TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG.

Chương Những tính chất Vật liệu xây dựng Chương NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG 1.1 Khái niệm chung tính chất Vật liệu xây dựng 1.1.1 Phân loại tính chất vật liệu xây dựng Yêu cầu tính chất VLXD đa dạng VLXD công trình chịu tác động: - Của tải trọng bên ngồi: gây biến dạng ứng suất vật liệu - Của mơi trường: tác dụng vật lý, hố học khơng khí, nước, nuớc, chất tan nước, nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, vi sinh vật … Một số trường vật liệu cịn có yêu cầu riêng nhiệt, âm, chống phóng xạ … Vì vậy, để kết cấu cơng trình làm việc an tồn trước tiên vật liệu phải có tính chất học yêu cầu (tính biến dạng, cường độ, độ cứng …) Người ta phân loại tính chất vật liệu xây dựng theo nhóm: 1.1.1.1 Tính chất đặc trưng cho trạng thái cấu trúc Là tính chất đặc trưng cho q trình cơng nghệ, thành phần pha, thành phần khống hóa: khối lượng riêng, khối lượng thể tích, độ rỗng, độ đặc, độ mịn … 1.1.1.2 Những tính chất vật lý: Xác định mối quan hệ vật liệu với mơi trường tính chất có liên quan đến nước, nhiệt, điện, âm, tính lưu biến vật liệu nhớt dẻo … 1.1.1.3 Những tính chất học Xác định quan hệ vật liệu với biến dạng phá huỷ tác dụng tải trọng, cường độ, độ cứng, dộ dẻo, … 1.1.1.4 Các tính chất hố học Có liên quan đến biến đổi hoá học độ bền vững vật liệu tác dụng ăn mịn hố học Để tránh ảnh hưởng yếu tố khách quan q trình thí nghiệm, tính chất vật liệu phải xác định theo điều kiện phương pháp chuẩn Khi tính chất xác định gọi tính chất tiêu chuẩn - Tuân theo quy định nhà nước – TCVN - Tiêu chuẩn cấp ngành, cấp Tiêu chuẩn thay đổi tuỳ theo trình độ sản xuất yêu cầu sử dụng vật liệu Đối với số VLXD cịn chưa có tiêu chuẩn VN, cịn sử dụng tiêu chuẩn nước 1.1.2 Sự phụ thuộc tính chất vào cấu trúc thành phần: 1.1.2.1 Quan hệ cấu trúc tính chất: Khái niệm cấu trúc: - Cấu trúc vĩ mô - Cấu trúc vi mô - Cấu trúc (cấu tạo chất) Chương Những tính chất Vật liệu xây dựng Nghiên cứu cấu trúc để hiểu tính chất cưới định vấn đề thực tế quan trọng: sử dụng vật liệu dâu, để hiệu kinh tế – kỹ thuật tốt Cấu trúc vĩ mô: Là cấu trúc mắt thường ta phân biệt dạng cấu trúc Như: đá nhân tạo đặc, cấu trúc tổ ong, cấu trức dạng sợi, dạng hạt rời … - Vật liệu đá nhân tạo đặc: gạch, gốm, sành, bê tơng nặng … Có cường độ cao, khả chống thấm tốt, chống ăn mòn … Tuy nhiên loại thường nặng nề, tính chất âm, nhiệt - Vật liệu cấu tạo rỗng, tổ ong: Bê tơng khí, bê tơng bọt, chất dẻo tổ ong Loại vật liệu có tính chất khả cách âm cách nhiệt tốt, nhẹ so với vật liệu đặc Nhưng khả chịu lực kém, chống thấm ăn mòn vật liệu đặc - Vật liệu dạng sợi, lớp: gỗ, khống, bơng thủy tinh, sợi gỗ ép …Có cường độ, độ dẫn nhiệt tính chất khác khác theo phương dọc thớ ngang (tính dị hướng) - Vật liệu hạt rời: Cốt liệu cho bê tông (cát, đá, sỏi, đá dăm), vật liệu dạng bột (xi măng, bột vơi sống …) Tính chất đa dạng phụ thuộc vào kích thước hạt, thành phần, độ rỗng, trạng thái bề mặt hạt Cấu trúc vi mô: Chỉ quan sát kính hiển vi Gồm loại: cấu tạo tinh thể hay vơ định hình Cấu tạo tinh thể vơ định hình hai trạng thái khác chất Dạng tinh thể có độ bền độ ổn định lớn dạng vơ định hình Cấu tạo tinh thể có nhiệt độ nóng chảy (ở áp suất khơng đổi) có dạng hình học định (Cùng chất tồn dạng tinh thể khác – dạng thù hình) Cấu trúc tinh thể: - Tính chất đơn tinh thể: tinh thể giống xếp theo trật tính chất vật liệu (cường độ, tính dẫn nhiệt, dẫn điện…) không giống theo phương khác (dị hướng) - Tính chất đa tinh thể: gồm tinh thể khác xếp không theo trật tự định, vật liệu coi vật liệu đẳng hướng Trong xây dựng người ta thường sử dụng vật liệu đá đa tinh thể Cấu trúc trong: quan sát thiết bị đại (kính hiển vi điện tử, phân tích tia rơnghen) Cấu tạo bên chất đặc trưng 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 tính chất quan trọng khác 1.1.2.2 Quan hệ thành phần tính chất: VLXD đặc trưng thành phần: - Thành phần hóa học - Thành phần khoáng vật - Thành phần pha Thành phần hóa học: Được biểu thị % hàm lượng ơxit có vật liệu Riêng kim loại biểu thị hàm lượng nguyên tố hóa học Nó cho phép phán đốn hàng loạt tính chất VLXD: Tính chịu lửa, sinh vật, đặc trưng học đặc tính học khác Đối với vật liệu nhân tạo, dựa vào thành phần hố học nó, người ta lựa chọn thành phần nguyên liệu sản xuất Chương Những tính chất Vật liệu xây dựng Thành phần hóa học thường xác định phân tích hóa học Thành phần khống vật: Biểu thị % hàm lượng khoáng vật vật liệu.Khoáng vật ôxit vô vật liệu thường tồn độc lập mà kết hợp với tạo muối kép Các muối kép gọi khống vật VD: Trong xi măng (xi măng Pooclăng) có khoáng vật: 3CaO.Al2O3 ; 3CaO.SiO2 ; 2CaO.SiO2 ; 4CaO.Al2O3.F2O3 Ý nghĩa thành phần khoáng vật: Quyết định tính chất vật liệu (VD: 3CaO.Al2O3; 3CaO.SiO2 định tính đóng rắn nhanh, chậm xi măng Pooclăng) Việc xác định thành phần khoáng vật phức tạp, đặc biệt mặt định lượng Thành phần pha: (pha răn, pha lỏng, pha khí) Đa số vật liệu làm việc tồn pha rắn Nhưng vật liệu khơng phải đặc hồn tồn mà ln chứa số lỗ rỗng nên ngồi pha rắn cịn có pha khí (khí khơ) pha lỏng (khí ẩm) Tỷ lệ pha vật liệu có ảnh hưởng đến chất luợng nó, đặc biệt tính chất âm, nhiệt, tính chống ăn mịn, cường độ, … 1.2 Các thơng số trạng thái đặc trưng cấu trúc vật liệu xây dựng 1.2.1 Khối lượng riêng 1.2.1.1 Định nghĩa Khối lượng riêng vật liệu khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái hồn toàn đặc Khối lượng riêng ký hiệu a tính theo cơng thức: G a  g/cm3 ; kg/l ; kg/m3 ; t/m3 Va (1-1) Trong đó: G - Khối lượng vật liệu trạng thái khô, g , kg , t; Va : Thể tích hồn toàn đặc vật liệu, cm3 , m3 , l 1.2.1.2 Cách xác định Xác định khối lượng vật liệu thể cách sấy mẫu thí nghiệm nhiệt độ 105 C đến 110C khối lượng khơng đổi