Academia.edu no longer supports Internet Explorer. To browse Academia.edu and the wider internet faster and more securely, please take a few seconds to upgrade your browser.
TRNG I HC GIAO THễNG VN TIVIệN KHOA HọC Và CÔNG NGHệ XÂY DựNG GIAO THÔNGbộ môn vật liệu xây dựngChương 1NHNG TNH CHT CH YU CA VT LiU XY DNGEssential properties of construction materialsNguyễn Ngọc LânCác nhóm tínhchất cơ bản củaVLXDNhóm các tính chấtVật lýNhóm các tính chấtCơ họcđược xác định theo các tiêu chuẩn: TCVN, TCN; ASTM, AASHTO, BSNhóm các tính chấtHoá học1. CC THễNG S TRNG THI V C TRNG CU TRC CA VT LIU1.1. Khối lượng riêng ()- Khái niệm: khối lượng riêng là khối lượng của một đơn vị thể tích vậtliệu ở trạng thái hoàn toàn đặc.mVa- Phương pháp xác định:- Công thức xác định:- đơn vị: g/cm3; T/m3.+ Khối lượng (m): sấy khô (to = 1105oC) đến khối lượng không đổi cân m.+ Thể tích mẫu vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc (Va): đối với vật liệu hoàn toàn đặc (kim loại, thuỷ tinh): Vt liu cđược gia công mu có kớch thc hỡnh học xác định đo kích thước vàsử dụng các công thức toán học Va đối với nhng loại vật liệu rỗng (đá, gạch, bêtông, cát): nghiền nhỏd = 0,2 mm qua sàng 0,15 mm; sử dụng bỡnh Le Chatelier Vam1 m2VdBng 1.1: Khối lượng riêng của một số loại vật liệuLoại vật liệuđá thiên nhiênVật liệu huu cơ (chất dẻo, bitum)Khối lượng rêng(g/cm)2,2 - 2,30,8 - 1,6Thép, gang7,25 - 8,25Gach đất sét nung2,60 - 2,65Bêtông nặng2,10 - 2,60Ximang3,05 - 3,15- ý nghĩa và vận dụng: Phân biệt nhng loại vật liệu có hỡnh dáng bên ngoài giống nhau; Tính toán độ đặc, độ rỗng của vật liệu; Tính toán thành phần các vật liệu hỗn hợp.1.2. Khối lượng thể tích (o)- Khái niện: là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái tựnhiênm- Công thức xác định: o Vo- Cách xác định:- đơn vị: g/cm3; T/m3 đối với mẫu có kích thước hỡnh hc xỏc nh:+ Khối lượng (m): sấy to=1105oC làm nguội cân xác định m;+ Thể tích (Vo): đo và sử dụng các công thức toán học. ®èi víi mÉu VL kh«ng cã kÝch thíc hình häc xác định:+ Khèi lîng (m): sÊy to=1105oC lµm nguéi c©n x¸c ®Þnh m;+ ThÓ tÝch (Vo): mÉu ®îc bäc parafin; sö dông èng ®ong thÓ tÝch.m1 V2 V1 V p ;m2 m1Vp 0,93 đối với nhóm vật liệu dng ht rời rạc (cát, sỏi, đá dam): sử dụng cađong thể tích100 mm Cân ca + vật liệu m1; Cân ca m2 Cân ca + nước cất m3(m1 m2 ) . n(m3 m2 )Chú ý: điều chỉnh sao cho khoảng cách giưa miệng ca và miệng cuốngphễu = 100 mm- ý nghĩa: đánh giá sơ bộ một số tính chất khác của vật liệu: độ rỗng, độ hútnước, cường độ Tính toán c, rng, khối lượng vật liệu hoc bộ phận kt cucông trỡnh trong bi toỏn vn chuynBng 1.2: Khối lượng thể tích của một số loại vật liệu3Loại vật liệuKhối lượng thể tích (g/cm3)đá granít2,5 - 2,7đá vôi1,8 - 2,4Gạch đất sét nung1,6 - 1,9Bêtông thường2,0 - 2,4Ximng ở trạng thái chặt1,4 - 1,7Cát ở trạng thái khô1,45 - 1,65đá sỏi1,40 - 1,70Gỗ thông0,4 - 0,61.3. độ rỗng (r)- Khái niệm: là tỷ số gia thể tích rỗng trong vật liệu với thể tích tựnhiên của nó-Công thức xác định:Vr V VaVar 1 (1 ) 100,%VVVVrrV0- ý nghĩa: gián tiếp đánh giá chất lượng vật liệu: cường độ, độ hút nước,tính thấm Tính toán cấp phối bêtông.Bng 1.3: độ rỗng của một số loại vật liệuLoại vật liệuđộ rỗng, %Vật liệu hạt rời (cát, sỏi)20 - 60Vật liệu gỗ10 - 30đá granitGạch sét nung0,05 - 0,525 - 35C¸c lo¹i lç rçng: Lç rçng kÝn; Lç rçng hë.1.4. độ mịn- Khái niệm: là chỉ tiêu kỹ thuật được dùng để đánh giá kích thước củacác vật liệu dạng hạt rời rạc.