Bài giảng vật liệu xây dựng (đại học thủy lợi)

Bài giả giảng VậT LIệ LIệU XÂ XÂY DựNG GiNG VIÊN: NGUYỄN THU HƯƠNG EMAIL: thuhuongnt@wru.vn huongvlxd@wru.edu.vn VËt liÖu Xây dựng * Các môn học liên quan Học phần tiên quyt: Hóa học, vật lý Học phần học trớc: Cơ học vật rắn Học phần song hành: Sức bn vật liệu;Đa chất công trình * NI DUNG Chơng trình học môn vlxd Lý thuyt (30t) Chơng IMở đầu Chơng II- Tớnh chất VLXD Chơng III- Cốt liệu Chơng IV- Xi măng Chơng V- Bê tông xi măng Chơng VI- Vật liệu KDHC bê tông asphalt Chơng VII- Vữa xây dựng Bài tập: Chơng II; V Thí nghiƯm: Ch−¬ng II; III; IV * Cách đánh giá điểm Điểm Quá trình: 30%; Điểm thi: 70% Cỏch tớnh ủim Quỏ trỡnh: Chuyên cần: 10 BTL : 10 ThÝ nghiƯm: 10 ðQT Tỉng: 30/3 * Tài liệu phục vụ môn học Giáo trình Vật liệu Xây dựng Trờng Đại học Thủy lợi Basic Construction Materials (Vật liệu Xây dựng bản) – Theodore W.Marotta – Giáo trình dịch Mỹ Bµi tËp nhá; Bµi tập lớn; Báo cáo thí nghiệm Các tiêu chuẩn nớc (TCVN, TCN), nớc (ASTM, BS, EN,) có liên quan đến vật liệu (Bản in, đĩa, thông tin mạng Internet) Và tài liệu tham khảo khác Chơ Chơng ơng 1- Mở ĐầU I II III IV V Vai trò VLXD Sơ lợc lch sử phát triển VLXD Quá trình xây dựng công trình Sự cÇn thiết sử dụng loại vật liệu có đặc tớnh khác Lựa chọn sử dụng VLXD Chơ Chơng ơng 1- Mở ĐầU i VAI TRò CủA VậT LIệU XÂY DựNG Là yêu cầu thiếu XD Chi phÝ vËt liƯu chiÕm tû lƯ lín tổng giá thành Dựa vào đâu để kết luận công trình Chất lợng vật liệu có ảnh hởng lớn đến chất lợng Dựa vào đâu để kết luận công trình VLXD có vai trò quan trọng định Chất lợng (Yêu cầu kỹ thuật - KT) Giá thành (Tớnh kinh tÕ - KT) 75% - CT XÂY DỰNG DÂN DỤNG 70% - CT GIAO THÔNG 50% - CT THY LI Chơ Chơng ơng 1- Mở ĐầU Ii lịch sử phát triển ngành vlxd thô sơ 10 Hiện đại Tinh vi 11 12 IIi Quá trình xây dựng công trình Tờn gi ủn v: CH U T Cá nhân Tổ chức (Tư nhân nhà nước) N/v: Lựa chọn ñịa ñiểm xây dựng yêu cầu cơng trình Xác định nguồn kinh phí Tên gọi ñơn vị: TƯ VẤN THIẾT KẾ N/v: Thiết kế cơng trình theo nhiệm vụ chủ đầu tư đề ra, Tuân theo ñúng qui phạm tiêu chuẩn nhà nước, ngành S/p: Hồ sơ thiết kế (Bản vẽ + thuyết minh) Giám sát Giám sát qua TƯ VẤN GIÁM SÁT Tên gọi đơn vị: THI CƠNG Sử dụng: Vật liệu; Nhân cơng; Máy móc N/v S/p: Bàn giao cơng trình hồn thành thời hạn; ðúng yêu cầu chất lượng; ðảm bảo an toàn lao ñộng 13 Iv SỰ CẦN THIẾT SỬ DỤNG CÁC LOẠI VẬT LIỆU CĨ ðẶC TÍNH KHÁC NHAU 14 Móng Phân bố trọng lượng cơng trình lên phần đất Chống ñược nứt lún ñất Chống ăn mịn đất nước Sàn tầng hầm Tạo bề mặt phẳng Có khả chịu nước Chống ñược nứt áp lực ñẩy ngược nước ñất lún Chống ẩm tốt Chống ñược ăn mòn ñất nước Tường tầng hầm Có khả chịu tải từ tầng nhà Chịu ñược ứng suất bên ñất Chống ẩm tốt Chống lại ăn mịn đất nước Iv SỰ CẦN THIẾT SỬ DỤNG CÁC LOẠI VẬT LIỆU CĨ ðẶC TÍNH KHÁC NHAU Các loại sàn trần