cân xác tới 0,1g Cịn thể tích tuỳ theo loại vật liệu mà có cách xác định riêng Đối với vật liệu đặc (thép, kính) hình dạng hình học rõ ràng thi ta đo tính cơng thức hình học Vật liệu đặc khơng có hình dạng hình học rõ ràng ta dùng phương pháp chiếm chỗ chất lỏng Đối với vật liệu có lỗ rỗng (gạch, bêtơng, cát, đá …) đươc xác định phương pháp bình tỷ trọng Mẫu sấy khơ, nghiền nhỏ tới cỡ hạt < 0,2mm sau cho vào bình tỷ trọng Khối lượng riêng vật liệu phụ thuộc vào thành phần cấu trúc vi mô nó, khơng phụ thuộc vào thành phần pha 1.2.2 Khối lượng thể tích: 1.2.2.1 Định nghĩa Khối lượng thể tích khối lượng đơn vị thể tích trạng thái tự nhiên (kể lỗ rỗng) Khối lượng thể tích ký hiệu 0 G   g cm ; kG l ; kG m ; t m V0 (1-2) 10 Chương Những tính chất Vật liệu xây dựng Trong G - Khối lượng vật liệu trạng thái khô, g , kg , t; V0 - Thể tích tự nhiên vật liệu, cm3 , m3 , l 1.2.2.2 Cách xác định Xác định khối lượng thực cách cân, thể tích V0 tuỳ theo loại vật liệu mà dùng ba cách sau: vật liệu có kích thước hình học dùng cách đo; vật liệu khơng có kích thước rõ ràng dùng phương pháp chiếm chỗ chất lỏng; vật liệu rời đổ vật liệu từ chiều cao định xuống ca thể tích biết trước Khối lượng thể tích dao động khoảng rộng Đối với loại vật liệu có cấu trúc khác có khối lượng riêng khác Khối lượng thể tích dùng nhiều tính tốn trọng lượng thân kết cấu 1.2.3 Độ rỗng 1.2.3.1 Định nghĩa Độ rỗng thể tích rỗng chứa đơn vị thể tích tự nhiên vật liệu Độ rỗng ký hiệu r V r r V0 r (1-3) Vr 100% V0 Trong Vr- Thể tích tất lỗ rỗng vật liệu; V0- Thể tích tự nhiên vật liệu Vì Vr = V0 – Va Nên V  Va V  r 1  a 1  V0 V0 a    r 1  .100%  a  Lỗ rỗng vật liệu gồm lỗ rỗng kín lỗ rỗng hở, lỗ rỗng hở lỗ rỗng thơng với mơi trường bên ngồi Rỗ rỗng vật liệu dao động phạm vi rộng 0% - 98% Vật liệu chức nhiều lỗ rỗng kín cường độ cao, cách nhiệt tốt Vật liệu chức nhiều lỗ rỗng hở hút ẩm tốt Đối với dạng vật liệu hạt rời - Lỗ rỗng thân hạt vật liệu - Lỗ rỗng hạt vật liệu 1.2.4 Độ mịn (dùng cho vật liệu dạng hạt rời) 11 Chương Những tính chất Vật liệu xây dựng Định nghĩa: Độ mịn gọi độ lớn vật liệu rời, đại lượng đáng giá kích thước hạt Độ mịn vật liệu định khả tương tác chúng với môi trường, đồng thời ảnh hưởng nhiều đến đỗ rỗng hạt Độ mịn vật liệu xác định cách sàng (% lọt sàng), tỉ diện tích bề mặt (cm 2/g) hay khả lắng đọng 1.3 Những tính chất liên quan đến môi trường nước 1.3.1 Liên kết nước vật liệu Trong vật liệu luôn chứa lượng nước định Tuỳ theo chất vật liệu, thành phần, tính chất bề mặt, đặc tính lỗ rỗng mà có mức đọ liên kết với nước Dựa vào mức độ liên kết nước VLXD chia loại: - Nước hoá học - Nước hoá lý - Nước học Nước hoá học: nước tham gia vào thành phần vật liệu, có liên kết bền với vật liệu Nước hoá học bay nhiệt độ cao (trên 500C) Khi nước hoá học tính chất vật liệu thay đổi lớn VD: Đất caolinít (Al2O3.2SiO2.2H2O) nước tính dẻo