Tác gỉả.. - thể tích đặc hoàn toàn của vật liệu.. Khôi lượng xi măng ở trạng thái hoàn toàn khô, sấy ở nhiệt độ t.. Độ đặc đánh giá mức độ đặc chắc, khả năng chịu lực của vật liệ[r]
(1)v\V
ThS PHAN THE VINH (Chù bien)
ThS TRAN HQu b a n g
^١
G I Â O T R i N H
m n M
ir٠٢A7j٢à٢، /i
, ^ ٠٠
٠
١ 5rf٠.'
■ ١ ٠ . <٠.
h '
،it : it،؛
.؟ ٠ ؟،
٠<
.✓ -٠٠٠ ٠ ١
X ;
# ' 0
V \
NHÀ XUÂT BAN XÂY DLfNG٠
•»
(2)ThS PHAN THẾ'v!NH (Chủ biên)
ThS ĨRẨNHỮU BẰNG
GIẢO TRÌNH
V Ậ T llỆ U X Ẳ ĨD Ụ N G٠ ٠ ٠
(3)LỜI MỞ DẦU
Việc أ'اااا hiểu ứng đụng ا0٩ا vật ا اệu xâ١١ dựng اà nhu cầu thường
хи>ч’п cdc nha xdﻻ dựng, ktến trUc sư, k>' sư xd^ dựng, cdc dơn ١’ị sdn xudt
vật ١.lệu xd^ dựng, cdng cdc cdn hộ gidng dạﻻ, sinh viên chu^ên ngdnh kV' thuật
xây dựng đối tượng quan tâm khác.
Để đáp ứng dược nhu cầu đó, Gỉáo trinh Vật lỉệu xây dựng dược biên s، )ạn nhằm mục dích:
٦١hứ nhdt, phục vu cho việc gidng dạy vd học tập cho cdc ngdnh kỹ thuật xdv
dựng hậc dại học.
r؛hứ hal, nguồn tdi liệu cần thiết cho cdc cdn kỹ thuật cdc ngdnh hên quan dếnxdy dưng thanc khdo, tlm hlểư cdc tinh, chdt, cdc yêu cầu ky thưột, qud tíhnh sản xudh dặc dìếm vd phạm ١١! sử dụng phuc \١ụ cho việc sử dụng, thi công vd
gidn sdt chdt lư، ìng cơng trinh.
Gldo trinh dược soạn theo chươrrg trinh ddo tạo bậc dạl học xdy dựng Bộ Xây dựf,g ban hdnlr Tdc gld đd bdnr sdt cdc yêu cầu ky thuật cUa hệ thống tiêu chuẩrr xdy dựng ٧lêt Nam vd tìẽu chuẩn nước ngodi có hên quan Nội dung bao gồm:
Vhưtmg Cdc dặc tinh ky thuật cUa vộ,t hệu xdy dựng Vhương Vột hệu đá thiên nhiên
Chưcmg Vật liệu gốm xây dựng 2hươrrg Cdc chdt kết dinh ١١ô cơ
Chương Bêtdng dhng chổt kết dinh vỗ cơ
?hụ luc l Định mức cdp phối hỗn hợp bêtông thdng dụng Chương ố Vữa xay dựng
)hu lục Dinh mức cdp phối hỗn hợp vữa xdy dựng thông dụng Chương Vật lìệu gỗ
Chưcmg s Chdt kết dinh hữu cơ Chương Bêtông atphan
Chương 10 Vật liệu klm loql
Cltương 11 Vật liệu klrth xdy dựng
Chương 12 Cdc loại vật lìệu klrdc l١>ật llệư không n.ưng, vật liệu cdch nhiệt, vột
liệichốtdèo l
(4)p١aần ۴ ااا.ا lục cuối ١>uVi thiệu ١>ề w'tơ’i lU(;n؛> tltể tíclt, khối lượng riêng, hệ sô dun
nhiệt cUu n^ột số ١١ột hệu tlidng dụng; chu^ến dổl dun ١١Ị; dunh rnục cdc tiêu clruUn
\>ề yêu cầu kỹ thuật vật ỉiệu xây dung.
Bên cạnh nộl dung trẽn, phần citô.l chitưng bêtOng \١à ١'ữu xâ١١ dựng cO
phần phụ lụ.c ١>ề cdc tltUnh phần cdp phdl hêtông ١١٥ ١١ữ٥ xâ>١ dựng thông dụng
dUng dế lộp dinh mírc dpi' todn, lập kè ho'pclt, ٩udn 1ﻻ ١'d SŨ dụng ١١ật tu'
Hy vọng Gỉáo trình Vật lỉệu xây dựng hổ ích cho ngUcti sử dụng ١'á dược xern rthư Id tuột người bụn dồng hdnb củ.u cdc nhd xây dựng cơng trdnh Tuy nltlên, da có rthlều cốgdng, nhiatg chdc chổít khơng trdnh kbỏl thiếu sdt, ١١١
vậy rdt nong nhận dưực stf góp ý vd phề btnh chu dọc gld Xln cltUn thdnh cdn an.