khác Tạo bề mặt phẳng Có khả chịu nước Chịu ñược tải trọng ñồ người ñặt lên mà không bị võng vỡ Tạo dáng vẻ bề ngồi đẹp, có tính thẩm mỹ Dễ lau chùi Có khả cách âm, cách nhiệt tốt Tường bao ngồi Gối đỡ cho sàn tầng mái Chịu lực xơ ngang gió Tạo dáng vẻ bề ngồi đẹp, có tính thẩm mỹ 15 Iv SỰ CẦN THIẾT SỬ DỤNG CÁC LOẠI VẬT LIỆU CÓ ðẶC TÍNH KHÁC NHAU Vách ngăn Gối đỡ cho sàn mái Tạo dáng đẹp, có tính thẩm mỹ Có khả cách âm, cách nhiệt tốt Mái Chống ẩm tốt Chịu ñược tuyết loại tải trọng khác Chịu ñược lực tác dụng gió giữ cho mái khơng bị bay hay bị hất khỏi nhà Tạo dáng vẻ ngồi đẹp, có tính thẩm mỹ Có khả cách âm, cách nhiệt tốt 16 v LỰA CHỌN SỬ DỤNG VẬT LIỆU Quá trình lựa chọn vật liệu bao gồm bước sau: – – – 17 Phân tích vấn đề (u cầu mặt ngồi, tuổi thọ yêu cầu, chi phí cho phép, chi phí bảo dưỡng) So sánh vật liệu hay sản phẩm sẵn có theo tiêu chí đặt bước Thiết kế hay lựa chọn loại vật liệu, kích thước, hình dạng, phương pháp bảo quản phương pháp sử dụng CHƯƠNG II- TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG C¸c néi dung chÝnh 2-1 Thành phần cấu trúc vật liệu 2-2 Tính chất vËt lý 2-3 TÝnh chÊt c¬ häc Qui định hàm lượng tạp chất có hại CÁT sx bê tơng Bng 5-3 - GT HTL Tạp chất cát Bê tông vùng mực nớc thay đổi Bê tông dới nớc bên công trỡnh Bê tông mực nớc - ất sét, phù sa, hạt bụi nhỏ, xác định phơng pháp rửa, tính theo % khối lợng mẫu cát không đợc lớn - Lợng sét cát tính theo % khối lợng mẫu cát 1,5 - Tạp chất hu Mẫu dung dịch nớc ngâm cát không đợc thẫm màu tiêu chuẩn - Các hợp chất sunfua sunfat tính đổi SO3 theo % khối lợng không đợc lớn - opan biến thể vô định hỡnh khác silic Nếu cha qua kiểm tra đặc biệt thỡ không đợc phÐp dïng 1 31 Qui định hàm lượng tạp chất có hại ĐÁ sx bê tơng Bảng 5-6 GT HTL Tạp chất đá - ất sét, phù sa thành phần bụi, xác định phơng pháp rửa, tính % khối lợng mẫu đá không đợc lớn - Tạp chất hu - Hợp chất sunfua hợp chất sunfat tính đổi SO3 theo % khối lợng đá, không đợc lớn - opan, loại nham thạch dạng opan khoáng vật khác Bê tông vùng mực nớc biến đổi bê tông vùng mực nớc biến đổi Bê tông dới nớc, thờng xuyên nớc bên công trỡnh Mẫu dung dịch không thẫm màu tiêu chuẩn 0,5 0,5 Không cho phép, kiểm tra đặc biƯt 32 16 III Thành phần hạt kích thước cốt liệu • Kích thước hạt ln yếu tố quan trọng trường hợp ứng dụng Tuy nhiên, khái niệm kích thước hạt cốt liệu khó diễn tả hạt có hình dạng khơng thể đo dễ dàng hình dạng, kích thước thay đổi nhiều mẫu cốt liệu Đặc tính quan trọng phạm vi kích thước, kích thước hạt lớn nhất, nhỏ phân phối kích thước phạm vi • Định nghĩa thành phần (cấp phối hạt): Thành phần hạt tỷ lệ tính theo phần trăm khối lượng cỡ hạt có đường kính khác chiếm cốt liệu Thành phần hạt xác định thơng qua thí nghiệm sàng sàng có kích thước tiêu chuẩn • Thành phần hạt tốt: Cốt liệu có thành phần hạt tốt dùng cho