- Phương pháp xác định: Sàng qua các cỡ sàngkhác nhau v tớnh lng ltqua sng(%); đo tỷ diện tíchbề mặt (cm2/g); Lắng đọng trong chất lỏng.- ý nghĩa: độ mịn ảnh hưởng đến Cấp phối vật liệu; Tương tác vật lý và hoá học.2. Các tính chất vật lý liên quan đến nước2.1. m- Khái niệm: là tỷ lệ % của lượng nước có trong vật liệu so với khốilượng khô của vật liệu.-Công thức xác định:mn ma mW100,%mm- Phương pháp xác định: cân sấy (to= 1105oC) cân;- Các yếu tố ảnh hưởng: điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất); Bản chất vật liệu và đặc trưng cấu trúc các lỗ rỗng;- ảnh hưởng của độ ẩm đến các tính chất của vật liệu: Co nở thể tích; Cường độ, khả nng cách nhiệt, cách âm2.2. độ hút nước- Khái niệm: là khả nng hút và gi nước của vt liu ở điều kiện bỡnhthường.- Công thức xác định: độ hút nước theo khối lượng (Hp): độ hút nước theo thể tích (Hv): Quan hệ giưa Hp và Hv:mnm w mkHp 100 100,%mkmkVnHv .100,%Vmw mk.100Hv .Vm n k H p mw mk .100 n .V nmkHv mw mk.100,% n .VHv .H pn- Phương pháp xác định: mẫu được sấy khô ngâm trong nước(to=205oC; p= 1 at) đến khi khối lượng chênh lệch nhỏ (0.2%) vớtmẫu ra lau khụ và cân.- ý nghĩa: độ hút nước phụ thuộc vào độ rỗng và tính chất lỗ rỗng sơ bộ đánh giá được mức độ truyền nhiệt và các tính chất khác của vậtliệu.- Các yếu tố ảnh hưởng: độ rỗng của vật liệu; Cấu trúc lỗ rỗng của vật liệu.2.3. độ bão hoà nước- Khái niệm: là độ hút nước lớn nhất của vật liệu. độ bão hoà nước tính theo khối lượng: Hpmax; độ bão hoà nước tính theo thể tích: Hvmax.- Phương pháp xác định: Phương pháp gia nhiệt: sấy khô mẫu cân đun trong nướcsôi 4 giờ vớt mẫu ra cân. Phương pháp áp suất: sấy khô mẫu cân ngâm mẫu trongnước và hạ áp suất (20 mmHg) đến khi không xuất hiện bọt khí vớt mẫu ra và cân xác định lượng nước có trong vật liệu.- Hệ số bão hoà (Cbh):Cbh 0 1Vnbh H vC bh Vrr2.4. Hệ số mềm- Là chỉ tiêu đặc trưng cho mức độ bền nước của vật liệu và được tínhtheo công thức sau:trong đó:RbhKm RRbh- cường độ vật liệu ở trạng thái bão hoà nước, MPa;R - cường độ vật liệu ở trạng thái khô, MPa.Hệ số mềm(Km) được dùng để phân loại vật liệu xây dựng theo tínhbền nước. đối với nhưng loại vật liệu có Km > 0.75 thi vật liệu đó đượcgọi là bền nước.2.5. Tính thấm nước- Khái niệm: là tính chất để cho nước thấm qua chiều dày vật liệu khigiưa hai bề mặt vật liệu có chênh lệch áp suất thủy tĩnh và được đánhgiá bằng hệ số thấm (Kth) tính toán theo công thức sau:Vn .aK th , (m / h),S ( P1 P2 ).ttrong đó:Vn - thể tích nước thấm qua khối vật liệu,m3;a - chiều dày khối vật liệu, m;S - diện tích khối vật liệu mà nước thấm qua,m3;P1, P2 - áp suất thuỷ tĩnh hai bề mặt khối vật liệu, mmHg;t - thời gian nước thấm qua khối vật liệu, h.