(5)CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA VẬT LIỆU XÂY DựNG
Vật liệu xây dựng có vai trị rât quan trọng cần thiết cơng trình xây dựng, định châ١ lượng, tuổi thọ, mỹ thuật giá thành cơng trình Chat lượng vật liệu ảnh hưởng trực tiếp đến chât lượng cơng trình, nên ngành vật liệu xây dựng trọng đầu tư phát triển Nhờ vậy, nhiều thiết bị sản xuâd vật liệu xây dựng đưỢc cải tiến thay đổi, công nghệ đưỢc đưa vào hoạt động tạo nhiều sản phẩm làm thay đổi sâu sắc mặt ngành vật liệu xây dựng, bước hịa nhập đưỢc vào trình độ chung khu vực giới
v ề chi phí vật liệu xây dựng cơng trình chiếm tỉ lệ tương đối lớn tổng giá thành xây dựng Cụ thể, đốì với cơng trình dân dụng cơng nghiệp chi phí chiếm đến 80%; cơng trình giao thơng đến 75%; cơng trình thủy lợi chiêm đến 55%
2 S LƯỢC TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN n g n h SẢN XUẤT v ậ t l iệ u
XÂY DựNG
Thời xưa loài người biết dùng loại vật liệu đơn giản có thiên nhiên nhưđât, rơm rạ, đá, gỗ để xây dựng nhà cửa, cầu cống, nơi trú ẩn Người ta dã biết dùng đến đất sét, gạch mộc, sau biết dùng gạch ngói đâ١ sét nung
Theo thời gian, người biết dùng số chât kết dính rắn khơng khí đât sét, vơi, mật mía, thạch cao để gắn vật liệu rời rạc cát, gạch, đá lại với thành khối, tảng
Do nhu cầu xây dựng cơng trình tiếp xúc với nước nằm nước, người ta nghiên cứu tìm chât kết dính mới, có khả rắn nước, châ١ kết dính hỗn hỢp gồm vơi rắn khơng khí với châ١
phụ gia hoạt tính, sau phát minh vơi thủy đến đầu kỷ 19 phát minh xi măng Pooc lăng
Đến thời kỳ người ta sản xLiâd sử dụng nhiều loại vật liệu kim loại, bêtông cô١ thép, bêtông ứng lực trước, gạch không nung
(6)Hiện giới đạt đến trình độ cao cơng nghệ sản xuất sử dụng vật liệu xây dựng Áp dụng nhiều phương pháp công nghệ tiên tiến nhiều sản phẩm đời đạt hiệu kinh tế yêu cầu chất lượng vật liệu gốm nung lò - nen, xi măng nung lò quay với nhiên liệu lỏng khí, câu kiện bêtơng ứng lực trước với kích thước lớn, vật liệu ốp lát tráng men, gạch granite ép bán khô, đá ốp lát, vật liệu composite,
ở Việt Nam, từ xưa có cơng trình gỗ, gạch đá xây dựng T ấ t tinh vi,
ví dụ cơng trình đá Thành nhà Hồ (Thanh Hóa), cơng trình đất cổ Loa (Đơng Anh - Hà Nội) Nhưng suốt thời kỳ phong kiến thực dân thống trị, kỹ thuật vật liệu xây dựng (VLXD) không đúc kết, đề cao phát triển, sau chiến thắng thực dân Pháp (1954) từ ngành xây dựng Việt Nam đời (29-4-1958) đến ngành công nghiệp VLXD phát triển nhanh chóng Trong 45 năm, từ VLXD truyền thống gạch, ngói, đá, cát, xi măng, ngày ngành VLXD Việt Nam bao gồm hàng trăm chủng loại vật liệu khác nhau, từ vật liệu thông dụng nha٠t đến vật liệu cao cấp với chất lượng tơ١, có đủ mẫu mã, kích thước, màu sắc đáp ứng nhu cầu xây dựng nước hướng xuâ١
Nhờ có đường lối phát triển kinh tế đắn Đảng, ngành VLXD ngành trước bước, phát huy tiềm năng, nội lực sử dụng nguồn tài nguyên phong phú, đa dạng với sức lao động dồi dào, hỢp tác, liên doanh, liên kết ngồi nước, ứng dụng cơng nghệ tiên tiến, kỹ thuật đại giới vào hoàn cảnh cụ thể nước ta, đầu tư, liên doanh với nước xây dựng nhiều nhà máy khắp ba miền như: xi măng Bút Sơn (1,4 tr tấn/năm), xi măng Bỉm Sơn (1,2 tâWnăm), xi măng ChinFon - Hải Phòng (1,4 tr tấ٠n/năm), xi măng Holcim (1,76 tr tấn/năm), xi măng Nghi Sơn (2,27 triệu tấn/năm), xi măng Hà Tiên (1,5 tâWnăm), v ề gô"m sứ xây dựng nhà máy ceramic Hữu Hưng, Thanh Trì, Thạch Bàn, Việt Trì, Đà Nẩng, Đồng Tâm, Taicera, ShiJa Các sản phẩm riít đa dạng chủng loại, phát triển sản phẩm có kích thước lớn, sản phẩm ốp lát phù hỢp với vùng khí hậu nhiệt đới ẩm nước ta
