Đang tải... (xem toàn văn)
NghiÒn g¹ch thµnh bét, sÊy kh« ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi. Sµng bét g¹ch qua sµng 900 lçcm2. C©n 10g ( ) bét g¹ch. ®æ níc vµo èng lêng nhá ®äc thÓ tÝch V1. §æ bét g¹ch vµo èng lêng, ®äc thÓ tÝch V2. X¸c ®Þnh khèi lîng riªng theo c«ng thøc sau: NghiÒn g¹ch thµnh bét, sÊy kh« ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi. Sµng bét g¹ch qua sµng 900 lçcm2. C©n 10g ( ) bét g¹ch. ®æ níc vµo èng lêng nhá ®äc thÓ tÝch V1. §æ bét g¹ch vµo èng lêng, ®äc thÓ tÝch V2. X¸c ®Þnh khèi lîng riªng theo c«ng thøc sau: NghiÒn g¹ch thµnh bét, sÊy kh« ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi. Sµng bét g¹ch qua sµng 900 lçcm2. C©n 10g ( ) bét g¹ch. ®æ níc vµo èng lêng nhá ®äc thÓ tÝch V1. §æ bét g¹ch vµo èng lêng, ®äc thÓ tÝch V2. X¸c ®Þnh khèi lîng riªng theo c«ng thøc sau: NghiÒn g¹ch thµnh bét, sÊy kh« ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi. Sµng bét g¹ch qua sµng 900 lçcm2. C©n 10g ( ) bét g¹ch. ®æ níc vµo èng lêng nhá ®äc thÓ tÝch V1. §æ bét g¹ch vµo èng lêng, ®äc thÓ tÝch V2. X¸c ®Þnh khèi lîng riªng theo c«ng thøc sau:
Trường Đại học Thủy lợi Bộ môn Vật liệu Xây dựng Môn học: Vật liệu Xây dựng Giảng viên: TS Vũ Quốc Vương Chương II Tính chất Vật liệu Xây dựng §II.1 Thành phần cấu trúc vật liệu I Thành phần vật liệu Thành phần VL: Được đặc trưng thành phần (TP) gồm có: TP hóa học (TPHH), TP khống vật (TPKV), TP pha Thành phần hóa học: Là % ơxit (các ngun tố HH) có VL (kim loại (hợp kim) TPHH biểu thị % nguyên tố HH) Thành phần khoáng vật: Là % muối kép (khống vật) có VL Thành phần pha: Là biểu thị trạng thái pha rắn, lỏng, hay khí VL II Cấu trúc Vật liệu Cấu trúc vĩ mơ: Bằng mắt thường phân biệt dạng cấu trúc (VD: Dạng đặc chắc, tổ ong, dạng lớp, dạng hạt rời, ) Cấu trúc vi mơ: Chỉ quan sát kính hiển vi để thấy trạng thái chất kết tinh hay vơ định hình Dạng tinh thể hạt nguyên tử, phân tử xếp theo trật tự định VL dạng VĐH hạt xếp không theo trật tự Cấu trúc (siêu vi mô): Phải dùng thiết bị quan sát nghiên cứu kính hiển vi điện tử, phân tích rơn ghen để nghiên cứu cấu tạo nguyên tử, phân tử vật liệu III Phân loại tính chất Vật liệu Để thuận tiện cho việc nghiên cứu sử dụng VL CTXD, phân tính chất VL thành nhóm như: T/c vật lý, học, hố học, tính chất vật liệu chịu tác dụng nhiệt, … •Nhóm tính chất vật lý: Đặc trưng cho trạng thái, cấu trúc xác định mối quan hệ vật liệu với mơi trường; •Nhóm tính chất học: Xác định quan hệ vật liệu với biến dạng phá huỷ tác dụng tải trọng; •Nhóm tính chất hố học: Liên quan đến biến đổi hoá học độ bền vững vật liệu tác dụng ăn mòn hố học; •Tính chất vật liệu chịu tác dụng nhiệt Nội dung chương trình giới hai nhóm tính chất vật lý tính chất học (Tính chất lý vật liệu) Chương II Tính chất Vật liệu Xây dựng §II.2 Những tính chất vật lý Vật liệu I Khối lượng riêng (tỷ khối): γ a (g/cm3) Khối lượng riêng (tỷ khối) - Specific Mass, trọng lượng riêng (tỷ trọng) Specific weight (Specific gravity) Định nghĩa: KLR khối lượng đơn vị thể tích vật liệu khơ trạng thái hồn tồn đặc (bên khơng có lỗ rỗng) ( ) G km γa = g / cm Trong đó: γ a: V Khối lượng riêng (g/cm3) a Công thức: Gmk: Khối lượng mẫu vật liệu trạng thái khơ Va: Thể tích vật liệu trạng thái khô Ứng dụng: KLR dùng để xác định độ đặc, rỗng tính tốn VL VD: γ a gạch đất sét: 2,5 tấn/m3, cát đá: 2,6 tấn/m3, II Khối lượng thể tích (dung khối): γ ok (g/cm3) Khối lượng thể tích (dung khối) - Unit Mass, KL đơn vị - Unit weight Định nghĩa: KL thể tích khối lượng đơn vị thể tích vật liệu khơ trạng thái tự nhiên (bên có lỗ rỗng) Công thức: ( k G γ ok = mk g / cm Vo k ) Trong đó: γ o : Khối lượng thể tích (đơn vị) (g/cm3) Gmk: Khối lượng mẫu vật liệu trạng thái khô Vok: Thể tích vật liệu khơ trạng tự nhiên Ứng dụng: dùng để xác định độ đặc, rỗng, tính tốn phương tiện vận chuyển, khối lượng cấu kiện, phân loại phán đoán cường độ vật liệu II Khối lượng thể tích (dung khối) a) Khối lượng thể tích khơ: ( k G γ ok = mk g / cm Vo ) b) Khối lượng thể tích ẩm: â m â o G γ = V â o γ bh o G = V đổi: Vok = Vô = Vobh • Nếu vật liệu tích thay ( g / cm ) c) Khối lượng thể tích bão hòa: bh m bh o • Nếu vật liệu tích khơng đổi độ ẩm thay đổi độ ẩm thay đổi: Vok ≠ Vô ≠ Vobh • KLTT số vật liệu: ( g / cm ) Gạch đất sét: 1,6 ÷ 1,9 t/m3 Cát, đá: 1,4 ÷ 1,7 t/m3 Xi măng Po: 1,2 ÷ 1,3 t/m3 III Độ đặc (%): đ% Định nghĩa: Là tỷ số thể tích phần đặc so với thể tích tự nhiên vật liệu trạng thái khô Công thức: Trong đó: Va đ % = k ×100% Vo đ%: Độ đặc vật liệu (%) Vo k : Thể tích tự nhiên vật liệu trạng thái khô Va: Thể tích đặc vật liệu trạng thái khơ Ứng dụng: Dùng để phân loại phán đoán cường độ vật liệu 10 V Những tính chất vật lý có liên quan đến nước Các dạng nước có vật liệu: • Nước kết tinh (LK hóa học) + Cao lanh: Al2O3.SiO2.2H2O Al2O3.SiO2 + 2H2O (ở 700-800oC ) + Thạch cao: CaSO4.2H2O CaSO4 + 2H2O (ở 700oC) • Nước hấp phụ (nước hóa lý) • Nước học (nước tự do) 12 V Những tính chất vật lý có liên quan đến nước Độ ẩm - Moisture Content, W(%) • Định nghĩa: Là tỷ số khối lượng nước có vật liệu trạng thái ẩm so với khối lượng vật liệu trạng thái khơ • Cơng thức: Trong đó: G ân W% = k ×100% Gm W% : Độ ẩm (%) Gnâ: Khối lượng nước có VL trạng thái ẩm Gmk: Khối lượng mẫu VL trạng thái khơ 13 V Những tính chất vật lý có liên quan đến nước Mức hút nước theo khối lượng (Absorption) • Định nghĩa: Là tỷ số khối lượng nước chứa vật liệu trạng thái bão hoà so với khối lượng vật liệu trạng thái khô • Cơng thức: Trong đó: G bh Hp % = nk ×100% Gm Hp%: Mức hút nước theo khối lượng (%) Gnbh: Khối lượng nước có VL trạng thái BH 14 V Những tính chất vật lý có liên quan đến nước Mức hút nước theo thể tích Hv% • Định nghĩa: Là tỷ số thể tích nước chứa vật liệu trạng thái bão hồ so với thể tích vật liệu trạng thái khơ • Cơng thức: Trong đó: Vnbh Hv % = k ×100% Vm Hv%: Mức hút nước theo thể tích(%) Vnbh: Thể tích nước có VL trạng thái BH Vmk: Thể tích VL trạng thái tự nhiên khơ 15 V Những tính chất vật lý có liên quan đến nước Hệ số bão hòa nước B% • Định nghĩa: Là tỷ số thể tích nước chứa vật liệu trạng thái bão hoà so với thể tích rỗng vật liệu • Cơng thức: Trong đó: B %: Vnbh B% = ×100% Vr Hệ số bão hòa nước (%) Vnbh: Thể tích nước có VL trạng thái BH Vr : Thể tích lỗ rỗng có VL Vnbh = B = 0: Vật không thấm nước Vnbh < Vr B < 1: Vật bão hồ nước khơng hoàn toàn Vnbh = Vr B = 1: Vật bão hồ nước hồn tồn 16 V Những tính chất vật lý có liên quan đến nước Hệ số mềm hóa Mh: Khi VL thấm nước (khi BH nước) thể tích, tính dẫn điện, dẫn nhiệt tăng cường độ giảm Mức độ giảm cường độ nhiều hay biểu thị hệ số mềm hố • Định nghĩa: Hệ số mềm hoá tỷ số cường độ vật liệu trạng thái bão hoà nước so với cường độ trạng thái khơ • Cơng thức: Trong đó: Mh: R bh Mh = R k hóa Hệ số