de cuong on tap vat lieu xay dung p2 3215

Từ đó rút ra nguyên lý chế tạo của vật liệu cách nhiệt dùng trong xây dựng?. - Kính xây dựng và trang trí luôn trong suốt, màu sắc không bị phai giữ cho bề mặt công trình không thay đổi,

Đề cương vật liệu xây dựng p2 1

Đề Cương Ôn Tập Vật Liệu Xây Dựng

Câu hỏi tự soạn:

Câu 1: Trình bày khái niệm thủy tinh và vật liệu kính xây dựng? Ưu và nhược điểm của thủy tinh? Công dụng của thủy tinh?

Câu 2: Trình bày các tính chất kỹ thuật của thủy tinh?

Câu 3: Nguyên liệu và nguyên tắc sản xuất thủy tinh xây dựng?

Câu 4:Khái niệm vật liệu cách nhiệt, nguyên tắc chế tạo, ưu nhược điểm của vật liệu cách nhiệt?

Câu 5: Tính chất kỹ thuật của vật liệu cách nhiệt? Tính chất nào quan trọng nhất? Tại sao?Câu 6: Phân tích ảnh hưởng của cấu trúc đến cách nhiệt? Tại sao cách nhiệt kèm theo chống thấm?

Câu 7: Trình bày khái niệm, đặc tính và phân loại chất kết dính vô cơ?

Câu 8: Trình bày các tính chất kỹ thuật của Bitum dầu mỏ?

Câu 9: Trình bày khái niệm và phân loại bê tông dùng chất kết dính vô cơ?

Câu 10: Vật liệu chế tạo bê tông asphalt?

Câu 11: Trình bày các tính chất của bê tông asphan?

Theo câu hỏi lớp x1

Câu 1: Thủy tinh xây dựng là gì? Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất kính xây dựng? Các tính chất của kính dùng trong xây dưng?

Câu 2: Trình bày ảnh hưởng của cấu trúc và cấu tạo của vật liệu cách nhiệt? Từ đó rút ra nguyên lý chế tạo của vật liệu cách nhiệt dùng trong xây dựng?

Câu 3: Để thi công các công trình cách nhiệt cần quan tâm đến tính chất nào?

Câu 4: Cho ví dụ về 1 vài loại vật liệu kính xây dựng và vật liệu cách nhiệt?

Câu 5: Thành phần nhóm của Bitum dầu mỏ , ảnh hưởng của thành phần các nhóm tới tính chất của Bitum?

Câu 6: Các tính chất của bitum dầu mỏ xây dựng đường, yếu tố ảnh hưởng?

Câu 7: Tính chất cơ bản của bê-tông atphan?

Đề cương vật liệu xây dựng p2 2

Câu 8: Bê tông atphan là gì? Vật liệu chế tạo be tông at phan ?

*Ưu điểm :

- Kính trong suốt → lấy ánh sáng tự nhiên → tiết kiệm năng lượng

- Chế tác nhiều loại có hình dạng, kích thước khác nhau phù hợp cho việc thi công

- Có tính trang trí cao, tạo không gian kiến trúc sang trọng

- Khối lượng thể tích nhỏ, độ bền cao, cách nhiệt cách âm tốt

* Nhược điểm : thủy tinh giòn, dễ vỡ Bằng các biện pháp nhiệt, hóa, người ta làm bền thủy tinh và tăng độ bền uốn đến giá trị 100÷200kG/cm2 → là loại thủy tinh an toàn dùng trong xe ô tô, máy bay

*Công dụng:

- Kính làm tường, cửa sổ, mái nhà

- Kính còn được dùng làm hàng rào và dùng làm chất liệu trang trí cửa sổ

- Kính xây dựng và trang trí luôn trong suốt, màu sắc không bị phai giữ cho bề mặt công trình

không thay đổi, khi chỉ cần lau chùi vệ sinh

Câu 2: Trình bày các tính chất kỹ thuật của thủy tinh?