Một thành tựu quan trọng ngành Gôm sứ xây dựng phát triển đột biên sứ vệ sinh Hai nhà máy sứ Thiên Thanh, Thanh Trì nghiên cứu sản xuấ٠t sứ từ nguyên liệu nước, tự vay vốn đầu tư trang bị dây chuyền công nghệ tiên tiến, thiết bị đại đưa sản lượng hai nhà máy lên 800.000 sản phẩm/năm Nếu kể sản lượng liên doanh năm 1997 sản xuâ١
1.026 triệu sản phẩm sứ vệ sinh có châ١ lượng cao
(7)dang kinh phẳng, kinh phản quang, kinh màu, kỉnh an u)àn, gương soi, bOng s(.(؛ !hủy tinh, hOng sỢl khống
Ngồi log؛ vật liệu ti'ên, sản phẩm vật liệu trang tri hoàn thiện đá ốp lát thiên nhiên sản xuâ't tư đá cẩm tltgch, đá hoíi cương, sơn silicat, vật liệu chống thấm, vật liệu làm ti'ần, vật liệt! lựp dưpc phát triển với tốc độ cao, chấ' lượng ngày cải thiện
Tuy nhiên, bên cạnh nhà máy VLXD đưpc dầu tư vơi công nghệ tiên tiến, thiêt bị dại thl cOn nh؛ều nhà máy tri cơng nghệ lạc hậu, ihỉêt bị cũ, chất lượng sản phẩnt k,hông ổn dịnlỉ
rhương hương phát triển ngành công nghệ vật liệu thời gian tới phát hu^ nội lực nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú, lực ItíỢng lao động dồi dàc, tích cực huy dộng vốn dân, tăng cườtig liỢp tác nước, nước, d ầ t tư phát triển nhiều công nghệ tiên t؛ến, sản xuất mặt hàng thay hàr)g nhập vật liệu cao cấp, vật liệti cách ăm, cách nhiệt, vật liệti trang tri rội thất, hoàn thiện dể tạo lập thị trường vật liệti đồng phong phd, thỏa nhti cầu toàn xẫ hội với tiềm life thị trường to lớn nước, đủ sức dể CiỊ^ tríinh, hội nhập thị trường khu vực giới Mục' tiêu năm 2010 sản xuât 4() - 45 triệu tâ'n xi măng, 40 - 5() triệu m^ gạch men lát nền, ốp tường, - triệa sản phẩm sứ vệ sinh với phụ kiện đồng bộ, 80 - 90 triệu η)2 kinh xây dựng loại, 18-2(1 t'؛ viên gạch, 30 - 35 triệti 2لاا Ipp, 35 - 40 triệu m^ đá xây dựig, triệti 3لاا đá ốp lát, 50.000 cách âm, cách nhiệt, bông, sỢi thủy tinh, vậthệu mơi, vật liệu tổng hỢp
3 IHÂN LOẠI VẬT LIỆU XÂY DựNG
٧LXD nhiềti loại, nhtíng nằm bíi nhơm chinh sati dây:
/ât liệu vơ c'ự: Bao gồm loại vật liệt! da thỉơn nhiơn, vật hệu nung, loạ chất kết dinh vồ cơ, bêlơng, vữa, loại vật liệu đá nhân tạo khOng nung
/ật liệu hữu cơ: Bao gồm loại vật liệu gỗ, tre, loại bitum gudrong, vậtlỉệu keo châ't dẻo, loại sơn, v écni
/ật liệu kim loại: Bao gồm loại vật l؛ệu sản phẩm gang, thép, loạ vật liệti kim loại màti hỢp kim
vlỗĩ loại vật liệu cổ thành phần, cấu tạo dặc tinh riêng biệt, phạm vi ngliên cứti môn hqc rộng Tuy nhiên mơn hqc' sỗ, nhiệm vụ chủ yếu củ; môn học nghiên cứti tinh vật liệu, cách sử dụng hỢp lý loại vật liệu V'àsản phẩm, dồng thơi có dề cập sơ dến ngtiyên hệu, thành phần dây chiyền cơng nghệ có ảnh hương đến tinh chUng
(8)Chương 1
cAc DẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA VLXD
1.1 CÁC TÍNH CHẤT NHIẸT - VẬT LÝ CỦA VLXD
1.1.1 Các thông SỐ trạng tháỉ và áặc trưng cấu trúc
1.1.1.1 Khối lượng rìgng a) Khái niệm
Là khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái hồn tồn dặc (khơng kể lỗ rỗng) sau dược sấy khô nhiệt độ 105.C ب l i o c dến khối lượng không dổi
b) Công thức
ؤ
=
ﻻ
٢ ; (g/cm3, kg/m5, T/m3)
Với: G٠٤ - khối lượng mẫu thí nghiệm trạng thái khơ; V, - thể tích đặc hoàn toàn vật liệu.d ٠ ٠ ٠
c) Phương pháp xác định
- Cân đo với vật liệu đặc hồn tồn, có kích thước hình học rõ ràng thép, kính - Dùng bình tỉ trọng với vật liệu rỗng, rời rạc cát, xi măng
* Vật liệu đặc có hình dạng hình học xác định: thép, kính.
