Giáo trình vật liệu xây dựng (nghề kỹ thuật xây dựng tccđ)

TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY NG GH HE E TTR RU UO ON NG GC CA AOO MÔ HỌC: VẬT LIỆU XÂY DỰNG TTR RU UO ON NG GC CA AOO GIÁO TRÌNH NG DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E DD AAN NG DD AAN NG G DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY NG GH HE E BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG NGHỀ: KỸ THUẬT XÂY DỰNG TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP - CAO ĐẲNG TTR RU U TTR RU U NG DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY NG GH HE E TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY NG GH HE E TTR RU U TTR RU U DD UU NN GG TTR RU U TTR RU U NN GG HH EE XXA AYY XXA AYY DD UU NN GG TUN BĨ BẢN QUYỀN Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sừ dựng với mục đích kinh doanh thiêu lành mạnh sè bị nghiêm cấm TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD UU NN GG NG NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E NN GG HH EE XXA AYY DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham kháo TTR RU U TTR RU U DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY Giáo trình mơn học Vật liệu xây dựng xây dựng theo đề cương chương trình dạy nghề trình độ Cao đẳng nghề Kỹ thuật Xây dựng Tổng cục Dạy nghề, Bộ Lao động - Thương binh Xà hội ban hành Môn học Vật liệu xây dựng môn kỹ thuật sở, bổ tri học trước môn học/mô đun chuyên môn nghề Là mơn sở chiếm vị trí đặc biệt quan trọng chương trình nghề kỹ thuật xây dựng Chất lượng cùa vật liệu có ành hướng lớn đến chất lượng tuổi thọ cơng trình Do chương trình dạy nghề trình độ Cao đẳng , kiến thức vật liệu xây dựng trở thành yêu cấu quan trọng Người cán kỹ thuật cần phải có nhũng hiêu biết vật liệu xây dựng, tính phạm vi sử dựng loại vật liệu, đê từ có thê lựa chọn loại vật liệu cân thiết sử dựng cho mục đích cụ thê xây dựng, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật kinh tế cơng trình xây dựng TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình mơn học Vật liệu xây dựng giới thiệu tính chất cùa vật liệu xây dựng Giới thiệu phân loại, thành phần tính chất, công dựng, cách báo quân, sử dựng loại vật liệu xây dựng bàn DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY Trong trình biên soạn, dù đà có nhiều cổ gắng giáo trình vần khơng tránh khỏi thiếu sót nội dung hình thức, mong đóng góp đồng nghiệp độc giã Nhóm biên soạn giáo trình môn học Vật liệu Xây dựng xin chân thành càm ơn Lãnh đạo giáo viên thuộc trường ban cố vấn xây dựng chương trình đào tạo điều kiện giúp đỡ chúng tơi hồn thành giáo trình TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD UU NN GG NG NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG Giáo trình yếu dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên Cao đẳng học sinh Trung cấp nghề Kỹ thuật Xây dựng làm tài liệu tham khảo cho người làm công tác xây dựng nói chung DD UU NN GG TTR RU U TTR RU U XXA AYY DD UU NN GG MÔN HỌC: VẬT LIỆU XÂY DựNG NN GG HH EE XXA AYY VỊ trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ học - Tính chất mơn học: Mơn Vật liệu xây dựng môn sở hồ trợ kiến thức cho môn khác, đồng thời giúp cho sinh viên có điều kiện tự học, nâng cao kiến thức nghề nghiệp DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E - Vị trí mơn hoc: Mơn học Vật liệu xây dựng môn kỹ thuật sở, bố trí học trước mơn học/mô đun chuyên môn nghề TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO - Ý nghĩa môn học: Môn học môn sở chiếm vị trí đặc biệt quan trọng chương trình nghe kỹ thuật xây dựng Chất lượng vật liệu có ành hướng lớn đến chất lượng tuổi thọ cơng trình - Vai trị mơn học: môn học kỹ thuật sở bắt buộc, nhằm hoàn thiện kiến thức, kỹ người học, giúp cho người học lĩnh vực hoạt động nghề nghiệp nghề Kỹ thuật xây dựng Mục tiêu môn học DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG Trang bị cho học sinh kiến thức tính - lý vật liệu xây dựng nói chung khái niệm, phân loại, thành phần, cách bảo quản số loại vật liệu xây dựng thường dùng ngành xây dựng NN GG HH EE XXA AYY - Nêu tính chất, khái niệm, thành phần, phân loại, phạm vi sử dựng báo quản sổ loại vật liệu thông dựng xây dựng DD AAN NG TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD UU NN GG NG GN NG GH HE EX XAA YY XXA AYY DD UU NN GG NG GH HE E NG Nội dung cùa môn học DD AAN NG G - Có thái độ cẩn thận, chu đáo q trình bảo quản, sử dựng vật liệu đàm bảo chất lượng TTR RU UO ON NG GC CA AOO NG GH HE E - Nhận biết số loại vật liệu đà học, biết lựa chọn loại vật liệu vào xây lắp cách hiệu quã TTR RU U TTR RU U DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG CHƯƠNG 1: CÁC TÍNH CHẤT CƠ BÃN CỦA VẬT LIỆU Gỉới thiệu: NN GG HH EE XXA AYY Mục tiêu - Trình bày tính chất vật lý, học vật liệu xây dựng; DD AAN NG G NG GH HE E Chương tính chất bán cùa vật liệu nhằm cung cấp cho sinh viên nhùng hiểu biết vật liệu xây dựng, để sau có lựa chọn bào quản vật liệu đàm bào an tồn, chất lượng va hiệu Nội dung Các tính chất vật lý chủ yếu TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO - Rèn luyện tính cẩn thận, tý mỷ phân tích số liệu DD AAN NG - Viết giai thích cơng thức biếu thị tính chất vật lý, học bàn cùa vật liệu xây dựng Mục tiêu: hiêu tính chất vật lý yếu vật liệu xây dựng 1 Khối lượng riêng DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG Khối lượng riêng vật liệu khối lượng đơn vị the tích vật liệu trạng thái hồn tồn đặc (khơng có lồ rồng) Khối lượng riêng ký hiệu p tính theo cơng thức : NN GG HH EE XXA AYY kg/m3; kg/1; g/cm' m : Khối lượng cùa vật liệu trạng thái khô, g, kg V : Thố tích hồn tồn đặc cùa vật liệu, em 1, m' Tuỳ theo loại vật liệu mà có phương pháp xác định khác Đối với vật liệu hồn tồn đặc kính, thép v.v , p xác định bàng cách cân đo mầu thí nghiệm, đối vật liệu rồng phái nghiền đến cở hạt < 0,2 mm loại vật liệu rời cỏ cờ hạt bé (cát, xi măng ) p xác định phương pháp bình ti trọng (hình 1.1) Khối lượng riêng vật liệu phụ thuộc vào thành phần cấu trúc vi mơ nó, vật liệu răn khơng phụ thuộc vào thành phần pha Khối lượng riêng vật liệu biến đôi phạm vi hẹp, đặc biệt loại vật liệu loại sè có khối lượng riêng tương tự Người ta có thê dùng khối lượng riêng đê phân biệt loại vật liệu khác nhau, phán đốn số tính chất TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD UU NN GG NG NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E Trong đỏ : TTR RU U TTR RU U NN GG HH EE XXA AYY DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E TTR RU UO ON NG GC CA AOO Hình 1-1: Bình tỉ trọng 1.2 Khối lưạng thê tích Khối lượng thể tích vật liệu khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái tự nhiên (kế lồ rồng) (g/cm3) (g/cm3) (%) Hệ số dần nhiệt X, (kCal/m°Ch) Bê tông - Nặng 2,6 2,4 10 1,00 -Nhẹ - Tổ ong Gạch : 2,6 2,6 1,0 0,5 61,5 81 0,30 0,17 2,65 1,8 3,2 - Rồng ruột - Granit - Túp núi lửa Thuỷ tinh: 2,65 2,67 2,7 13 1,4 1,4 51 2,40 52 0,47 - Kinh cửa sổ - Thuỷ tinh bọt Chất dèo 2,65 2,65 0,0 0,50 2,65 0,30 88 TTR RU UO ON NG GC CA AOO XXA AYY DD UU NN GG r, DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY Tên VLXD pv» 0,69 TTR RU UO ON NG GC CA AOO p, DD AAN NG DD UU NN GG Bảng 1.1 - Thường 0,43 0,10 2,0 2,0 0,0 0,43 - Chất dẽo cốt thuỷ tinh - Mipo 1,2 0,015 98 0,026 tính lồ rồng vào mơi trường Ờ mơi trường khơng khí áp lực nước tăng NG NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E (g/cm3; kg/m3; T/m3 DD AAN NG G NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG Neu khối lượng mẫu vật liệu m thể tích tự nhiên mẫu Vv thì: TTR RU U TTR RU U DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG (độ âm tương đối khơng khí tăng) độ ẩm cùa vật liệu tăng NN GG HH EE XXA AYY 1.3.5 Độ hút nước vật liệu: Là khả hút giữ nước cùa điều kiện thường xác định cách ngâm mẫu vào nước có nhiệt độ 20 ± o,5°c Trong điều kiện nước chì có the chui vào lỗ rồng hở, mà độ hút nước luôn nhỏ độ rồng vật liệu Thí dụ độ rồng bê tơng nhẹ 50 60%, độ hút nước đến 20 -ỉ- 30% thể tích DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E Độ âm vật liệu tăng làm xấu tính tính chất nhiệt kỹ thuật, giảm cường độ độ bền, làm tăng thê tích số loại vật liệu Vì tính chất vật liệu xây dựng phái xác định điều kiện độ Ám định Độ hút nước xác định theo khối lượng theo the tích TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO Độ hút nước theo khối lượng tỳ số khối lượng nước mà vật liệu hút vào với khối lượng vật liệu khô Độ hút nước theo khối lượng ký