BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG CHƯƠNG I - TÍNH CHẤT CHUNG §1.1 Tính chất vật lý I KHỐI LƯỢNG RIÊNG γa - Là khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái hoàn toàn đặc (không có lỗ rỗng) γa = GK Va GK: Khối lượng vật liệu sấy khô (g, kg) Va: Thể tích vật liệu trạng tháI hoàn toàn đặc (cm3, dm3) γa: Khối lượng riêng (kg/dm3, g/cm3) VD: H2O => γ = g/cm3 Đất sét nung γ = 2,6 ÷ 2,65 g/cm3 Đá => γ= 2, ÷ 3,3 g/cm3 Xi măng γ = 3,1 g/cm3 Thép => γ = 7,25 ÷ 8,25 g/cm3 Gỗ γ = 1,55 g/cm3 B II KHỐI LƯỢNG ĐƠN VỊ γ0 GK V0 U γ0 = LI - Là khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái tự nhiên TT GK: Khối lượng mẫu vật liệu khô V0: Thể tích mẫu vật liệu trạng thái tự nhiên N Chú ý: - Trạng thái khối lượng G thể tích V0 phải phù hợp với γ 0K = G kh « : Khối lượng đơn vị khô V0 K γ0 ©m = G ©m : Khối lượng đơn vị ẩm V0 © m γ b · o hoμ = G b · o hoμ V0 b · o hoμ : Khối lượng đơn vị bão hoà - Khi thể tích khối liền ta có: γ0hạt - Khi V0 tập hợp hạt rời γ0xôp γ 0x«p = G V0 x « p http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn III ĐỘ RỖNG CỦA VẬT LIỆU (r%) - Là tỷ số % thể tích rỗng so với thể tích tự nhiên vật liệu trạng thái khô r% = Vr 100% V0 K Vr = V0K - Va => r% = r% = (1 − V0 K − Va V 100% = (1 − a ).100% V0 K V0 K γ 0K ).100% γa - Vật liệu liền khối: r% = (1 − γ 0K ).100% γa - Vật liệu rời (cát, sỏi) r% = (1 − γ xèp ).100% γa IV ĐỘ ĐẶC: đ% - Là tỷ số % thể tích đặc so với thể tích tự nhiên vật liệu ỏ trạng thái khô Va V − Vr 100% = K = (1 − r ).100% V0 K V0 K đ% = γ 0K γa U LI B đ% = TT V NHỮNG TÍNH CHẤT VẬT LÝ LIÊN QUAN ĐẾN NƯỚC Các dạng nước có vật liệu N a Nước kết tinh (nước liên kết hoá học) - Là nước liên kết hoá học mà phần tử xếp có quy luật tồn ổn định Khi nhiệt độ cao nước kết tinh thoát lúc chất vật liệu thay đổi ⎯⎯C → CaSO4 + 2H2O + Thạch cao: CaSO4.2H2O ⎯200 ⎯÷800 ⎯⎯C → Al2O3.2SiO2 + 2H2O + Đất sét: Al2O3.2SiO2.2H2O ⎯700 b Nước hấp phụ - Là màng nước mỏng (khoảng 10-4÷10-6mm) bám mặt VL - Nguyên nhân: Do mặt vật liệu có suất căng mặt phần tử nước có cực tính - Do nước bao gồm phần tử H2O bị phân cực Các phần tử H2O bám vào màng hấp phụ tạo màng hấp phụ có tác dụng giảm sức căng mặt vật liệu - Độ dầy màng nước hấp phụ lớn dần lên phần tử nước tách cách dễ dàng giới hạn mạng lưới hấp phụ http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn c Nước tự - Màng nước hấp phụ tồn môi trường ẩm ướt độ dầy nước tăng lên đến lúc phần chuyển thành nước tự - Nước tự tuân theo quy luật thuỷ lực học Loại nước chiếm tỷ lệ lớn ba loại nước Nó ảnh hưởng lớn đến tính chất lý vật liệu Hiện tượng thấm nước vật liệu a Vật liệu ưa nước vật liệu ngăn nước - Vật liệu ưa nước (hay ngăn nước) đặc trưng góc ướt: θ + Đối với vật liệu ưa nước θ < 900 (00 ≤ θ ≤ 900) + θ0 = 00 vật liệu bị ướt hoàn toàn - Trường hợp vật liệu ưa nước: + Lực hút thành rắn lên chất lỏng b Hiện tượng thấm nước mao quản: B + Lực hút phân tử thành chất rắn phân tử nước lớn lực hút nội phân tử nước U LI Xét phân tố chu vi (giao tuyến mặt chất lỏng với thành ống) dl chịu lực hút thành ống df TT df = dl σ.cosθ ⇒ f=σ.cosθ ∫ dl f=σ.cosθ.2π.R P= N - Áp suất phụ mặt cong chất lỏng f 2π R.σ cosθ 2.σ cosθ = = S R 2π R: Bán kính ống mao quản S: Diện tích mặt cắt ngang mao quản P = γn.h h= (1) 2.σ cos φ R.