intTypePromotion=3

Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 1: Các tính chất cơ bản của vật liệu

Chia sẻ: Nguyen Thanh Tu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

0
98
lượt xem
17
download

Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 1: Các tính chất cơ bản của vật liệu

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong chương 1 của bài giảng Vật liệu xây dựng trình bày về các tính chất cơ bản của vật liệu: các tính chất cơ lý và hóa lý cơ bản của vật liệu, các tính chất cơ học,... Để biết rõ hơn về nội dung chi tiết, mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 1: Các tính chất cơ bản của vật liệu

Bài giảng Vật liệu xây dựng<br /> <br /> Chương 1: Các tính chất cơ bản của vật liệu<br /> CHƯƠNG I<br /> <br /> CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG<br /> I. Khái nhiệm chung về tính chất của vật liệu<br /> Đối với một công trình, tuỳ theo công năng của nó khi làm việc vật liệu xây dựng có thể chịu<br /> các yếu tố tác động bên ngoài như:<br /> -<br /> <br /> Tác động cơ học (chịu lực trọng lượng bản thân, gió, hoạt tải sử dụng, sóng, động đất,<br /> tuyết...)<br /> <br /> -<br /> <br /> Tác động hóa học (xâm thực của môi trường axit (các bể nước thải), nước biển, sinh vật<br /> biển, nước mưa...)<br /> <br /> -<br /> <br /> Các tác dụng khác (áp suất hơi, nhiệt, phóng xạ)<br /> <br /> Bên trong vật liệu, khả năng làm việc của vật liệu phụ thuộc các yếu tố như:<br /> -<br /> <br /> Sự sắp xếp các cấu trúc<br /> <br /> -<br /> <br /> Hàm lượng các thành phần khoáng<br /> <br /> -<br /> <br /> Các liên kết (ion, phân tử, cộng hoá trị...)<br /> <br /> -<br /> <br /> Thành phần pha....<br /> <br /> Mỗi tính chất của vật liệu được đặc trưng bởi một đại lượng cụ thể, chúng được xác định bằng<br /> các thí nghiệm, hay tính toán dẫn xuất...Việc xác định các tính chất của từng loại vật liệu sẽ được giới<br /> thiệu trong môn học về thí nghiệm Vật liệu xây dựng, phần tiếp theo sẽ trình bày các tính chất cơ<br /> bản của vật liệu.<br /> II. Các tính chất cơ lý và hoá lý cơ bản của vật liệu<br /> <br /> II.1. Khối lượng riêng ( [F]/[L]3): (Specific gravity)<br /> •<br /> <br /> Công thức xác định<br /> <br /> γa =<br /> <br /> Trong đó:<br /> <br /> GVa -<br /> <br /> G<br /> Va<br /> <br /> (g/cm3 , kg/m3, Tf/m3)<br /> <br /> (1-1)<br /> <br /> Khối lượng mẫu thí nghiệm ở trạng thái khô, (g).<br /> Thể tích đặc tuyệt đối của vật liệu, (cm3).<br /> <br /> Bảng I.1 Trình bày một số đặc trưng của các loại vật liệu thông dụng<br /> •<br /> <br /> Phương pháp xác định:<br /> - Cân đo với vật liệu đặc hoàn toàn, có kích thước hình học rõ ràng: thép, kính.<br /> <br /> I- 1<br /> <br /> Bài giảng Vật liệu xây dựng<br /> <br /> Chương 1: Các tính chất cơ bản của vật liệu<br /> <br /> - Dùng bình tỉ trọng với vật liệu rỗng, rời rạc. Ví dụ: cát, xi măng, không dùng dung dịch có<br /> phản ứng hóa học với vật liệu .<br /> •<br /> <br /> Phạm vi ứng dụng:<br /> - Để tính độ đặc, độ rỗng của vật liệu .<br /> - Phân biệt vật liệu cùng loại.<br /> - Tính cấp phối bê-tông .<br /> <br /> II. 2. Khối lượng thể tích: (Unit weight, [F]/[L]3)<br /> •<br /> <br /> Công thức xác định<br /> <br /> γo =<br /> Trong đó:<br /> <br /> G<br /> Vo<br /> <br /> (g/cm3 , kg/m3, T/m3).<br /> <br /> (1-2)<br /> <br /> G - Khối lượng mẫu thí nghiệm ở trạng thái tự nhiên , (g).<br /> Vo - Thể tích tự nhiên của vật liệu, (cm3).