 Khối lượng riêng của thuỷ tinh xây dựng là 2,5 g/cm3 Các loại thuỷ tinh đặc biệt từ 2,2÷6,0g/cm3

 Khối lượng thể tích là 2400÷2600kg/m3 (loại đặc); loại rỗng có khối lượng thể tích nhiều khi nhỏ hơn nước

Đề cương vật liệu xây dựng p2 3

 Tính chất cơ học: Độ bền nén dao động từ 3000 ÷ 12000 kG/cm , Độ bền kéo và uốn xấp

xỉ nhau, thường nhỏ hơn bền nén khoảng 10 ÷ 15 lần Độ cứng của thủy tinh dao động từ

5 ÷ 7 theo thang Morh

 Tính chất nhiệt của thủy tinh: Thủy tinh là loại vật liệu dẫn nhiệt rất kém, độ dẫn nhiệt trong khoảng 0,0017÷ 0,0032Cal/cm.s.oC ở nhiệt độ thường Hệ số dãn nở nhiệt phụ thuộc vào thành phần hóa, Thủy tinh thạch anh có hệ số dãn nở nhiệt thấp nhất α = 5,8.10-7/oC

Độ chịu nhiệt của thủy tinh cũng có thể dùng hệ số K xác định bằng biểu thức :

C – Nhiệt dunh riêng (kCal/kg.oC)

 Tính chất điện của thủy tinh:

- Độ dẫn điện: Ở nhiệt độ phòng điện trở riêng của thủy tinh vào khoẳng 1015Ωcm Khi chảy lỏng nó giảm xuống còn 10÷102 Ωcm

- Hằng số điện môi: Thủy tinh có hằng số điện môi lớn nên có thể dùng làm chất điện môi trong các tụ điện

 Tính chất quang học của thủy tinh:

- Chiết suất và độ tán sắc: Chiết suất của một chất được định nghĩa là tỉ số giữa tốc độ ánh sáng trong chân không (C) và tốc độ trong suốt (v) : n = C/v Độ lớn của n phụ thuộc vào loại bước sóng ánh sáng ( n=A+B/λ2 ) và vào nhiệt độ

- Sự phản xạ ánh sáng: Sự phản xạ ánh sáng của thủy tinh được đặc trưng bằng hệ số phản xạ

R Đó là tỉ số giữa cường độ ánh sáng phản xạ I trên bề mặt thủy tinh với cường độ ánh sáng

Đề cương vật liệu xây dựng p2 4

-Sự hấp thụ ánh sáng của thủy tinh: Thủy tinh hấp thụ ánh sáng có chọn lọc nên có những màu sắc khác nhau Đặc trưng cho sự hấp thụ ánh sáng là hệ số thấu quang T và hệ số hấp phụ Kλ

100%

Trong đó : Iq – Cường độ ánh sáng qua mẫu thử

Io – cường độ ánh sáng tới mẫu thử

T và Kλ liên hệ với nhau qua biểu thức :

d- chiều dày mẫu

trong thủy tinh màu, Kλ tỉ lệ với nồng độ chất gây màu C có trong thủy tinh :

Câu 3: Nguyên liệu và nguyên tắc sản xuất thủy tinh xây dựng?

 Nguyên liệu chính là thạch anh SiO2, sô đa Na2CO3, đá vôi, Na2SO4…

Các công đoạn sản xuất:

 Gia công nguyên liệu và chuẩn bị phối liệu

 Công đoạn chính là nấu thuỷ tinh tới nhiệt độ 1500÷1600oC tạo sự đồng nhất, độ trong

 Công đoạn tạo hình bằng các phương pháp: kéo tạo tấm, rót, cán, ép, thổi

 Công đoạn làm quá lạnh đến 200-3000C, Độ dẻo của khối thuỷ tinh phụ thuộc vào thành phần hoá học của nó

Câu 4:Khái niệm vật liệu cách nhiệt, nguyên tắc chế tạo, ưu nhược điểm của vật liệu cách nhiệt?