γ n σ: Hệ số suất căng mặt chất lỏng + h: phụ thuộc vào σ; σ phụ thuộc vào t0 - tlớn → σnhỏ → hnhỏ - tnhỏ → σlớn → hlớn + θ: vật liệu ưa nước: θ < 900 => h > Vật liệu ngăn nước θ > 900 → h < http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn + R: Rbé → hcao Chú ý: Khi ống mao quản nằm ngang cột nước chuyển động phía có t thấp Một số tiêu vật lý vật liệu ưa nước a Độ ẩm W% - Khi vật liệu tiếp xúc với môi trường ẩm ướt có khả hút giữ nước lúc gọi vật liệu bị ẩm ướt Mức độ ẩm ướt biểu thị tiêu độ ẩm - Độ ẩm tỷ số % khối lượng nước có vật liệu trạng thái tự nhiên so với khối lượng vật liệu khô W% = G n − íc cã vËt liÖu G kh « = G am − G kh « 100% G kh « b Hệ số báo hoà nước: B% B - Bão hoà nước: Khi vật liệu hút nước giữ nước đến mức tối đa người ta gọi vật liệu bão hoà với nước Mức độ bão hoà nước đánh giá hệ số bão hoà nước n V baohoa 0≤B≤1 U B= LI Định nghĩa: Hệ số bão hoà nước (B) tỷ số thể tích nước có vật liệu bão hoà nước so với toàn thể tích lỗ rỗng vật liệu Vr TT + B < 1: Vật liệu bão hoà nước không hoàn toàn có nghĩa vật liệu lỗ rỗng không chứa nước N + B = 1: Vật liệu bão hoà nước hoàn toàn Vnbão hoà = Vr Trạng thái bão hoà nước phụ thuộc vào phương pháp thí nghiệm bão hoà c Mức hút nước theo khối lượng Hp% Định nghĩa: Là tỷ số % khối lượng nước có vật liệu bão hoà nước so với khối lượng vật liệu trạng thái khô Hp% = Gnuoc bao hoa Gkho 100% = Gbh − Gk 100% Gk d Mức hút nước theo thể tích: Hv% Định nghĩa: Là tỷ số % thể tích nước có vật liệu bão hoà nước so với thể tích vật liệu trạng thái khô Hv%= Vnuoc bao hoa V0 K 100% http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn Gk Gk γ Hv G bh − G k = = = 0K Hp γ n V0 K G bh − G k γ n V0 K γ n − íc HV.γnước = Hp γ0K G am − G kh « ⇒ Gâm = Gkhô (1+W) G kh « W= ⇒ Gkhô = Gam 1+ W e Hệ số thấm nước - Biểu thị thấm nước loại vật liệu khác nhau: đất, bê tông, gạch, vữa Định nghĩa: Hệ số thấm nước biểu thị nước thấm qua đơn vị vật liệu có chiều dầy xác định đơn vị thời gian tác dụng đơn vị áp suất cột nước K= Q.d (m / s) S t.H - Q : Lượng nước thấm qua vật liệu (m3) B - d : Ciều dầy vật liệu nước thấm qua (m) LI - S : Diện tích nước thấm (diện tích vuông góc với dòng nước) (m2) TT - H : áp suất cột nước (m) U - t : Thời gian thấm (s) Ví dụ 1: N PHẦN BÀI TẬP CHƯƠNG I Một vật trạng tháI ẩm 20% có khối lượng đơn vị 1,8 kg/dm3, trạng tháI bão hoà nức có khối lượng đơn vị 2,0 kg/dm3, cho biết khối lượng riêng vật 3kg/dm3, γn = 1kg/dm3 Biết thể tích không đổi độ ẩm thay đổi Tính hệ số bão hoà vật ? GK = G ©m γ V = © m © m = γ K V0 K 1+ W 1+ W γok= γ0ẩm.V0ẩm/V0K(1+W)=1,8/(1+0.2) =1,5 kg/dm3 B= γ V − γ oK VoK Vnuoc G = nuoc = obh obh Vr γ n r.V0 γ n r.V0 r=(V0K-Va)/VoK=1-Va/VoK=1-1,5/3=0,5 Suy B=(2-1,5)/0,5*100=100% http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn Ví dụ 2: Một vật trạng tháI ẩm 10% có khối lượng đơn vị 2,2 kg/dm3, trạng tháI bão hoà nước hoàn toàn có khối lượng đơn vị 2,3 kg/dm3 Biết vật tích không đổi độ ẩm thay đổi Tính khối lượng riêng vật Ta có: GK = G ©m γ V = © m © m = γ K V0 K 1+ W 1+ W γok= γ0ẩm.V0ẩm/V0K(1+W)=2,2/(1+0.1) =2,0 kg/dm3 B= γ V − γ oK VoK Vnuoc G = nuoc = obh obh Vr γ n r.V0 γ n r.V0 r=(γ0bh -γ0K)/B γon =2,3-2/1=0,3 γa = γ0K/(1-r) = 2/(1-0,3) = 2,86 kg/dm3 §1.2 Tính chất học I TÍNH BIẾN HÌNH B - Vật liệu chịu tác dụng ngoại lực -> hình dạng thay đổi -> biến hình LI - Có hai loại hình xẩy ra: Biến hình đàn hồi U - Sẽ triệt tiêu bỏ ngoại lực tác dụng TT Tất loại vật liệu có tính biến hình đàn hồi kể vật liệu dòn BT, gạch, ngói TK công trình phép TK ngoại lực tín toán cho vật liệu làm việc giới hạn đàn hồi N Biến dạng dư (biến dạng dẻo) Đây loại biến hình hình đàn hồi Nó dấu hiệu ban đầu phá hoại kết cấu xây dựng Cho nên TK không TK ngoại lực vật liệu xuất biến hình dẻo Biến