Chương 1 NHỮNG TÍNH CHẤT CHỦ yếu của vật liệu xây DỰNG

+ Thể tích mẫu vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc V a : đ ối với vật liệu hoàn toàn đặc kim loại, thuỷ tinh … : Vật liệu được được gia công  mẫu có kớch thước hỡnh học xác định  đo k

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THễNG VẬN TẢI

VIệN KHOA HọC Và CÔNG NGHệ XÂY DựNG GIAO THÔNG

bộ môn vật liệu xây dựng

Nguyễn Ngọc Lân

Chương 1

NHỮNG TÍNH CHẤT CHỦ YẾU CỦA VẬT LiỆU XÂY DỰNG

Essential properties of construction materials

C¸c nhãm tÝnh chÊt c¬ b¶n cña

1 CÁC THễNG SỐ TRẠNG THÁI VÀ ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU

1.1 Khối lượng riêng ()

- Khái niệm: khối lượng riêng là khối lượng của một đơn vị thể tích vật

liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc

m





+ Thể tích mẫu vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc (V a ):

 đ ối với vật liệu hoàn toàn đặc (kim loại, thuỷ tinh … ): Vật liệu được

được gia công  mẫu có kớch thước hỡnh học xác định  đo kích thước và

sử dụng các công thức toán học  Va

 đ ối với những loại vật liệu rỗng (đá, gạch, bêtông, cát … ): nghiền nhỏ

d = 0,2 mm  qua sàng 0,15 mm; sử dụng bỡnh Le Chatelier Va

dV

m

m1  2





Bả ng 1.1: Khối lượng riêng của một số loại vật liệu

 Phân biệt những loại vật liệu có hỡnh dáng bên ngoài giống nhau;

 Tính toán độ đặc, độ rỗng của vật liệu;

 Tính toán thành phần các vật liệu hỗn hợp

 đối với mẫu có kích thước hỡnh học xỏc định:

+ Khối lượng (m): sấy to=1105oC  làm nguội  cân xác định m;+ Thể tích (Vo): đo và sử dụng các công thức toán học

 đối với mẫu VL không có kích thước hỡnh học xỏc định:

+ Khối lượng (m): sấy to=1105oC  làm nguội  cân xác định m;+ Thể tích (Vo): mẫu được bọc parafin; sử dụng ống đong thể tích

;

p

V V

1





93 , 0

1

2 m m

 đối với nhóm vật liệu dạng hạt rời rạc (cát, sỏi, đá dam…): sử dụng ca

đong thể tích

nm

) (

2 3

2 1

V V

C¸c lo¹i lç rçng:

 Lç rçng kÝn;

 Lç rçng hë

2 Các tính chất vật lý liên quan đến nước

 điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất…);

 Bản chất vật liệu và đặc trưng cấu trúc các lỗ rỗng;

- ảnh hưởng của độ ẩm đến các tính chất của vật liệu:

m m

n p

m

m m

m

m H

H

n

k w

v





n n

k

k

k w

n

k w

p

v

V m m

m m

V

m m

.

100

.

p n

- Phương pháp xác định: mẫu được sấy khô  ngâm trong nước

(to=205oC; p= 1 at) đến khi khối lượng chênh lệch nhỏ (0.2%)  vớtmẫu ra lau khụ và cân

- ý nghĩa: độ hút nước phụ thuộc vào độ rỗng và tính chất lỗ rỗng sơ bộ đánh giá được mức độ truyền nhiệt và các tính chất khác của vậtliệu

- Các yếu tố ảnh hưởng:

 độ rỗng của vật liệu;

 Cấu trúc lỗ rỗng của vật liệu

2.3 độ bão hoà nước

- Khái niệm: là độ hút nước lớn nhất của vật liệu

 độ bão hoà nước tính theo khối lượng: Hpmax;

 độ bão hoà nước tính theo thể tích: Hvmax

- Phương pháp xác định:

 Phương pháp gia nhiệt: sấy khô mẫu  cân  đun trong nước

sôi 4 giờ  vớt mẫu ra  cân

 Phương pháp áp suất: sấy khô mẫu  cân  ngâm mẫu trong

nước và hạ áp suất (20 mmHg) đến khi không xuất hiện bọt khí

 vớt mẫu ra và cân xác định lượng nước có trong vật liệu

- Hệ số bão hoà (C bh ):