<br /> <br /> γo biến động trong phạm vi rộng (0.02 - 7.85 g/cm3). Đối với những vật liệu hoàn toàn đặc thì<br /> γo ≈ γa.<br /> •<br /> <br /> Phương pháp xác định<br /> - Cân và đo với vật liệu có kích thước hình học rõ ràng.<br /> - Bọc mẫu bằng parafin, cân trong chất lỏng tìm thể tích chất lỏng dời chỗ. Áp dụng cho<br /> <br /> mẫu có hình dáng bất kỳ.<br /> - Dùng dụng cụ có dung tích để xác định đối vớùi vật liệu dạng rời rạc.<br /> •<br /> <br /> Phạm vi ứng dụng<br /> - Vật liệu càng ẩm, γo càng cao. γo có ý nghĩa thực tế lớn,<br /> - Biết γo có thể xác định độ ẩm, cường độ và hệ số truyền nhiệt của vật liệu.<br /> - Dùng γo để tính độ đặc, độ rỗng của vật liệu .<br /> - Tính độ ổn định của công trình, chọn phương tiện vận chuyển và tính cấp phối bê-tông<br /> Bảng I.1. Một số đặc trưng của các loại vật liệu thông dụng<br /> <br /> STT<br /> <br /> Vật liệu<br /> <br /> Tính chất<br /> 3<br /> <br /> γo (g/cm<br /> 1<br /> <br /> )<br /> <br /> γa (g/cm3)<br /> <br /> Đá thiên nhiên, 2.20 - 3.30<br /> nhân tạo<br /> <br /> 2<br /> <br /> Kim loại đen<br /> <br /> 7.25 - 7.85<br /> <br /> 3<br /> <br /> gỗ, bitum, nhựa 0.90 - 1.80<br /> tổng hợp<br /> <br /> I- 2<br /> <br /> Bài giảng Vật liệu xây dựng<br /> 4<br /> <br /> Gạch<br /> <br /> đất<br /> <br /> Chương 1: Các tính chất cơ bản của vật liệu<br /> <br /> sét 1.6 - 1.9<br /> <br /> nung<br /> 5<br /> <br /> Bê tông nặng<br /> <br /> 1.8 - 2.4<br /> <br /> 6<br /> <br /> Gạch silicat<br /> <br /> 1.2 - 1.6<br /> <br /> Mipo có nhiều lỗ 0.02<br /> rỗng<br /> II.3. Độ rỗng, r(%):<br /> •<br /> <br /> Công thức xác định<br /> <br /> r=<br /> <br /> V − Va<br /> Vr<br /> .100% = o<br /> .100%<br /> Vo<br /> Vo<br /> <br /> (1-3a)<br /> <br /> r=<br /> <br /> ⎛ V ⎞<br /> Vr<br /> .100% = ⎜1 − a ⎟ .100% = (1 − d).100%<br /> Vo<br /> ⎝ Vo ⎠<br /> <br /> (1-3b)<br /> <br /> ⎛ γ ⎞<br /> r = ⎜ 1 − a ⎟ .100%<br /> ⎝ γo ⎠<br /> Với:<br /> <br /> (1-3c)<br /> <br /> Vr: Thể tích lỗ rỗng của vật liệu .<br /> Vo : Thể tích tự nhiên của vật liệu.<br /> <br /> •<br /> <br /> Phương pháp xác định<br /> Theo cách tính toán từ các đại lượng đã biết, hoặc dùng phương pháp bão hoà heli lỏng.<br /> <br /> •<br /> <br /> Phạm vi ứng dụng<br /> Độ rỗng r là chỉ tiêu quan trọng, ảnh hưởng đến những tính chất khác của vật liệu như khối<br /> <br /> lượng thể tích γ0, cường độ R, độ hút nước Hp, hệ số truyền nhiệt λ,... Vật liệu có r nhỏ sẽ có cường<br /> độ cao và độ thấm nước nhỏ. Với vật liệu có r cao lại có độ cách nhiệt cao. Xu hướng hiện nay là<br /> chọn những loại vật liệu có độ rỗng nhưng cường độ cao.<br /> II.4. Độ đặc, d(%):<br /> •<br /> <br /> Công thức xác định<br /> <br /> d=<br /> <br /> ⎛G⎞ ⎛G⎞ γ<br /> Va<br /> .100% = ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ = o .100%<br /> Vo<br /> ⎝ γa ⎠ ⎝ γo ⎠ γa<br /> <br /> (1-4a)<br /> <br /> d=<br /> <br /> γo<br /> .100%<br /> γa<br /> <br /> (1-4b)<br /> <br /> Độ đặc luôn luôn nhỏ hơn 1 và tùy thuộc vào độ rỗng của vật liệu.<br /> <br /> Vật liệu xốp<br /> <br /> d = 0.20 ~ 0.30%<br /> <br /> I- 3<br /> <br /> Bài giảng Vật liệu xây dựng<br /> <br /> Chương 1: Các tính chất cơ bản của vật liệu<br /> <br /> 5. Độ hút nước (%):<br /> •<br /> <br /> Công thức xác định<br /> <br /> Độ hút nước cùa vật liệu có thể biểu diễn theo khối lượng (Hp) hay theo thể tích (Hv).