G: dùng cân kỹ thuật, sai s ố : 0,01g; 0,lg V؛؛: dùng thước đo
(9)*٠' Vật liệu đặc khơng có hình dạng hình học xác định:
như sỏi, sạn, đá dăm X 2cm, X 4cm Dựa vào dời chỗ
của châ't lỏng (chcíl lỏng khơng tác dụng hóa học với mẫu thí nghiệm)
Dùng ống đong, thùng đong có vạch chia + G: dùng cân kỹ thuật, sai số: 0,01g; 0,lg + V , - V 2- V
Phương pháp cân nước: Dựa vào sức đẩy Archimete để xác định y؛، vật liệu
T a =
- G V In
Y n
trong đó; G.؛ - khối lượng vật liệu trạng hồn tồn khơ khơng khí
G١؛٠١ - khối lượng vật liệu đem thí nghiệm cân mơi trường nước (G'''" < G؛^ lực đẩy Archimete: G١''"= G.؛ - Y٢| Va١'٠;y٠٦= Ig/cm^)
* Vật liệu rời rạc (hạt nhỏ): Cát, đá, xi măng; vật liệu rỗng (như gạch, đá, bêtông, vữa ) phải nghiền đến cỡ hạt nhỏ 0,2mm dùng phương pháp vật liệu chiếm chỗ châ١ lỏng để xác định V.،
Dùng bình tỷ trọng với dung môi nước đôi với cát, dầu hỏa CCI4 xi măng Không dùng dung dịch có phản ứng hóa học với vật liệu
Ví dụ:
+ Đổi với cát: dùng bình tỉ trọng tam giáb12 = ^ ؛؛ ml 500ml (500cc)
Ya =
( ٥ - G i ) Y n
(٥ - С | ) - ( С з - G 2)
trong đó:
G - khối lượng bình khơng; G2 - khơi lượng bình chứa cát;
G3 - khối lượng bình chứa cát nước; G4 - khối lượng bình chứa nước câl;
Yn - khối lượng riêng nước câl = g/cm^
Hĩnh 1.2 Bình tỉ trọng
d í
(10)+ Đối với ximăng: Sử dụng bình khối lượng riêng (bình lỉ trọng chatelier) Khôi lượng xi măng trạng thái hồn tồn khơ, sấy nhiệt độ t = 105.C l o c ,
w < 0,2% (hiệu số sau lần cân G٠_٠.| - G < 0,2%)
d) Ý nghĩa
- Khối lượng riêng vật liệu phụ thuộc vào thành phần cấu tạo cấu trúc vi mơ nên biến động phạm vi nhỏ
- Dùng để tính tốn cap phối vật liệu hỗn hỢp, số tiêu vật lý khác - Phân biệt chủng loại vật liệu
- Đối với vật liệu hỗn hỢp, khối lượng riêng đưỢc lây khối lượng riêng trung bình xác định theo cơng thức sau:
hh ^ Gị + G + + G„
“ G G2 G٠١
Yi Y2 Yn
VÍ dụ:
+ Đá thiên nhiên, nhân tạo: Ya = 2,20 ^ 3,30 g/cm^ (Đá granit Ya = 2,7 g/cm^, tuíp núi lửa: Ya = 2,7 g/cm^, gạch ngói dâ't sét nung: Ya = 2,6 2,7 g/cm٠٩, xi mămg; Ya = 2,9-^3,2g/cm^ )
+ Kim loại đen (thép, gang); Ya = 7,25 7,85 g/cm^
+ Vật liệu dạng hữu (gỗ, bitum, nhựa tổng hỢp ): Ya = 0.90 ■4- 1.60 g/cm^
1.1.1.2 Khối lượng thể tích
a) Khái niệm: Là khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái tự nhiên (kể lỗ rỗng)
b) Công thức
Yo = ^ ; (g/cm^, kg/m^ T/m٠١
trong đó: Vo - thê tích tự nhiên vật liệu;
G - khơi lượng mẫu thí nghiệm, bao gồm trạng thái sau: G.؛ - khôi lượng trạng thái khô;
(11)Yq- khối lượng thể tích bao gồm trạng thái sau:
'k
Yq = - khối lượng thể tích trạng thái khơ
V0
Yq - khối lượng thể tích trạng thái ẩm:
w Yo v\’ Yo bh ٧ò١’
٠ ١ v
V0
T?
