Đề cương môn vật liệu xây dựng Đại học Xây dựng

ĐỀ CƯƠNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG Các dạng cấu trúc VLXD? Ảnh hưởng cấu trúc đến tính chất VLXD? *Cấu trúc vĩ mơ: -Vật liệu cấu trúc đặc (thép, kính,…): +Cường độ, chống thấm, chống ăn mòn tốt +Cách nhiệt, cách âm vật liệu rỗng loại -Vật liệu cấu trúc rỗng (bê tơng bọt, bê tơng khí,…): +Cường độ, chống thấm, chống ăn mòn +Cách âm tốt vật liệu đặc loại -Vật liệu dạng sợi (gỗ, thủy tinh, bơng khống,…): +Tính dị hướng, tính chất theo phương khác khác -Vật liệu cấu trúc dạng hạt rời (cốt liệu bê tơng, bọt khí,…): +Chịu ảnh hưởng kích thước, hình dạng, bề mặt, cấp phối hạt *Cấu trúc vi mô: -Cấu tạo tinh thể -Cấu tạo vơ định hình -Cấu tạo polime -Cấu tạo tế bào *Cấu trúc trong: định cường độ, độ cứng, độ bền nhiệt nhiều tính chất quan trọng khác -Liên kết cộng hóa trị có cực: độ cứng cao, khó cháy -Liên kết ion: cường độ, độ cứng thấp, không bền nước -Liên kết phân tử: nhiệt độ nóng chảy thấp -Liên kết silicat: liên kết phức tạp tạo tính chất đặc biệt VLXD 2.Phân loại thành phần VLXD? Ảnh hưởng thành phần đến tính chất VLXD? *Thành phần hóa học: -Được biểu thị hàm lượng % theo khối lượng oxit, nguyên tố quan trọng vật liệu -Cho phép phán đốn tính chịu lửa, bền sinh vật, đặc trưng học tính kĩ thuật khác -Dùng để xác định nguyên liệu sản xuất VLXD VD:Xi măng (CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3) từ đá vôi, đất sét,… *Thành phần khoáng: -Được biểu thị hàm lượng % theo khối lượng khoáng vật liệu -Quyết định tính chất vật liệu -Dùng để nhận biết loại vật liệu VD:Xi măng (C3S, C2S, C3A, C4AF) Phán đốn tính chất vật liệu *Thành phần pha: -Vật liệu tồn pha (rắn, lỏng, khí): thay đổi pha, tính chất vật liệu thay đổi -Tỉ lệ pha ảnh hưởng đến chất lượng nó, đặc biệt tính chất âm, nhiệt, tính chống ăn mịn, cường độ,… *Thành phần hạt: -Biểu thị đường kính trung bình, hàm lượng % khối lượng trung bình cấp hạt -Sự xếp hạt, độ ổn định hỗn hợp hạt, độ rỗng vật liệu hạt 3.Khối lượng thể tích, khối lượng riêng VLXD? (Khái niệm, công thức, đơn vị, phương pháp xác định, yếu tố ảnh hưởng ý nghĩa) *Khối lượng thể tích: -Khái niệm: Khối lượng thể tích khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái tự nhiên -Cơng thức: ρv = m: khối lượng vật liệu (g) V0: thể tích tự nhiên vật liệu (cm3) -Phương pháp xác định: +Xác định khối lượng: Cân ngay: m0 Sấy khô: mk = +Xác định V0: Vật liệu hình dáng, hình học xác định: đo trực tiếp Vật liệu khơng hình dáng xác định: phương pháp chất lỏng rời chỗ = − = − − Vật liệu cấu trúc dạng hạt rời: đong dụng cụ biết trước thể tích cho vật liệu rơi từ độ cao xác định -Yếu tố ảnh hưởng: +Thành phần vật liệu: vật liệu cấu tạo khối lượng mol, khối lượng phần tử lớn V lớn ngược lại +Cấu trúc vật liệu: đặc > rỗng (cùng loại) r tăng giảm +Độ ẩm vật liệu: tăng W tăng W biến đổi phụ thuộc môi trường = ∗ (1 + 0.01 ∗ ) -Ý nghĩa: +Dự đốn tính chất vật lý: tăng R tăng tăng λ tăng tăng W tăng +Tính kết cấu cơng trình: tính tải trọng thân kết cấu, tính dự tốn cho cơng trình chuẩn bị kho bãi, phương tiện vận chuyển +Tính cấp phối vật liệu hỗn hợp +Phân loại vật liệu theo khối lượng thể tích Nhận xét: giá trị khối lượng thể tích loại vật liệu dao động phạm vi rộng phụ thuộc cấu trúc rỗng *Khối lượng riêng: -Khái niệm: Khối lượng riêng khối lượng vật liệu trạng thái đặc hoàn toàn -Công thức: = : khối lượng riêng (cm3) m: khối lượng vật liệu khơ : thể tích vật liệu đặc -Phương pháp xác định: -Yếu tố ảnh hưởng: -Ý nghĩa: 4.Trình bày nguyên nhân hình thành lỗ rỗng? Phân loại lỗ rỗng? *Nguyên nhân hình thành lỗ rỗng: *Phân loại lỗ rỗng: -Theo trạng thái: +Kín: sâu vật liệu, khơng thơng mơi trường ngồi +Hở: phần bề mặt vật liệu, thơng với mơi trường ngồi Vật liệu lỗ rỗng kín có: Cường độ, cách nhiệt tốt Hút ẩm, hút âm -Theo kích thước lỗ rỗng: +Lớn: tạo hình, truyền nhiệt kém, cường độ +Nhỏ -Theo hình dạng: +Cầu, oval: cường độ tốt +Mao quạt: yếu, dễ phá hủy thành lỗ rỗng Độ rỗng tính chất lỗ rỗng ảnh hưởng tới tính chất chủ yếu vật liệu nào? r tăng giảm r tăng λ giảm r tăng R giảm Trình bày độ rỗng vật liệu? (Khái niệm, cơng