Bài giảng môn Vật liệu xây dựng Bài giảng môn Vật liệu xây dựng Bài giảng môn Vật liệu xây dựng Bài giảng môn Vật liệu xây dựng Bài giảng môn Vật liệu xây dựng Bài giảng môn Vật liệu xây dựng Bài giảng môn Vật liệu xây dựng Bài giảng môn Vật liệu xây dựng Bài giảng môn Vật liệu xây dựng
CHƯƠNG I GIỚI THIỆU MÔN HỌC, SỰ PHÁT TRIỂN NGÀNH VẬT LIỆU XÂY DỰNG (VLXD) I VAI TRÒ VLXD ĐỐI VỚI CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG II THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG Vật liệu xây dựng chiếm vị trí đặc biệt cơng trình xây dựng Chất lượng vật liệu định tính chất tuổi thọ cơng trình Muốn sử dụng vật liệu đạt hiệu kinh tế kỹ thuật cao cần hiểu biết vật liệu xây dựng Khi cơng trình xây dựng đưa vào khai thác sử dụng vật liệu chịu tác động nhiều yếu tố khác nhau, tải trọng mơi trường xung quanh.Tải trọng gây biến dạng ứng suất Để kết cấu cơng trình làm việc an tồn, VLXD phải có tiêu lý cần thiết đủ độ bền vững để chống lại tác động khơng khí, nước, nước, nhiệt độ độ ẩm Tính chất vật liệu liên quan chặt chẻ đến cấu trúc vật liệu Nếu vật liệu có cấu trúc hợp lý cho tính chất tốt Các loại vật liệu thơng thường hỗn hợp dạng cấu trúc sau : Cấu trúc vĩ mô ( Cấu trúc lớn), cấu trúc vi mô(cấu trúc nhỏ) cấu trúc hay cấu tạo chất (siêu nhỏ ) Cấu trúc vĩ mơ Bằng mắt thường ta phân biệt dạng cấu trúc như: đá nhân tạo đặc chắc, cấu trúc tổ ong, cấu trúc dạng sợi, dạng lớp, dạng hạt rời Vật liệu đặc phổ biến xây dựng bê tông nặng, bê tông nhẹ cấu trúc đặc, vật liệu gốm loại khác loại vật liệu thường có cường độ, khả chống thấm, tính chống ăn mịn tốt vật liệu rỗng loại, nặng nề tính chất âm nhiệt Bằng mắt thường nhìn thấy kết “ thơ ” ví dụ : thấy lớp đá xi măng liên kết với hạt cốt liệu , độ dày lớp đá, độ lớn hạt cốt liệu phát vết rạn nứt Vật liệu có cấu tạo rỗng vật liệu có lỗ rỗng lớn bê tơng khí, bê tơng bọt, chất dẻo tổ ong Vật liệu có cường độ, độ chống ăn mịn vật liệu đặc loại , khả cách nhiệt, cách âm lại tốt Lượng lỗ rỗng , kích thước, hình dạng đặc tính phân bố chúng có ảnh hưởng đến tính chất vật liệu Vật liệu có cấu tạo dạng sợi, gỗ, sản phẩm từ bơng khống, sợi gỗ ép v.v có cường độ độ dãn nhiệt tính chất khác khác theo phương dọc ngang thớ Cấu trúc vi mô vật liệu cấu tạo tinh thể hay vơ định hình Cấu tạo tinh thể vơ định hình hai trạng thái khác chất Ví dụ : Oxit silic tồn dạng tinh thể thạch anh hay dạng vô định hình (opan) Dạng tinh thể có độ bền độ ổn định lớn dạng vơ định hình Chẳng hạn SiO tinh thể không tương tác với Ca(OH)2 , nhiệt độ thường SiO vơ định hình lại tương tác với Ca(OH) nhiệt đô thường Cấu tạo bên chất cấu tạo ngun tử, phân tử hình dáng kích thước tinh thể, liên kết nội chúng Cấu tạo bên định cường độ, độ cứng,độ bền nhiệt nhiều tính chất quan trọng khác Ngồi tính chất cịn phụ thuộc tỷ lệ phối hợp thành phần vật liệu Do điều chỉnh thành phần, cấu trúc vật liệu đạt tính chất cần thiết cho vật liệu Vật liệu xây dựng đặc trưng thành phần: hóa học; khống vật thành phần pha Thành phần hóa học biểu thị phần trăm hàm lượng oxits có vật liệu Nó cho phép phán đốn hàng loạt tính chất VLXD: tính chịu lửa, đặc trưng học đặc tính kỹ thuật khác Đối với vật liệu nhân tạo người ta dựa vào thành phần hóa học để lựa chọn thành phần nguyên liệu sản xuất Thành phần hóa học xác định cách phân tích hóa học Thành phần khống vật định tính chất vật liệu Khoáng 3CaO SiO2 3CaO.Al2O3 xi măng poolăng định tính đóng rắn nhanh, chậm xi măng Biết thành phần khoáng phán đoán tương đối xác tính chất VLXD Việc xác định thành phần khoáng vật phức, đặc biệt mặt định lượng, người ta dùng nhiều phương pháp bổ trợ : phân tích nhiệt vi sai, phân tích phổ rơnghen, lazer, kính hiển vi điện tử v.v Thành phần pha biến đổi q trình cơng nghệ tác động mơi trường Sự thay đổi pha làm cho tính chất vật liệu thay đổi Ví dụ nước chứa nhiều lỗ rỗng vật liệu ảnh hưởng xấu đến tính chất nhiệt, âm, cường độ vật liệu, làm cho vât liệu nở Như phân loại tính chất vật liệu thành nhóm tính chất sau : Tính chất vật lý, tính chất học, tính cơng tác tuổi thọ cơng trình Các tính chất VLXD xác định theo quy định nhà nước (TCVN) III TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG Khối lượng riêng : γa ( g/cm3; T/m3 ; kg/l ) a Định nghĩa : Khối lượng riêng vật liệu khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái hồn tồn đặc (khơng có lỗ rỗng) γa = (1.1) G: Khối lượng vật liệu trạng thái khơ (g, T, kg ) Va: Thể tích vật liệu trạng thái đặc (cm3 , l , m3 ) b Phương pháp xác định : *Khối lượng (G) vật liệu xác định cách sấy khô T = 105 - 1100C khối lượng khơng đổi đem cân xác đến ± 0.1g *Tùy theo vật liệu mà có phương pháp xác định thể tích đặc (Va) khác nhau: Đối với vật liệu hồn tồn đặc, có kích thước hình dạng, hình học rõ ràng (kính, kim loại, ) xác định cách đo xác mẫu thí nghiệm tới ± 0.1 mm dùng cơng thức hình học Đối với vật liệu có kích thước hình dạng hình học khơng rõ rõ ràng ta xác định cách thả vật liệu vào bình chất lỏng, thể tích chất lỏng dâng lên thể tích đặc (Va ) vật liệu Đối với vật liệu rời có độ rỗng phải nghiền đến cỡ hạt