(thể tích thay đổi AV = =
(thể tích khơng đổi)
khối lượng thể tích trạng thái bão hòa
G
V.(1 + AV) )
V,bh
Yo = 1,3 - 1,9 g/cm
3
Yo= 1,8 - 2,5 g/cm
3
Ví dụ: + Gạch đât sét nung + Bêtơng nặng
+ Gạch silicat Y o = 1,2 - 1,6 g/cm"'
+ Mipo có nhiều lỗ rỗng Yo = 0,02 g/cm٩
Yo biến động phạm vi rộng (0,02 - 7,85 g/cm^).VỚi vật liệu hoàn
tồn đặc Y٥ = Ya
c) Phương pháp xác định
- Cân đo với vật liệu có kích thước hình học rõ ràng - Bọc mẫu parĩn, cân châ١ lỏng tìm thể tích chất lỏng dời chỗ Áp dụng cho mẫu có hình dáng bâ١ kỳ
- Dùng dụng cụ có dung tích để xác định vật liệu dạng rời rạc
* Vật liệu có dạng hình học xác định: viên gạch xây, gạch ceramic
- o '؛: cân; V(): đo
* Vật liệu khơng có dạng hình học xác định: G : can;
Vq: đo thể tích dựa vào dời chỗ chất lỏng
Bao bọc vật liệu paraíln (Ya؛’ = Yo.^ « 0,9 g/cm١): vật liệu có khối lượng g'؛ "؛’, bỏ vào bình chia thể tích
v ''‘■.؛’ = V , - V |;
Hình 1,3, Dụng cụ thử khơi lượng thể tích
11
(12)١١
،^ f٠٦
_ k + p / ^ )-؛؛؛■ ,
Ị - = (V, - V ؛
) ,
v."'= v ;،· - v.p = (Vj - V
To * Vật liệu rời rạc: xi măng, cát, đá dăm, đá sỏi
k
ĩo
- G : cân
- v٥ ; dùng cát thùng đong có dung tích xác định, theo TCVN, ASTM
d) Ý nghĩa
- Vật liệu ẩm, Yo cao Yo có ý nghĩa thực tế lớn,
- Biết Yqcóthể xác định độ ẩm, cường độ hệ số truyền nhiệt vật liệu
- Dùng Yo để tính độ đặc, độ rỗng vật liệu
- Tính độ ổn định cơng trình, chọn phương tiện vận chuyển tính cap phối bêtơng
- Tính tải trọng khối lượng vật liệu
- Yo đánh giá sơ đưỢc chât lượng VLXD xây dựng, Yo tăng —> vật
liệu đặc chắc, cường độ cao, khả chông thâm tốt
LI.1.3 Độ đặc, đ(%) a) Khái niệm
Độ đặc vật liệu tỉ lệ phần trăm thể tích đặc thể tích tự nhiên vật liệu
b) Cơng thức
١/ ^ k ^ k ٦٠k
d = ^ 0 % = — : — = ^ • 0 %
V,0 Ya To Ya
Với: Va - thể tích mẫu thí nghiệm trạng thái đặc hồn tồn; Vq - thể tích mẫu thí nghiệm trạng thái tự nhiên
Độ đặc luôn < 100% tùy thuộc vào độ rỗng vật liệu Ví dụ:
- Đá granit d = 99,5 - 99,8% - Vật liệu xốp d = 0,20 - 0,30%
c) Ý nghĩa
(13)1.1.1.4 Độ rỗng, r(%) a) Khái niệm
Đ'ộ rỗng vật liệu tỉ lệ phần trăm thể tích rỗng với thể tích tự nhiên của vật liệu
h) Cơng thức
V,.
