Chương 1 các tính chất cơ lý của vật liệu CI 2037 vật LIỆU xây DỰNG building materials for civil engineers and

Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 VẬT LIỆU XÂY DỰNG Building materials for Civil Engineers and Architects Mã số môn học: CI 2027 Chương 1: Tính chất lý Vật liệu BM Vật liệu xây dựng, Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Đại Học Bách Khoa Tp HCM Email: vlxd-bk@hcmut.edu.vn Facebook.com/vlxd-bk Phiên 2020 Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 Chương I CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 Giới thiệu Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất vật liệu CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU CẤU TRÚC VĨ MÔ CẤU TRÚC VI MƠ THÀNH PHẦN HỐ HỌC THÀNH PHẦN KHỐNG VẬT CẤU TẠO CHẤT THÀNH PHẦN PHA TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 Giới thiệu: Cấu trúc vĩ mô vi mô Cấu trúc vĩ mô – bê tông AAC Cấu trúc rỗng vĩ mô Bê tông thường Cấu trúc vi mô – bê tông AAC Cấu trúc rỗng vi mô Bê tông thường Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 06062914_2 20 Portlandite, syn; Gismondine Katoite, silicatian Calcite, syn Gismondine 30 Katoite, silicatian; tobermorite, 9A Portlandite, syn; Gismondine Calcite, syn; Gismondine Dolomite, ferroan Calcite, syn; Gismondine tobermorite, 9A; Gismondine Katoite, silicatian; tobermorite, 9A; Gismondine Portlandite, syn; Katoite, silicatian; tobermorite, 9A; Gismondine Calcite, syn; Gismondine 40 Calcite, syn; Gismondine Katoite, silicatian; Dolomite, ferroan; Gismondine Calcite, syn; tobermorite, 9A; Gismondine tobermorite, 9A; Dolomite, ferroan; Gismondine 50 syn; Portlandite, syn Calcite, syn;Calcite, tobermorite, 9A Calcite, syn ferroan Dolomite, tobermorite, 9A Portlandite, syn; Dolomite, ferroan Portlandite, syn Calcite, syn Calcite, syn; tobermorite, 9A 60 Portlandite, syn Portlandite, syn; Dolomite, ferroan 70 Portlandite, syn 80 Calcite, syn Calcite, syn; Portlandite, syn; Dolomite, ferroan 90 of 56 Calcite, syn; Portlandite, syn Calcite, syn Portlandite, syn Calcite, syn; Portlandite, syn Giới thiệu: Cấu tạo chất 2000 1000 Katoite, silicatian Position [°2Theta] Dr.-Ing Bùi Đức Vinh Phân tích cấu tạo chất đá ximăng nhiễu xạ tia X (XRD) Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Gismondine Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 Các tính chất vật liệu xây dựng 1.1 Các tính chất vật lý  Khối lượng riêng, Khối lượng thể tích, Độ rỗng, Độ đặc  Độ hút nước, Độ bão hòa nước, Hệ số mềm, Độ ẩm, Tính thấm  Tính truyền nhiệt, Tính chịu nhiệt chống cháy… 1.2 Các tính chất học  Tính biến dạng vật liệu, Cường độ chịu nén, uốn cắt, kéo ,  Độ cứng, độ mài mòn, độ hao mòn  Ứng xử vật liệu tác dụng tải trọng, nhiệt độ…  Hệ số phẩm chất vật liệu 1.3 Phạm vi khảo sát  Cấp độ vật liệu (để làm sản phẩm)  Cấp độ sản phẩm (như cấu trúc phạm vi nhỏ lớn) Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 Mục đích p.pháp xác định tính chất vật liệu  Mục đích • Xác định chất lượng đầu vào vật liệu trước sử dụng cơng trình, hay q trình sản xuất (QC-Quality control) • Xây dựng chuẩn đầu vào, đặc tính kỹ thuật cho sản phẩm (Technical specification) • Kiểm sốt q trình sản xuất, Vd: cường bê tơng thực tế phải đạt > 70% Rthietke cho dỡ ván khuôn, hay > 40% Rthietke cho căng cáp • Tính tốn phối trộn loại vật liệu thành phần với để tạo vật liệu (Vd: tính cấp phối bê tơng) • Kiểm sốt tính chất q trình phát triển sản phẩm Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 Mục đích p.pháp xác định (tt)  Phương pháp xác định • Phần lớn tính chất xác định thực nghiệm hay thí nghiệm Các đại lượng xác định trực tiếp hay gián tiếp • Các thí nghiệm thực điều kiện, trình tự, dụng cụ, mẫu thử quy định chặt chẽ, gọi phương pháp thử (test standard) Để đảm bảo kết cơng nhận lẫn • Các tiêu chuẩn quốc gia phổ biết sử dụng rộng rãi: TCVN (Việt Nam), ASTM (Mỹ), DIN( Đức), ISO-EN (Quốc tế) • Thiết bị thí nghiệm chế tạo phù hợp với tiêu chuẩn thí nghiệm cụ thể, thiết bị có phạm vi sử dụng định Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 Mục đích p.pháp xác định- Tiêu chuẩn Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 Mục đích p.pháp xác định-Thiết bị Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 10 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 4.10 Tính thấm nước vật liệu (water permeability) • Định nghĩa - Tính thấm nước VL đặc trưng thể vật liệu bị nước thấm qua tác dụng áp lực nước - Tính thấm nước VL biểu thị hệ số thấm Kth • Trong K th  Q F t H Eq 4.10 d - Q: Lượng nước thấm qua (cm3) - F : Diện tích thấm (cm2) - t : Thời gian thấm (s) - H : Chiều cao cột nước áp lực (cm) - d : Chiều dày mẫu thí nghiệm (cm) Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 42 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 4.10 Tính thấm nước vật liệu (tt) • Tính thấm nước phụ thuộc vào độ rỗng, đặc trương lỗ rỗng nhiệt độ, áp lực nước VL có lỗ rỗng nhỏ kín có tính chống thấm cao • Đối với cơng trình, thấm vấn đề kỹ thuật phức tạp Đối với loại đá nhân tạo bê tông, thấm xuất phát từ cấu trúc, độ đặc sít khuyết tật xuất vịng đời kết cấu • Trong thiết kế cơng trình chịu áp lực, bể chứa đường ống dẫn, vỏ hầm… hệ số thấm cần thiết để tính tốn khả thấm áp lực nước bên ngồi • Trong thi cơng, từ thí nghiệm sử dụng loại vật liệu kiểm tra đảm bảm an tồn thấm cho cơng trình • Vật liệu chống thấm cho cơng trình thị trường lớn… Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 43 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 4.10 Tính thấm nước vật liệu-Thiết bị thí nghiệm • Thiết bị thí nghiệm thấm xác định khả kháng thấm bê tơng, loại có xác định lượng nước xuyên qua (trái-xác định hế số thấm) không xác đinh lượng nước xuyên qua (phải) • Tiêu chuẩn: EN 12390-8, ISO 7031 und UNI 9533 Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 44 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 4.10 Tính thấm nước vật liệu-Thiết bị thí nghiệm • TCVN 3116:1993 - Bê tơng nặng - Phương pháp xác định độ chống thấm nước - Độ chống thấm nước bê tông xác định cấp áp lực nước tối đa mà bốn sáu viên mẫu thử chưa bị nước xuyên qua Cáp chống thấm = áp lực tối đa - daN/cm2 Mức chống thấm bê tông: B2, B4, Bb, B8, B10 B12 Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 45 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 4.10 Tính thấm nước vật liệu-thí nghiệm vỏ hầm Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 46 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 4.11 Tính truyền nhiệt (Thermal Conductivity) Tính dẫn nhiệt VL khả truyền nhiệt lượng Để đánh giá mức độ truyền nhiệt lượng người ta dùng hệ số dẫn nhiệt  • Định nghĩa  lượng nhiệt (tính Kcal) truyền qua vật liệu có chiều dày 1m, diện tích 1m2, thời gian giờ, độ chênh lệch nhiệt độ bề mặt đối xứng 1oC Qa  F  ( t1o  t 2o )  T Eq 4.11a • Trong - Q: Lượng nhiệt truyền qua tường (Kcal) - a : Chiều dày tường (m) - F : Diện tích tường (m2) - T : Thời gian truyền nhiệt (h) - t1o, t2o : Nhiệt độ bề mặt đối xứng tường Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 47 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 4.11 Tính truyền nhiệt (Thermal Conductivity) • Các yếu tố anh hưởng đến tính truyền nhiệt - Độ rỗng cấu trúc độ rỗng, mật độ lỗ rỗng kín thấp -> HSTN thấp - Cấu trúc VL không đồng nhất, HSTN theo phương khác - Độ ẩm vật liệu • Đối với vật liệu khơ khơng khí (độ ẩm W = 1÷7%):  • 0196  22   02  14 Eq 4.11b Khi NĐ trung bình bề mặt tường tăng HSTN tăng Cơng thức xác định HSTN VL nhiệt độ trung bình bề mặt nhỏ 100oC  t    (1    t ) Eq 4.11c - t, 0: Hệ số dẫn nhiệt toC 0oC - t : Nhiệt độ trung bình mặt đối xứng thời điểm xác định - β: Hệ số nhiệt độ = 0.0025 Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 48 