dạng từ biến Ngoài hai loại biến dạng trên, vật liệu có tượng từ biến tượng biến dạng tăng theo thời gian ngoại lực không đổi, tác dụng lâu dài lên vật liệu nhiệt độ cao kim loại thể tính từ biến rõ II CƯỜNG ĐỘ Định nghĩa: Cường độ khả chống lại phá hoại ứng suất tác dụng ngoại lực Phân loại cường độ: Tuỳ theo hình thức chọn lọc mà kết cấu vật liệu chịu loại cường độ sau: http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn a Cường độ chịu nén: Rn Rn = P ( kg / cm ) F P: Lực tác dụng vào cấu kiện làm cho cấu kiện bị phá hoại (kg) F: Diện tích tiết diện (cm2) b Cường độ chịu kéo: RK P ( kg / cm ) F RK = − c Cường độ chịu uốn Rn = Mmax/Wuốn Rn = Pl bh d Cường độ chịu xoắn e Cường độ chịu cắt B Chú ý: * Trong vật liệu xây dựng phân vật liệu giòn vật liệu dẻo: LI - VL dẻo khả chịu kéo, nén khác Chỉ quan tâm đến cường độ kéo U - VL giòn chịu nén tốt, quan tâm đến cường độ chịu nén TT * Cường độ chịu nén (Rnén) → Mác N Định nghĩa: Mác vật liệu cường độ chịu nén bình quân mẫu thí nghiệm chế tạo với kích thước tiêu chuẩn (bảo dưỡng điều kiện tiêu chuẩn) sau 28 ngày dưỡng hộ (dùng với XM & BT) n R nen = Ri = ∑R i n i ( n ≥ 3) Pi F - Loại bỏ Ri có kết sai khác 20% - Mỗi loại vật liệu có mẫu khác - Hình lập phương a = 10;15; 20: Bê tông; 7,07: Vữa XD, XM - Hình trụ: (d, H) H = 2d (10, 20), (15, 30); (20, 40) - BT phải bảo dưỡng phòng có nhiệt độ (20 ± 50C, độ ẩm ω > 90%) bảo dưỡng sau 28 ngày http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn n R 28 = ∑ R 28bi /n b i =1 n: Số mẫu làm thí nghiệm, n>=3 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ vật liệu a Cấu trúc vật liệu - Độ đặc: Nếu loại vật liệu độ đặc lớn giá trị cường độ cao Một số vật liệu ?? xi măng, BT, gạch , độ đặc tăng gấp rưỡi cường độ tăng gấp lần - Hướng chịu lực: Cường độ theo phương dọc nhỏ cường độ theo phương ngang vật liệu gỗ + Đồng theo mật độ + Đồng theo phương b Nhiệt độ độ ẩm - Nhiệt độ độ ẩm lớn cường độ giảm ngược lại Thời gian chịu tải tăng R↓ LI Phương pháp xác định cường độ B c Thời gian chịu tải U a Gia công mẫu thí nghiệm - Hình dạng: Lập phương, trụ, thanh, dây TT - Kích thước: * Bê tông: + Hình trụ: (h, d); (20, 20); (15,30) N + Lập phương: 7,07 x 7,07; 7,07; 15 x 15 x 15 10 x 10 x 10; 20 x 20 x 20 * Xi măng: x x 16cm * Đá: x x 5cm b Thí nghiệm máy vạn năng: Kéo, nén Đọc số: áp lực, kéo, uốn Khi mẫu bị phá hoại Các yếu tố ảnh hưởng đến kết thí nghiệm chịu nén a Chiều cao mẫu thí nghiệm R= P ⇒ R1 < R F Giải thích: http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn Tại mặt tiếp xúc mẫu vật liệu ép tăng tải trọng xuất lực ma sát (lực ma sát có tác dụng ngăn cản chuyển dịch vật liệu theo phương ngang) Ảnh hưởng lực ma sát lớn mặt tiếp xúc bé vùng vật liệu → h lớn ảnh hưởng ma sát → mẫu dễ bị phá hoại - Tiêu chuẩn mẫu BT: 20 x 20 x 20cm, lạI phảI có hệ số đIều chỉnh (bảng 1-10 trang 35) Mác Bê tông (Kg/cm2) Kích thước mẫu TN 200 300 400 30 x 30 x 30 1,06 1,05 1,05 1,04 20 x 20 x 20 1 1 15 x 15 x 15 0,96 0,94 0,92 0,9 10 x 10 x 10 0,87 0,85 0,83 0,81 7,07 x 7,07 x 7,07 0,91 0,88 0,86 0,84 B 140 LI b Tốc độ tăng tải trọng PC = R γ0 ⇒ HS PC cao N Vật liệu nhẹ → tốt TT III HỆ SỐ PHẨM CHẤT: PC U Phải có quy định tốc độ gia tải Tốc độ lớn → kết thấp VL cường độ cao Suy PC = 1,61 Gỗ lim PC = 0,7 Thép CT3 BT PC = 0,51 PC = 0,083 IV HỆ SỐ MỀM HOÁ: MH MH = R b · o hoμ n − íc R kh « > 0,85 (VL dùng XDCTTL) http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn CHƯƠNG II VẬT LIỆU KẾT DÍNH VÔ CƠ Đ2.1 Khái niệm Định nghĩa: - Là loại vật liệu dạng