؛ — . ٠
V 100% ^V, ■100%
í V ^
1 ‘‘ ■100% = í
l ٧0 ; l y j
100% = ( l - d ) 100%
0 ’0
Với: V,- - thể tích lỗ rỗng vật liệu V() - thể tích tự nhiên vật liệu
c) Phân loại lỗ rỗng
Lỗ rỗng kín: lỗ rỗng riêng biệt, không thông với không thông với bên
Lỗ rỗng hở: là lỗ rỗng thơng với thơng với bên ngồi
d) Ỷ nghĩa
Độ rỗng tiêu quan trọng, ảnh hưởng đến tính châ١ khác vật liệu khối lượng thể tích, cường độ, độ hút nước, hệ số truyền nhiệt, Vật liệu có độ rỗng nhỏ có cường độ cao độ thâm nước nhỏ Với vật liệu nhẹ, có độ rỗng cao lại có khả cách nhiệt cao Xu hướng chọn loại vật liệu có độ rỗng lớn cường độ cao
1.1.2 Các tính chất có liên quan đến nước
1.1.2.1 Độ ẩm a) Khái niệm
Độ ẩm tỷ lệ nước có tự nhiên vật liệu trạng thái tự nhiên thời điểm Độ ẩm phụ thuộc vào mơi trường khơ ẩm xung quanh
bì Cơng thức
w = G 100% G١٧ -G." ■100%,
Với; Gn - khối lượng nước có thật vật liệu trạng thái tự nhiên; G١٧ - khối lượng mẫu trạng thái ẩm;
G٠٤ - khối lượng mẫu sây khô
13
(14)*) Quan hệ độ ẩm với khối ỉượng :
GW = G kw -fG k = G k (l+ \V )
c) Y nghĩa
Độ ẩm dại lượng thay dổi liên tục, tùy thاlộc vào diều kiện nhiệt độ độ ẩm mOi trường, vật liệu hUt ẩm nhả ẩm tùy theo chêch lệch áp suất riêng phần hoi nước khOng vật liệu Độ ẩm phụ thtiộc vào cấu tạo nội vật liệu bẳn chât ưa nước hay ky nước
Biết độ ẩm vật liệu dể diều chỉnh lượng dUng vật liệu cho hỢp ly
Khi độ ẩm vật liệu thay dổi thi số tinh chất vật liệu thay dổi theo như: cường độ, độ co nở thể tích, khả dẫn nhiệt dẫn diện
Khi độ ẩm tăng hay giảm làm cho thể tích vật liệu tăng giảm theo, gây tưọng co nở thể tích, sinh nội ứng suất phá hủy cấu trUc vật liệu
L1.2.2.Đ ộhútnước(% )
a) Khái niệm: Độ hút nước khả hút giữ nước lỗ rỗng vật liệu áp suất binh thường
b) Công thức: Độ hút nước vật liệu biểu diễn theo khối lượng (Hp) hay theo thể tích (Hv)
- Độ hút nước theo khối lượng: là tỉ lệ phần trăm khố؛ lượng nước ngấm vào mẫu vật liệu thời gian định áp suất binh thiíờng (760mmHg) vớí khối lượng mẫu thi nghiệm trạng thái khô
r u _ ٢٦ k
Hn = i!^ -io o % = p n k n k 100%
G G'
- Độ hút nước theo thể tích: là tỉ lệ phần ưăm thể tích nước ngâ"m vào mẫu vật liệu thời gian nhâ١ định áp suâ١ bình thường (760mmHg) với thể tích tự nhiên mẫu thí nghiệm trạng thái khô
H., = !l -ioq% : -ioo% = gư 00ا( ا%,
٧,0 ٧ ٥-Ỵn v٥.y٠١
Với: 0ى - khối liíỢng mẫu thi nghiệm dă ngâm nước thời gian dinh
Qk - khối lượng mẫu thi nghiệm dã.sâ'y khô
(15)c) Quan giffa H„ H,,
H ٧٥ ·Yn
100%
Yo
H
■100% ٧٥ ·Yn Yn
- Hv luôn nhô hOn r (< 100%); Hp cô thé lôn hdn r (> 100%) doi vdi vât lieu râ١ rông nhe
Vi du; Gach dût sét
Bêtông nâng Dâ granit
Hp = 8- 18% Hp = - 4%.