hiệu Hp(%) xác định theo công thức: Hp = 'Vvl(XX%) = xl(X)(%) Độ hút nước theo thê tích tỷ số thể tích nước mà vật liệu hút vào với the tích tự nhiên vật liệu DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG Độ hút nước theo thể tích ký hiệu Hv(%) xác định theo công thức : H V = Ịị- xl (X)(%) hay Hy = m*—ttìl- xl (X)(%) Vvxp„ Vy NN GG HH EE XXA AYY Trong : mn, vn: Khối lượng thê tích nước mà vật liệu đà hút mu, mk: Khối lượng vật liệu đà hút nước (ướt) khô Mồi quan hệ giừa Hv Hpnhư sau : = — hay Hv = HpPHp p„ TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO (pv: khối lượng thê tích tiêu chuẩn) p„ DD AAN NG Vv: Thế tích tự nhiên vật liệu DD AAN NG G NG GH HE E pn: Khối lượng riêng nước Pn= Ig/cm1 Đe xác định độ hút nước vật liệu, ta lấy mầu vật liệu đà sấy khô đem cân ngâm vào nước Tùy loại vật liệu mà thời gian ngâm nước khác Sau vật liệu hút no nước vớt đem cân xác định độ hút nước theo khối lượng theo the tích cơng thức Độ hút nước tạo thành ngâm trực tiếp vật liệu vào nước, với mầu vật liệu đem thí nghiệm độ hút nước lớn độ ẩm DD UU NN GG Ví dụ: Độ hút nước theo khôi lượng đá granit 0,02 -ỉ- 0,7% cùa bê tông nặng -ỉ- 4% gạch đất sét + 20% NG GN NG GH HE EX XAA YY Khi độ hút nước tăng lên sè làm cho thê tích số vật liệu tâng khả thu nhiệt tăng cường độ chịu lực khả cách nhiệt giám 10 NG NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG Độ hút nước vật liệu phụ thuộc vào độ rồng, đặc tính cùa lồ rồng thành phần vật liệu TTR RU U TTR RU U DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG 1.3.6 Độ hào hòa nước: Là chi tiêu đánh giá khả hút nước lớn vật liệu điều kiện cường nhiệt độ hay áp suất NN GG HH EE XXA AYY Độ bào hòa nước xác định theo khổi lượng theo thể tích, tưomg tự độ hút nước điều kiện thường H=^jđ00(%) hay Mhph = 2 tạo thành khống có độ bền nước khả chịu lực cao Các chất kết dính thường gặp nhóm là: chất kết dính vơi silic; vơi fro; vơi xỉ, Vơi rắn khơng khí (gọi tắt vơi) chat kết dính vơ rắn khơng khí, dề sừ dựng, giá thành hạ, trình sản xuất đơn giản TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G Nguyên liệu để sàn xuất vơi loại đá giàu khống canxit cacbonat CaCO, đá san hô, đá vôi, đá đôlômit với hàm lượng sét khơng lớn 6% Trong hay dùng đá vôi đặc Đe nung vôi trước hết phải đập đá thành cục 10-20 cm, sau nung nhiệt độ 900 - 1100°C, thực chất trình nung vơi thực phàn ứng: CaCO} +CaO + CO2 T - Q • Phàn ứng phản ứng thuận nghịch nung vơi phải thơng thống lị để khí cacbonic bay ra, phản ứng theo chiều thuận sè mạnh chất lượng vôi tốt DD UU NN GG 73 NG NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG Phản ứng nung vơi phàn ứng xày từ ngồi vào nên cục đá vôi đem nung phải đê đàm bảo chất lượng vôi, hạn chế tượng vôi non lửa (vôi sống) vôi già lừa (vôi cháy) Khi vơi non lửa bên cục vơi cịn phan đá vơi (CaCOi) chưa chuyển hóa thành vơi sau dẻo, nhiều hạn sạn đá Nốu kích thước cục đá nhị nhiệt độ nung q cao CaO sau sinh sè tác dựng với tạp chất sét tạo thành màng keo silicat canxi aluminat canxi cứng bao bọc lấy hạt vơi làm vơi khó thủy hóa tôi, dùng kêt câu hạt vôi TTR RU U TTR RU U DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG sè hút âm tăng thê tích làm kêt câu bị rồ, nứt, hạt vơi gọi hạt già lửa Vơi sử dựng hai dạng vơi chín bột vơi sống NN GG HH EE XXA AYY Vơi chín Tùy thuộc vào lượng nước cho tác dựng với vôi sè cỏ dạng vơi chín thường gặp: Bột vơi chín: Được tạo thành lượng nước vừa đủ đế phản ứng với vơi Tính theo phương trình phản ứng lượng nước 32,14% so với lượng vơi, phản ứng tơi vơi tịa nhiệt nên nước bị bổc thực tê lượng nước khống 70% Vơi bột có khối lượng thể tích 400 - 450 kg/m' DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E Là vôi trước dùng, cho vơi vào nước q trình tơi sè xày theo phàn ứng : CaO + H2O = Ca(OH)2 + Q TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO Vôi nhuyễn: Được tạo thành lượng nước tác dựng cho vào nhiều đến mức sinh loại vừa sệt chứa khoảng 50% Ca(OH)2và 50% nước tự Vơi nhuyễn có khối lượng thể tích 1200 - 1400 kg/m\ Vôi sừa : Được tạo thành lượng nước nhiều so với vơi nhuyễn, có khoảng 50% Ca(OH)2 50% nước DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG Trong xây dựng thường dùng chủ yểu vôi nhuyễn