thức tính tốn, cách xác định ý nghĩa) -Khái niệm: Độ rỗng r thể tích rỗng chứa đơn vị thể tích tự nhiên vật liệu (%) -Công thức: = ∗ đ= %= ∗ -Cách xác định: -Ý nghĩa: +Dự đoán tính chất vật liệu: giảm r tăng r tăng λ giảm r tăng R giảm +Phân loại tính chất vật liệu +Nguyên tắc sản xuất vật liệu cách nhiệt: Vật liệu độ rỗng lớn Lỗ rỗng kín, kích thước nhỏ, phân bố %= − ∗ ∗ % % Các dạng nước vật liệu xây dựng ảnh hưởng tới tính chất vật liệu xây dựng? *Nước hóa học: -Tham gia thành phần vật liệu, phần vật liệu -Tách khỏi vật liệu nhiệt độ >450oC -Mất nước hóa học, tính chất vật liệu thay đổi lớn *Nước hấp phụ: (nước hóa lý) -Là phần tử nước bề mặt rắn vật liệu, liên kết vật liệu lực vật lý -Tách khỏi vật liệu nhiệt độ >150oC -Mất nước hấp phụ, tính chất vật lý vật liệu thay đổi *Nước tự do: (nước mao quạt) -Tồn lỗ rỗng hở vật liệu, không liên kết vật liệu -Tách khỏi vật liệu điều kiện nhiệt độ bình thường Trình bày độ ẩm, độ hút nước, độ bão hòa nước vật liệu xây dựng? (Khái niệm, công thức, phương pháp xác định, yếu tố ảnh hưởng, ý nghĩa) *Độ ẩm: -Khái niệm: Là đại lượng đánh giá lượng nước hấp thụ vật liệu thời điểm xác định -Công thức: − = ∗ %= ∗ % -Phương pháp xác định: +Cân ngay: !" +Sấy: ! -Các yếu tố ảnh hưởng: +Bản chất vật liệu: Ưa nước: Wcao Kị nước: Wthấp +Cấu trúc rỗng: lỗ rỗng hở nhiều W cao +Môi trường: to, #, % -Ý nghĩa: +Dự đốn tính chất vật liệu: tăng W tăng W tăng & tăng W tăng R tăng W tăng tính dẻo tăng, tính co ngót tăng +Hiệu chỉnh thành phần vật liệu hỗn hợp vật liệu ẩm +Nhận xét: W dao động phạm vi rộng phụ thuộc điều kiện mơi trường *Độ hút nước: -Khái niệm: Là đại lượng đánh giá khả hút giữ nước đến tối đa vật liệu điều kiện thường nhiệt độ áp suất -Công thức: +Độ hút nước theo khối lượng: ư− ' = ∗ %= ∗ % +Độ hút nước theo thể tích: ' = ∗ %= ' =' ∗ − ∗ ∗ % -Các yếu tố ảnh hưởng: +Bản chất vật liệu: Ưa nước: H cao Kị nước: H thấp +Cấu trúc rỗng: r tăng H tăng -Ý nghĩa: +Đánh giá cấu trúc rỗng vật liệu: đánh giá sơ rỗng hở rỗng tổng hợp +Dự đoán tuổi thọ vật liệu, tính bền vật liệu mơi trường nước *Độ hút nước bão hòa: -Khái niệm: Là đại lượng đánh giá khả hút giữ nước đến tối đa vật liệu điều kiện cưỡng nhiệt độ áp suất -Công thức: +Theo khối lượng: )* )* − ')* = ∗ %= ∗ % +Theo thể tích: ')* = -Phương pháp xác định: +Sấy, cân: mk )* ∗ %= )* ')* = ')* ∗ − ∗ ∗ % +Xác định: !ư+, Phương pháp nhiệt: đun sôi mẫu 4h vớt, thấm mặt cân Phương pháp áp suất chân khơng: đặt bình kín nước hạ áp 20mmHg bọt khí khỏi vật liệu khơng cịn bọt khí trả áp 750mmHg 2h vớt, thấm mặt, cân -Yếu tố ảnh hưởng: Duy cấu trúc rỗng vật liệu: -,ở tăng /+, tăng -Ý nghĩa: +Đánh giá xác cấu trúc rỗng vật liệu +Đánh giá tuổi thọ, bền vật liệu nước Phân tích ảnh hưởng độ ẩm đến tính chất vật liệu xây dựng? W tăng tăng W tăng & tăng W tăng R tăng W tăng tính dẻo tăng, tính co ngót tăng 10 Thế trạng thái bão hòa vật liệu xây dựng? Phương pháp làm vật liệu bão hòa nước ý nghĩa phương pháp đó? Xem câu 8! 11 Phân biệt W, ' , ' , ')* ? Khái niệm Yếu tố ảnh hưởng Ý nghĩa W Là đại lượng đánh giá lượng nước hấp thụ vật liệu thời điểm xác định +Bản chất vật liệu +Cấu trúc rỗng +Mơi trường +Dự đốn tính chất vật liệu +Hiệu chỉnh thành phần vật liệu hỗn hợp vật liệu ẩm /0 , / Là đại lượng đánh giá khả hút giữ nước đến tối đa vật liệu điều kiện thường nhiệt độ áp suất +Bản chất vật liệu +Cấu trúc rỗng / +, Là đại lượng đánh giá khả hút giữ nước đến tối đa vật liệu điều kiện cưỡng nhiệt độ áp suất Duy cấu trúc rỗng vật liệu +Đánh giá cấu trúc rỗng vật liệu: đánh giá sơ rỗng hở rỗng tổng hợp +Dự đốn tuổi thọ vật liệu, tính bền vật liệu mơi trường nước +Đánh giá xác cấu trúc rỗng vật liệu +Đánh giá tuổi thọ, bền vật liệu nước 12 Trình bày tính thấm nước vật liệu xây dựng? -Khái niệm: Là tính chất biểu thị khả vật liệu cho nước xuyên qua chênh áp phía bề mặt vật liệu Bản chất dao động có hướng phần tử nước từ nơi có áp suất cao tới nơi có áp suất thấp Điều kiện: +Có lỗ rỗng hở thơng +Chênh áp phía vật liệu -Cơng thức: ∗ (' − ' ) ∗ = 23 ∗ : lượng nước thấm qua mẫu vật liệu (m3) 23 : hệ số thấm vật liệu (m/h) 4: diện tích vật liệu xảy q