H = 0,02 - 0,7%. cl) Ÿ nghỵa
Dơ hût niictc phu thc dơ rơng tinh châ١ lo rông cùa vât lieu, vi vây cô thé dùng Hp Hv dé dành giâ dô trun nhiêt nhỵïng tinh chât khâc cüa vât lieu
Biét diroc Hp hoac Hy cô thé biét diiôc mot so tinh châ١ khâc cüa vât lieu nhii dô rông, cifcing dô, sô" truyên nhiêt, khôl liiOng thé tich
1.1.2.3 Dô bâo hba nUôc a) Khdi niêm
Dô bâo hôa nifôc khà nâng hüt nufôc tôl da cùa vât lieu difdi âp suâl 20mmHg
hoac dun nUôc soi Nô difOc dânh giâ bang so bâo hôa nhOc Cbh·
Hê so bâo hôa nu’ôc difôc dânh giâ thông qua tï so giiïa thé tich niidc chùa vât lieu d trang thâi bâo hôa vôi thé tich rông cùa vât lieu COng chinh ti so giỵïa dơ hût nifdc theo thé tich bâo hôa H٧٠٦ vdi dô rông r
b) Cơng ỵhûc
ybh
Vbh y Hbh
V ٧r
y٢
ydi: H٧؛١ - dô hût niidc bâo hôa theo thé tich:
wbh
H^h ^ ٧n bh bh
y0 100% ٧o-Yn •100% =
G
٧o-Yn
.100%
15
(16)Hp٠٦ - độ hút nước bao hòa theo khối lượng;
ợ bh
= ^ 100% = G ؛١٠٦ 100% K ٠ K
c) Ý nghĩa
c ™1 > ؛؛ Khi Cbh tăng lượng nước vào lỗ rỗng vật liệu nhiều
٧ ٠ ^n؛١؛١= ٧ r > nghĩa nước hút đầy vào lỗ rỗng vật liệu
Vật liệu bão hịa nước, khơi lượng thể tích Yo, thể tích V() (tăng nhỏ), hệ số truyền nhiệt k tăng cường độ giảm
d) Phương pháp xác định
Có phương pháp xác định: + Phương pháp 1:
- Sấy khơ mẫu thí nghiệm, cân G٠٤ - Đun nước sơi, để nguội
- Cân tính theo cơng thức độ hút nước + Phương pháp 2:
- Ngâm mẫu bình nước có nắp đậy kín - Hạ áp suất xuống 20mmHg, rút chân không
- Giữ áp st khơng cịn bọt khí - Đưa áp s١ bình thường VóOmmHg
- Giữ sau giờ, vớt mẫu, cân tính kết qủa
1.1.2.4 Hệ sơ mềm
a) Khái niệm: Là tỉ số cường độ vật liệu bão hòa nước với cường độ trạng thái khơ
b) Công thức
K„ =m
Với: Rbh - cường độ mẫu thí nghiệm bão hịa nước
Rị، - cường độ mẫu thí nghiệm trạng thái khơ
c) Ý nghĩa
(17)Km > 0,75: vật liệu bền nước
Km < 0,75: vật liệu bền nước, không nên sử dụng điều kiện tác dụng nước
1.1.2.5 Tính thấm nước - Tính thấm hơi
k،n = ٧n٠a F.(P| - P 2).t
a) Tính thấm nước: Là tính chất vật liệu nước thấm qua từ phía có áp lực cao sang phía có áp lực thâp ĐưỢc đánh giá thông qua hệ số thâm:
Vj١ - thể tích nước thâ"m qua mẫu vật liệu, (m^) a - chiều dày thấm mẫu vật liệu, (m) F - diện tích thâ"m, (m^)
t - thời gian thấm, (h)
(^Pi - P2) ٠ chêch lệch áp suất thủy tĩnh, (m cột nước)
Kth ٠ hệ số thấm thể tích nước thâ"m qua mẫu vật liệ.u có chiều dày Im, diện tích Im؛, thời gian Ih, chênh lệch áp suất thủy tĩnh Im cột nước
* Tính chơng thấm
Để đánh giá mức độ thâ"m vật liệu người ta dùng mác chống thấm Mác chống thấm đưỢc đánh giá áp lực nước lớn nhâ١ mà nước chưa thấm qua đưỢc mẫu vật liệu có kích thước quy định khoảng thời gian quy định
* Vật liệu lậrn việc dạng khối
Mẩu thí nghiệm có dạng hình trụ, khối: diện tích mặt bên mẫu bọc vật liệu cách nước, ưên để trống Áp lực nước ban đầu po, sau t tăng thêm Ap xuât vết thâm
ợ
Mầu
7 Mâu
ĩk / / / / / Ấ
Bơm nước
Hình 1.4
* Vật liệu làm việc dạng mỏng
Mầu thí nghiệm hình trịn có chiều dày chiều dày làm việc Mức nước ban đầu lOOmm giữ phút, sau t phút tăng thêm Ah nước xuâ١ vết thấm
17
(18)b) Tinh thấm hơi: Là tinh chất vật liệu truyền qua tỉf phía áp lực cao sang phía có áp lực thấp Tinh thấni phụ thuộc vào số lượng lỗ rỗng tinh chất lỗ rỗng vật liệu