Amiăng (3MgO.2SiO2.2H2O) nước nhiệt độ >580C trở nên giịn, cường độ giảm Nước hố lý: (nước hấp phụ) có liên kết bền với vật liệu lực hút phân tử Vandecvan lực tĩnh điện bề mặt (nước màng) Nước hoá lý thay đổi tác động điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm) Sự biến đổi mức độ làm cho tính chất vật liệu thay đổi Nước học: (nước tự hay nước mao quản) gần không liên kết với vật liệu Nó xâm nhập vào vật liệu tác dụng lực mao dẫn (nước mao quản) hay lực trọng trường (nước tự do) Nước học dễ dàng thay đổi điều kiện thường, thay đổi không làm ảnh hưởng đến tính chất vật liệu 1.3.2 Độ ẩm độ hút ẩm: 1.3.2.1 Độ ẩm Khái niệm: độ ẩm tiêu đáng giá lượng nước có thực vật liệu thời điểm thí nghiệm Độ ẩm ký hiệu W(100%) W G G A  GK 100% W  N 100% GK GK hay (1-4) Trong Gn - Là khối lượng nước có vật liệu hút ẩm khơng khí; GA, GK - Khối lượng vật liệu trước sau sấy khô, nhiệt độ sấy 105C - 110C Vật liệu hút nước từ môi trường vào lỗ rỗng ngưng tụ thành pha lỏng, vật liệu rỗng độ ẩm cao Độ ẩm phụ thuộc vào chất vật liệu, đặc tính lỗ rỗng lượng lỗ rỗng, vào áp lực nước môi trường 12 Chương Những tính chất Vật liệu xây dựng Phương trình thực nghiệm Freidlic a = k p 1/n (1-5) a - Lượng nước hút vào; p - áp lực cân nước; k, n - hệ số thực nghiệm lg a lg k  lg p n (1-6) Từ thiết lập biểu đồ quan hệ Hình 1.1 Biểu đồ hút nước Điểm A điểm bão hoà nước 1.3.2.2 Sự hút nước mao quản: Khái niệm: Sự hút nước xảy phận kết cấu nằm nước, nước nhấm dâng lên theo ống mao quản làm ướt phần cơng trình Độ hút nước mao quản đặc trưng chiều cao mực nước dâng lên vật liệu h xác định công thức sau: h 2 cos  /(r. aN g ) (1-7) Trong đó:  - sức căng bề mặt;  - góc thấm ướt; r - bán kính mao quản; an - khối lượng riêng nước; g - gia tốc trọng trường Việc xác định h theo cơng thức vấn đề khó hình dáng tiết diện mao quản luôn thay đổi Nên người ta dùng phương pháp “nguyên tử đánh dấu” hay đo độ dẫn điện Thể tích nước hút vào V2 = k t (1-8) V - Thể tích nước; 13 Chương Những tính chất Vật liệu xây dựng k - Hệ số phụ thuộc chất vật liệu; t - Thời gian 1.3.2.3 Độ hút nước Khái niệm: Độ hút nước tiêu đánh giá khả hút giữ nước vật liệu ta ngâm vật liệu vào nước điều kiện thường Độ hút nước xác định theo khối lượng theo thể tích - Độ hút nước theo khối lượng ký hiệu Hp: Hp  GN G  GK 100%  u 100% GK GK (1-9) - Độ hút nước theo thể tích ký hiệu HV: V G  GK H V  N 100% HV  u 100% V0 V  aN hay (1-10) Trong đó: GN, VN - Khối lượng thể tích nước mà vật liệu hút; aN - Khối lượng riêng nước; Gư, GK - Khối lượng vật liệu hút nước (ướt) khơ; VN - Thể tích tự nhiên vật liệu Cách xác định: ta lấy mẫu vật liệu sấy khô đem cân ngâm vào nước điều kiện thường Sau vật liệu hút no nước, vớt đem cân xác định độ hút nước theo khối lượng theo thể tích 1.3.2.4 Độ bão hồ nước Khái niệm: Độ bão hoà nước độ hút nước cực đại vật liệu điều kiện cưỡng (bằng nhiệt độ hay áp lực) Có điều kiện cưỡng - Nhiệt độ: Đun mẫu vật liệu nước sơi giờ, sau để nguội vớt - Áp suất: Ngâm mẫu vật liệu bình kín đựng nước sau hạ áp lực bình xuống 20mmHg khoong cịn bọt khí trả lại áp lực bình thường giữ thêm vớt Độ bão hoà dược đánh nước vật liệu đánh giá hệ số bão hòa: C bh  Hv r bh (1-11) Trong đó: Hvbh - lượng nước đơn vị thể tích; r - lượng lỗ rỗng đơn vị thể tích Cbh thay đổi từ đến (0: tất lỗ rỗng kín; 1: tất lỗ rỗng hở) Độ hút nước đặc biệt độ bão hịa nước có ảnh hưởng đến xấu đến tính chất VLXD Nó làm thể tích vật liệu tăng, dộ dẫn nhiệt, dẫn điện tăng cường độ lại giảm 14 Chương Những tính chất Vật liệu xây dựng Do mức độ bền nước vật liệu đánh giá hệ số mềm thông qua cường độ mẫu bão hịa nước Rbh cường độ mẫu khơ RK Km  Rbh RK (Km: -> 1) (1-12) Đối với ngành cơng trình thủy cơng u cầu sử dụng loại vật liệu chịu nước có Km > 0,75 1.3.2.5 Tính thấm nước Khái niêm: Tính thấm nước tích chất nước thấm qua có độ chêng lệch áp lực Tính thấm nước đặc trưng hệ số thấm: K th  V n a S  p1  p .t (1-13) Trong đó: Vn - Thể tích nước thấm qua; a - Chiều dày tường; S - Diện tích tường theo phương vng góc dịng thấm; t - Thời gian thấm p1-p2 - Hệ số chênh lệch áp lực thủy tĩnh trước sau tường Đối với vật liệu có yêu cầu chống thấm cần phải có hệ số thấm Kth nhỏ 1.3.2.6 Tính thấm thấm khí Khái niệm: Sự thấm thấm khí xảy thông qua lỗ rỗng vết nứt vật liệu hai mặt vật liệu xuất áp lực khí Cơng thức Đacxi-Furie: V  K th S t.P a (1-14) Trong đó: S - Diện tích tường vng góc dịng hấm; a - Chiều dày tường; t : Thời gian thấm; P : Độ chênh lệch áp lực hai bên tường; V : Lượng khí thấm qua tường; 1.3.2.7 Biến dạng ẩm Khái niệm: Các loại vật liệu rỗng hữu vô (gỗ hay bê tông) thay đổi độ ẩm thể tích chúng thay đổi theo: bị co sấy khô trương nở hút nước Liên quan đến nước hoá lý Đối với số loại vật liệu dạng sợi, thớ… biến dạng ẩm dị hướng (ngang thớ, dọc thớ) 1.4 Những tính chất liên quan đến nhiệt 1.4.1 Tính chất dẫn nhiệt 15 Chương Những tính chất Vật liệu xây dựng Khái niệm: Tính chất dẫn nhiệt vật liệu tính chất nhiệt truyền từ phía có nhiệt độ cao sang phía có nhiệt độ thấp Nhiệt lượng truyền qua vật liệu xác dịnh theo công thức: Q .F  t1  t   a (1-15) Trong đó: F - Diện tích bề mặt vật liệu, m2; a - Chiều dày vật liêu, m; t1,t2 - Nhiệt độ hai bề mặt vật liệu, C;  - Thời gian nhiệt truyền qua, h;  - Hệ số dẫn nhiệt, kcal/m C h; Khi F = 1m2, a = 1m, t1 - t2 = 1C,  = 1h  = Q Vậy hệ số dẫn nhiệt nhiệt lượng truyền qua tường dày 1m có diện tích 1m chênh lệch nhiệt độ hai mặt đối diện 1C Khi độ rỗng cao, lỗ rỗng kín cách hệ số dẫn nhiệt thấp, khả cách nhiệt vật liệu 1.4.2 Nhiệt dung nhiệt dung riêng Khái niệm Nhiệt dung nhiệt lượng mà vật liệu thu vào đun nóng Nhiệt lượng thu vào xác định theo công thức: Q = C.G.(t1 - t2) , kcal (1-16) Trong đó: G - Khối lượng vật liệu, kg; t1,t2 - Nhiệt độ vật liệu trước va sau đun, C; C - Hệ số thu nhiệt ( gọi nhiệt dung riêng hay tỷ nhiệt), kcal/kg C Khi G = 1kg, t1 - t2 = 1C C = Q Vậy hệ số thu nhiệt (nhiệt dung riêng) nhiệt lượng cần thiết để đun nóng kg vật liệu lên 1C 1.5 Tính chất học 1.5.1 Tính biến dạng vật liệu Khái niệm: Tính biến dạng vật liệu tính chất thay đổi hình dáng, kích thước tác dụng tải trọng bên - Biến dạng đàn hồi: phần biến dạng hồn tồn thơi tác dụng tải trọng - Biến dạng dẻo: biến dạng không tác dụng tải trọng Biến dạng đàn hồi thường xảy tải trọng tác dụng bé ngắn hạn Biến dạng đàn hồi đặc trưng môđul đàn hồi E: E   (1-17) 16 Chương Những tính chất Vật liệu xây dựng Trong đó:  - ứng suất, kg/cm2 ;  - biến dạng tương đối Điều kiện biến dạng đàn hồi: Ngoại lực tác dụng lên vật liệu chưa vượt lực tương tác chất điểm Do cơng ngoại lực sinh nội bỏ ngoại lực nội lại sinh công đưa vật liệu trở vị trí ban đầu Biến dạng dẻo xảy tải trọng tác dụng đủ lớn dài hạn ngồi biến dạng đàn hồi cịn xuất biến dạng dẻo Nguyên nhân lực tác dụng vượt lực tương tác chất điểm, phá vỡ cấu trúc vật liệu làm chất điểm có chuyển dịch tương đối Do biến dạng cịn tồn loại bỏ ngoại lực Cấu trúc vật liệu biến dạng có quan hệ chặt chẽ với Khi lực tác dụng lên vật liệu làm cho kích thước l thay đổi lượng l biến dạng tương đối là:  l l (1-18) Biến dạng xảy làm cho khoảng cách phân tử biến đổi 1.5.2 Cường độ vật liệu Khái niệm: Cường độ khả vật liệu chống lại phá hoại ứng suất xuất vật liệu ngoại lực điều kiện môi trường Kết cấu xây dựng chịu nhiều loại tải khác nhau: kéo, nén, uốn, cắt, va chạm… Tương ứng với có nhiều loại cường độ Cường độ vật liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: thành phần cấu trúc, phương pháp thí nghiệm, mơi trường, hình dáng kích thước mẫu Do đó, để so sánh khả chịu lực vật liệu người ta thường tiến hành thí nghiệm điều kiện tiêu chuẩn Dựa vào cường độ vật liệu (cường độ giới hạn) người ta định mác vật liệu xây dựng Xác định mác vật liệu giòn dựa chủ yếu vào cường độ chịu nén, cịn vật liệu dẻo dựa vào cường độ chịu kéo Có hai phương pháp xác định cường độ: Phương pháp phá hoại phương pháp không phá hoại - Phương pháp phá hoại: xác định cường độ vật liệu mẫu tiêu chuẩn Phương pháp bị ảnh hưởng lớn hình dạng, kích thước, trạng thái bề mặt mẫu thí nghiệm Mẫu lập phương kích thước nhỏ có cường độ chịu nén lớn cường độ mẫu có kích thước lớn Cường độ mẫu lăng trụ nhỏ cường độ mẫu lập phương có tiết diện ngang Lực ma sát mâm nén bề mặt mẫu giữ phần mẫu tiếp xúc với mâm nén không nở ngang bị phá hoại, tránh lực ma sát nhỏ làm giảm cường độ mẫu - Phương pháp không phá hoại: Phương pháp tiện lợi cho công việc xác định cường độ cấu kiện hoạc kết cấu cơng trình Phương pháp âm học dùng rộng rãi nhất, cường độ vật liệu gián tiếp đánh giá qua tốc độ truyền sóng siêu âm qua 1.5.3 Độ cứng Khái niệm: Độ cứng tính chất vật liệu khả chống