáp ứng nhu cầu xây dựng trong<br /> nước và hướng ra xuất khẩu.<br /> Nhờ có đường lối của Đảng, ngành vật liệu xây dựng đã chuyển sang một bước ngoặc<br /> mới, phát huy tiềm năng, nội lực sử dụng nguồn tài nguyên phong phú, đa dạng với sức lao<br /> động dồi dào, hợp tác liên doanh, liên kết trong và ngoài nước, ứng dụng công nghệ tiên<br /> tiến của thế giới vào hoàn cảnh cụ thể của nước ta. Đầu tư, liên doanh với nước ngoài xây<br /> dựng nhiều nhà máy mới trên khắp ba miền như : ximăng Bút Sơn (1,4 triệu tấn/năm),<br /> ximăng Nghi Sơn (2,27 triệu tấn/năm), ximăng Sao Mai (1,76 triệu tấn/năm)…Về gốm sứ<br /> xây dựng có nhà máy ceramic Hữu Hưng, Thanh Thanh, Thạch Bàn, Việt Trì, Đà Nẵng,<br /> Đồng Tâm…Về kính xây dựng có nhà máy kính Đáp Cầu, với sản phẩm kính phẳng dày 2 -<br /> <br /> -7-<br /> <br /> TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT<br /> <br /> BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG<br /> <br /> 5 mm, kính phản quang, kính màu, kính an toàn, gương soi đã đạt sản lượng 5,3 triệu m2<br /> trong năm 1997.<br /> III. Phân loại vật liệu xây dựng:<br /> Vật liệu xây dựng có nhiều loại, nhưng đều nằm trong 3 nhóm sau đây.<br /> 1. Vật liệu vô cơ:<br /> Vật liệu vô cơ bao gồm các loại vật liệu đá thiên nhiên, các vật liệu nung, các loại<br /> chất kết dính vô cơ, bêtông, vữa, các loại vật liệu đá nhân tạo không nung vv…<br /> 2. Vật liệu hữu cơ:<br /> Bao gồm các loại vật liệu gỗ, tre, các loại bitum và guđrông, vật liệu keo và chất<br /> dẻo, các loại sơn và vécni vv…<br /> 3. Vật liệu kim loại:<br /> Bao gồm các loại vật liệu và sản phẩm bằng gang, thép, các loại vật liệu bằng kim<br /> loại màu và hợp kim.<br /> Mỗi loại vật liệu có thành phần, cấu tạo và đặc tính riêng biệt, do đó phạm vi nghiên<br /> cứu của môn học rất rộng. Tuy nhiên là môn học cơ sở, nhiệm vụ chủ yếu của môn học là<br /> nghiên cứu các tính năng của vật liệu, cách sử dụng hợp lý các loại vật liệu và sản phẩm,<br /> đồng thời có đề cập sơ bộ đến nguyên liệu, thành phần, dây chuyền công nghệ có ảnh<br /> hưởng nhiều đến tính năng của chúng.<br /> <br /> -8-<br /> <br /> TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT<br /> <br /> BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG<br /> <br /> CHƢƠNG 1: CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU<br /> 1.1. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CHỦ YẾU<br /> 1.1.1. Khối lƣợng riêng<br /> a) Định nghĩa: Khối lượng riêng (KLR) của vật liệu là khối lượng của một đơn vị thể<br /> tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc (không có lỗ rỗng).<br /> - KLR của vật liệu được ký hiệu bằng a (g/cm3, kg/lít, kg/m3, tấn/m3)<br /> - Khối lượng của vật liệu ở trạng thái khô ký hiệu bằng Ga (g, kg, tấn).<br /> - Thể tích hoàn toàn đặc của vật liệu ký hiệu bằng Va (cm3, m3,lít)<br /> <br />  G<br /> V<br /> <br /> a<br /> <br /> a<br /> <br /> a<br /> <br /> Chú ý: Trạng thái khô là trạng thái vật liệu được sấy<br /> khô ở nhiệt độ 1050C<br /> b) Cách xác định:<br /> - Việc xác định khối lượng của vật liệu được thực<br /> hiện bằng cách sấy mẫu thí nghiệm ở nhiệt độ 1050C 1100C cho tới khi khối lượng không đổi rồi cân chính<br /> xác đến khối lượng  0,1g.<br /> - Thể tích đặc của vật liệu thì tuỳ theo từng loại<br /> vật liệu mà có cách xác định khác nhau.<br /> + Với vật liệu (thép, kính...) có hình dạng hình học<br /> rõ ràng ta đo chính xác  0,1mm rồi dùng công thức<br /> hình học ta tính ra Va<br /> Ví dụ: Hình nón: Va = (R2h)/3<br /> 4 R 3<br /> Hình cầu : V a <br /> 3<br /> + Với vật liệu đặc nhưng không có hình dạng hình<br /> học rõ ràng thì ta thả vật liệu vào bình chất lỏng, khi đó<br /> thể tích chất lỏng dâng lên chính là thể tích của vật liệu<br /> đặc. Với vật liệu rỗng (gạch, đá, bê tông...) thì V a được<br /> xác định bằng phương pháp bình tỷ trọng. Mẫu được<br /> sấy khô rồi nghiền nhỏ, sàng qua sàng tiêu chuẩn<br /> (< 0,2mm), cân khối lượng bột vật liệu được G1, cho<br /> bột vật liệu vào bình tỷ trọng (hình 1.1), nếu chất lỏng<br /> trong bình là V1 sau khi cho bột vật liệu vào mức chất<br /> lỏng dâng tới V2 đem cân lượng bột vật liệu còn lại<br /> được G2 khi đó:<br /> <br /> a <br /> <br /> G1  G 2<br /> V1  V2<br /> <br /> Hình 1-1 Bình tỷ trọng<br /> xác định khối lượng riêng<br /> <br /> ; g/cm3<br /> <br /> Lƣu ý: Chất lỏng dùng để thí nghiệm không có phản ứng hoá học với vật liệu.<br /> Ví dụ: Xác định thể tích đặc của bột ximăng ta dùng xăng không được dùng nước.<br /> - KLR của vật liệu phụ thuộc vào thành phần hoá học, khoáng vật và cấu trúc của vật<br /> liệu.<br /> <br /> -9-<br /> <br />