K ،k =
٧p٠a F (P i_ P ).t Vp (m"٩, có mật độ p), Pi - p2 (kG/cm؛)
1.1.3 Các tính chất liên quan đến nhiệt
1.1.3.1 Tính truyền nhiệt: Là tính châ١ vật liệu nhiệt truyền qua từ phía có nhiệt độ cao sang phía có nhiệt độ thấp Được đánh giá hệ sô" truyền nhiệt:
Q.ô
kcahm c h
F ( t i - t ) z
hệ số truyền nhiệt, kcal/m.٥C.h;
Q - kcal Nhiệt lượng truyền qua vật liệu thi nghiệm؛ (ti - 2ل) - độ chênh nhiệt độ, với (ti > ٥ ,(2أC;
s (m) - chiều dày dể nhiệt truyền qua؛ F (m2) - diện tích truyền nhiệt
Nếu: s = Im, F = lm2, ti - 12 = l c , t =
Thi: Z : Q
٧ậy hệ số truyền nhiệt l chinh nhiệt lượng Q truyền qua tường dày Im, có diện tích lm thời gian với độ chênh lệch l.c
I phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại vật liệu, cấu trUc, độ rỗng tinh chất cUa lỗ rỗng
- ٧ ớì vật liệu khơ không khi, không t = 20 - 25٥c , w = - 7% Xcó thể xác định công thức thực nghiệm gần dUng cUa Giáo Sư V p Necraxov:
z = Vo,0196 + 0,2 2.7ة- ,1 4؛
Hoặc theo công thức VlaxOv, sử dụng công thức t < lOO.C:
^T = Z o ( l + , 0 t t b )
(19)i) .ر
- Anh hưởng cua độ âni.:
λ\ν ~ λ|< + ΔλW
trorig đó: λ w - hệ số truyền nhiệt vật !iệu trạng thái ẩm; λk - hệ số truyền nhiệt vật liệu trạng thái khô; w - đ ộ ẩ m vật liệu;
Δλ - gia số truyền nhiệt
٧ ật liệu rỗng, khả dẫn nhiệt (cách nhiệt tốt) vl Ằkhông = 0,02kcal/m.٠C.h râ't bé so với λ vật rắn
Khi t.tbgiữa mặt tường tăng thi độ dẫn nhiệt lớn
٧ ật liệu ẩm thl khả dẫn nhiệt tăng
Ví dụ: دىﺔﻟﺎﺟ = 0,02 kcal/m.h.٥C; Ằnước = 0,5 kcahm.h.٠C;
1,5 - 1,05= ﺪﺌﺟ،ة„ج kcal/m.h.٠C 0,2- 0,15 = ﺪﺟﻷ kcal/m.h.٠C; λthغpxăydựng = 0,5 ксаі/m.h C;
1.1.3.2 Nhiệt dung - ĨI nhiệt
a) Nhiệt dung: Là nhiệt lượng mà vật liệu dung nạp vào dưỢc nung nOng Q = C.G.(t2_ ti) ,k c a l
với: C -tĩn h iệ t, kcal/kg ٥C;
G - khối lượng vật liệu dưỢc đun nOng, kg; ti - nhiệt độ vật liệu trước đun nOng, ٥C;
2أ - nhiệt độ vật liệu sau dun nóng, ٥c.
b) Tỉ nhiệt
Tỉ nhiệt đưỢc tinh theo công thức: Q
C : ,k C a l/k g ٧C 2ه(ل t|)
Khi G = Ikg 2أ - tj = l.c , ta có c = Q
٧ậy, tỉ nhiệt c nhiệt lượng cần thiết để dun nóng kg vật liệu nOng lên l.c + Tỉ nhiệt liệu thay dổi theo độ ẩm, dược tinh theo công thức:
19
(20)^ W ^ c ، + w c٦
l + w
với: c - tỉ nhiệt vật liệu khô;
c١٧ - tỉ nhiệt vật liệu ở độ ẩm w%;
c" - Tỉ nhiệt nước;
w - Độ ẩm vật liệu
Với vật liệu hỗn hỢp, câu tạo nhiều thành phần khác (bêtông, vữa, ) Tỉ nhiệt tính theo cơng thức sau:
^ Gị.Cị+ G 2.C2 + + G„.C„ ٤ ٠ ,.c,i = lI.I
G + G + + G„
٤ ٥
1=1
với: c - tỉ nhiệt hỗn hợp;
Ci, C2, , Cn - tỉ nhiệt thành phần cấu tạo; Gi, G2, , Gn-khối lượng thành phần Ví dụ:
- Đá thiên nhiên, đá nhân tạo: c = 0,18 - 0,22 kcal/kg,٥C,
- Gỗ: c = 0,57 - 0,65 kcal/kg,٥C,
-Thép; c = 0,115 kcal/kg,٥C,
-Nước: C = ,0 k c a l/k g ٥C
1.1.3.3 Tính chống cháy - Tính chịu lửa a) Tính chống cháy
Tính chống cháy khả vật liệu chịu tác dụng lửa hay nhiệt độ cao thời gian nhấ٠t định mà không bị phá hủy Dựa vào khả chống cháy, vật liệu đưỢc chia làm nhóm:
+ Vật liệu khơng cháy: Những vật liệu khơng cháy, khơng bị biến hình gặp tác dụng lửa nhiệt độ cao, ví dụ gạch, ngói, bê-tơng, vật liệu amiăng Những vật liệu khơng cháy biến hình nhiều (như thép, nhôm), bị phá hủy (như đá thiên nhiên, đá hoa, thạch cao )