việc sản xuất bê tông loại cốt liệu có phối hợp hạt lớn, hạt trung bình hạt nhỏ với tỷ lệ cho độ rỗng nhỏ (rmin) Khi với lượng dùng xi măng nhỏ đảm bảo tính chất kỹ thuật theo yêu cầu 33 III Thành phần hạt kích thước cốt liệu A- Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570 1, Kích thước sàng tiêu chuẩn Kích thước mắt sàng (mm) 100 70 CỐT LIỆU THÔ (ĐÁ) 40 20 10 5 2,5 1,25 CỐT LIỆU MỊN (CÁT) 0,63 0,315 0,14 Đáy 34 17 35 III Thành phần hạt kích thước cốt liệu A- Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570 2, Phân cấp cỡ hạt phân loại cp phi ỏ đợc phân làm cấp: 5-10; 10-20; 20-40; 40-70; 70-100 Cấp phối đá đợc chia làm loại: a, Cấp phối liên tục: - Là cấp phối có cấp hạt liên tục - ộ lu động cao Thích hợp với bê tông dẻo - ộ rỗng lớn Tốn cát, XM b, Cấp phối gián đoạn: - Là cấp phối có cấp hạt không liên tục nhau, cỡ hạt trung gian - Vỡ hạt có đờng kính cách biệt nhiều nên hạt nhỏ lọt hoàn toàn vào khe kẽ hạt lớn làm cho xếp hạt đợc chặt chẽ Tốn cát XM Thích hợp với bê tông cứng khô - ộ lu động Khó thi công (phải đầm máy đầm chấn động mạnh, trộn máy trộn cỡng bøc) 36 18 III Thành phần hạt kích thước cốt liệu A- Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570 3, Thí nghiệm xác định thành phần hạt kích thước cốt liệu • • • • Sấy khơ cốt liệu Cân lượng mẫu TN (Với cát 1kg; với đá tùy theo kích thước đá) Tiến hành sàng cân lượng cịn lại sàng, gọi lượng sót riêng biệt gi(g) gi Tính phần trăm lượng sót riêng biệt (LSRB) ai(%): a i (%) = G × 100 % • Tính phần trăm lượng sót tích lũy (LSTL) Ai(%): Cát: Ai = a2,5 + a1,25 + + ai; Đá: Ai = a100 + a70 + + • Tính Mơ đun độ lớn Mđl cát • Xác định ĐK lớn đá- Dmax: ĐK mắt sàng sàng có LSTL nhỏ gần với 10% Xác định ĐK nhỏ đá - Dmin: ĐK mắt sàng sàng có LSTL lớn gần với 90% • • Loại cát: M ðl = A2.5 + A1.25 + A0.63 + A0.315 + A0.14 100 Kết phân tích thành phần hạt thường vẽ giấy vẽ đồ thị với trục hoành nằm ngang biểu thị kích thước mắt sàng (Đối với cát), theo Dmax, Dmin (Đối với đá) trục tung thẳng đứng biểu thị phần trăm lượng sót tích lũy 37 38 19 III Thành phần hạt kích thước cốt liệu A- Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570 Ví dụ: Thí nghiệm phân tích thành phần hạt cát Kích thước mắt sàng (mm) Lượng sót riêng biệt (g) Phần trăm lượng sót riêng biệt (%) 0 2,5 100 10 1,25 200 20 0,63 200 20 0,315 300 30 0,14 150 15 Đáy 50 Tổng 1000 Phần trăm lượng sót tích lũy (%) Mđl= 39 III Thành phần hạt kích thước cốt liệu A- Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570 Ví dụ: Thí nghiệm phân tích thành phần hạt cát Kích thước Sàng (mm) Lượng sót riêng biệt (g) Phần trăm lượng sót riêng biệt (%) Phần trăm lượng sót tích lũy (%) 0 2,5 100 10 10 1,25 200 20 30 0,63 200 20 50 0,315 300 30 80 0,14 150 15 95 Đáy 50 100.0 Tổng 1000 100,0 Mđl: >2,5: Cát lớn 2-2,5: Cát TB 1,5-2: Cát nhỏ