bột, trộn với nước tạo thành vữa dẻo, qua trình biến đổi lý hoá vữa trở lên rắn đá - Dựa vào tính chất người ta sử dụng rộng rãi vật liệu dính kết vô để chế tạo vữa, bê tông, sản phẩm vật liệu nhân tạo không nung dùng xây dựng Phân loại: Tuỳ theo khả điều kiện rắn chắc, người ta chia vật liệu dính kết vô hai loại a Vật liệu vô rắn không khí: LI b Vật liệu vô rắn nước B Quá trình biến đổi lý hoá diễn rắn có môi trường không khí, như: Thạch cao, xây dựng, chất kết dính manhê, thuỷ tinh nước vôi không khí N TT U Quá trình biến đổi hoá lý diễn rắn không môi trường không khí, mà môi trường nước, như: vôi thuỷ, xi măng, chất kết dính hỗn hợp Đ2.2 Vôi không khí I THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ PHÂN LOẠI VÔI TP: CaO, MgO, Al2O3, SiO2, Fe2O3 Ngoài CaOAl3, CaOSiO2, CaOFe2O3 vôi già lửa, dựa vào tỷ lệ MgO để phân loại: - Vôi canxit (có chất lượng cao) MgO ≤ 5% - Vôi manhêzit (chất lượng TB) MgO = ÷ 20% - Vôi đôlômit (chất lượng xấu) MgO = 20 ÷ 40% II QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÔI KHÔNG KHÍ Nguyên liệu Đá vôi: CaCO3, MgCO3 Nhiên liệu: - Than 10 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn Thành phần: SiO2 kết tinh (thạch anh, tạp chất đá khác, khoáng vật khác) Cát núi: Tạo thành nguy nơi phong hoá (hoặc gần nơi phong hoá) Hạt to, sắc cạnh Nhược điểm: Rất bẩn có chất hữu cơ, nhiều sét bụi, cần xử lý, sản lượng ít, phân tán không tập trung Cát sông: Từ cát núi (khe suối) chuyển sông: hạt đều, hạt to, sạch, tạp chất, tập trung bãi lớn Cát biển: Thường lẫn nhiều vỏ sò, nhiều khoáng vật muối khoáng vật có hại khác Không dùng Ở số vùng biển nước ta như: Quảng Bình, Nha Trang, Cam Ranh có loại cát trắng, lượng ngậm SiO2 cao (> 90%) cát quý dùng để thí nghiệm xi măng chế tạo thuỷ tinh II TẠP CHẤT CÓ HẠI TRONG CÁT Bụi, bùn, sét d = 0,1 ÷ 0,01mm bụi d = 0,01 ÷ 0,005 bùn B d < 0,005 sét LI Tác hại: Làm giảm gắn kết xi măng cốt liệu > 3% bê tông thuỷ công TT Sét > 1% loại bê tông U Quy định, quy phạm: Bụi, bùn, sét > 5% bê tông thường Xác định bụi, bùn, sét phương pháp rửa N Muối sunfat Có hại tính chất bê tông, đặc biệt bê tống cứng rắn nhiệt đọo độ ẩm cao bê tông làm việc điều kiện ẩm thay đổi %SO3 > 1% xác định phương pháp hoá học Mica Các mảnh mica mỏng, nhẵn mặt nên dính kết với mi măng không tốt làm giảm cường độ bê tông, mặt khác mica đen dễ bị phong hoá, ảnh hưởng xấu đến độ bền bê tông Hàm lượng mica cát xác định phương pháp gạt tay cho bám lên giấy máy hút từ Tạp chất hữu Xác chết động thực vật giảm cường độ độ bền bê tông xác định phương pháp so màu - Mầu đen: bẩn - Mầu vàng: Tương đối 33 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn - Mầu nâu đen: Bẩn - Mầu vàng nhạt: Rất - Mầu nâu: bẩn - Mầu nâu vàng: bình thường III THÀNH PHẦN HẠT VÀ ĐỘ LỚN CỦA CÁT Thành phần hạt: Các hạt có đường kính 0,14mm ÷ 5mm phân thành cấp hạt ÷ 2,5mm 0,63 ÷ 0,315mm 2,5 ÷ 1,5mm 0,315 ÷ 0,14mm 1,25 ÷ 0,63mm Phân cấp phương pháp sàng Dùng sàng Lấy 1kg cát cho vào chồng sàng tiêu chuẩn xắp xếp theo thứ tự 2,5 ÷ 0,14 lắp vào máy sàng khoảng ÷ phút Sau bỏ chồng sàng ta cân lượng xót % 2,5 100g 10% 10% ÷ 20 1,25 200g 20% 30% 15 ÷ 40 0,63 200g 20% 50% 35 ÷ 70% 0,315 300g 30% 80% 70 ÷ 90 0,14 150g 15% 95% 90 ÷ 100 TT LI (g) Lượng sót tích luỹ U Lượng xót Riêng biệt N ĐK mắt sàng (mm) B riêng biệt mắt sàng, tính lượng xót tích luỹ theo %, cuối vẽ biểu đồ cấp phối lên biểu đồ cấp phối tiêu chuẩn Tiêu chuẩn Lượng sót riêng biệt: Độ lớn cát tiêu đánh giá mức độ to nhỏ cát Mđl = A 2, + A 1, 25 + .A ,14 100 Trong đó: A2,5 A0,14: Lượng sót tích lũy sàng có đường kính mắt sàng 2,5 0,14mm Bảng - (trang 162) Loại cát Môđun độ lớn Tỷ diện Phần lọt qua sàng 0,14 (% theo khối lượng) Cát to > 2,5 - Nhỏ 10 34 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn Trung bình ÷ 2,5 - < 10 Cát nhỏ 1,5 ÷ 2,0 100 ÷ 200 < 15 Rất nhỏ 1,0 ÷ 1,5 200 ÷ 300 IV CÁC TÍNH CHẤT CỦA CÁT Khối lượng riêng γa - Dùng để xác định mức hổng cát tính thành phần cấp phối bê tông Khối lượng riêng cát thường 2,6 ÷ 2,7g/cm3 Khối lượng đơn vị γ0 (ở trạng thái xốp, khô) - γ0 lớn mức hổng nhỏ cấp phối tốt - Nói chung khối lượng thể tích cát thường nằm phạm vi 1,35 ÷ 1,65 kg/dm3 Nếu đầm chặt γ0 đạt tới 1,6 ÷ 1,7kg/dm3 Mức hổng cát (r%) γ0 ) 100% γa B - r% = (1 − U G am − G K GK TT W= LI ΔV = f(W) C Đá N Đường kính ÷ 70mm Phân loại đá a Đá dăm Chế tạo từ đá trầm tích, đá vôi, bazan loại sau: 0,5 ÷ 1cm; ÷ 2cm; ÷ 4cm; ÷ 7cm Đặc điểm: Mặt đá xù xì, gắn kết với xi măng tốt Lắm gốc cạnh, độ lưu động bê tông → khó thi công Cường độ đồng b Sỏi: Do đá trầm tích phong hoá tạo thành Đặc điểm: Nhẵn → độ lưu động bê tông cao, lực gắn kết không đồng cường độ → giảm cường độ bê tông Tạp chất có đá a Bụi, bùn, sét: Được xác định phương pháp rửa b Muối sunfat Tiêu chuẩn giống cát 35 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn c Hữu Thành phần hạt: ÷ 70mm Chia thành cấp hạt: ÷ 10mm 10 ÷ 20mm 20 ÷ 40mm Xác định thành phần hạt 40 ÷ 70mm 70 ÷ 150mm Thành phần hạt: tỷ lệ theo khối lượng hạt cấp hạt chứa hỗn hợp Đường kính mắt sàng: 5; 10; 20; 40; 70mm Trình tự làm thí nghiệm: Cân 5kg đá cho vào chồng sàng tiêu chuẩn; sàng khoảng ÷ phút, sau cân lượng sót riêng biệt sàng Tính lượng sót tích luỹ sàng Tìm Dmax, Dmin Dmax: Coi đường kính lỗ sàng có lượng sót tích luỹ nhỏ gần 5% B LI Dmin: Coi đường kính lỗ sàng có lượng sót tích luỹ lớn gần 95% TT U Từ kết chọn Dmax, Dmin ta vẽ biểu đồ cấp phối hạt lượng sót tích luỹ sàng cho phép LSTL (%) 1,25 Dmax N Đường kính lỗ sàng Dmax ÷ 10 Dmax + Dmin 40 ÷ 70 Dmin 95 ÷ 100 Ví dụ: Lượng sót mắt sàng sau: 70mm = 0% 40mm = 4% 20mm = 50% 10mm = 80% 5mm = 98% ⇒ Dmax = 40mm Dmin = 5mm 36 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn D max + D D = 22,5mm ≈ = 20 2 Tính chất đá a Cường độ: RÁ → Rđá RÁ ≤ 150 → Rđá ≥1,2RÁ RÁ > 150 → Rđá ≥ 1,5RÁ Xác định Rđá: + Phương pháp trực tiếp: Gia công mẫu đá hình lập phương có kích thước 5x5x5cm hình trụ đường kính 5cm, chiều cao 5cm sau ép kết Cho mẫu đá dăm (sỏi) vào hình trụ dày, cho vào máy ép đá bị vỡ sau cho vào sàng có kích thước quy định sàng Cân lượng sót qua sàng, từ biết tỷ lệ vỡ đá tra quy phạm biết cường độ đá + Phương pháp gián tiếp: B Cho Sỏi, đá, xi măng, nước đúc mẫu bê tông (xi măng mác cao, cát tốt) đem mẫu nén xác định cường độ Nếu đá, sỏi không bị vỡ kết luận cường độ đá, sỏi LI b Lượng dòn: U Cách xác định: Sỏi phân làm cấp; 5÷10mm, 10÷20mm, >20mm TT - Sỏi có đường kính 5÷10mm: dùng lực ép tĩnh 15kg vỡ nhặt riêng - Sỏi có đường kính 10÷20mm: dùng lực ép tĩnh 25kg vỡ nhặt riêng N - Sỏi có đường kính >20mm: dùng lực ép tĩnh 35kg vỡ nhặt riêng Cân lượng vỡ, tính tỷ lệ dòn theo công thức: Ty le hon don% = Luonghonvo 100% lần cạnh ngắn (hòn dài) - Kích thước cạnh ngắn < lần cạnh dài (hòn dẹt) Luong hon T, D% = LuonghonT , D 100% 1,4 ÷ 2,5 N - Cốt liệu: Đá, sỏi có thành phần hạt tốt, - Hệ số kinh ngihệm K chưa đề cập đầy đủ đến yếu tố ảnh hưởng 3, Công thức Bôlômây - Xkrămtacv - Bê tông dẻo ( N X = 0,4 ÷ 0,7), Rb = K1.Rx( + 0,5) X N - Bê tông khô ( N X < 0,4), Rb = K2.Rx( - 0,5) X N K1 K2 0,5 0,65 0,33 0,43 