trình thấm (m2) ' , ' : độ cao cột nước phía (m) 5: thời gian thấm (h) 6: độ dày vật liệu (m) -Phương pháp xác định: +Bê tông: (mác chống thấm) áp lực nước trước áp gây thấm +Vật liệu lợp: ống ∅25, h=150mm, t>2h khoảng thời gian vật liệu chưa bị thấm chịu áp cố định -Yếu tố ảnh hưởng: +Bản chất vật liệu: ưa nước hay kị nước +Cấu trúc rỗng vật liệu: -,ở tăng thấm tăng +Điều kiện: to, #, % -Biện pháp chống thấm: +Sản xuất vật liệu đặc +Cấp phối vật liệu hợp lý +Chất lượng thi công tốt +Chất lượng bảo dưỡng tốt +Dùng phụ gia chống thấm +Ngăn tiếp xúc +Bọc gốm, bọc kim loại 13 Các hình thức truyền nhiệt qua vật liệu? 14 Tính dẫn nhiệt vật liệu xây dựng? Nguyên lý chế tạo vật liệu cách nhiệt? 15 Nhiệt dung vật liệu xây dựng? (Khái niệm, công thức xác định, yếu tố ảnh hưởng, ý nghĩa) 16 Tính biến dạng vật liệu xây dựng? (Khái niệm, hình thức biến dạng, phân loại vật liệu theo biến dạng, tượng liên quan) *Khái niệm: Là tính chất biểu thị khả vật liệu thay đổi hình dáng, kích thước tác dụng tải trọng *Các hình thức biến dạng: -Biến dạng đàn hồi: +Khái niệm: Là biến dạng loại bỏ nguyên nhân gây biến dạng +Nguyên nhân: Do ngoại lực tác dụng chưa vượt lực tương tác nội cấu tử vật liệu Khi loại bỏ ngoại lực, sinh công, quay lại trạng thái ban đầu +Đặc trưng: Modun đàn hồi E: ; := < ;: ứng suất gây biến dạng : độ nhớt vật liệu Vật liệu làm việc cơng trình có loại biến dạng: < = R tinh thể thơ +Phụ gia rắn nhanh: Ion điện li mạnh Cl- ăn mịn cốt thép Tinh thể thơ khuyết tật, giảm cường độ -Yếu tố thuộc điều kiện thí nghiệm: +Kích thước mẫu: lớn giá trị cường độ nhỏ +Hình dạng mẫu: h, S chịu lực mẫu có tiết diện trịn cường độ cao mẫu tiết diện vng +Tính chất bề mặt cấu trúc: Nhám ráp: Cường độ lớn, phá hoại hình trống Trơn nhẵn: phá hoại chẻ dọc mẫu, cường độ nhỏ +Tốc độ tăng tải: nhanh cường độ cao thực tế vật liệu (biến dạng không theo kịp tải trọng) +Độ ẩm vật liệu: W tăng R giảm 19 Hệ số mềm hệ số phẩm chất vật liệu xây dựng? Ứng dụng thực tế hệ số này? *Hệ số mềm: -Đặc trưng cho độ bền nước vật liệu -Công thức: ?)* = ? ?)* : cường độ mẫu bão hòa nước ? : cường độ mẫu khơ -Nhận xét: +EF thay đổi từ (đất sét bị phân rã) đến (kim loại) +Vật liệu có EF > 0,75 vật liệu chịu nước dùng cho cơng trình thủy cơng *Hệ số phẩm chất: -Là đại lượng đánh giá tỉ lệ cường độ tiêu chuẩn khối lượng thể tích tiêu chuẩn -Là tiêu tính chất tương đối tổng qt -Cơng thức: ?5G G = 5G -Ý nghĩa: Thông thường, R cao ?5G : cường độ tiêu chuẩn 5G : khối lượng thể tích tiêu chuẩn phải lớn, nặng nề, tính chất nhiệt âm kém, E0I nhỏ 20 Thế mác vật liệu? Phân biệt mác cường độ vật liệu xây dựng? *Mác vật liệu: -Khái niệm: đại lượng không thứ nguyên nhà nước quy định, đánh giá theo tính chất quan trọng vật liệu, từ đánh giá tổng quan chất lượng vật liệu -Cơ cấu mác: +Phần chữ: ký tự ngắn gọn, nói lên nguồn gốc, chất, chủng loại vật liệu quy định quốc gia, quốc tế +Phần số: đặc trưng kỹ thuật vật liệu, lấy theo kết thí nghiệm điều kiện tiêu chuẩn tính chất quan trọng vật liệu *Phân biệt: Mác vật liệu Đại lượng khơng thứ ngun Đánh giá tính chất quan trọng vật liệu Gồm phần chữ số Cường độ vật liệu Đại lượng có thứ nguyên (Mpa, kG/cm2,…) Đánh giá cường độ vật liệu Chỉ có phần số CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU GỐM Vật liệu gốm xây dựng? (Khái niệm, phân loại, ưu nhược điểm) *Khái niệm: -Vật liệu gốm sản xuất từ nguyên liệu đất sét, trải qua q trình gia cơng vật lý gia cơng nhiệt -Trong q trình gia cơng nhiệt, đất sét biến đổi hóa lý phù hợp với vật liệu xây dựng *Phân loại: -Theo công dụng: +Gốm xây: gạch đặc, gạch lỗ,… +Gốm lợp: ngói loại,… +Gốm lát: gạch lát nền, lát đường, lát vỉa hè,… +Gốm ốp: ốp tường nhà, ốp cầu thang, ốp trang trí,… +Thiết bị vệ sinh +Cốt liệu bê tông +Vật liệu chịu lửa: gạch samot, đinat -Theo cấu tạo: +Gốm đặc: /0 ≤ 5% gạch lát nền, đường, kênh máng +Gốm rỗng: /0 > 5% gạch xây, ngói,… -Theo phương pháp sản xuất: +Gốm thô: nhiệt độ nung thấp, hạt lớn, công nghệ sản xuất đơn giản +Gốm tinh: nhiệt độ nung cao, hạt mịn, công nghệ sản xuất phức tạp *Ưu nhược điểm: -Ưu điểm: +Độ bền cao, mơi trường ăn mịn +Sản xuất