Chương 1 NHỮNG TÍNH CHẤT CHỦ yếu của vật liệu xây DỰNG(tiếp)

TRNG I HC GIAO THễNG VN TI VIệN KHOA HọC Và CÔNG NGHệ XÂY DựNG GIAO THÔNG môn vật liệu xây dựng Chương (tiếp) tính chất chủ yếu vật liệu xây dựng properties of construction materials Ks Nguyễn Ngọc Lân Các tính chất học 2.1 Tính biến dạng vật liệu - Khái niệm: tính chất VL thay đổi hinh dạng, kích thước thay đổi thể tích chịu tác dụng ngoại lực - Phân loại biến dạng: Biến dạng vật liệu Biến dạng đàn hồi Xuất có tác dụng tải trọng hoàn toàn ta bỏ tác dụng tải trọng Biến dạng dẻo Xuất có tác dụng tải trọng không hoàn toàn bỏ tác dụng tải trọng ứng suất, (MPa) đh d Biến dạng, (%) Biểu đồ quan hệ ứng suất biến dạng kéo thép Tính biến dạng vật liệu Tính đàn hồi Tính dẻo Tính chất hồi phục hinh dạng kích thước ban đầu VL sau bỏ tác dụng ngoại lực Tính chất không hồi phục biến dạng VL bỏ tác dụng ngoại lực (còn biến dạng dư) Mô đun đàn hồi (Eđh): dh Edh dh ứng suất, (MPa) đh đh dh Edh tg dh Biến dạng, (%) Biểu đồ quan hệ ứng suất biến dạng kéo thép Nguyên nhân gây biến dạng Biến dạng đàn hồi Biến dạng dẻo Lực tác dụng lên chất điểm chưa vượt lực tương tác giưa chất điểm vật liệu Lực tác dụng lên chất điểm vượt lực tương tác giưa chất điểm vật liệu - Các tiêu đánh giá biến dạng vật liệu: Biến dạng tuyệt đối (l): đó: l lo l1 , mm lo kích thước ban đầu mẫu thử vật liệu, mm; l1 kích thước sau biến dạng mẫu thử vật liệu, mm Biến dạng tương đối (): l 100 ,% lo l , mm / mm lo - Phân loại vật liệu theo biến dạng: Vật liệu dẻo: vật liệu trước bị phá hoại có biến dạng dẻo rõ rệt VLD có đặc tính chịu kéo tốt Vật liệu giòn: vật liệu tượng biến dạng dẻo rõ rệt trước bị phá hoại VL giòn có đặc tính chịu nén tốt 2.2 Cường độ - Khái niệm: khả nng vật liệu chống lại phá hoại tải trọng gây xác định ứng suất tới hạn mẫu vật liệu bị phá hoại - đơn vị: daN/cm2; MPa; kG/cm2 - Phương pháp xác định: Phương pháp phá hoại mẫu; Phương pháp không phá hoại mẫu Phương pháp phá hoại mẫu: Chuản bị mẫu; Tác dụng ngoại lực phá hoại mẫu PNmax - Các loại cường độ: Cường độ nén: PN max RN FN FN đó: PNmax - tải trọng nén phá hoại mẫu, N, daN kN; FN - diện tích chịu nén mẫu thử, mm2 cm2 Cường độ chịu kéo trực tiếp (kéo tâm) Rk P k FN PNmax Fk PKmax Fk đó: Pk - tải trọng kéo phá hoại mẫu, N, daN kN; Fk - diện tích chịu kéo mẫu thử, mm2 cm2, xác định mặt cắt bị phá huỷ trước thí nghiệm Fk PKmax Máy nén 300T Máy xác định Rku Máy nén 300T Máy thí nghiệm xác định cường độ kéo uốn Các yếu tố ảnh hưởng đến kết thí nghiệm xác định cường độ chịu nén vật liệu: Hinh dạng mẫu thí nghiệm: h a R1 R2 Kích thước mẫu: a2 a1 R1 R2 Ti trng nộn Lc ma sỏt Mu thớ nghim h Mõm nộn h đặc điểm bề mặt mẫu thí nghiệm: mẫu có bề mặt bôi trơn cho kết thí nghiệm cường độ chịu nén thấp mẫu thí nghiệm có bề mặt nhám Tốc độ tng ti: tốc độ tng ti nhanh cho kết thí nghiệm cường độ lớn Xác định cường độ theo phương pháp không phá hoại mẫu (phương pháp gián tiếp): Nhóm theo nguyên tắc học: Sử dụng nguyên lý bật nẩy, số dụng cụ đo: súng bật nẩy Schmidt súng bắn đạn thử Nhóm theo nguyên tắc vật lý: Chủ yếu sử dụng phương pháp xung siêu âm Nguyên tắc chung phương pháp: sử dụng dụng cụ đo tác động lên VL tác động chuẩn đo thông số ứng xử VL can vào đồ thị quan hệ giưa cường độ cần xác định với thông số ứng xử đo để xác định giá trị cường độ vật liệu ưu nhược điểm phương pháp Phương pháp phá hoại mẫu ưu điểm: kết TN mang tính trực quan xác Nhược điểm: hạn chế mẫu TN với vật liệu làm việc kết cấu Phương pháp không phá hoại mẫu ưu điểm: xác định cường độ nhanh, kết không hạn chế với VL làm việc kết cấu Nhược điểm: độ tin cậy độ xác kết chưa cao - Mác vật liệu: Mác vật liệu số hiệu không thứ nguyên biểu thị chất lượng vật liệu Mác vật liệu xác lập sở tính chất đặc trưng vật liệu Vật liệu làm kết cấu chịu lực: mác VL xác lập dựa cường độ (VD: PC30, CT38) Vật liệu chống thấm: mác VL xác lập dựa áp lực nước lớn thấm qua VL (VD: B-2; B-4; B-6; B-8; B-12) - Các hệ số liên quan đến cường độ Hệ số an toàn (K): Khái niệm: đại lượng xác định tỷ số giưa cường độ VL với cường độ cho phép tính toán VL R K Rtt Hệ số an toàn phụ thuộc vào mức độ xác tính toán, trinh độ thi công Hệ số phẩm chất (Kpc): - Là tiêu dùng để đánh giá vật liệu đồng thời hai phương diện: cường độ tiêu chuẩn khối lượng thể tích K pc Rtc o Rtc cường độ tiêu chuẩn vật liệu, daN/cm2; o khối lượng thể tích vật liệu, kg/m3 2.3 độ cứng - Khái niệm: tính chất vật liệu chống lại tác dụng đâm xuyên vật liệu khác cứng - Phương pháp xác định: Nhóm vật liệu khoáng: sử dụng thang Mohs Ch s cng Tờn khoỏng vt mu c im Tan Rch d dng bng múng tay Thch cao Rch c bng múng tay Canxit Rch d dng bng dao thộp Fluorit Rch d dng bng dao thộp n nh Apatit Rch d dng bng dao thộp n mnh Octoclaz Lm xc kớnh Thch anh Topaz Corindon 10 Kim cng Rch c kớnh theo mc tng dn Nhóm vật liệu kim loại: sử dụng phương pháp Brinelle P P 2P daN HB , F .D(D D2 d2 ) mm P lực ép viên bi, daN; P = k.D2 k = 30 kim loại đen; k = 10 kim loại màu; k = - kim loại mềm F diện tích vết lõm hinh chỏm cầu, mm2; D - đường kính viên bi, mm; d - đường kính chỏm cầu, mm 2.4 độ mài mòn - Khái niệm: độ mài mòn mức độ hao hụt khối lượng đơn vị diện tích mẫu thử bị mài mòn - Công thức: m1 m2 Mn , g / cm F đó: m1- khối lượng mẫu trước thí nghiệm, g; m2 - khối lượng mẫu sau thí nghiệm, g; F - diện tích chịu mài mòn, cm2 - Phương pháp xác định: Mẫu thử hinh trụ (2,55) cm; Quay 1000 vòng + rắc 2,5 l cát thạch anh (d = 0,3 -:- 0,6) - Các yếu tố ảnh hưởng: độ cứng vật liệu, cường độ cấu tạo nội vật liệu Mu TN 5cm 2.5cm 2.5 độ hao mòn - Khái niệm: đại lượng đặc trưng cho tính chất vật liệu vừa chịu mài mòn vừa chịu va chạm - Công thức: P1 P2 Q 100,% P1 P1- khối lượng vật liệu ban đầu, g; P2 - khối lượng vật liệu sót lại sàng 1.7 mm, g - Phương pháp xác định: Cân kg vật liệu (đá dam, sỏi); Bi thép d = 46,8 mm, m = 390 -:- 445 g/viên; Máy quay 33 vòng/phút: 500 vòng với cỡ hạt < 37.5mm; 1000 vòng với cỡ hạt > 37.5 mm; Sàng cân lượng sót lại sàng 1.7 mm Máy thí nghiệm xác định độ hao mòn Los Angeles (AASHTO T96-87) Thank you! [...]... cm; Quay 10 00 vòng + rắc 2,5 l cát thạch anh (d = 0,3 -:- 0,6) - Các yếu tố ảnh hưởng: độ cứng của vật liệu, cường độ và cấu tạo nội bộ của vật liệu Mu TN 5cm 2.5cm 2.5 độ hao mòn - Khái niệm: là đại lượng đặc trưng cho tính chất của vật liệu vừa chịu mài mòn vừa chịu va chạm - Công thức: P1 P2 Q 10 0,% P1 P1- khối lượng vật liệu ban đầu, g; P2 - khối lượng vật liệu còn sót lại trên sàng 1. 7 mm, g... với vật liệu đã và đang làm việc trong kết cấu Phương pháp không phá hoại mẫu ưu điểm: xác định cường độ nhanh, kết quả không hạn chế với VL đang làm việc trong kết cấu Nhược điểm: độ tin cậy và độ chính xác của kết quả chưa cao - Mác của vật liệu: Mác của vật liệu là một số hiệu không thứ nguyên biểu thị chất lượng của vật liệu Mác của vật liệu được xác lập trên cơ sở tính chất đặc trưng của vật liệu. .. chính xác trong tính toán, trinh độ thi công Hệ số phẩm chất (Kpc): - Là chỉ tiêu được dùng để đánh giá vật liệu đồng thời trên cả hai phương diện: cường độ tiêu chuẩn và khối lượng thể tích K pc Rtc o Rtc cường độ tiêu chuẩn của vật liệu, daN/cm2; o khối lượng thể tích của vật liệu, kg/m3 2.3 độ cứng - Khái niệm: là tính chất của vật liệu chống lại tác dụng đâm xuyên của vật liệu khác cứng hơn... theo nguyên tắc vật lý: Chủ yếu sử dụng phương pháp xung siêu âm Nguyên tắc chung của phương pháp: sử dụng các dụng cụ đo tác động lên VL một tác động chuẩn đo được thông số ứng xử của VL can cứ vào đồ thị quan hệ giưa cường độ cần xác định với thông số ứng xử đo được để xác định giá trị cường độ của vật liệu ưu nhược điểm 2 phương pháp Phương pháp phá hoại mẫu ưu điểm: kết quả TN mang tính trực quan... daN,N; Rech 2P , MPa, daN cm 2 ld l chiều dài mẫu, cm, mm; d - đường kính mẫu, cm,mm P P Thí nghiệm xác định cường độ ép chẻ của BTXM Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của vật liệu: Hinh dạng mẫu thí nghiệm: h a R1 R2 Kích thước mẫu: a2 a1 R1 R2 Ti trng nộn Lc ma sỏt trong Mu thớ nghim h Mõm nộn h đặc điểm bề