mềm Rbh, Rk: Cường độ VL trạng thái bão hòa, khơ Mh > 0,8 gọi VL chịu nước, Mh cao VL chịu nước CTTL yêu cầu Mh ≥ 0,85 17 V Những tính chất vật lý có liên quan đến nước Tính thấm nước VL: Là tính chất nước thấm qua có độ chênh lệch áp lực Mức độ thấm nước phụ thuộc vào độ rỗng, đặc trưng lỗ rỗng, áp lực nước, nhiệt độ mơi trường • Tính thấm nước VL đặc trưng hệ số thấm K mác chống thấm B • Cơng thức: Trong đó: Q× D K= (cm / s) ×t ×H K: Hệ số thấmFnước (cm/s); t: Thời gian thấm; H: Cột nước thấm; D, F: Kích thước mẫu • Mác chống thấm B: Trị số áp lực lớn mà mẫu thử không để nước thấm qua Mác chống thấm thường B-2, B-4, B-6, B-8, … 18 V Những tính chất vật lý có liên quan đến nước Tính bền vật liệu (Durable properties): • Trong q trình làm việc, ngồi chịu tác dụng tải trọng VL chịu ảnh hưởng lâu dài điều kiện môi trường (như thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, tác dụng hố chất chất khí khơng khí) làm cho chất lượng giảm sút • Do vật liệu cần có tính bền định Các VL có tính bền tốt đá thiên nhiên, VL sành khơng bị lão hố Các vật liệu có tính bền gỗ (chất lượng mau giảm nhiệt độ độ ẩm thay đổi thường xuyên) 19 Chương II Tính chất Vật liệu Xây dựng §II.3 Những tính chất học Vật liệu I Tính biến dạng VL Biến dạng đàn hồi: Là loại biến dạng bị sau loại bỏ lực tác dụng • Nguyên nhân: Biến dạng dư: Là loại biến dạng khôi phục lại trạng thái ban đầu sau loại bỏ lực tác dụng • Nguyên nhân: Từ biến: Là loại biến dạng tăng theo thời gian lực tác dụng không đổi, tác dụng lâu dài lên vật liệu • Nguyên nhân: 21 II Cường độ VL Khái niệm cường độ VL: • Định nghĩa: Cường độ vật liệu biểu thị khả chống lại phá hoại ứng suất xuất vật liệu ngoại lực gây Ký hiệu R (KG/cm2 = daN/cm2; MPa = 1N/mm2) • Phân loại: Tùy theo hình thức chịu lực KC mà người ta phân loại cường độ khác cường độ nén (Rn), kéo (Rk), uốn (Ru), xoắn (Rx), … • Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ vật liệu gồm i) thành phần cấu trúc vật liệu; ii) độ đặc, độ rỗng VL; iii) nhiệt độ độ ẩm môi trường; iv) hướng thời gian chịu tải; 22 II Cường độ VL • Hiện tượng khả chịu lực vật liệu giảm dần theo thời gian nguyên nhân: – Hiện tượng lão hố: Do q trình làm việc VL chịu tác động yếu tố thay đổi môi trường to, độ ẩm, gió, mưa, làm khả làm việc vật liệu giảm dần – Hiện tượng mỏi: Là tác động tải trọng lâu dài, trùng lặp, có chu kỳ • Khi vật liệu làm việc, cho phép giá trị nhỏ cường độ độ cho phép [R] (cường độ giới hạn) Từ có khái niệm hệ số an toàn K: K = R/ [R] (1,05) – Tốc độ tăng tải: Tốc độ tăng tải nhanh R lớn ngược lại biến dạng dẻo không tăng kịp với tăng tải trọng – Ma sát mặt mẫu mâm nén: Cùng loại VL, kích thước mẫu có ma sát mặt ngồi lớn R lớn (vì có khả giữ cho mẫu khơng bị nở ngang), ma sát nhỏ R nhỏ (vì mẫu dễ bị nở ngang) b/ PP khơng phá hoại (NDT- Non Destructive Testing): 25 II Cường độ VL • Thường dùng phương pháp sau: – Dùng máy siêu âm: Xác định vận tốc truyền sóng siêu âm (v), từ tra biểu đồ tìm cường độ vật liệu Tốc độ phụ thuộc vào độ đặc, độ cứng khả đàn hồi VL – Dùng súng bật nảy: Xác định số vạch (n), từ tra cường độ – Kết hợp súng siêu âm súng bật nẩy Số hiệu (mác) vật liệu: M20, M30, M40… Là giá trị qui ước làm tròn từ cường độ giới hạn (R ứng với tải trọng phá hoại, lấy tb mẫu TN) xác định điều kiện tiêu chuẩn (khuôn mẫu, cách chế tạo mẫu, cách bảo dưỡng mẫu thời gian bảo dưỡng) 26