từ ngun liệu địa phương, giá thành khơng cao +Tính thẩm mĩ cao -Nhược điểm: +Là vật liệu giòn LM, nhỏ, va đập +Tương đối nặng +Chỉ chế tạo cấu kiện nhỏ, hạn chế thi công +Tốn nhiên liệu nhiễm mơi trường +Giảm diện tích đất nơng nghiệp Trình bày tính dẻo đất sét? (Khái niệm, nguyên nhân hình thành, phương pháp đánh giá, yếu tố ảnh hưởng) *Khái niệm: -Tính dẻo đất sét tính chất nhào trộn với nước cho hỗn hợp có khả tạo hình dáng tác dụng ngoại lực giữ nguyên hình dáng loại bỏ ngoại lực *Ngun nhân hình thành: -Đất sét có cấu tạo dạng lớp, có khả trao đổi ion hấp phụ nước -Đất sét gặp nước bị hydrat hóa tạo nên lớp nước bao quanh hạt sét -Tính chất lớp nước khác nhau: xa hạt sét trường lực yếu -Màng nước làm cho hạt sét dễ dàng trượt tương tác dụng ngoại lực 10 -Kim loại màu: +Nhẹ: Al, Mg +Nặng: Cu, Sn, hợp kim Dùng cơng trình đặc biệt để chống ăn mịn khí Trình bày ăn mòn kim loại biện pháp bảo vệ? *Ăn mịn kim loại: Do tác dụng hóa học mơi trường lên bề mặt kim loại -Ăn mịn hóa học: Sự phá hủy tác dụng hóa học trực tiếp kim loại môi trường môi trường không điện li, khơng phát sinh dịng điện xảy -Ăn mịn điện hóa: +Là tượng ăn mịn phổ biến, xảy dung dịch điện li, có phát sinh dịng điện kim loại dễ hỏng mơi trường khơng khí, nước, axit, bazo, muối +Kim loại mơi trường điện li: ion môi trường tác dụng ion kim loại ion kim loại bị chuyển vào dung dịch điện li, để lại kim loại điện tử dư thừa tạo điện cực, phát sinh dòng điện, kim loại bị hòa vào dung dịch điện li +Kim loại khơng khí có màng nước mỏng bề mặt, khơng khí có CO2, khí thải tạo dung dịch điện li *Biện pháp bảo vệ: -Sử dụng hợp kim đặc biệt -Cách ly bề mặt với môi trường: sơn phủ, che phủ mặt với chống ăn mòn Sơn polime, phi kim loại, bọc Cr, Ni -Gia cơng nhiệt hóa bề mặt kim loại phủ phân tán mặt kim loại điều kiện nhiệt hóa tạo thành lớp hỗn hợp chống ăn mịn mặt kim loại -Ngoài ra, sử dụng chất cản vào môi trường, tạo màng bảo vệ cho kim loại -Triệt tiêu dòng điện cách dùng dòng xoay chiều tạo thiết bị tiêu điện gắn với kết cấu thép CHƯƠNG 6: CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠ Khái niệm phân loại chất kết dính vơ cơ? Trình bày sơ lược nhóm chất kết dính rắn khơng khí? *Khái niệm: -Là chất kết dính nguồn vơ cơ, trộn với dung mơi thích hợp tạo hỗn hợp tính dẻo, xảy biến đổi hóa lý, tính dẻo đi, hỗn hợp rắn thành dạng đá Trong q trình này, có khả gắn kết hạt rời rạc thành khối thống có cường độ -Dung mơi thích hợp thủy hóa chất kết dính, sinh thành phần hóa -Hỗn hợp có tính dẻo thuận lợi q trình thi cơng tạo hình -Q trình rắn chắc: hịa tan hóa keo tinh thể, kết tinh rắn *Phân loại: -Theo môi trường mà chất kết dính sử dụng tốt: +Rắn khơng khí +Rắn nước +Rắn avtoclav *Chất kết dính rắn khơng khí: -Là chất kết dính vơ sau trộn với dung mơi thích hợp rắn mơi trường khơng khí -Vơi canxi: +Là chất CKDVC có thành phần chủ yếu oxit canxi -Thạch cao: +Thành phần chủ yếu: CaSO4.0,5H2O CaSO4 +Dung môi: H2O + Thạch cao xây dựng: CaSO4.0,5H2O (nung đá thạch cao 100-150oC) Màu trắng, xốp, nhẹ Cường độ thấp: 50-100 kG/cm2 cấu tạo vữa, bê tơng mác thấp trang trí 13 +Thạch cao cường độ cao: CaSO4.0,5H2O (thù hình khác) Cường độ cao hơn: 150-200 kG/cm2 tạo kết cấu chịu lực, cách nhiệt +Thạch cao khan: (xi măng anhydrit) CaSO4 Cường độ cao hơn: 300-400 kG/cm2 sản xuất lát, vữa xây trát đặc biệt -Chất kết dính magie: +Thành phần MgO +Cường độ cao: 400-600 kG/cm2 +Dung mơi: dung dịch MgSO4, MgCl2 (với MgO > 75%) -Thủy tinh lỏng: +Na2O.nSiO2 K2O.nSiO2 +Rắn nhanh, cường độ thấp, bền môi trường axit Tạo vữa, bê tông chịu axit Trình bày sơ lược nhóm chất kết dính rắn nước? -Là CKDVC sau trộn với dung mơi thích hợp rắn sử dụng mơi trường khơng khí lẫn mơi trường nước *Xi măng silicat: (xi măng Pooclang) -Là loại xi măng có thành phần khống với gốc silicat chiếm hàm lượng *Xi măng aluminat: -Là xi măng thành phần khống với gốc aluminat chiếm thành phần -Sản xuất cách nung đá vôi với quặng boxit (giàu Al) -Cường độ tuổi ngày: 500-600 kG/cm2 -Rắn nhanh tạo vữa, bê tông rắn nhanh, chịu nhiệt *Vôi thủy, xi măng La Mã: -Sản xuất cách nung đá Macnơ -Cường độ thấp: R28= 20-100 kG/cm2 cấu tạo vữa, bê tơng mác thấp Ngun liệu q trình sản xuất vơi rắn khơng khí? Các biện pháp nâng cao chất lượng vơi q trình nung? *Ngun liệu q trình sản xuất: -Ngun liệu: +Đá vơi: CaCO3 > 90% Tạp chất sét ≤6% +Nhiên liệu than -Q trình sản xuất: +Khai thác ngun liệu gia cơng học nung +Phản ứng nung vôi: CaCO3 ⇔ CaO + CO2 – 42,52 kCal/mol +Nhận xét: Bắt đầu 600 900 1100oC Phản ứng thu nhiệt: Phân hủy mol CaCO3 (100g) phải dùng 42,52 kCal Là phản ứng bề mặt: bề mặt hạt đá vôi tiếp xúc với nhiệt độ trước xảy phản ứng trước *Biện pháp nâng cao chất lượng trình nung: -Hạn chế phản ứng thuận nghịch: +Thơng gió cưỡng bức: quạt hút, nâng kích thước kênh khí +Thơng gió tự nhiên: gia cơng hạt với kích thước -Tăng nhiệt nung lên 1100oC: phân hủy hết CaCO3 Quá trình rắn vơi rắn khơng khí? Tại vơi khơng rắn môi trường nước, biện pháp khắc phục? *Q trình rắn chắc: -Giai đoạn hịa tan: 14 +Thủy hóa vơi sống: tạo Ca(OH)2, giảm H2O mơi trường bão hịa -Giai đoạn hóa keo: + Ca(OH)2 gặp mơi trường bão hịa tạo hạt keo +Mật độ hạt keo tăng lên -Giai đoạn kết tinh: +Hình thành mạng tinh thể Ca(OH)2 trình chậm, liên kết yếu +Thực phản ứng cacbonat hóa: Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O CaCO3 xen vào mạng tinh thể Ca(OH)2 làm liên kết bền vững Các tiêu đánh giá chất lượng vơi rắn khơng khí? -Độ hoạt tính: đại lượng tính % theo khối lượng CaO có vơi sống -Nhiệt độ tơi, tốc độ tôi: +Nhiệt độ nhiệt độ cao đạt phản ứng vôi tiêu chuẩn +Tốc độ tơi khoảng thời gian (tính phút) kể từ đổ nước vào vôi phản ứng vôi tiêu chuẩn đạt nhiệt độ cao -Sản lượng vơi nhuyễn: thể tích vơi nhuyễn tính lít thu tơi kg vôi sống -Hàm lượng hạt sượng (trong vôi sống): đại lượng tính % khối lượng hạt khơng tơi vôi sống, hạt không hạt sau tơi có kích thước > 0,63 mm Các phương pháp sử dụng vơi xây dựng? Phân tích ưu nhược điểm phương pháp khả ứng dụng nó? -Bột vơi chín: 100% Ca(OH)2 -Vơi nhuyễn: hỗn hợp học khoảng 50% Ca(OH)2 50% H2O làm chất kết dính, trộn vữa, bê tơng vơi -Vôi sữa: hôn hợp học ≥ 50% H2O < 50% Ca(OH)2 sơn phủ, che phủ bề mặt công trình Ưu điểm: An tồn, dễ sử dụng, bảo quản Nhược điểm: Cường độ không cao -Bột vôi sống (nghiền mịn xi măng): Ưu điểm: tác dụng nhiệt thủy hóa, tăng cường độ, đẩy nhanh rắn chắc, hạn chế ảnh hưởng hạt sượng Nhược điểm: bụi, khó bảo quản Khái niệm phân loại xi măng Pooclang? *Khái niệm: -Xi măng Pooclang CKDVC sản xuất từ nguyên liệu đá vơi đất sét, phối hợp thoe tỉ lệ hợp lý, nung tới nhiệt độ nóng chảy (1420-1470oC) thu clanke thành phần silicat canxi Sau đó, nghiền clanke với thạch cao 3-5% thu bột mịn -Thạch cao điều chỉnh thời gian đông kết, rắn xi măng -Ngồi ra, nghiền clanke với phụ gia khoáng: +Phụ gia khoáng hoạt tính: SiO2 vơ định hình cải thiện tính chất xi măng: ổn định thể tích, chống thấm, chống ăn mịn +Phụ gia khoáng trơ: độn mịn hạ giá thành xi măng *Phân loại: -Xi măng Pooclang thường (PC): nghiền clanke với 3-5% thạch cao -Xi măng Pooclang hỗn hợp (PCB): nghiền clanke với 3-5% thạch cao phụ gia khoáng Trình bày sơ lược cơng nghệ sản xuất xi măng Pooclang? (mục đích, biện pháp giai đoạn) -Khai thác ngun liệu: +Đá vơi: nổ mìn +Đất sét: máy xúc 15 -Chuẩn bị phối liệu: +Mục đích: Nghiền mịn nguyên liệu đầu vào Trộn theo tỉ lệ thiết kế +Phương pháp: Phương pháp ướt: nghiền môi trường nước thu bùn lỏng Phương pháp khô: nghiền môi trường khô bụi, tốn lượng, dễ gây cố Phương pháp hỗn hợp -Nung: +Là giai đoạn quan trọng định chất lượng xi măng +Dùng lò đứng lò quay -Nghiền clanke: +Phá vỡ cấu trúc clanke, tăng hoạt tính +Hạt nhỏ tăng tỉ diện tích bề mặt xi măng tăng diện tích tiếp xúc nước hạt xi măng thủy hóa triệt để -Trộn phụ gia đưa vào -Yêu cầu: +Nghiền mịn tốt khó nghiền, tốn lượng nghiền, bụi +Đạt TCVN: sót sàng No009 ≤10% tỉ diện tích bề mặt S≥2800cm2/g Trình bày đặc tính khống vật có xi măng Pooclang? Belit Aluminat tricanxi Alit (C2S) (C3A) (C3S) % khoáng xi măng Tốc độ thủy hóa rắn Tỏa nhiệt Cường độ 45-60% Nhanh 20-30% Chậm 4-12% Nhanh Fero aluminat tetracanxi (C4AF) 10-12% Trung bình Nhiều Cao Rất nhiều Thấp Trung bình Trung bình Độ bền Kém bền mơi trường xâm thực