- Phương pháp xác định: Mỗi loại VL có phương pháp xác định khẳ nang chống thấmkhác nhau; đối với các loại VL cứng, chắc (bêtông, vưa) khẳ nang chốngthấm được xác định bằng áp lực thấm lớn nhất (mác chống thấm,Bi); kích thước mẫu: 1515 cm (BT), 33 (vua xây dựng); xung quanhmẫu bọc paraphin; khả nang chống thấm được xác định bằng áp lựcnước lớn nhất thấm qua mẫu.- Các yếu tố ảnh hưởng: độ rỗng của vật liệu; Cấu trúc lỗ rỗng của vật liệu; Nhiệt độ nước.- ý nghĩa: là chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng đối với nhưng vật liệu đượcdùng để xây dựng các công trinh ngan nước.2.6. độ co ngót ẩm- Khái niệm: là sự thay đổi thể tích, kích thước của vật liệu khi độ ẩmthay đổi. VL co khi độ ẩm giảm; VL nở khi độ ẩm tng.- Phương pháp xác định: được xác định bằng độ giảm chiều dài của1m dài vật liệu khi độ ẩm thay đổi (mm/m) và được tính toán theocông thức sau:l chênh lệch chiều dài của mẫu tạilthời điểm TN so với ban đầu,mm;l, mm / ml- chiều dài ban đầu của mẫu thử VL, m.- ý nghĩa: đặc trưng cho mức độ ổn định của vật liệu khi độ ẩm thayđổi.- Một số yếu tố ảnh hưởng: độ ẩm của môi trường; đặc trưng cấu trúc lỗ rỗng của vật liệu.3. CC TNH CHT VT Lí LIấN QUAN N NHIT3.1. Tính truyền nhiệt- Khái nhiệm: là tính chất để cho nhiệt chuyền qua chiều dày khối vậtliệu từ phía mặt có nhiệt độ cao sang mặt có nhiệt độ thấp..F(t2 t1 ).zQ, kCalatrong đó:F - diện tích bề mặt của tấm vật liệu truyền nhiệt, m;t1,t2 - nhiệt độ bề mặt tấm vật liệu ở phía có nhiệt độ cao và phía cónhiệt độ thấp, oC;a - chiều dày tấm vật liệu, m;z - thời gian truyền nhiệt, h; - hệ số tryền nhiệt của vật liệu. Nó được dùng để đánh giá mứcđộ truyền nhiệt của vật liệu và được tính theo công thức sau:Q.a- phụ thuộc vào:, kCal/ m.C.h+ độ rỗng, cấu trúc lỗ rỗng;F.(t2 t1).z+ độ ẩm và nhiệt độ củabản thânvật liệu đó.3.2. Nhiệt dung và nhiệt dung riêng- Nhiệt dung (Q): là nhiệt lượng vật liệu thu vào hoặc toả ra khi nungnóng hoặc làm nguội.Q C.m(t 2 t1 ), kCaltrong đó:m - khối lượng mẫu vật liệu, kg;t1,t2 - nhiệt độ vật liệu trước và sau khi nung nóng, oC;C - nhiệt dung riêng của vật liệu.- Nhiệt dung riêng (C):QC, kCal / kg .o Cm.(t 2 t1 )Nếu vật liệu là hỗn hợp của nhiều vật liệu thành phần:C1 .m1 C 2 .m2 ... C n mnC hh m1 m2 ... mnm1, m2,,mn - khối lượng của vật liệu thành phần, kg;C1, C2,Cn - nhiệt dung riêng của các vật liệu thành phần,kCal/kg.3.3. Tính chống cháy và tính chịu lửa- Tính chống cháy: là khả nng của vật liệu chịu được tác dụng của ngọnlửa trong một thời gian nhất định. Dựa vào tính chống cháy có thể chiavật liệu thành 3 nhóm: Nhóm vật liệu không cháy; Nhóm vật liệu khó cháy; Nhóm vật liệu dễ cháy.-Tính chịu lửa: là tính chất của vật liệu chịu được tác dụng lâu dài củanhiệt độ cao mà không bị cháy và biến hinh. Dựa vào tính chịu lửa, vậtliệu được chia thành ba nhóm: Vật liệu chịu lửa; Vật liệu khó cháy; Vật liệu dễ cháy.Thank you! |