Trung bình 0,45 0,6 0,3 0,4 Xấu 0,4 0,55 0,27 0,37 U LI Tốt B Loại vật liệu TT Tính biến hình bê tông chịu tải N Trong trình đông kết rắn thể tích bê tông bị biến dạng (biến hình) có hai loại biến hình sau: a Biến hình co ngót Nguyên liệu: Trong trình đông rắn nước tự bay làm cho thể tích bê tông co lại mặt khối bê tông co nhanh phía → gây nên rạn nứt mặt làm giảm Rb độ bền bê tông Khắc phục: Trong trình đông rắn hạn chế bay khối bê tông b Biến hình từ biến Sau 28 ngày trở lên tác dụng lực tập trung P làm cho cột lún xuống Δ1 Biến dạng tức thời sau P tác dụng Nếu trì P thời gian dài cột bê tông tiếp xúc biếtn dạng Δ2 sau Δ2 từ biến - Nguyên nhân: Trong đá có: 2CaOSiO2 (n-1)H2O sản phẩm trình thuỷ hoá thuỷ phân xi măng tồn thể keo, chịu tác dụng lực bị thành phần kết tinh dồn ép chuyển dịch vào lỗ rỗng bê tông gây nên từ biến Hiện 42 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn tượng có lợi tạo nên độ đặc bê tông Phân bố lại ứng suất đá bê tông làm cho bê tông đồng cường độ Đ3.4 Phụ gia cho bê tông I PHỤ GIA ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐÔNG RẮN CỦA BÊ TÔNG Thực chất tăng nhanh trình đông rắn bê tông TT U LI B Nguyên lý: Muốn trình đông rắn nhanh hay chậm ta phải điều chỉnh Hydrocanxit dung dịch vữa xi măng N CHƯƠNG IV - VỮA XÂY DỰNG Chất dính + nước + cát + (vôi) I Vật liệu chế tạo vữa Xi măng: - Loại XM, tra bảng xâm thực chọn XM - XM vào vữa chọn → Rx Rv = 25 kg/cm2 → Rx = 200 # = 50 → Rx = 200 ÷ 300 = 75 → Rx = 300 ÷ 350 = 100, 150, 200 → Rx = 400, 500 Cát: thành phần hạt ĐK lỗ sang (mm) 1,25 0,315 LSTL (%) ÷ 55 ÷55 30 ÷95 Độ bẩn cho phép (tối đa ) Rv ≤ 10 kr/cm2 0,14 75 ÷100 → Độ bẩn tối đa ≤ 20% Rv = 25 ÷ 50kg/m2 → ≤ 10% Rv = 100 kg/m2 → ≤ 5% 43 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn Vôi: Vôi lây khoảng cách 20 ÷ 30 ngày Công trình to dùng vôi sống nghiền nhỏ thi công khó II CÁC TÍNH CHẤT CỦA VỮA XÂY DỰNG Tính lưu động: vữa yêu cầu có tính chất lưu động lớn để thi công dễ dàng Dùng thí nghiệm độ cắm chuỳ để xác định lưu đọng vữa ĐC (cm) ĐC lớn vữa tốt Su cao để thi công cần thiết chọn độ lưu động theo loại khối xây Loại khối xây Trồi nóng VL dạc ẩm ướt, lạnh, đặc gạch DC = ÷ 10mm DC = ÷ 8mm Đá hộc 6÷7 4÷5 Đá hốc dùng máy di động 2÷3 1÷2 Tính giữ nước: Vữa sau trộn phải có khả giữ nước tức không để nước chảy B làm ảnh hưởng trình thuỷ hoá, thuỷ phân xi măng Đồng thời giảm tính nhiễm dều LI vữa - tính công trình Trong thí nghiệm dùng độ cân để đánh giá tính giữ nước vữa Có phương pháp để điều trị phân tầng U a Phương pháp để lắng, dùng cốc kim loại hình óng vữa sau trộn xong TT cốc cao đo độ căm dày sau để im 30 phút hạt cát to lắng xuống vữa XM Nớc ổi lên tren làm mặt dộ vữa in cốc không đồng phía cốc 1/3 đáy cốc đem trộn lại chođều cho vào N Lấy bỏ cốc thứ hai tiến hành đo độ lưu động ĐCr phân tàng: Pt = ĐC1 - ĐC2 b Phương pháp chấn động: Ta có hình trụ kim loại ghép vào cho vữa trộn hình trụ ghép đầy mặt lấy hay gạt cho ống hình trụ ghép có vữa lên máy chấn động cho máy chạy 30 giây cho bảng a ∈ Đ sang trái (mũi tên ) bảng b CĐ sang phải (mũi tên) chia vữa t hành phần khác hình trụ 1, 2, Chúng ta đo độ cắm dùng ĐC1 (ống 1) ĐC3 (ống 3) Phân tầng: PT = ĐC1 - ĐC2 (cm) III Cường độ vữa: Cường độ chịu nén ⎞ ⎛X − 0,4 ⎟ (kg/m2) ⎠ ⎝N - Trường hợp VL xây dựng đặc trắc (đá) Rv = 0,25.Rx ⎜ 44 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn - Trường hợp VL hút nước (gạch, đá xốp) (kg/m2) Rv = K.Rx (X - 0,05) + Rv - cường độ vữa tuổi 28 ngày Rx - Mác XM tuổi 28 ngày X - Tỷ lệ xi măng nước