CSH xuất sớm, nhiều, có kết dính, có cường độ Ít Cao, tuổi muộn ngày Bền môi trường xâm thực CSH muộn Kém bền môi trường xâm thực C3AH6 dễ tan Bền mơi trường sunfat C3AH6 Thạch cao sinh ettringit CFHn bền môi trường sunfat Sản phẩm Ca(OH)2 nhiều, dễ hịa tan, dễ rửa trơi, phản ứng với muối axit khác Ca(OH)2 ít, khơng ảnh hưởng chất lượng đá xi măng 10 Trình bày trình rắn xi măng Pooclang? *Giai đoạn hòa tan: -Thủy hóa thành phần khống xi măng tạo khống mới: +Tan: Ca(OH)2, C3AH6 +Khơng tan: CSH -Sản phẩm tăng lên, nước giảm tới môi trường bão hịa 16 *Giai đoạn hóa keo: -Sản phẩm thủy hóa tăng mơi trường bão hịa tạo hạt keo -Hạt keo tăng lên ngưng tụ thành kích thước lớn hỗn hợp tính dẻo, sệt lại *Giai đoạn kết tinh rắn chắc: -Xuất tinh thể hình thành khung kết tinh cấu trúc đá xi măng củng cố cải thiện cường độ phát triển theo thời gian Nhận xét: -Ba giai đoạn ban đầu nối tiếp nhau, sau diễn đồng thời -Giai đoạn hòa tan giai đoạn -Phản ứng hòa tan dừng trình phát triển cường độ dừng lại +Hết xi măng +Hết nước thủy hóa bề mặt +Nhiệt độ < 0oC -Phản ứng thủy hóa phản ứng bề mặt cường độ đá xi măng phát triển theo thời gian tốc độ chậm dần 11 Trình bày tiêu: lượng nước tiêu chuẩn, thời gian đông kết (ninh kết), tính ổn định thể tích xi măng Pooclang? (Khái niệm, phương pháp xác định, yếu tố ảnh hưởng, ý nghĩa) *Lượng nước tiêu chuẩn: -Khái niệm: Lượng nước tiêu chuẩn (biểu thị % khối lượng nước so với khối lượng xi măng nhào trộn) lượng nước cần thiết dùng trộn hồ xi măng để đạt độ dẻo tiêu chuẩn -Phương pháp xác định: Thử dần dụng cụ vica: +Đường kính kim D=10±0,05mm +Khối lượng di động m=300±1g +Thả từ độ cao H=0 +Đạt độ cắm sâu 34±1mm (cách đáy 5-7mm) -Yếu tố ảnh hưởng: +Thành phần khoáng xi măng +Độ mịn xi măng: tỉ diện tích bề mặt tăng N WI tăng +Phụ gia hóa dẻo -Ý nghĩa: Xác định lượng nước nhào trộn cho thí nghiệm đơng kết độ ổn đinh thể tích xi măng *Thời gian đơng kết(ninh kết): -Thời gian bắt đầu ninh kết xi măng khoảng thời gian (tính phút) kể từ đổ nước vào trộn xi măng đến hồ xi măng bắt đầu tính dẻo -Thời gian kết thúc ninh kết xi măng khoảng thời gian (tính phút) kể từ đổ nước vào trộn xi măng đến hồ xi măng hồn tồn tính dẻo -Phương pháp xác định: thử dần dụng cụ vica: +Kim nhỏ d=1,13±0,05mm, l=50mm độ cắm sâu 36±1mm bắt đầu tính dẻo +Kim nhỏ gắn vịng đầu (dvịng=5mm), l=30mm độ cắm sâu 28% -Tuổi thử 28 ngày, với mẫu thử không 15’ @ ? = P: tải trọng phá hoại mức vừa F: diện tích chịu nén -Dựa vào giá trị ? ta lấy giá trị trung bình, sau so sánh giá trị ? so với trung bình 13 Ảnh hưởng độ mịn thành phần khống vật đến tính chất kỹ thuật xi măng Pooclang? *Độ mịn: -Đánh giá lượng sót sàng No009, tỉ diện tích bề mặt -Ảnh hưởng tới tính chất xi măng: Nếu S tăng thì: +Mức độ thủy hóa hạt xi măng tăng L^ tăng +Tốc độ thủy hóa tăng tốc độ phát triển cường độ xi măng tăng +Lượng nước tiêu chuẩn tăng *Thành phần khoáng vật: Xem câu ! 14 Trình bày tượng ăn mịn đá xi măng? (Nguyên nhân, hình thức, biện pháp bảo vệ) *Nguyên nhân: -Chủ yếu thay đổi chất lượng chất mơi trường lên thành phần khống đá xi măng chia nguyên nhân chủ yếu: +Do phân rã thành phần khoáng đá xi măng: hịa tan, rửa trơi Ca(OH)2, C3AH6 18 +Do thực phản ứng trao đổi muối axit khác mơi trường tạo nên khống dễ tan khơng có tính chất kết dính +Do hình thành liên kết gây trương nở thể tích, nứt kết cấu đá xi măng *Hình thức: -Ăn mịn hịa tan -Ăn mòn cacbonic -Ăn mòn axit -Ăn mòn manhe -Ăn mòn phân khống nitrat amon -Ăn mịn sunfat -Ăn mịn chất hữu -Ăn mòn kiềm *Biện pháp bảo vệ: -Thay đổi thành phần khoáng đá xi măng: Giảm Ca(OH)2, C3AH6 -Thay đổi thành phần khoáng xi măng: giảm C3S, C3A C3S giảm L^ giảm C3A giảm chậm đông kết rắn -Sử dụng phụ gia khống hoạt tính: SiO2 vơ định hình SiO2(vđh)+ Ca(OH)2 + H2O CSH -Tăng độ đặc kết cấu đá xi măng: +Nâng cao chất lượng trình tạo hình +Cấp phối vật liệu hợp lý: lượng nước nhào trộn ít, lượng dùng xi măng hợp lý +Đảm bảo chất lượng trình bảo dưỡng hợp lý +Sử dụng phụ gia hóa dẻo: giảm nước nhào trộn L^ tăng; làm mềm bê tông cường độ cao -Sơn phủ, che phủ bề mặt kết cấu chống thấm, chống ăn mòn, với số kết