<br /> <br /> Hp =<br /> <br /> (1-5a)<br /> <br /> Hv =<br /> trong đó:<br /> <br /> G<br /> G1 − G<br /> .100% = n,bh .100%<br /> G<br /> G m,k<br /> V<br /> G1 − G<br /> .100% = n,bh .100%<br /> G<br /> Vm,k<br /> <br /> (1-5b)<br /> <br /> G1 - Khối lượng mẫu đã ngâm nước.<br /> G - Khối lượng mẫu đã sấy khô.<br /> Vo: Thể tích tự nhiên của mẫu thí nghiệm.<br /> <br /> Liên hệ giữa Hp và Hv:<br /> <br /> ⎞ ⎛G −G<br /> H v ⎛ G1 − G<br /> ⎞ G<br /> =⎜<br /> .100% ⎟ ⎜ 1<br /> .100% ⎟ =<br /> = γo<br /> H p ⎝ Vo<br /> ⎠ Vo<br /> ⎠ ⎝ G<br /> <br /> (1-5c)<br /> <br /> H v = γ o .H p<br /> <br /> (1-5d)<br /> <br /> Hv luôn luôn < 100%; Hp có thể > 100% đối với vật liệu rất rỗng và rất nhẹ. Độ hút nước<br /> phụ thuộc độ rỗng r và tính chất lỗ rỗng của vật liệu, vì vậy có thể dùng Hp và Hv để đánh giá độ<br /> truyền nhiệt và những tính chất khác của vật liệu .<br /> Ví dụ:<br /> <br /> Hp = 8 - 20%<br /> <br /> Gạch đất sét xấu<br /> <br /> Hp =<br /> <br /> Bê tông nặng<br /> •<br /> <br /> Gạch đất sét tốt<br /> <br /> Hp = 3%.<br /> <br /> 25 - 30%<br /> <br /> Phạm vi ứng dụng<br /> Biết được Hp hoặc Hv có thể biết biết được một số những tính chất khác của vật liệu như độ<br /> <br /> rỗng r, cường độ R, hệ số truyền nhiệt λ, khối lượng thể tích γo.<br /> II.6. Độ bão hòa nước:<br /> •<br /> <br /> Định nghĩa:<br /> Độ bão hòa nước là khả năng hút nước tối đa của vật liệu ở dưới áp suất 20mmHg hoặc khi<br /> <br /> đun trong nước sôi. Nó được đánh giá bằng hệ số bão hòa nước.<br /> <br /> I- 4<br /> <br /> Bài giảng Vật liệu xây dựng<br /> <br /> Chương 1: Các tính chất cơ bản của vật liệu<br /> <br /> Hệ số bão hòa nước Cbh được đánh giá thông qua độ hút nước thể tích bão hòa<br /> <br /> Hvbh và độ rỗng<br /> <br /> r . Cũng chính là tỉ số % thể tích nước chứa trong vật liệu ở trạng thái bão hòa vối thể tích rỗng của<br /> vật liệu .<br /> Kí hiệu: Cbh<br /> •<br /> <br /> Công thức: Dùng hệ số bão hòa Cbh để đánh giá mức bão hòa nước:<br /> <br /> CBH =<br /> <br /> Với:<br /> <br /> H bh<br /> vv<br /> r<br /> <br /> .100% =<br /> <br /> ( Vn<br /> ( Vr<br /> <br /> Vo )<br /> V<br /> .100% = n<br /> Vo )<br /> Vr<br /> <br /> (1-6a)<br /> <br /> Hvbh : Độ hút nước bão hòa theo thể tích.<br /> R<br /> <br /> :<br /> <br /> Độ rỗng của vật liệu.<br /> <br /> max<br /> Cbh = 1. Khi Cbh tăng lượng nước vào lỗ rỗng của vật liệu càng nhiều. Vật liệu càng bão hòa<br /> <br /> nước, khối lượng thể tích γo , thể tích V0 , hệ số truyền nhiệt λ càng tăng nhưng cường độ R sẽ càng<br /> giảm.<br /> Phương pháp xác định: Có 2 phương pháp xác định:<br /> + Phương pháp 1:<br /> <br /> - Sấy khô mẫu thí nghiệm, cân G.<br /> - Đun trong nước sôi, để nguội.<br /> - Cân G1, tính tóan theo công thức độ hút nước trên.<br /> <br /> + Phương pháp 2:<br /> <br /> - Ngâm mẫu trong bình nước có nắp đậy kín.<br /> - Hạ áp suất xuống 20mmHg, rút chân không.<br /> - Giữ ở áp suất này đến khi không còn bọt khí thoát ra nữa.<br /> - Đưa về áp suất bình thường 760mmHg.<br /> - Giữ sau 2 giờ, vớt mẫu, cân và tính kết qủa.<br /> <br /> II.7. Hệ số mềm<br /> Định nghĩa:<br /> Là tỉ số giữa cường độ của vật liệu đã bão hòa nước với cường độ của nó ở trạng thái khô.<br /> Kí hiệu: Mức độ giảm cường độ được biểu thị bằng hệ số mềm Km.<br /> <br /> Km =<br /> <br /> R bh<br /> Rk<br /> <br /> (1-7)<br /> <br /> Với:<br /> Rbh<br /> <br /> : Cường độ mẫu bão hòa nước.<br /> <br /> Rk<br /> <br /> : Cường độ mẫu thí nghiệm ở trạng thái khô.<br /> <br /> I- 5<br /> <br />

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản