- Khäúi læåüng riãng laì khäúi læåüng cuía mäüt âån vë thãø têch váût liãûu åí traûng thaïi hoaìn toaìn âàûc (khäng coï läù räùng) sau khi âæåüc sáúy khä åí nhiãût âäü 105 o C ÷ 11[r]
(1)Giáo trình vật liệu
(2)CHỈÅNG I
────────────────────
TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
§1 CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CHỦ YẾU CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG * Nhóm tính chất liên quan đến cấu tạo thân vật liệu
I KHỐI LƯỢNG RIÊNG: 1 Khái niệm:
- Khối lượng riêng khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái hồn tồn đặc (khơng có lỗ rỗng) sau sấy khô nhiệt độ 105oC ÷ 110oC đến khối
lượng khơng đổi - Ký hiệu γa
2 Cơng thức tính:
Khối lượng riêng tính theo cơng thức sau:
a a
V
k
G
= ; g/cm
γ m3
khô Va - thể tích hồn tồn đặc mẫu thí nghiệm
3 Cạc
h γa khạc
hơng có dạng hình học xác định: Phương pháp vật liệu chiếm chỗ chất lo
0,2mm, Cán xaïc âënh Gk, dng phỉång
úm chỗ chất lỏng để xác định Va
YÏ ng
üc vào thành phần cấu tạo cấu trúc vi mô
khối lượng riêng lấy khối lượng riêng trung
3, kg/l, t/
đó: Gk - khối lượng mẫu thí nghiệm trạng thái
h xaïc âënh:
Tùy theo loại vật liệu mà có phương pháp xác địn
a Vật liệu coi hồn tồn đặc chắc: thép, kính
- Đối với mẫu có dạng hình học xác định: Phương pháp cân đo bình thường - Đối với mẫu k
íng xạc âënh Va
b Vật liệu khơng hồn tồn đặc chắc: gạch, đá, bêtơng, vữa
- Nghiền nhỏ mẫu vật liệu đến mức nhỏ pháp vật liệu chiê
4 héa:
- Khối lượng riêng vật liệu phụ th nên biến động phạm vi nhỏ
- Dùng để tính tốn cấp phối vật liệu hỗn hợp, số tiêu vật lý khác - Đối với vật liệu hỗn hợp,
bình xác định theo cơng thức sau:
n γ γ γ n n hh a G G G G G G γ + + + + + + = 2
vật liệu thường gặp :
2
- Khối lượng riêng γa số loại
(3)Gạch ngói đất sét nung : 2,6 ÷ 2,7 g/cm3
Vật liệu hữu (gỗ, bitum, chất dẻo, v.v ): 0,9 ÷ 1,6 g/cm3
G THỂ TÍCH: Khái
ể tích: khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái tự
thái tự nhiên sau sấy khô nhiệt độ 105oC ÷ 110oC đến khối lượng khơng
øi
ợng đơn vị thể tích vật liệu dạng hạt
ìi rạc ûng thại tỉû nhiãn
Ký hiệu γox, γodd
Ximăng 2,9 ÷ 3,2 g/cm3 Bêtông nặng : 2,5 ÷ 2,6 g/cm3
II KHỐI LƯỢN 1. niệm:
- Khối lượng th nhiên (kể lỗ rỗng)
Ký hiệu γotn, γoW
- Khối lượng thể tích tiêu chuẩn: khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng
âä
Ký hiệu γo tc
, γo
- Khối lượng thể tích xốp: khối lư rơ đổ đống tra
2 Cơng thức tính:
tn o o
V G
=
γ ( g/cm3, kg/l, t/m3, ) k
o k tc o
G
= ( g/cm
V
γ 3, kg/l, t/m3, )
thuìng thuìng trong VL x
V G
o =
γ ( g/cm3, kg/l, t/m3, )
âoï: Gtn , G ãn
G - khối lượng mẫu thí nghiệm trạng thái khơ Votn - thể tích mẫu thí nghiệm trạng thái tự nhiên
hí nghiệm trạng thái khơ
Phương pháp cân đo bình thường
ût liệu dạng hạt rời rạc:xác định khối lượng thể tích xốp
ìng âong G
W
-khối lượng mẫu thí nghiệm trạng thái tự nhi
k
Vok - thể tích mẫu t
3 Cạch xạc âënh :
a Vật liệu có dạng hình học xác định:
b Vật liệu khơng có dạng hình học xác định:
Phương pháp vật liệu chiếm chỗ chất lỏng: bọc parafin ngâm mẫu bão hòa nước
c Vá
(4)4 YÏ ng
ó thể đánh giá sơ số tính chất vật liệu
độ đặc ì
trị số γ ût liệu, kho bãi hay
tính cấp phối
- Khối iến đổi phạm vi lớn
- Khối ệu thường gặp :
+ Đá thiên nhiên loại đặc chắc: 2,6 ÷ 2,8 g/cm3
ïi đất sét nung : 1,3 ÷ 1,9 g/cm3
êtông nặng : 1,8 ÷ 2,5 g/cm3
1 Khaïi
ố phần thể tích hồn tồn đặc so với thể ch tự nhiên mẫu vật liệu Độ đặc ký hiệu đ, thường tính %
ỷ lệ phần thể tích rỗng so với thể tích tự nhiên mẫu vật liệu iệu r, thươ ín %
2 Cơng thức tính:
â =
héa:
- Khối lượng thể tích phụ thuộc vào kếït cấu nội thân vật liệu, khối lượng thể tích xốp phụ thuộc vào kích thước hạt xếp hạt
- Biết khối lượng thể tích ta c
, độ rỗng, cường độ, độ hút nước, hệ số truyền nhiệt vật liệu, v.v Ngoài ra, tư
o, γox ta tính tốn dự trù phương tiện vận chuyển vâ
của vật liệu hỗn hợp
lượng thể tích loại vật liệu xây dựng b lượng thể tích γo số loại vật li
+ Gaûch ngo + B
III ĐỘ ĐẶC , ĐỘ RỖNG: niệm:
Độ đặc hay mật độ vật liệu tỷ s tí
Độ rỗng t
Độ rỗng ký h ìng t h
% 100 × o a V V
= 100% 100%
/ a k o G V γ / × = × o k a G V γ % 100 × =Vr
r
o
V = − = −
− =
=Vr Vo Va Vá
r â
o o
o V V
V ⎟⎟×100%
⎞ ⎜ ⎛ − = o r γ ⎠ a γ
trong đó: Va - phần thể tích hồn tồn đặc mẫu thí nghiệm
o - thể tích tự nhiên mẫu thí nghiệm
3 Phá
Lỗ rỗng kín lỗ rỗng riêng biệt ,không thông với không thông với bên
ù rỗng đến tính chất khác vật liệu:
Độ rỗng tiêu kỹ thuật quan trọng ảnh hưởng nhiều đến tính chất khác vật liệu như: cường độ, độ hút nước, khả truyền nhiệt, khả chống thấm, chống b
⎜ ⎝
V
Vr - phần thể tích rỗng mẫu thí nghiệm
n loại lỗ rỗng:
ngoi
Lỗ rỗng hơí lỗ rỗng thơng với thơng với bên ngồi
4 Ảnh hưởng độ đặc, rỗng, tính chất lơ
-
(5)* Nhóm tính chất liên quan đến môi trường nước
IV ĐỘ ẨM: 1.Khái niệm:
lệ nước có tự nhiên vật liệu trạng thái tự nhiên thời điểm thí nghiệm
2 Cän
ên mẫu
vật liệu khô
Độ ẩm tỷ Ký hiệu W
g thức tính :
Độ ẩm tính tỷ lệ phần trăm khối lượng nước có tự nhi thời điểm thí nghiệm so với khối lượng mẫu vật liệu trạng th
% 100 %
100 = − ×
× = k vl k vl tn vl k vl tn n G G G G G W
Gvlk -_khối lượng mẫu thí nghiệm trạng thái khơ
âënh:
hần
ca hå o näüi bäü
ủa vật liệu chất ưa nước hay kỵ nước
øm độ ẩm vật liệu thay đổi số tính chất hay đổi theo như: cường độ, khả dẫn nhiệt dẫn điện, thể tích
ĐỘ HÚT NƯỚC:
Độ hút nước theo khối lượng: tỷ số phần trăm khối lượng nước có vật
ho hối lượng vật liệu
: Gvltn - khối lượng mẫu thí nghiệm trạng thái tự nhiên
3 Caïch xaïc
- Cân mẫu trạng thái tự nhiên thời điểm thí ngiệm Sấy khơ mẫu đến khối lượng không đổi
4 YÏ nghéa:
- Độ ẩm đại lượng thay đổi liên tục tùy thuộc điều kiện nhiệt độ độ ẩm mơi trường, vật liệu hút ẩm nhả ẩm tùy theo chênh lệch áp suất riêng p
i nước khơng khí vật liệu Độ ẩm phụ thuộc vào cấu tạ c
- Khi vật liệu bị â vật liệu t
- Biết độ ẩm vật liệu để điều chỉnh lượng dùng vật liệu cho hợp lý
V
1 Khái niệm:
Độ hút nước khả vật liệu hút giữ nước lỗ rỗng điều kiện nhiệt độ áp suất thường (p = 1atm to = 20 ± 5oC )
2 Cơng thức tính:
liệu bão ìa điều kiện nhiệt độ áp suất thường so với k trạng thái khô Ký hiệu Hp , xác định theo công thức sau:
% 100 %
100 = − ×
× = k vl k vl bh vl k vl bh n p G G G G G H âoï : Gvl
bh
- khối lượng mẫu thí nghiệm bão hịa nước
k - khối lượng mẫu thí nghiệm khơ
(6)1 Mắt
Mắt có loại :
- Mắt sống : cịn cứng, chắc, dính chặt vào thân gỗ - Mắt chết : có phần tồn rời khỏi thân gỗ, song cứng, chưa mục
- Mắt mục : mắt gỗ mục nát
ốn Mắt cịn làm gỗ khó Vặn thớ
ím cường độ, thay đổi phương công v
vặn thơ L
iện ngang thân có hai lõi, thường gặp gỗ có h
ỗ
Lệch tâm Hai tâm
Cong queo
Hiện tượng gỗ cong queo làm giảm cường độ dọc thớ gỗ gây lãng phí, khó sử dụng
II SÂU, NẤM
Nấm là loại thực vật đơn giản sống nhờ tế bào gỗ đơi gây tượng hóa lý khác Nấm phát triển điều kiện có ơxi, độ ẩm nhiệt độ thích hợp Gỗ có độ ẩm nhỏ 20%, gỗ ngâm ngập nước khơng bị nấm phá hoại
Nấm làm gỗ bị biến màu, bị mục giảm tính chất lý Nấm phá hoại gỗ sống, gỗ chặt xuống tiếp tục phá hoại gỗ kết cấu cơng trình
Mắt tật gỗ, mắt làm cho thớ gỗ bị lượn vòng dẫn đến giảm khả chịu lực gỗ chịu kéo, nén dọc thớ chịu u
gia công, giảm hiệu sử dụng
Gỗ bị vặn thớ làm gia
chịu lực gỗ Mặt khác, làm cho gỗ khó gia khó sử dụng
Những gỗ vùng có gió theo mùa thường bị ï
ệch tâm, hai tâm
Lệch tâm gồm có lệch phía lệch cục Hai tâm tượng tiết d
ai ngoün
Lệch tâm, hai tâm làm giảm hiệu sử dụng g
(7)Sâu loại trùng đục gỗ dùng gỗ làm thức ăn Dạng khuyết tật xảy gỗ lớn gỗ chặt xuống, cịn tươi khơ Nó làm giảm tính chất học chất lượng gỗ phải bỏ Ngoài ra, gỗ cơng trình biển cịn bị phá hoại loại giun biển (hà)
III CÁC BIỆN PHÁP BẢO QUẢN GỖ
Phòng chống nấm trùng
Phịng chống nấm trùng nhằm mục đích kéo dài tuổi thọ gỗ biện pháp sau : loại trừ điều kiện sinh sống trùng, dùng hóa chất sử dụng thuốc
a Loại trừ điều kiện sinh sống côn trùng
Nấm trùng sinh sống nhờ vào khơng khí thức ăn gỗ phát triển nhiệt độ độ ẩm thích hợp Có thể loại trừ hai yếu tố cách sấy gỗ 80 ÷ 100P
o
P
C thời gian lâu, ngâm bùn để diệt sâu nấm trứng sâu
b Dùng hóa chất
Hóa chất diệt nấm trùng cần bảo đảm tính chất sau : - Có khả diệt nấm côn trùng mạnh
- Ổn định mơi trường : có tác dụng lâu dài không bị nước
- Không độc người súc vật Khơng ăn mịn gỗ chi tiết kết cấu gỗ đinh, vít, ke
- Dễ dàng ngấm sâu vào gỗ, khơng có mùi hắc c Phương pháp sử dụng thuốc
- Quét phun mặt : quét hay phun đến lớp mặt, cách đơn giản, dễ làm song thuốc ngấm không sâu, hao hụt nhiều
- Ngâm gỗ vào dung dịch thuốc : thuốc ngấm có sâu phun quét
- Tẩm chân áp : tạo chân khơng để hút nước khơng khí gỗ, ngâm vào dung dịch thuốc áp suất 6atm Phương pháp tốt, thuốc ngấm sâu, song đắt tiền
- Tẩm phân tán : lấy gỗ tươi bóc vỏ, quét keo thuốc đến lớp, bọc kín gỗ giấy dầu, ủ từ đến tháng, sau bóc giấy, phơi khô
- Phương pháp thay nhựa : hút hết nhựa bơm vào gỗ thuốc trừ sâu nấm
Phòng chống hà
Để phòng chống hà người ta thường dùng biện pháp sau :
- Dùng gỗ cứng (thiết mộc), gỗ dẻo quánh (tếch), gỗ có nhựa (bạch đàn) Những loại gỗ cứng, quánh làm hà khó đục, sợ nhựa hà khơng bám vào
- Để nguyên lớp vỏ
- Bọc gỗ lớp vỏ kim loại
(8)Ở nước ta dùng phương pháp cổ truyền thui cho gỗ cháy xém lớp mỏng bên Phương pháp sau năm phải thui lại
Bảo quản phơi sấy gỗ