4 bài GIẢNG vật LIỆU xây DỰNG LƯƠNG văn ANH TRƯƠNG văn BĂNG 2020

Sẽ trình bày những vẫn đề chung nhất, phân tích những cơ sở lý thuyết của mối tương quan giữa thành phần, cấu trúc và tính chất với các phương pháp công nghệ thích hợp để đạt được những

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TÂY

ThS Lương Văn Anh, ThS Trương Văn Bằng

BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG

(BẬC ĐẠI HỌC, NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG)

(Chỉnh sửa lần 1)

Vĩnh long, 2019

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TÂY

ThS Lương Văn Anh, ThS Trương Văn Bằng

BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG

(BẬC ĐẠI HỌC, NGÀNH KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG)

SỐ TÍN CHỈ: 03 (LÝ THUYẾT: 03, THỰC HÀNH: 0)

Vĩnh long, 2019

LỜI NÓI ĐẦU

Vật liệu là nội dung học của hầu hết các ngành kỹ thuật xây dựng hiện nay Trong công trình xây dựng vật liệu xây dựng là yếu tố quyết định đến công nghệ thi công, thiết kế cũng như phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm sản xuất Muốn đạt được mục đích an toàn trong sản xuất, công suất lớn, hiệu suất cao, thời gian sử dụng hợp lý cần tìm hiểu về vật liệu xây dựng

Tài liệu “BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG” được biên soạn dựa trên đề cương chương trình đào tạo bậc Đại học của trường Đại học Xây dựng Miền Tây Sẽ trình bày những vẫn đề chung nhất, phân tích những cơ sở lý thuyết của mối tương quan giữa thành phần, cấu trúc và tính chất với các phương pháp công nghệ thích hợp

để đạt được những chỉ tiêu tính chất yêu cầu của vật liệu xây dựng

Cơ sở lý thuyết cơ bản của môn học trong quá trình biên soạn tác giả đã tiếp nhận những thành tựu khoa học công nghệ Đồng thời tài liệu còn bám sát những quy định và phương pháp thử của các loại vật liệu theo quy định của Tiêu chuẩn Việt Nam, Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam, Tiêu chuẩn Xây dựng, Tiêu chuẩn Ngành Tài liệu này được dùng tham khảo trong học tập cho Sinh viên ngành Xây dựng, đồng thời cũng làm tài liệu tham khảo cho Sinh viên ở các ngành kỹ thuật khác tại trường

Tài liệu “BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG” là đề tài nghiên cứu khoa học được đăng ký cấp khoa, Tác giả chân thành cảm ơn ý kiến đánh giá và đóng góp của Giảng viên Tổ Thi công - Khoa Xây dựng cùng Cán bộ Phòng Khoa học và Hợp tác quốc tế của nhà trường

NHÓM TÁC GIẢ

MỤC LỤC MỤC LỤC I DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT XII DANH MỤC BẢNG BIỂU XIII DANH MỤC HÌNH ẢNH XVI DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU XVII