lại tác dụng đâm xuyên vật liệu khác cứng Độ cứng vật liệu khống đánh giá bảng Thang Morh 17 Chương Những tính chất Vật liệu xây dựng Độ cứng kim loại, gỗ, bê tơng, … xác định theo phương pháp Brinen Độ cứng xác định dựa vào lực ép P lên viên bi thép có đường kính D vết lõm có đường kính d viên bi dể lại bề mặt vật liệu HB  P 2P  , kg / mm F D D  D  d   (1-19) P = KD2 Trong đó: D = 10 ; ; 2,5 ; mm K - Hệ số, kim loại đen K = 30, kim loại mầu K = 10, kim loại mềm K = 1.5.4 Độ cọ mòn Khái niệm: Độ cọ mòn Mn phụ thuộc vào độ cứng cường độ, cấu trúc nội vật liệu Nếu khối lượng mẫu trước thí nghiệm m1, khối lượng mẫu sau cho máy quay 1000 vòng mâm quay có rắc 2,5 lít cát cỡ hạt 0,3 –0,6 mm m2 diện tích tiết diện mài mịn F thì: Mn  m1  m , g / cm F (1-20) 1.5.5 Độ hao mòn Khái niệm: Độ hao mòn đắc trưng cho độ hao hụt vật liệu vừa cọ mòn, vừa va chạm Xác định máy Đêvan, khối lượng mẫu trước thí nghiệm m1, khối lượng mẫu sau cho máy quay 10.000 vòng sàng qua sàng 2mm m2 thì: Mn  m1  m m1 , g / cm (1-21) Dựa vào độ hao mòn ta chia: Vật liệu chống hao mòn khoẻ Q < 4% khoẻ Q = - 6%; TB Q = - 10%; yếu Q = 10 - 15%; yếu Q> 15% 1.5.6 Hệ số phẩm chất: Hệ số phẩm chất hay gọi hệ số chất lượng kết cấu vật liệu đại lượng đắc trưng tỉ số cường độ tiêu chuẩn khối lượng thể tích tiêu chuẩn K pc  Rtc  0tc (1-22) 1.5.7 Tuổi thọ Tuổi thọ tính chất vật liệu giữ dược khả làm việc thời gian định Tuổi thọ vật liệu tuổi thọ công trình có liên quan chặt chẽ tới Có cách xác định tuổi thọ là: quan trắc thực tế mơ 18 Chương Những tính chất Vật liệu xây dựng Câu hỏi ôn tập chương 1) Nêu mức cấu trúc vật liệu xây dựng, trình bày chi tiết cấu trúc vĩ mô 2) Các loại thành phần vật liệu xây dựng 3) Trình bày thơng số trạng thái đặc trưng cấu trúc vật liệu xây dựng 4) Các loại nước vật liệu xây dựng, độ ẩm, độ hút nước, độ bão hồ nước 5) Tính biến dạng VLXD 6) Trình bày cường độ, độ cứng, độ cọ mòn, độ hao mòn hệ số phẩm chất VLXD Bài tập ôn tập chương 1) Một mẫu đá khơ hình dáng khơng rõ ràng, cân khơng khí 80g Sau bọc kín bề mặt mẫu 0,72g parafin, khối lượng cân nước 37g Xác định khối lượng thể tích đá Cho biết khối lượng parafin 0,9g/cm 3, nước 1,0g/cm3 2) Thiết lập cơng thức tính khối lượng riêng loại vật liệu hỗn hợp gồm vật liệu thành phần Biết khối lượng riêng loại vật liệu thành phần tỉ lệ phối hợp vật liệu hỗn hợp (theo khối lượng) 3) Một mẫu đá thiên nhiên có đường kính 5cm, chiều cao 5cm, trạng thái khơ có khối lượng 245g Sau hút no nước khối lượng tăng lên đến 249g Xác định khối lượng thể tích độ hút nước (theo thể tích theo khối lượng) đá 4) Một mẫu đá khơ có khối lượng 77g, sau hút nước cân 79g Tính khối lượng thể tích, độ đặc độ rỗng đá khối lượng riêng 2,67g/cm3, độ hút nước theo thể tích 4,28% Đáp số 1) Khối lượng thể tích đá:1,86g/cm 2) Kết quả:    1.  1.P   2.P1 3) Độ hút nước: 4,08% 4) Độ đăc: 62%, độ rống 38% 19