vôi sừa cịn bột vơi chín hay dùng y học hay nơng nghiệp Sừ dựng vơi chín xây dựng có ưu điềm sử dựng báo quàn đơn giàn cường độ chịu lực thấp khó hạn che tác hại hạt sạn già lửa, sừ dựng phải lọc kỹ hạt sạn NN GG HH EE XXA AYY Bột vôi sổng tạo thành đem vôi cục nghiền nhỏ, độ mịn cùa bột vôi sống cao biểu thị lượng lọt qua sàng 4900 lồ/cm2 khơng nhị 90% Sau nghiền bột vơi sống đóng thành bao bảo quản sừ dựng xi măng Sừ dựng bột vôi sống xây dựng có ưu điếm rắn nhanh cho cường độ cao vơi chín tận dựng lượng nhiệt tỏa vôi để tạo phản ứng silicat, không bị ảnh hưởng cùa hạt sạn, không tốn thời gian loại vôi khó bảo qn dề hút âm giảm chất lượng, mặt khác tổn thiết bị nghiền, sản xuất sừ dựng bụi vôi ảnh hưởng đến sức khịe cơng nhân TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G J.2.2 Thạch cao xây dựng DD UU NN GG Nếu nhiệt độ nung cao 600 - 700(,C đá thạch cao hai nước biến thành thạch cao cứng CaSO4, loại có tốc độ cứng rắn chậm horn so với thạch cao xây dựng 1.2.3 Một sổ loại chất kết dính vơ cư khác ran khơng Chất kết dính magie NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG Thạch cao xây dựng chất kết dính cứng rắn khơng khí, chế tạo bang cách nung thạch cao hai phân tử nước (CaSƠ4.2H2O) nhiệt độ 140-170nC đến biến thành thạch cao nửa phân tữ nước (CaSO4.0,5H2O) nghiền thành bột nhị Cũng có thề nghiền thạch cao hai nước trước nung thành thạch cao nửa nước Trong số sơ đồ công nghệ việc nghiền nung tiến hành thiết bị NG NG GH HE E Bột vôi sống TTR RU U TTR RU U DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY Khi nhào trộn chất kết dính magie với nước trình ran xày chậm, nhào trộn với dung dịch clorua magie loại muối magie khác thỉ trình cúng ran xảy nhanh hon làm tăng đáng kê cường độ chất kết dính, sàn phâm thủy hóa ngồi Mg(OH)2 cịn có loại muối kép ngậm nước 3MgO.MgCl2.6H2O Cường độ chịu lực chất kết dính magie tương đổi cao, tùy thuộc vào thành phần khoáng mà cường độ chịu nén tuổi 28 ngày đạt 100 - 600 kG/cm2 DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG Chất kết dính magie thường dạng bột mịn có thành phần chủ yếu oxyt magie (MgO), sản xuất cách nung đá magiezit MgCO đá đôlômit (CaCO3.MgCO3) nhiệt độ 750 - 850 °C TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO Chất kết dính magie chi rẳn mơi trường khơng khí với độ ầm khơng lớn 60% Chất kết dính magie dùng để sàn xuất cách nhiệt, lát, ốp bên nhà Thủy tinh lỏng Thủy tinh lỏng chất kết dính vơ rắn khơng khí có thành phần Na2O.nSiO2 K2O.mSiO2 DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG Trong : n; m mơđun siỉicat; n = 2,5-3,m = 3- NN GG HH EE XXA AYY Thủy tinh lỏng natri rẻ nên thực tế dùng rộng rài Thúy tinh lỏng natri sàn xuất cách nung cát thạch anh SiO với Na2CO3 (hoặc Na2SO4 + C ) nhiệt độ 1300 -1400()C nSiO2+ Na2SO4+ C —* Na2O.nSiO2 + co + so2 Sau hồn hợp cho vào thiết bị chứa nước áp suất 3-8 atm để tạo thành thủy tinh lóng DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E nSiO2 + Na2CO3 —* Na2O.SiO2 + co2 TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO Thủy tinh lịng có khối lượng riêng 1,3 - 1,5 g/cm3, tồn dạng kco suốt không màu Thủy tinh lỏng không cháy, không mục nát, bền với tác dựng axít Thủy tinh lỏng dùng đổ sàn xuất vữa hay bê tơng chịu axít, xây dựng phận cùa cơng trình trực tiếp tiếp xúc với axít Đẻ thúc q trình rắn thủy tinh lỏng cho thêm Na2SiF6 Phụ gia Na2SiF6 cịn làm tăng độ bền nước bền axít thủy tinh lỏng Chất kết dính hỗn hợp DD UU NN GG NG GN NG GH HE EX XAA YY Phụ gia vơ hoạt tính có hai nhỏm Phụ gia vơ hoạt tính thiên nhiên: điatơmit, Trepen, túp núi lửa, tro núi lừa 75 NG NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG Chất kết dính hồn hợp đa dạng Trong xây dựng chất kết dính hồn hợp sừ dựng dạng hồn hợp cùa vơi phụ gia vơ hoạt tính nghiền mịn, chúng sân xuất cách nghiền chung vơi song với phụ gia hoạt tính trộn lần vôi nhuyễn với phụ gia nghiên mịn TTR RU U TTR RU U DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG Phụ gia hoạt tỉnh nhân tạo: Tro xì cơng nghiệp nhiệt điện luyện kim NN GG HH EE XXA AYY Chất kết dính hồn hợp có cường độ tương đổi cao nhờ có phản ứng tạo silicat canxi ngậm nước nhiệt độ thường Khoáng nCaO.mSiO2.pH2O (viết tẳt CSH) khoáng bền nước