 Khái niệm: Vật liệu cách nhiệt (VLCN) là vật liệu có hệ số dẫn nhiệt không lớn hơn 0,157 W/m.0C và được dùng để bảo vệ cho nhà, các thiết bị công nghệ, ống dẫn và máy lạnh công nghiệp

 Ưu điểm: +Tiết kiệm nhiên liệu, giảm tổn thất nhiệt và tăng cường các quá trình công nghệgiảm chi phí cho nhiên liệu

- Nhẹ, cho phép nâng cao mức độ cơ giới công tác xây dựng, đồng thời giảm giá thành công

Đề cương vật liệu xây dựng p2 5

trình do việc giảm nhẹ trọng lượng kết cấugiảm giá thành công trình

- Ngoài ra còn có khả năng trang trí

 Nhược điểm: Dễ cháy và dễ bắt lửa, khả năng chịu nhiệt độ cao thấp, độ hút ẩm cao…

 Nguyên tắc chế tạo: Chuẩn bị nguyên liệu và phối liệu tạo hình gia công(lắp ghép)

- Tạo rỗng ( cho nhiều nước, tạo khí: cho bột nhôm hay các chất - các bônát tạo CO2, NH3, H2 ) tạo bọt: từ keo nhựa thông hay các chất tạo bọt

- Tạo bộ khung nhẹ: khung sợi, sợi bông , vải, bông thuỷ tinh

- Tạo khối từ các hạt nhẹ: sỏi keramzit, sỏi núi lửa

 Cường độ chịu nén

Cường độ chịu nén của VNCN không lớn (0,2 ÷ 2,5Mpa) Cường độ chịu uốn là cường độ chủ yếu của vật liệu dạng sợi (đối với vật liệu vô cơ 0,15÷0,5Mpa, đối với tấm sợi gỗ: 0,4÷2MPa)

 Độ hút nước

Độ hút nước không những làm giảm tính cách nhiệt của vật liệu xốp mà còn làm giảm cường độ

và tuổi thọ của nó Vật liệu có lỗ rỗng kín, thí dụ thuỷ tinh bọt, có độ hút nước nhỏ Để giảm độ hút nước người ta thường sử dụng phụ gia kị nước

 Tính thấm hơi và thấm khí

Tính thấm hơi và thấm khí của VLCN phải được tính đến khi sử dụng chúng trong kết cấu bao che Việc cách nhiệt không hạn chế sự trao đổi khí của nhà ở với môi trường xung quanh, qua tường ngoài của nhà

 Tính chịu lửa

Tính chịu lửa liên quan đến độ chống cháy của vật liệu có nghĩa là khả năng bắt lửa và cháy Vật liệu dễ cháy chỉ có thể sử dụng khi dùng các biện pháp bảo vệ cháy Tính chất cháy của vật liệu được xác định dưới sự tác dụng của nhiệt độ 800÷850oC và giữ trong thời gian 20 phút

 Tính bền hoá và bền sinh vật

Vật liệu cách nhiệt xốp dễ bị khí và hơi xâm thực trong môi trường xung quanh thấm vào Vì vậy chất kết dính (keo, tinh bột) và VLCN hữu cơ cần phải có độ bền sinh vật, có nghĩa là có khả năng chống sự tác dụng của nấm mốc và các côn trùng

Đề cương vật liệu xây dựng p2 6

Tính dẫn nhiệt là quan trọng nhất, bởi mục đích chủ yếu là để cách nhiệt, bởi vậy cần phải quan tâm đến tính dẫn nhiệt trước tiên

Câu 6: Phân tích ảnh hưởng của cấu trúc đến cách nhiệt? Tại sao cách nhiệt kèm theo chống thấm?

 Khả năng cách nhiệt của VL phụ thuộc vào độ rỗng (Vr, %), kích thước lỗ rỗng, độ kín của lỗ rỗng, mật độ đóng kín của lỗ rỗng Ngoài ra còn phụ thuộc vào độ ẩm và độ dày của lớp không khí và hơi nước có trong lỗ rỗng

t

      d

 : Phụ thuộc bản chất VL, độ đồng nhất, liên tục của VL

dl

 : Xuất hiện khi có chất lỏng, khí và có sự chênh lệch áp suất

bx

 : Phụ thuộc nguồn nhiệt

Để tăng độ cách nhiệt trong công nghệ VLCN người ta cố gắng tạo rỗng cho VL có dạng lỗ tổ ong nhỏ, lớp khí mỏng nằm giữa các lớp sợi

Phụ thuộc tỉ lệ giữa thể tích không khí trong các lỗ rỗng kín và thể tích chất rắn trong 1 đơn



vị thể tích VL

- Lớp chất rắn bọc các túi khí càng mỏng thì VL cách nhiệt càng tốt

- VL xốp, có khối lượng thể tích rất nhỏ và có thể tích khí rất lớn, và vai trò của chất rắn

trong sự truyền nhiệt trở thành ko đáng kể  Hệ số dẫn nhiệt xấp xỉ hệ số dẫn nhiệt của không khí

 Cách nhiệt phải đi kèm với chống thấm vì: Vật liệu cách nhiệt là những vật liệu có độ rỗng lớn cách nhiệt chủ yếu do lớp không khí trong lỗ rỗng nếu không chống thấm, nước có thể thấm vào những lỗ rỗng này làm mất khả năng cách nhiệt của vật liệu

Câu 7: Trình bày khái niệm, đặc tính và phân loại chất kết dính vô cơ?