cấu đặc biệt tiến hành bọc gốm, bọc kim loại CHƯƠNG 7: BÊ TÔNG XI MĂNG Trình bày bê tơng dùng chất kết dính vô cơ? (Khái niệm, ưu nhược điểm, phân loại) *Khái niệm: -Bê tông loại vật liệu đá nhân tạo, nhận cách đổ khuôn làm rắn hỗn hợp hợp lí chất kết dính, nước, cốt liệu phụ gia có *Ưu nhược điểm: -Ưu điểm: +Cường độ nén tương đối cao, cấu tạo nhiều mác theo cường độ chịu nén +Cấu tạo hình dáng kết cấu phức tạp +Làm việc tốt với cốt thép tăng L , LM +Cấu tạo từ vật liệu địa phương, giá không cao +Cấu tạo kết cấu kích thước lớn đẩy nhanh tốc độ thi cơng +Tuổi thọ cao mơi trường làm việc bình thường -Nhược điểm: +Bê tông chịu lực: lớn 1800-2500 kg/m3 cách nhiệt, cách âm tốt hệ số phẩm chất không cao +Kém bền điều kiện ăn mòn suy giảm 30-50% khả chịu lực vòng năm điều kiện ăn mịn +Vật liệu giịn, chịu kéo uốn khơng tốt sử dụng bê tông cốt thép khắc phục 19 *Phân loại: -Theo cường độ thể tích: +Bê tơng đặc biệt nặng: =2500kg/m3 +Bê tông nặng: =1800-2500kg/m3 +Bê tông nhẹ: =500-1800kg/m3 +Bê tông đặc biệt nhẹ: 4 *Phụ gia: -Sử dụng để cải thiện tính chất bê tơng -u cầu chung: +Khơng ảnh hưởng có hại q mức cho phép tính chất khác +Trộn đồng bê tông -Một số loại phụ gia: +Phụ gia rắn nhanh: Mục đích: đẩy nhanh q trình rắn bê tơng Nhược điểm: Gốc điện li mạnh (Cl-) ăn mịn điện hóa mạnh điều kiện nóng ẩm Giúp bê tơng đạt cường độ tuổi sớm ngày, cường độ tuổi lâu dài bê tơng phát triển bình thường +Phụ gia hóa dẻo: Phụ gia tăng dẻo: giữ nguyên tính dẻo, N giảm 5-10% Phụ gia siêu dẻo: giữ nguyên tính dẻo, N giảm 30-40% +Phụ gia khống hoạt tính: (SiO2 vơ định hình) cải thiện sơ tính chất bê tơng: Ổn định thể tích Chống thấm, chống ăn mịn tăng +Phụ gia khống trơ: Đóng vài trị vi cốt liệu, điền đầy khoảng trống hạt cốt liệu, tăng đặc chắc, X giảm Tăng nhám ráp thành lỗ rỗng, tăng chống thấm Ảnh hưởng phụ gia khoáng, phụ gia dẻo? Xem câu !!! Liên kết cốt liệu đá xi măng bị ảnh hưởng yếu tố nào? Trình bày cốt liệu sử dụng để chế tạo bê tông? Các tiêu đánh giá độ lớn cốt liệu? *Cốt liệu sử dụng chế tạo bê tông: -Khái niệm: loại hạt rời d=0,14-150mm 21 -Phân loại: +Theo kích thước: Cốt liệu nhỏ: d=0,14-5mm (chia cấp) Cốt liệu lớn: d=5-150mm (chia cấp) +Theo nguồn gốc: Tự nhiên: sỏi, cát Nhân tạo: đá dăm gia cơng đầm nghiền nhám ráp, nhiều góc cạnh -Tính chất chung: +Tính chất bề mặt: khả liên kết đá xi măng cốt liệu tạo nên cường độ bê tông Hạt nhám ráp S tăng tăng tiếp xúc đá xi măng, giảm nước thấm ướt cốt liệu, giảm nước trì tính dẻo, tăng ma sát khơ hạt cốt liệu Hạt trơn nhẵn tính dẻo tăng, cường độ bê tơng giảm +Hình dạng hạt cốt liệu: Hình cầu, oval cho tính chất bê tơng tốt hạt thoi dẹt Chịu lực tăng, cường độ bê tông tăng dịch chuyển dễ dàng hỗn hợp, tính dẻo tăng -Cấp phối hạt: +Hỗn hợp cốt liệu sử dụng bê tơng có hay nhiều cấp hạt, hạt cốt liệu xếp xen kẽ nhau, hạt nhỏ xen kẽ khoảng trống hạt lớn, xếp định độ ổn định khung cốt liệu +Cấp phối hạt biểu thị đường kính trung bình cấp hạt hàm lượng % theo khối lượng cấp hạt +Cấp phối hạt hợp lý cấp phối hạt cho độ rộng hạt nhỏ, lượng dùng xi măng đặc đảm bảo, đáp ứng tính dẻo hỗn hợp bê tơng với thi cơng +Phân loại: Liên tục: tỉ lệ đường kính trung bình hai cấp hạt liền kề dễ sử dụng, tính dẻo tốt hơn, độ rỗng hạt cốt liệu chưa nhỏ Gián đoạn: tỉ lệ đường kính trung bình hai cấp hạt liền kề 4-10 độ rỗng hạt cốt liệu nhỏ hơn, tính dẻo *Chỉ tiêu đánh giá: -Cốt liệu nhỏ: +Thành phần hạt: Lượng sót riêng biệt: Lượng sót tích lũy: b = b ,e cb = d b +Độ lớn hạt: Mô đun độ lớn hạt: f= ∑ ∗ % b (%) ,e , h cb Đường kính trung bình Tỉ diện tích bề mặt S Lượng nước yêu cầu NOI 22 -Cốt liệu lớn: +Thành phần hạt: Lượng sót riêng biệt: b = Lượng sót tích lũy: b C i cb = d b ∗ % b (%) +jFk^ đường kính mắt sàng cỡ sàng có lượng sót tích lũy 90% gần 90% +Quy định jFk^ : m jFk^ < kích thước nhỏ n m jFk^ < kích thước nhỏ với kết cấu mỏng o n jFk^ < khoảng cách cốt thép liền kề p jFk^ qN OI tăng C Đ thêm 5% -Độ cứng: nhớt kế Vebe *Các yếu tố ảnh hưởng: -Lượng nước nhào trộn: +N tăng thể tích hồ xi măng tăng hạt cốt liệu bọc dày, không trực tiếp tiếp xúc cốt liệu, ma sát khô giảm, tăng dẻo (SN