sàn phẩm tạo thành vôi rắn ưong khơng khí DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E Nói chung phụ gia vơ hoạt tính loại vật liệu chứa nhiều SĨO2 vơ định hình Độ hoạt tính chúng đánh giá thông qua độ hút vôi Tỷ lệ phổi hợp chất kết dính hồn hợp vơi sống 15 - 30 %, phụ gia vơ hoạt tính 70 - 80% (có thê thêm cà thạch cao) TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO Chất kết dính hồn hợp có khà bền nước tốt vơi khơng khí, phạm vi sử dựng rộng rài Có the dùng chúng để che tạo bê tơng mác thấp, vừa xây dựng frong mơi trường khơng khí cã môi trường âm ướt Vôi thủy Vôi thủy chất kết dính vơ khơng có khả rắn khơng khí mà cịn có khả rắn nước, mức độ ran nước yếu nhiều so với xi măng pooc lãng DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG Vôi thủy sản xuất bang cách nung đá mácnơ (chứa nhiều sét 6-20%) nhiệt độ 900 - 1100°C Xi măng pooc lăng NN GG HH EE XXA AYY Đá thạch cao có tác dựng điều chỉnh tốc độ đông kết xi măng để phù hợp với thời gian thi cơng Clinkc thường dạng hạt có đường kính 10-40 mm sản xuất bàn£ cách nung hồn hợp đá vôi, đất sét quặng sắt đà nghiền mịn đến nhiệt độ kct khối (khoáng 1450°C) DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E Xi măng pooc lăng chất kết dính rắn nước, chứa khoảng 70 - 80% silicat canxi nên có tên gọi xi măng silicat Nó sản phâm nghiền mịn cùa clinke với phụ gia đá thạch cao (3 - 5%) TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO Chất lượng clinkc phụ thuộc vào thành phần khoáng vật, hóa học cơng nghệ sản xuất Tính chất xi măng chất lượng clinke định Xi măng pooclăng hồn hợp Xi măng pooclăng hỗn hợp loại chất kết dính thủy, chế tạo bàng cách nghiền mịn hồn hợp clinke xi măng pooclăng với phụ gia khoáng lượng thạch cao cần thiết cách trộn phụ gia khoáng nghiền mịn với xi măng pooclăng không chửa phụ gia DD UU NN GG NG Phụ gia khoáng bao gồm phụ gia khống hoạt tính phụ gia đầy Phụ gia khống hoạt tính điên puzolan, phụ gia đầy chủ yếu đóng vai trị cốt liệu mịn, làm tốt thành phần hạt cấu trúc đá xi màng pooclăng hồn hợp Tơng hàm lượng phụ gia khống (khơng kể thạch cao) khơng lớn 40% tính theo khối lượng xi măng NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG Clinke xi măng pooclãng dùng đố sản xuất xi mãng pooclăng hồn hợp có hàm lượng magie oxit (MgO) không lớn 5% TTR RU U TTR RU U DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY - Xi măng pooclăng trang: Clinke cùa xi măng pooclăng trắng sàn xuất từ đá vôi đất sét trang (hầu khơng có oxit tạo màu oxit sắt oxit mangan), nung bàng nhiên liệu có hàm lượng tro bụi (dầu khí đốt), nghiền tránh không đổ lần bụi sắt, thường dùng bi sứ đe nghiền Xi măng pooclăng trắng che tạo cách nghiền mịn clinke xi măng pooclăng ưẳng với lượng đá thạch cao cần thiết, pha không pha phụ gia khác Xi măng pooclăng trắng dùng đê che tạo vữa trang trí, vừa granitô, sàn xuất gạch hoa v.v - Xi măng poocỉăng puzolan : Xi măng pooclăng puzolan chế tạo cách nghiền mịn hồn hợp clinke xi măng pooclăng với phụ gia hoạt tính puzolan lượng thạch cao cân thiêt băng cách trộn đêu puzolan nghiền mịn với xi măng pooclăng Tùy theo bàn chất phụ gia hoạt tính puzolan mà tỷ lệ pha vào clinke xi măng xi măng pooclăng quy định từ 15 - 40% tính theo khối lượng xi mãng pooclăng puzolan TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG Các loại xi măng khác : DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG - Xi măng pooclăng hen sunfat: Xi măng pooclăng ben sunfat sàn phẩm nghiền mịn từ clinke xi măng pooclăng ben sunfat với thạch cao Xi măng pooclăng ben sunfat sử dựng tốt cho cơng trình xây dựng ữong mơi trường xâm thực sunfat, ngồi có thê dùng để xây dựng cơng trình mơi trường khơ, mơi trường nước ngọt, v.v NN GG HH EE XXA AYY - Xi măng pooclăng xi hạt lò cao: sản xuất cách nghiền mịn hồn hợp clinke xi măng pooclăng với xỉ hạt lò cao lượng thạch cao cần thiết bang cách trộn thật xì hạt lị cao đà nghiền mịn với xi măng pooclãng Hàm lượng sứ dựng pha trộn bang 20 - 60% khối lượng xi mãng Do lượng nhiệt tỏa nên xi mãng pooclăng xỉ hạt lị cao sừ dựng đê xây dựng cơng trình có the tích bê tơng khối lớn Ngồi xi mãng sử dựng đè xây dựng loại cơng trình khác xi măng pooclăng thường TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E - Xi mảng poocỉăng tủa nhiệt' Xi mãng pooclăng tỏa nhiệt sản phẩm nghiền mịn từ clinke xi măng pooclăng tỏa nhiệt với thạch cao Xi măng pooclăng tỏa nhiệt sừ dựng để thi cơng cơng trình xây dựng thủy điện, thủy lợi, giao thông, v.v cơng trình có the tích bê tơng khối lớn - Xi măng nở: Xi măng nở loại chất kết dính tổ hợp số chất kết dính cùa nhiều loại ximăng Có nhiều thành phần gây nở, hiệu 3CaO.Al2O3.3CaSO4.3iH2 o Mục tiêu: trình bày khái niệm, phân loại số sán phẩm chất kết dinh hừu dùng xảy dựng 2.1.1 Khái niệm 77 NG 2.1 Khải niêm phân loại NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG Chất kết dính hữu DD UU NN GG - Xi măng nở chổng thấm nước chất kết dính rắn nhanh Nó sàn xuất bàng cách trộn lần xi măng aluminat (70%), thạch cao (20%) hyđroaluminat canxi cao kiềm (10%) TTR RU U TTR RU U DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY Nguyên liệu để sàn xuất chất kết dính hừu sàn phẩm có nguồn gốc hừu dầu mó, than đá, than bùn Sau gia cơng hóa lí, ngồi sân phẩm người ta cịn nhận số loại nhựa cặn Nhựa cặn gia cơng tiếp tục đê thành chất kết dính hưu Chất kết dính hừu có đặc tính kì thuật sau: TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO - Dề liên kết với vật liệu khoáng lớp màng mỏng bền ôn định nước DD AAN NG Chất kết dính hữu (nhất bi turn guđrơng) ứng dựng rộng rãi đê xây dựng lớp phũ mặt đường, via hè, nhà công nghiệp, bão vệ bê tơng kim loại khỏi bị ăn mịn DD AAN NG G NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG Chất kết dính hữu (CK.DHC) hồn hợp cùa chất hừu có phân tử lượng tương đối cao, tồn thể rắn, dẻo hay lỏng - Có độ nhớt định, nhờ mà thời gian thi cơng bao bọc quanh vật liệu khống cịn thời kì làm việc gắn kết vật liệu khống thành khối đồng nhất, tạo cường độ cần thiết - Tương đối ổn định khí quyển, thay đổi tính chất q trình sử dựng - Hịa tan nước axit vơ cơ, hịa tan nhiều dung môi hừu DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG 2.1.2 Phân loại Căn vào đặc diem sau để phân loại chất kết dính hừu NN GG HH EE XXA AYY Theo thành phần hóa học, chia : Bitum guđrơng - Bitum dầu mỏ sản phấm cuối dầu mó - Bitum đá dầu sản phâm chưng đá dầu - Guđrông than bùn sản phẩm chưng khô than bùn - Guđrông gồ sán phâm chưng khơ gỗ Theo tính chất xây dựng chia ra: TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO - Guđrông than đá sàn phâm chưng khô than đá DD AAN NG - Bitum thiên nhiên loại bitum thường gặp thiên nhiên dạng kết tinh hay lần với loại đá DD AAN NG G NG GH HE E Theo nguồn gốc nguyên liệu chia ra: - Bitum guđrông rắn: nhiệt độ 20 - 25 °C chất rắn có tính giịn tính đàn hồi, nhiệt độ 180 - 200°C thi có tính chất chất DD UU NN GG - Bitum guđrông lỏng : nhiệt độ 20 - 25°c chất lỏng có chứa thành phần hyđrơcacbon dễ bay hơi, có khà đơng đặc lại sau thành phần nhẹ bay sau có tính chất gần với tính chat bitum guđrông quánh NG GN NG GH HE EX XAA YY - Nhũ tương bitum guđrông: hệ thống keo bao gồm hạt chất kết NG NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG - Bitum guđrông quánh: nhiệt độ 20 - 25°c chất mềm, có tính dèo cao độ đàn hồi không lớn TTR RU U TTR RU U NN GG HH EE XXA AYY DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG dính phân tán môi trường nước tác dựng chất nhũ hỏa Ờ nhiệt độ thường nhù tương có tính lịng dùng trạng thái nguội Khi rài lên bề mặt đá lớp móng nhù tương bị phân giải, nước bay het, chat kết dính tách phục hoi lại trạng thái ban đầu 2.2.1 Tính quánh Tính quánh chất kết dính hữu thay đối phạm vi rộng Nó ành hường nhiều đến tính chất học cùa hồn hợp vật liệu khống với chất kết dính, đồng thời định công nghệ chế tạo thi công lọai vật liệu có dùng CKDHC DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E 2.2 Tính chất TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO Độ quánh chất kết dính hừu phụ thuộc vào hàm lượng nhóm cấu tạo hóa học nhiệt độ mơi trường Khi hàm lượng nhóm asfalt tăng lên hàm lượng nhóm chất dầu giảm độ qnh bi turn tàng lên Khi nhiệt độ cùa môi trường tăng cao nhóm chất nhựa sè bị chảy lỏng độ quánh bitum sè giảm xuống Đê đánh giá độ quánh cùa chất kết dính hừu người ta dùng chì tiêu độ cắm sâu cùa kim (có trọng lượng 100 g, đường kính mm) cùa dựng cụ tiêu chuẩn (hình 9-1) vào