mặt mẫu thí nghiệm: mẫu có bề mặt bôi trơn cho kết... trưng của vật liệu đó Vật liệu làm kết cấu chịu lực: mác VL được xác lập dựa trên cường độ (VD: PC30, CT38) Vật liệu chống thấm: mác VL được xác lập dựa trên áp lực nước lớn nhất thấm qua VL đó (VD: B-2; B-4; B-6; B-8; B -12 ) - Các hệ số liên quan đến cường độ Hệ số an toàn (K): Khái niệm: là đại lượng được xác định bằng tỷ số giưa cường độ VL với cường độ cho phép tính toán của VL đó R K Rtt Hệ số... - Phương pháp xác định: Nhóm vật liệu khoáng: sử dụng thang Mohs Ch s cng Tờn khoỏng vt mu c im 1 Tan Rch d dng bng múng tay 2 Thch cao Rch c bng múng tay 3 Canxit Rch d dng bng dao thộp 4 Fluorit Rch d dng bng dao thộp khi n nh 5 Apatit Rch d dng bng dao thộp khi n mnh 6 Octoclaz Lm xc kớnh 7 Thch anh 8 Topaz 9 Corindon 10 Kim cng Rch c kớnh theo mc tng dn Nhóm vật liệu kim loại: sử dụng phương... ép viên bi, daN; P = k.D2 k = 30 kim loại đen; k = 10 kim loại màu; k = 3 - kim loại mềm F diện tích vết lõm hinh chỏm cầu, mm2; D - đường kính viên bi, mm; d - đường kính chỏm cầu, mm 2.4 độ mài mòn - Khái niệm: độ mài mòn là mức độ hao hụt khối lượng trên 1 đơn vị diện tích mẫu thử bị mài mòn - Công thức: m1 m2 Mn , g / cm 2 F trong đó: m1- khối lượng mẫu trước khi thí nghiệm, g; m2 - khối... ban đầu, g; P2 - khối lượng vật liệu còn sót lại trên sàng 1. 7 mm, g - Phương pháp xác định: Cân 5 kg vật liệu (đá dam, sỏi); Bi thép d = 46,8 mm, m = 390 -:- 445 g/viên; Máy quay 33 vòng/phút: 500 vòng với cỡ hạt < 37.5mm; 10 00 vòng với cỡ hạt > 37.5 mm; Sàng và cân lượng còn sót lại trên sàng 1. 7 mm Máy thí nghiệm xác định độ hao mòn Los Angeles (AASHTO T96-87) Thank you! ... phá huỷ mẫu Thí nghiệm nén mẫu hình trụ Bộ phận kẹp mẫu Máy thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo của thép Fk Cường độ uốn: Uốn 3 điểm: P M 3Pl 2 Rku , MPa , daN / cm W 2.b.d 2 d l b trong đó: M mômen uốn phá hoại, được xác định tại mặt cắt phá huỷ, daN.cm hoặc N.mm; P.l M 4 2 b d W- mômen chống uốn của tiết diện chịu uốn, cm3, mm3; W 6 P tải trọng nén phá hoại mẫu, N, daN hoặc kN; l khoảng ... cậy độ xác kết chưa cao - Mác vật liệu: Mác vật liệu số hiệu không thứ nguyên biểu thị chất lượng vật liệu Mác vật liệu xác lập sở tính chất đặc trưng vật liệu Vật liệu làm kết cấu chịu lực: mác... lượng đặc trưng cho tính chất vật liệu vừa chịu mài mòn vừa chịu va chạm - Công thức: P1 P2 Q 10 0,% P1 P1- khối lượng vật liệu ban đầu, g; P2 - khối lượng vật liệu sót lại sàng 1. 7 mm, g - Phương... chuẩn vật liệu, daN/cm2; o khối lượng thể tích vật liệu, kg/m3 2.3 độ cứng - Khái niệm: tính chất vật liệu chống lại tác dụng đâm xuyên vật liệu khác cứng - Phương pháp xác định: Nhóm vật liệu