 Khái niệm: Chất kết dính hữu cơ là chất kết dính có thành phần là những hợp chất hữu cơ có phân tử lượng tương đối cao, tồn tại ở thể rắn, dẻo hay lỏng(Bitum, gudong, nhũ tương ), có khả năng trộn lẫn và dính bám với vật liệu khoáng

 Chất kết dính hữu cơ có những đặc tính xây dựng chủ yếu sau:

 Là chất kết dính nên có thể liên kết các vật liệu khoáng rời rạc với nhau

 Khó tan trong môi trường nước, có tính ngăn nước → làm vật liệu chống thấm

 Khó tan trong các acid vô cơ

 Dễ tan trong các dung môi hữu cơ như dầu mỏ, benzen

 Nhạy cảm với nhiệt độ

Đề cương vật liệu xây dựng p2 7

 Guđrông: là hỗn hợp của các hydrocacbua thơm và một số phi kim như O, N, S

Theo nguồn gốc nguyên liệu chia ra:



 Bitum dầu mỏ là sản phẩm cuối cùng của dầu mỏ

 Bitum đá dầu là sản phẩm khi chưng đá dầu

 Bitum thiên nhiên là loại bitum thường gặp trong thiên nhiên ở dạng tinh khiết hay lẫn trong các loại đá

 Guđrông than đá là sản phẩm khi chưng khô than đá

 Guđrông than bùn là sản phẩm khi chưng khô than bùn

 Guđrông gỗ là sản phẩm khi chưng khô than gỗ

Đề cương vật liệu xây dựng p2 8

 Tính ổn định khi đun nóng: Khi dùng bitum người ta thường phải đun nóng lên đến nhiệt

độ 160oC trong thời gian khá dài, do đó các thành phần nhẹ có thể bốc hơi, làm thay đổi tính chất của bitum

 Nhiệt độ bắt lửa và nhiệt độ bốc cháy

Khi gia công nhiệt cho bitum nhóm chất dầu sẽ bay hơi trộn lẫn với không khí tạo thành hỗn hợp dễ cháy Do đó để đảm bảo an toàn khi thi công phải xác định được nhiệt độ bốc cháy

 Tính bám dính

Khái niệm :



- Bitum thường làm việc chung với vật liệu khoáng, khi nhào trộn bitum bọc xung quanh vật

liệu khoáng và tạo thành lớp hấp phụ Khi đó các phân tử của bitum ở trong lớp hấp phụ sẽ tương tác với các phân tử của vật liệu khoáng ở lớp bề mặt Sự tương tác đó có thể là tương tác lý học hay hóa học

- Liên kết vật lý : là do các màng bitum có sức căng bề mặt → lực tương hỗ lớn

- Liên kết hóa học : là do thành phần hoạt tính trong bitum ( acid asfalt ) tương tác với vật

liệu khoáng dạng bazo ( Ca2+ ) Lực liên kết hóa học lớn hơn rất nhiều so với lực liên kết

Đề cương vật liệu xây dựng p2 9

vật lý, do đó khi bitum liên kết hóa học với vật liệu khoáng thì cường độ liên kết sẽ lớn nhất

Bitum là vật liệu ngăn nước tốt vì nó khó hòa tan trong nước và góc thấm ướt lớn hơn 90o do

đó người ta sử dụng bitum làm vật liệu lợp, vật liệu chống thấm Khi bitum làm việc chung với vật liệu khoáng, dưới tác dụng của nước áp lực nó sẽ bị thấm khuếch tán

Câu 9: Trình bày khái niệm và phân loại bê tông dùng chất kết dính vô cơ?