CKDHC nhiệt độ 25°c giây Độ kim lún ký hiệu p (đo độ, độ 0,1 mm) Trị số p nhỏ thi độ quánh chất kết dính hữu cao DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG 2.2.2 Tỉnh dẽo Tính déo đặc trưng cho khà biến dạng CKDHC tác dựng ngoại NN GG HH EE XXA AYY Tính dẻo chất kết dính hừu giống tính quánh, phụ thuộc vào nhiệt độ thành phần nhóm, nhiệt độ tăng tính dẻo tăng ngược lại Trong trường hợp CKDHC dùng làm mật đường hay kết cấu khác tạo thành vết nứt Tính dêo chất kết dính hừu đánh giá độ kéo dài, kỹ hiệu L (cm) mầu tiêu chuẩn xác định dựng cụ đo độ dài (hình 9-2) Nhiệt độ thí nghiệm tính déo 25°c, tốc độ kẻo 5cm/phút Độ kéo dài lớn độ dẻo cao DD AAN NG TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO 2.2.3 Tỉnh ổn định nhiệt DD AAN NG G NG GH HE E lực Khi nhiệt độ thay đổi, tính quánh, tính dèo cùa chất kết dính hừu thay đổi, thay đổi nhỏ chất kết dính hữu có tính ơn định nhiệt độ cao Tính ổn định nhiệt chất kết dính hùru phụ thuộc vào thành phần hóa học Khi hàm hrợng nhóm asfalt tăng tính ơn định nhiệt cùa CKDHC tăng ngược lại DD UU NN GG 2.2.4 Tính hóa già Do ành hưởng cùa thời tiết mà tính chất thành phần chất kết dính hừu thay đơi nghía làm cho chất kết dính hừu bị hóa già Sự hóa già làm cho tính qnh, tính dịn CKDHC tăng lên, làm xuất vết nứt lớp phủ mặt 79 NG NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG Bước chuyển chất kết dính hừu từ trạng thái rắn sang frạng thái quánh hóa lỏng ngược lại xảy khoảng nhiệt độ định Do tính ổn định nhiệt cùa chất kết dính hừu biêu thị bàng khoảng nhiệt độ TTR RU U TTR RU U DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY 2.2.5 Tỉnh ổn định đun nóng Khi dùng chất kết dính hừu người ta thường phài đun nóng lên đến nhiệt độ 160°C thời gian dài, thành phần nhẹ bốc hơi, làm thay đổi tính chất cùa chất kết dính hữu DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG đường, tăng trình phá hoại ăn mịn Ọ trình hố già lớp phũ mặt đường có thê chia làm hai giai đoạn Giai đoạn cường độ tính ơn định biến dạng tăng Giai đoạn chất kết dính hừu bắt đau già, cấu trúc thay đối, làm lớp phù bị phá hoại Tuy hoá già chất kết dính hừu phát triển chậm, thường sau 10 năm sử dựng hoá già mức độ cao Tính hố già có the xác định trường bàng mẫu thử thí nghiệm buồng khí hậu nhân tạo TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO Sau tiến hành thí nghiệm loại bi turn dầu mỏ quánh phải có hao hụt trọng lượng không lớn 1%, độ kim lún độ kéo dài thay đôi không lớn 40% so với trị số ban đầu 2.2.6 Tính bám dính Sự liên kết chat kết dính hữu với bề mặt vật liệu khống có liên quan đến q trình thay đổi lý hố hai chất tiếp xúc với Sự liên kết đóng vai trị quan trọng việc tạo nên cường độ tính ổn định với nước, với nhiệt độ chất kết dính hữu vật liệu khống NN GG HH EE XXA AYY DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG Khi nhào trộn chất kết dính hừu với vật liệu khoáng, hạt khoáng thấm ướt chất kết dính hữu tạo thành lớp hấp phụ Khi phân từ chất kết dính hừu lớp hấp phụ sè tương tác với phân tữ cùa vật liệu khoáng lớp bề mặt Tương tác tương tác lý học hay hố học Mục tiêu: trình bày phạm vi sử dựng cách bảo quản châấ kết dinh vơ cơ, hìru đâm bão chất lượng 3.1 1.Chât kêt dinh vô DD AAN NG 3.1 Phạm vi sử dựng DD AAN NG G NG GH HE E Sứ dựng bảo quán TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO Vôi: Trong xây dựng vôi dùng đê sản xuất vừa xây, vừa ữát cho phận cơng trình khơ, có u cầu chịu lực khơng cao Ngồi vơi cịn dùng để sản xuất gạch silicat quét trần, quét tường, lớp trang trí bào vệ vật liệu bên Thạch cao xây dựng: thạch cao chất kết dính rắn giữ độ bền khơng khí có độ bóng, mịn, đẹp dùng để chế tạo vừa trát nơi khơ ráo, làm mơ hình hay vừa trang trí NG DD UU NN GG NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG Xi măng pooc lăng: chất kết dính vơ quan trọng xây dựng, sử dựng rộng rãi cho hầu hết cơng trình có tổc độ rắn nhanh, cường độ chịu lực cao, rắn khô nước, có khả bám dính tốt với cốt thép, bào vệ cho cổt thép khơng bị ăn mịn Tuy nhiên Xi măng pooc lăng có so nhược điểm: rề bị ăn mòn nước mặn nước thài công nghiệp, tỏa nhiệt nhiều, cường độ đá xi măng giảm thời gian dự trữ kéo dài Do không nên dùng xi măng pooc lãng mác cao đê xây dựng