dùng để trộn đối VL xây N X - Lượng xi măng tính theo "tấn" dùng với 1m3 cát (đồng nghĩa với dùng 1m3 vữa) K - Hệ số kinh nghiệm Rx xác định theo phương pháp khô TOCT 310 ÷ 41 Cát lớn MK > 2,5 → k = Cát vừa MK = ÷ 2,5 → K = 0,8 Cát nhỏ MK = 1,5 ÷ → K = 0,5 ÷ 0,7 B Rx xác định theo phương pháp ướt TOCT 310 ÷ 60 LI Cát lớn → K = 2,2 Cát vừa → K = 1,8 U Cát nhỏ → K = 1,4 Rv 1000 (kg) K.Rx TT Đối VL xốp gạch đá xốp X = (1) N X: Lượng dùng XM với 1m3 cát vàng có Mk = ÷2,5 cát có W = ÷2% Nếu MK = 1,5 ÷ W = tăng 10 ÷ 15 % xi măng trường hợp pha vôi (vữa ba ta) (X + V + N + C) Vôi nhuyễn V = 170 ( - 0,002X) γcv (kg) X tính theo CT (1) Cường độ dính kết: - Cường độ chống kéo R HV = 1,8 R V 14 + R V - Cường độ chống cắt: R CV = R V 14 + R V RV: cường độ chịu nén vữa 45 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn IV Xác định T/P vữa: Phương pháp tính toán kết hợp thực nghiệm cần biết xi măng, cát, nước N TT U LI B cho vào để thi công 46 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn Cho biết: R TK có vật liệu sẵn x, c v−a a Tính toán: áp dụng công thức kinh nghiệm tính cho 1m3 bê tông RV = K.Rx (X - ox5) + (VL đặc) X= RV 1000 (kg) K.R x Tính lượng xi măng dùng với 1m3 cát nghĩa cho ta 1m3 vữa Đo γox γoc ((kg) (kg/m3) Biểu thị thép khối lượng: X = γoc γ oc X Cứ đơn vị XM trộn với - Theo thể tích X :1 γ ox γ oc đơn vị cát X γ ox X 1: γ ox đơn vị cát X LI - Cứ đv thể tích XM trộn với B 1: * Đối với ba ta: tính theo CT kinh nghiệm lượng vôi dùng cho 1m3 vữa biểu U V γ oc : X X TT thị theo khối lượng X : V : γoc ⇔ : X V V γ oc γ oc : :1 ⇔ : : : γ ox γ ov γ ov X X N Biểu thị theo thể tích b Kiểm tra thực nghiệm: sau tính toán xong trộn màu vữa theo tỷ lệ tính toán với lượng nước thích hợp cho độ lưu động phù hợp với thi công đúc mẫu để xác định cường độ cuối ta RvTN R TN − R TT v v Yêu cầu 15% > >0 TK Rv Nếu số < lớn > 15% điều chỉnh T/p vữa Phương pháp thực nghiệm hoàn toàn, xây dựng nên quan hệ thực nghiệm từ VL sẵn có công trường Đấn vấn đề: cho biết toàn nguyên vật liệu (các tính chất, tiêu số) cho biết RVTK ĐC y/cầu (độ chảy yêu cầu) 47 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn [...]... 4CaOAl2O3.Fe2O3 (C4AF) + T0 = 1200 ÷ 13000C Vật liệu chảy lỏng và thực hiện phản ứng pha lỏng: CaO + 2CaO.SiO2 → 3CaO.SiO2 (C3S) Nghiền với phụ gia và thạch cao (5 ÷ 7%) tạo thành bột cho vào kho → Đóng bao III THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT CỦA XI MĂNG C3S 37 ÷ 60% (50%) C2S 15 ÷ 37% C4AF 10 ÷ 18% C3A 7 ÷ 15% 1 Tính chất của khoáng vật U a Tốc độ thuỷ hoá và thuỷ phân LI B - Các tỷ lệ khoáng vật thay đổi thì được xi măng... phổ thông) Cốt liệu đá trầm tính, đã hoàn chất, đá vôi, đá sienit, dùng cho các công trình kiến trúc, xây dựng, thuỷ lợi - Bê tông nhẹ γ0 = 1,8 ÷ 2kg/dm3 Cốt liệu: đã có độ rỗng lớn, hạt gốm Dùng vào công trình kiến trúc chọn lọc là chính có thêm yêu cầu vô cách âm, cách nhiệt và tải trọng - Bê tông đặc biệt nhẹ: γ0 < 1,8kg/dm3 31 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn Cốt liệu: Đá có độ rỗng... các nước Lào) 2 Chế tạo vật liệu (Đưa vào lò nung) 17 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn - Đá vôi + quặng sắt nghiền nhỏ với nước: Lượng sắt trên sàng 4900 lỗ/cm2 > 15% - Đất sét: Đánh trộn với nước thành bùn sau đó người ta phối hợp hỗn hợp: Đá vôi + Quặng sắt + bùn đất sét theo tỷ lệ xác định sao cho từ 75 ÷ 78% CaCO3 và từ 22 ÷ 25% (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) Vật liệu sống hỗn hợp bùn - quặng... không khí và môi trường nước LI I THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT 60% TT - Thành phần khoáng vật: U - Thành phần hoá học: CaO, MgO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO là chủ yếu chiếm > 2CaO + SiO2 → 2CaO.SiO2 N 2CaO + Fe2O3 → 2CaO.Fe2O3 Vôi nhuyễn CaO + Al2O3 → CaO.Al2O3 II CHẾ TẠO VÔI THỦY 1 Nung vôi thuỷ a Nguyên liệu, nhiên liệu Đá vôi với hàm lượng sét 8 ÷ 20% → rất hiếm Đất sét trộn vôi sống hoặc... - Nếu n < n’ Trong cimen có 4 TPKV: C3S, C2S, C4AF, C2F Không phải xi măng - P > 0,64: Toả nhiều nhiệt, cường độ thấp, đông kết nhanh - Trong khi nung sẽ có hiện tượng tắc lò do vật liệu chảy quá nhiều dính lò làm B cho vật liệu không chuyển động được ⇒ không nung chảy được LI c Hệ số bão hoà vôi SiO2 đã được bão hoà vôi 2.CaO.SiO2 SiO2 chưa được bão hoà vôi U 3 CaO.SiO2 TT SiO2 bão hoà càng nhiều thì... → CaSO4 3 Biện pháp phòng ngừa ???????????????????????? Đ2.4 Phụ gia khoáng vật Định nghĩa: Phụ gia khoáng vật là các khoáng vật những đất, đá, cát, ở dạng tự nhiên hoặc đã được nghiền nhỏ dùng để trộn với xi măng hoặc vôi nhằm mục đích cải thiện một số tính chất của chúng hoặc tăng sản lượng tính kết dính I PHỤ GIA KHOÁNG VẬT TRƠ - Khi trộn chất kết dính trong quá trình đông kết rắn chắc nó không... các phụ gia hoá học khác nhau Các phụ gia này làm cho bê tông cứng nhanh hay cứng chậm, tăng độ dẻo, cường độ, tính chống thấm của bê tông LI B - Bê tông được dùng phổ biến trong các ngành xây dựng nói chung và xây dựng thuỷ lợi nói riêng vì các lý do sau: + Cường độ cao II PHÂN LOẠI N + Hình dáng bất kỳ TT + Dễ chế tạo U + Giá thành hợp lý 1 Phân loại theo khối lượng đơn vị của hỗn hợp - Bê tông đặc... mương máng nhỏ phục vụ dân sinh U Đ 2.3 Xi măng Pooclăng I THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA KHOÁNG VẬT TT * Thành phần hoá học: - CaO chiếm 60 ÷ 65% N - SiO2 chiếm 19 ÷ 24% - Al2O3 chiếm 4 ÷ 7% - Fe2O3 chiếm 2 ÷ 6% - MgO chiếm > 4,5% - CaOSO3 chiếm 4 ÷ 6% (SO3 > 3%) II SẢN XUẤT XI MĂNG POOCLĂNG 1 Khai thác vật liệu: Nguyên liệu đá vôi CaCO3 ngoài ra còn MgCO3 Đập nhỏ cục đá dài dùng đá dăm - Đất sét: Al2O3.SiO2.2H2O... khoảng 8 ÷ 15% cát, đá (cốt liệu) , chiếm khoảng 80 ÷ 85% khối lượng bê tông - Xi măng là thành phần hoạt tính của bê tông (chất kết dính) còn cốt liệu (cát, đá) là bộ phận xương, cốt - Xi măng trên với nước tạo thành vữa xi măng, vữa này bao bọc các hạt cát và đá, lấp đầy các lỗ rỗng và làm cho hỗn hợp bê tông có độ nhạy nhất định Vữa xi măng cứng rắn lại gắn kết các hạt cốt liệu với nhau và làm cho bê... phần không tôi được TN: Cân 200g vôi sống được vôi nhuyễn Sàng lấy thành phần không tôi được 14 http://elib.ntt.edu.vn http://www.ebook.edu.vn VII SỬ DỤNG VÔI KHÔNG KHÍ - Vữa xây, vữa trát Vôi + cát Vôi + Cát + Xi măng - Dùng làm vật liệu hỗn hợp hoạt tính Vôi bột + Bột pooclăng Tính kết dính hỗn hợp + Bột xi măng - Dùng vôi trộn với tro lò: SiO2, Al2O3 Đóng gạch: SiO2 + Ca(OH)2 → CaO.SiO2 + H2O Al2O3 ... hưởng lớn đến tính chất lý vật liệu Hiện tượng thấm nước vật liệu a Vật liệu ưa nước vật liệu ngăn nước - Vật liệu ưa nước (hay ngăn nước) đặc trưng góc ướt: θ + Đối với vật liệu ưa nước θ < 900 (00... rãi vật liệu dính kết vô để chế tạo vữa, bê tông, sản phẩm vật liệu nhân tạo không nung dùng xây dựng Phân loại: Tuỳ theo khả điều kiện rắn chắc, người ta chia vật liệu dính kết vô hai loại a Vật. .. Mmax/Wuốn Rn = Pl bh d Cường độ chịu xoắn e Cường độ chịu cắt B Chú ý: * Trong vật liệu xây dựng phân vật liệu giòn vật liệu dẻo: LI - VL dẻo khả chịu kéo, nén khác Chỉ quan tâm đến cường độ kéo