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 4.12 Nhiệt lượng, nhiệt dung riêng (Specific heat) • Nhiệt dung nhiệt lượng mà vật liệu thu vào nung nóng • Nhiệt dung riêng (tỉ nhiệt) nhiệt lượng cần cung cấp để nung nóng 1kg vật liệu lên 1oC o o Q  C  m  (t  t ) Eq 4.12a - Q: Lượng nhiệt vật liệu thu vào (Kcal) - C : Tỷ nhiệt hay nhiệt dung riêng vật liệu (kCal/kg.oC) - m : Khối lượng vật liệu (kg) - t1o, t2o : Nhiệt độ vật liệu trước sau nung nóng Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 49 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 4.12 Nhiệt lượng, nhiệt dung riêng (các yếu tố ảnh hưởng) • Khi độ ẩm tăng tỷ nhiệt C tăng lên: CW C  01  W %  C n   01  W % Eq 4.12b - C: Tỷ nhiệt hay nhiệt dung riêng vật liệu khô (kCal/kg.oC) - CW : Tỷ nhiệt hay nhiệt dung riêng vật liệu độ ẩm W (kCal/kg.oC) - W : Độ ẩm vật liệu (%) • Khi VL nhiều thành phần cấu tạo nên tỷ nhiệt C : n CW  C i 1 i  mi n m i 1 Eq 4.12c i - Ci: Tỷ nhiệt hay nhiệt dung riêng thành phần thứ i (kCal/kg.oC) - mi : Khối lượng thành phần thứ i (kg) Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 50 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 4.13 Thí nghiệm đo nhiệt thủy hóa bê tơng Cảm biến đo nhiệt độ TPS sensor, model Hot Disk 4922, spiral radius about 15 mm TP02, TP08, a ballpoint for purposes of size comparison, TP03 and TP09 Bộ thiết bị ghi nhiệt độ (National Instruments) Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 51 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 4.13 Thí nghiệm đo nhiệt thủy hóa bê tông Phủ Nylon Nước Nylon Xốp cách nhiệt Khối đổ bê tông khối lớn Nguyên tắc Phủ Xốp cách nhiệt Tưới nước Vịi nước: nóng + lạnh Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 52 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 52 of 56 Nhiệt độ khối đổ F1-FICO F2-RDC KHU - KHU GIỮA Thời gian (mm/dd hh:mm) 10/28 10/28 10/29 10/30 10/31 11/1 11/2 11/2 11/3 11/4 11/5 75 55 Nhiệt độ (C) Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 4.13 Thí nghiệm đo nhiệt thủy hóa bê tơng #4- Giữa Trên #5-Giữa Giữa #6-Giữa Dưới #5-#4: Giữa - Giữa #5-#6: Giữa - Giữa 35 15 -5 50 100 Thời gian (giờ) 150 200 Tmax: 72.6 oC ∆Tmax= 15.9oC (MT)max = 13.25 oC/m Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Tmax: 71.0 oC ∆Tmax= 13.1oC (MT)max = 11.6 oC/m Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 53 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 4.13 Thí nghiệm đo nhiệt thủy hóa bê tơng Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 54 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 Câu hỏi ? Cám ơn bạn ý theo dõi ! Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 55 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng-CI2037- 2020 Câu hỏi trả lời (QA) 1) Trọng lượng riêng vật liệu ảnh hưởng đến đặc tính sử dụng ? 2) Vật liệu có hệ số thấm cao có nên sử dụng làm tường bao che hay không? 3) Cấu trúc bên vật liệu cách nhiệt nên để có hiệu cao? 4) Chống thấm theo anh chị để làm gì? nêu biện pháp thực theo cách anh chị hình dung được? 5) Tập hợp giá trị khối lượng thể tích, khối lượng riêng 20 loại vật liệu xây dựng mà anh chị biết Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 56 of 56 ... (XRD) Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Gismondine Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng -CI2 037- 2020 Các tính chất vật liệu xây dựng 1. 1 Các tính chất vật lý  Khối... vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh 10 of 56 Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng -CI2 037- 2020 Tính chất vật lý vật liệu xây dựng Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037. ..Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, ĐHBK TpHCM -Vật Liệu xây dựng -CI2 037- 2020 Chương I CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG Chương 1: Các tính chất lý vật liệu – CI 2037 Dr.-Ing Bùi Đức Vinh