cơng trình tích bê tơng lớn, công TTR RU U TTR RU U DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY Xi măng pooc lãng hồn hợp: có khả chiụ phèn, mặn sử dựng thích hợp để xây dựng cơng trình lũ biển, cơng trình ngăn măn dùng để xây dựng cơng trình xi măng pooc lăng thường TTR RU UO ON NG GC CA AOO ì.2.Chất kết dính hừu TTR RU UO ON NG GC CA AOO Các loại xi măng khác: sử dựng đà trình bày phần DD AAN NG Xi măng pooc lăng puzolan: sử dựng cho cơng trình nước như: hài cảng, kênh mương, đập nước, ngaoif sừ dựng Xi măng pooc lãng puzolan cho cơng trình có kết cấu khối lượng lớn tỏa nhiệt DD AAN NG G NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG trình xây dựng mơi trường nước ăn mịn mạnh (nước biến, nước thài cơng nghiệp, cơng trình chiuja xít, cơng trình chịu nhiệt), với cơng trình phài sừ dựng xi măng loại đặc biệt - Chat kết dính hừu loại bitum có tính qnh (nhớt) cao tốt, tính nhớt cao bitum đặc, bitum sè giịn khó thi cơng Phài vào phương pháp thi cơng, thiết bị thi cơng, điều kiện khí hậu để chọn mác bitum cho hợp lý Phạm vi sử dựng loại bitum quánh làm đường có thê tham kháo báng sau: Phạm vi sứ dựng Mác bitum 2-(130-200) Gia cổ đất, làm lớp tráng mặt, làm lớp thâm nhập vật liêu đá yếu (Rn=300-6(X) kG/cm2), để chể tạo bê tông asfalt làm mặt đường bê tông vùng khí hậu ơn hịa 3-(90-130) Làm lớp thâm nhập cùa đường đá răm sỏi, che tạo bê tông asfalt xây dựng mặt đường ô tô cho xe nặng chạy vùng khí hậu lục địa TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG NN GG HH EE XXA AYY Chế tạo bê tông asfalt xây dựng mặt đường tơ vùng nống cho xe nặng chạy TTR RU UO ON NG GC CA AOO 5-(40-60) Che tạo bê tơng asfalt xây dựng mặt đường vùng nóng, chế tạo vật liệu lợp cách nước DD AAN NG G NG GH HE E 4-C60-90) DD UU NN GG Làm lớp tráng mặt XXA AYY DD UU NN GG 1- (200-300) - Bitum guđrơng cịn dùng đề chê tạo vật liệu lợp vật liệu cách nước - Nhừ tương dùng chất nhừ hóa anion hoạt tính đố chế tạo nhũ tương thuận sử dựng rộng rãi xây dựng Vôi: Tùy hình thức sử dựng mà có cách bảo quản thích hợp: -Vôi cục: nôn nghiền mịn đưa vào bao, không nên dự trữ vôi cục -Vôi nhuyễn: phái ngân ho có lớp cát nước phú bên dày 10 81 NG lâu NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG 3.2.1 Chất kết dính vó DD UU NN GG 3.2 Báo quán TTR RU U TTR RU U DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY Thạch cao xây dựng: Thạch cao dạng bột mịn nên dự trừ lâu, bào quàn không tốt thạch cao sõ hút âm làm giảm cường dộ chịu lực Đe chống âm cho thạch cao ta phải đựng thạch cao ừong bao kín có lớp cách nước đê kho nơi khô - Khi vận chuyên xi măng rời phải dùng xe chuyên dựng DD AAN NG Xi măng loại: cỏ độ cao nên dề hút nước khơng khí lamf chi xi mãng bị ầm, đóng vón thành cục làm cho cường độ xi măng giâm, xi măng phải bào quản tốt cách: DD AAN NG G NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG -20 cm đê ngăn càn tiếp xúc vơi với khí co khơng khí tạo nên vơi bị hóa đá, làm giảm chất lượng vôi TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO -Kho chứa xi măng phải đám bảo không dột, khơng hắt, xung quanh có rành nước, sàn kho cách đất 50 em, cách tường 20 em -Trong kho bao xi măng không xếp cao 10 bao xốp riêng lô - Khi chứa xi măng rời xi lô phải đám bào chứa riêng loại xi măng 3.2.2 Chat kết dính lìừu cơ: DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG - Khi bảo quản chất két dính hừu cần tránh cho chúng khơng bị bấn lần nước - Bi turn lỏng sệt bảo quàn thùng kín TTR RU UO ON NG GC CA AOO NG DD UU NN GG NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E XXA AYY DD UU NN GG TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E NN GG HH EE XXA AYY - Bi turn rắn có thố đe thành đống kho NG DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG NG GN NG GH HE EX XAA YY NG GH HE E TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG NN GG HH EE XXA AYY NG GH HE E TTR RU UO ON NG GC CA AOO TTR RU UO ON NG GC CA AOO DD AAN NG DD AAN NG G NG GH HE E Giáo trình Vật liệu xây dựng - Nguyền Thu Dung - NXB Xây dựng 2008 Giáo trình Vật liệu xây dựng - Đào Ngọc Duy - NXB Xây dựng 2007 NN GG HH EE XXA AYY DD UU NN GG XXA AYY DD UU NN GG TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 TTR RU U TTR RU U