 Khái niệm: Bêtông dùng chất kết dính hữu cơ là một loại đá nhân tạo được chế tạo từ hỗn hợp hợp lý của vật liệu khoáng (đá dăm, sỏi ); bột khoáng; chất kết dính hữu cơ ( bitum, gudrong ) và phụ gia, sau khi rải và làm chặt cũng như rắn chắc tạo thành đá

 Khái niệm về bê tông asfalt (atphan): Bê tông asfalt là một loại đá nhân tạo nhận được sau khi rải và làm đặc hỗn hợp asfalt, được sử dụng chủ yêu trong xây dựng đường ô tô

và sân bay Hỗn hợp asfalt bao gồm vật liệu khoáng và bitum Phổ biến nhất và có chất lượng cao nhất từ hỗn hợp vật liệu khoáng – bitum là bê tông asfalt

 Phân loại bê tông dùng chất kết dính hữu cơ:

- Theo công dụng: bê tông thuỷ công,bê tông đường và sân bay; bê tông nền nhà, bê tông atphan lợp mái, bê tông trang trí

- Theo nhiệt độ thi công: hỗn hợp bê tông atphan trong lớp phủ mặt đường chia ra loại nóng, ấm

 Hỗn hợp lạnh dùng bitum lỏng loại 70/130 được rải ở nhiệt độ không khí nhỏ hơn 5oC và được giữ ở nhiệt độ thường

- Theo độ đặc (hoặc độ rỗng): theo chỉ tiêu độ rỗng còn dư bêtông atphan được chia làm 3 loại: loại đặc nếu độ rỗng 3 ÷ 6%, loại rỗng nếu độ rỗng 6 ÷12% và loại rất rỗng nếu độ rỗng 12 ÷ 18%

- Theo độ lớn của hạt cốt liệu: theo đường kính lớn nhất của hạt vật liệu khoáng,

 Bêtông atphan đặc, nóng, ấm được chia làm 4 loại: loại lớn (Dmax ≤19mm), loại trung bình (Dmax ≤12,5mm), loại nhỏ (Dmax ≤9,5mm) và bêtông cát (Dmax ≤4,75mm)

 Bêtông atphan rỗng được chia làm 3 loại: BTNR 19 (Dmax ≤19mm), BTNR 25 (Dmax

≤25mm), BTNR 37,5 (Dmax ≤37,5mm)

- Theo tỷ lệ giữa đá dăm (hoặc sỏi) và cát:

Đề cương vật liệu xây dựng p2 10

 Bêtông atphan nóng hoặc ấm, đặc được chia ra 3 loại: loại A nếu tỷ lệ đá dăm – cát: 60%; loại B: 35-50%; loại C: 20-35%

50- Bêtông atphan nguội được chia làm 2 loại: Bx: 35-50%; Cx:20-35% Bêtông atphan nóng đặc chỉ dùng cát có các loại: D có hàm lượng cát xay <30% và E dùng cát tự nhiên >30%

- Theo chất lượng và mức độ giao thông: theo chất lượng và mức độ giao thông thường chia ra cấp đường: Cấp I – đường cao tốc, đường trục chính; Cấp II – đường đô thị; Cấp III – đường phụ

- Theo tiêu chuẩn quốc tế bêtông atphan còn chia ra loại I, II và III Theo tiêu chuẩn Việt Nam chỉ có cấp I và II Cấp I dùng cho lớp trên, cấp II dùng cho lớp dưới mặt đường bêtông atphan Câu 10: Vật liệu chế tạo bê tông asphalt?

 Đá dăm hay sỏi:

- Hàm lượng của đá dăm trong hỗn hợp vật liệu khoáng từ 20-65%

- Chất lượng của đá dăm hay sỏi về cường độ, tính đồng nhất, hình dạng, trạng thái bề mặt, thành phần khoáng vật, … có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của bêtông atphan

- Các chỉ tiêu chất lượng của đá dăm hay sỏi để chế tạo bêtông atphan cũng được xác định như khi chế tạo bêtông xi măng nặng

- Nguồn gốc của đá dăm từ đá thiên nhiên, đá dăm chế tạo từ cuội, cũng như đá dăm chế tạo từ

xỉ lò cao, nhưng phải phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn, không cho phép dùng đá dăm chế tạo từ đá vôi sét, sa thạch sét và phiến thạch sét