tăng) +Nước thừa hỗn hợp bê tông không đảm bảo tính đồng nhất, liên kết hạt cốt liệu -Lượng dùng, loại, tính chất xi măng: +X tăng thể tích hồ xi măng tăng cốt liệu bọc dày, khơng tiếp xúc trực tiếp, ma sát khô giảm, dẻo tăng +Độ mịn xi măng tăng S tăng SN giảm -Cốt liệu: +Cỡ hạt lớn S giảm SN tăng +Cỡ hạt q lớn trọng lượng lớn, ì, khó di chuyển SN giảm +Tính chất bề mặt: SN(nhám ráp) < SN(trơn nhẵn) +Hình dạng hạt: SN(trịn, oval) > SN(thoi dẹt) +Hàm lượng C tổng cốt liệu (hệ số ngậm cát) s G = s+Đ Tối ưu: 0,35R1 R1=R2 X2 2,5, tra A1 u u dấu “+“ ≤ 2,5, tra A -Giả thiết dấu “-“ tìm v so sánh -Tính X *Bước 4: Xác định lượng dùng cốt liệu lớn (Đ) Đ= đ ∗y Đ v + Đ ( z) 24 {: tra bảng 13 *Bước 5: Xác định lượng dùng cốt liệu nhỏ (C) w Đ s=| −} + + x~• ∗ G Chú ý: Đ (kg/l) G ( z) 11 Cách điều chỉnh cấp phối bê tơng? *Khi vật liệu có ẩm: X’=X C’= CW=C*(1+0,01*WC) Đ’= ĐW=Đ*(1+0,01*WĐ) N=N-0,01*( WC*C+WĐ*Đ) *Thay đổi lượng dùng vật liệu: Tính cấp phối (quy 1000L): 55 = w55 w= s= Đ= x= w + w55 55 s55 55 Đ55 55 x55 55 s55 ∗ s + Đ55 Đ + x55 ( z) ∗ ( z) ∗ ( z) ∗ ( z) CHƯƠNG 8: VỮA XÂY DỰNG Vữa xây dựng? (Khái niệm, phân loại vật liệu chế tạo) *Khái niệm: -Là hỗn hợp chất kết dính, cốt liệu nhỏ, dung mơi phụ gia có, nhào trộn theo tỷ lệ hợp lý, rắn lại *Phân loại: -Theo dạng chất kết dính: +Vữa xi măng +Vữa vơi +Vữa thạch cao +Vữa hỗn hợp -Theo khối lượng thể tích: < 1500 €•/!n +Vữa nhẹ: +Vữa nặng: > 1500 €•/!n -Theo cơng dụng: +Xây +Trát +Chèn mối nối +Đặc biệt *Vật liệu chế tạo: -Chất kết dính (và dung mơi) -Cốt liệu nhỏ -Phụ gia (nếu có) 25 So sánh vữa bê tơng (nguyên vật liệu sử dụng, tính chất kỹ thuật, mục đích sử dụng)? Cường độ vữa xây dựng? Sự khác vữa xây đặc xây xốp? -Cường độ chịu nén vữa xác định thí nghiệm mẫu vữa hình khối cạnh 7,07 cm tiêu chuẩn -Khn đúc thép: +Có đáy tương ứng khơng hút nước +Khơng đáy, lót giấy ẩm tương ứng hút nước -Cường độ vữa xi măng: +Trên không hút nước: w ? i = , h ∗ ?w ∗ ( − , C) x +Trên hút nước: ? i = ∗ ?w ∗ (w − , e) + h K: hệ số phụ thuộc vào chất lượng cát Cát lớn K=2,2 Cát trung bình K=1,8 Cát nhỏ K=1,4 CHƯƠNG 9: VẬT LIỆU GỖ Khái niệm, ưu nhược điểm vật liệu gỗ? *Khái niệm: -Gỗ vật liệu thiên nhiên sử dụng rộng rãi xây dựng sinh hoạt *Ưu điểm: -Nhẹ, cường độ tương đối cao -Cách nhiệt, cách âm, cách điện tốt -Dễ gia công -Vân gỗ có giá trị thẩm mĩ *Nhược điểm: -Cấu tạo tính chất lý khơng đồng nhất, khác với loại gỗ, cây, phần -Dễ hút nhả nước làm sản phẩm bị biến đổi thể tích, cong vênh, nứt tách -Dễ bị sâu nấm, mục mối phá hoại, dễ cháy -Có nhiều khuyết tật làm giảm khả chịu lực gia cơng chế biến khó khăn Vật liệu gỗ xây dựng? Cấu tạo gỗ (cấu tạo vĩ mô)? -Cấu tạo vĩ mô: +Vỏ: bảo vệ gỗ khỏi tác dụng học, gồm lớp (tế bào chết) lớp libe bên +Libe: lớp tế bào mỏng vỏ, chức truyền dự trữ thức ăn nuôi +Lớp hình thành: lớp tế bào mỏng có khả sinh trưởng để sinh vỏ vào phía để sinh gỗ +Lớp gỗ bìa (giác): màu nhạt, chứa nhiều nước, dễ mục nát, mềm có cường độ thấp +Lớp gỗ lõi (tủy cây): nằm trung tâm, phần mềm nhất, dễ mục nát Các loại nước vật liệu gỗ? -Nước nằm gỗ có dạng: +Nước mao quản (tự do): nằm ruột tế bào, khoản trống tế bào bên ống dẫn +Nước hấp phụ: nằm vỏ tế bào khoảng trống tế bào +Nước liên kết hóa học: nằm thành phần hóa học chất tạo gỗ 26 CHƯƠNG 10: CHẤT KẾT DÍNH HỮU CƠ Chất kết dính hữu cơ? (Khái niệm, phân loại) Trình bày thành phần nhóm chất bitum dầu mỏ? Tính quánh, tính dẻo, tính ổn định nhiệt, tính lão hóa bitum dầu mỏ? (khái niệm, phương pháp xác định, yếu tố ảnh hưởng) 27 ... nhiệt: Vật liệu độ rỗng lớn Lỗ rỗng kín, kích thước nhỏ, phân bố %= − ∗ ∗ % % Các dạng nước vật liệu xây dựng ảnh hưởng tới tính chất vật liệu xây dựng? *Nước hóa học: -Tham gia thành phần vật liệu, ... phần vật liệu -Tách khỏi vật liệu nhiệt độ >450oC -Mất nước hóa học, tính chất vật liệu thay đổi lớn *Nước hấp phụ: (nước hóa lý) -Là phần tử nước bề mặt rắn vật liệu, liên kết vật liệu lực vật. .. loại 13 Các hình thức truyền nhiệt qua vật liệu? 14 Tính dẫn nhiệt vật liệu xây dựng? Nguyên lý chế tạo vật liệu cách nhiệt? 15 Nhiệt dung vật liệu xây dựng? (Khái niệm, công thức xác định, yếu