H V

V

r

bh n

bh  

2.4 Hệ số mềm

- Là chỉ tiêu đặc trưng cho mức độ bền nước của vật liệu và được tínhtheo công thức sau:

trong đó:

Rbh- cường độ vật liệu ở trạng thái bão hoà nước, MPa;

R - cường độ vật liệu ở trạng thái khô, MPa

Hệ số mềm(Km) được dùng để phân loại vật liệu xây dựng theo tínhbền nước đối với nhưng loại vật liệu có Km > 0.75 thi vật liệu đó đượcgọi là bền nước

2.5 Tính thấm nước

- Khái niệm: là tính chất để cho nước thấm qua chiều dày vật liệu khigiưa hai bề mặt vật liệu có chênh lệch áp suất thủy tĩnh và được đánhgiá bằng hệ số thấm (Kth) tính toán theo công thức sau:

R

R

Km  bh

), / (

, ).

(

.

2 1

h

m t P P

S

a V





trong đó:

Vn - thể tích nước thấm qua khối vật liệu,m3;

a - chiều dày khối vật liệu, m;

S - diện tích khối vật liệu mà nước thấm qua,m3;

P1, P2 - áp suất thuỷ tĩnh hai bề mặt khối vật liệu, mmHg;

t - thời gian nước thấm qua khối vật liệu, h

- ý nghĩa: đặc trưng cho mức độ ổn định của vật liệu khi độ ẩm thay

đổi

- Một số yếu tố ảnh hưởng:

 độ ẩm của môi trường;

 đặc trưng cấu trúc lỗ rỗng của vật liệu

m

mm l

l

/ ,

3 CÁC TÍNH CHẤT VẬT Lí LIấN QUAN ĐẾN NHIỆT

3.1 Tính truyền nhiệt

- Khái nhiệm: là tính chất để cho nhiệt chuyền qua chiều dày khối vậtliệu từ phía mặt có nhiệt độ cao sang mặt có nhiệt độ thấp

trong đó:

F - diện tích bề mặt của tấm vật liệu truyền nhiệt, m;

t1,t2 - nhiệt độ bề mặt tấm vật liệu ở phía có nhiệt độ cao và phía cónhiệt độ thấp, oC;

a - chiều dày tấm vật liệu, m;

z - thời gian truyền nhiệt, h;

 - hệ số tryền nhiệt của vật liệu Nó được dùng để đánh giá mức

độ truyền nhiệt của vật liệu và được tính theo công thức sau:

-  phụ thuộc vào:

+ độ rỗng, cấu trúc lỗ rỗng;

+ độ ẩm và nhiệt độ củabản thân

vật liệu đó

kCal a

z t t

F

Q   . ( 2  1). ,

h C m

kCal z

t t F

a

Q

/

, ).

3.2 Nhiệt dung và nhiệt dung riêng

- Nhiệt dung (Q): là nhiệt lượng vật liệu thu vào hoặc toả ra khi nungnóng hoặc làm nguội

trong đó:

m - khối lượng mẫu vật liệu, kg;

t1,t2 - nhiệt độ vật liệu trước và sau khi nung nóng, oC;

C - nhiệt dung riêng của vật liệu

- Nhiệt dung riêng (C):

Nếu vật liệu là hỗn hợp của nhiều vật liệu thành phần:

m1, m2,…,mn - khối lượng của vật liệu thành phần, kg;

C1, C2,…Cn - nhiệt dung riêng của các vật liệu thành phần, kCal/kg

kCal t

t m C

Q  ( 2  1),

C kg

kCal t

t m

Q

) ( 2  1



n

n n hh

m m

m

m C m

C m

C C

2 1

2 2 1

1

3.3 Tính chống cháy và tính chịu lửa

- Tính chống cháy: là khả năng của vật liệu chịu được tác dụng của ngọnlửa trong một thời gian nhất định Dựa vào tính chống cháy có thể chiavật liệu thành 3 nhóm:

 Nhóm vật liệu không cháy;

 Nhóm vật liệu khó cháy;

 Nhóm vật liệu dễ cháy.

-Tính chịu lửa: là tính chất của vật liệu chịu được tác dụng lâu dài củanhiệt độ cao mà không bị cháy và biến hinh Dựa vào tính chịu lửa, vậtliệu được chia thành ba nhóm:

 Vật liệu chịu lửa;

 Vật liệu khó cháy;

 Vật liệu dễ cháy.

Thank you!