- Đá dăm cần phải liên kết tốt với bitum Nếu dùng loại đá liên kết kém với bitum phải gia công đá

 Cát:

- Hàm lượng của cát trong hỗn hợp vật liệu khoáng thường từ 15-50%

- Vai trò của cát trong hỗnhợp bêtông atphan là chèn kẽ hở giữa các hạt cốt liệu lớn, làm tăng độ đặc của hỗn hợp Có thể dùng cát thiên nhiên hay cát nhân tạo

- Cát nghiền cần phải chế tạo từ đá có cường độ không nhỏ hơn cường độ của đá dùng làm

đá dăm (60÷100MPa)

 Bột khoáng : là một thành phần quan trọng trong hỗn hợp bêtông atphan Nó không những nhét đầy lỗ rỗng giữa các loại cốt liệu lớn hơn (cát, đá dăm hay sỏi) làm tăng độ đặc của hỗn hợp mà còn làm tăng diện tích tiếp xúc, làm cho màng bitum trên mặt hạt khoáng càng mỏng và như vậy lực tương tác giữa chúng tăng lên, cường độ của bêtông atphan tăng lên Hàm lượng của bột khoáng trong hỗn hợp vật liệu khoáng biến đổi từ 4-14%

- Bitum cần phải dính bám tốt với đá dăm

- Theo phương pháp rải, tính chất xe chạy, điều kiện khí hậu mà chọn mác bitum cho hợp lý Ở những đường xe chạy nhiều thuộc vùng khí hậu nóng thì dùng loại bitum mác cao

Đề cương vật liệu xây dựng p2 11

 Phụ gia : Để tăng tính ổn định nhiệt, ổn định nước cho bêtông atphan có thể sử dụng các phụ gia khoáng, bột cao su, hoặc các phụ gia polime

Câu 11: Trình bày các tính chất của bê tông asphan?

-Cường độ chịu nén được xác định trên máy nén thuỷ lực có công suất tới 10 tấn, tốc độ chuyển dịch của pittông 3  0,5mm/phút Cường độ chịu nén được tính theo công thức:

F – diện tích mặt cắt ngang của mẫu thử, mm2

Cường độ chịu kéo, Rk

F – tải trọng phá hoại mẫu, N

 - hệ số (đối với bêtông atphan  = 1)

-Cường độ bê tông asfalt phụ thuộc vào tỷ lệ thành phần vật liệu chế tạo, đặc biệt là sự thay đổi lượng bitum, lượng bột khoáng làm thay đổi đáng kể cường độ Ngoài ra, cường độ còn phụ thuộc vào công nghệ làm đặc bê tông, nhiệt độ và tốc độ biến dạng

 Độ ổn định ( độ bền ), độ dẻo và cường độ cứng quy ước của bê tông asfalt theo phương pháp Marshall

-Độ bền Marshall là độ lớn của lực phá hoại mẫu có kích thước tiêu chuẩn, daN Nếu mẫu có chiều cao khác nhau thì độ bền được điều chỉnh theo bảng

Đề cương vật liệu xây dựng p2 12

-Độ dẻo Marshall tính theo đơn vị 0,1mm là độ biến dạng của mẫu bị phá hoại, đọc trực tiếp trên đồng hồ đo biến dạng ở thời điểm mẫu bị phá hoại

 Tính biến dạng: Đặc trưng biến dạng của bêtông atphan được thể hiện qua hai chỉ tiêu: môđun đàn hồi và độ nhớt

Môđun đàn hồi:



-Ứng với hai trạng thái biến dạng đàn hồi có thể xác định hai trị số môđun đàn hồi:

-Mô đun đàn hồi ban đầu:

Độ nhớt giới hạn lớn nhất 0 xuất hiện ở vùng thực tế cấu trúc bị phá hoại

Độ nhớt nhỏ nhất min– đối với vùng phá hoại kết cấu

 Độ mài mòn: Độ mài mòn của bê tông atphan xảy ra do tác dụng của lực ma sát Độ chống mài mòn càng cao khi độ đặc của bê tông, độ cứng của cốt liệu và sự dính bám của đá với bitum càng lớn Loại bê tông dùng đá granit (độ cứng 6 – 7 Morh) chống mài mòn tốt hơn dùng đá vôi