CHƯƠNG I NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG 1

1.1 Khái niệm chung về tính chất của vật liệu xây dựng 1

1.1.1 Phân loại tính chất của vật liệu xây dựng 1

1.1.2 Sự phụ thuộc của tính chất vào cấu trúc và thành phần 1

1.2 Các thông số trạng thái và đặc trưng cấu trúc của vật liệu xây dựng 2

1.2.1 Khối lượng riêng 2

1.2.2 Khối lượng thể tích 3

1.2.3 Độ rỗng, độ đặc 4

1.2.4 Độ ẩm và độ hút ẩm 5

1.2.5 Độ hút nước 5

1.2.6 Độ hút nước bão hòa 6

1.2.7 Độ bão hòa nước 7

1.2.8 Tính thấm nước 7

1.2.9 Tính thấm khí 7

1.2.10 Tính biến dạng ẩm 8

1.3 Các tính chất có liên quan đến nhiệt của vật liệu xây dựng 8

1.3.1 Nhiệt lượng, nhiệt dung riêng và nhiệt dung 8

1.3.2 Tính dẫn nhiệt 9

1.3.3 Tính chống cháy 11

1.3.4 Tính chịu lửa 12

1.3.4 Tính biến dạng nhiệt 12

1.4 Tính chất cơ học 12

1.4.1 Tính biến dạng cơ học 13

1.4.2 Mô đun đàn hồi 14

1.4.3 Cường độ 15

1.4.4 Độ cứng 17

1.4.5 Độ mài mòn 19

1.4.6 Độ hao mòn 19

1.4.7 Hệ số phẩm chất 20

1.4.8 Hệ số mềm 21

1.4.9 Độ mịn và tỉ diện 21

1.4.10 Tuổi thọ 21

CHƯƠNG II VẬT LIỆU ĐÁ THIÊN NHIÊN 23

2.1 Khái niệm 23

2.2 Phân loại 23

2.3 Đá mác ma 23

2.3.1 Khái niệm đá mác ma 23

2.3.2 Phân loại đá mác ma 24

2.3.3 Thành phần khoáng vật của đá mác ma 24

2.3.4 Tính chất công dụng của đá mác ma 25

2.3.4.1 Đá mác ma xâm nhập 25

2.3.4.2 Đá mác ma phún xuất 26

2.4 Đá trầm tích 27

2.4.1 Khái niệm đá trầm tích 27

2.4.2 Phân loại đá trầm tích 27

2.4.3 Thành phần khoáng vật của đá trầm tích 27

2.4.4 Tính chất công dụng của đá trầm tích 29

2.5 Đá biến chất 29

2.5.1 Khái niệm đá biến chất 29

2.5.2 Phân loại đá biến chất 29

2.5.3 Thành phần khoáng vật của đá biến chất 30

2.5.4 Tính chất công dụng của đá biến chất 30

2.6 Hiện tượng ăn mòn đá thiên nhiên và biện pháp khắc phục 30

2.6.1 Hiện tượng ăn mòn 30

2.6.2 Biện pháp khắc phục 31

CHƯƠNG III VẬT LIỆU GỐM XÂY DỰNG 32

3.1 Khái niệm và phân loại 32

3.1.1 Khái niệm 32

3.1.2 Phân loại 32

3.2 Nguyên liệu sản xuất 33

3.2.1 Đất sét 33

3.2.2 Phụ gia 33

3.2.3 Men 34

3.3 Sơ bộ quá trình sản xuất gạch ngói 34

3.3.1 Sơ bộ quá trình sản xuất gạch 34

3.3.2 Sơ bộ quá trình xuất ngói 35

3.3.3 Sơ bộ quá trình sản xuất ceramic 36

3.3.4 Sơ bộ quá trình sản xuất granít 36

3.3.5 Sơ bộ quá trình sản xuất sứ 37

3.4 Các sản phẩm gốm xây dựng 37

3.4.1 Gạch đặc 37

3.4.2 Gạch rỗng 38

3.4.3 Ngói lợp 40

3.4.3.1 Ngói đất sét nung 40

3.4.3.2 Ngói tráng men 41

3.4.4 Sản phẩm keramzit 43

3.4.5 Một số sản phẩm khác tạo hình bằng phương pháp dẻo 44

3.4.5.1 Gạch lát lá dừa 44

3.4.5.2 Gạch lát đất sét nung 44

3.4.5.3 Gạch trang trí đất sét nung 45

3.4.5.4 Sản phẩm ống sành thoát nước 45

3.4.5.5 Gạch gốm ốp lát tạo hình bằng phương pháp đùn dẻo 46

3.4.6 Gạch ốp lát tạo hình bằng phương pháp ép bán khô 49

3.4.6.1 Gạch ceramic 49

3.4.6.2 Gạch granít 49

3.4.7 Gạch chịu nhiệt 52

3.4.7.1 Gạch samốt 52

3.4.7.2 Gạch cao alumin 53

3.4.7.3 Gạch chịu lửa manhêdi 53

3.4.7.4 Gạch chịu lửa manhêdi spinel và manhêdi crôm 54

3.4.8 Gạch chịu axit 55

3.4.9 Sản phẩm sứ vệ sinh 56

CHƯƠNG IV VẬT LIỆU KIM LOẠI 57

4.1 Khái niệm về vật liệu kim loại và luyện kim 57

4.2 Phân loại vật liệu kim loại 57

4.2.1 Vật liệu kim loại đen 57

4.2.2 Vật liệu kim loại màu 58

4.2.3 Vật liệu kim loại hợp kim 58

4.3 Các tinh chất cơ bản của vật liệu kim loại 58

4.3.1 Cấu trúc tinh thể kim loại 58

4.3.1.1 Các mạng tinh thể của kim loại 58

4.3.1.2 Tính thù hình của kim loại 58

4.3.1.3 Sự kết tinh của kim loại 59

4.3.1.4 Cấu trúc tinh thể của kim loại đúc 60

4.3.2 Cấu tạo hợp kim và thành phần pha của sắt với cacbon 60

4.3.2.1 Cấu tạo hợp kim 60

4.3.2.2 Thành phần pha của sắt với cacbon 60

4.3.3 Các tính chất cơ học cơ bản của vật liệu kim loại 61

4.3.3.1 Tính biến dạng 61

4.3.3.2 Cường độ 62

4.3.3.3 Độ dai va đập 62

4.3.3.4 Độ cứng 63

4.4 Vật liệu gang 63

4.4.1 Gang xám 63

4.4.2 Gang cầu 63

4.4.3 Gang dẻo 63

4.5 Vật liệu thép 64

4.5.1 Thép cacbon kết cấu thông thường 64

4.5.2 Thép kết cấu hợp kim thấp 65

4.5.3 Thép cacbon kết cấu chất lượng tốt 66

4.5.4 Thép đàn hồi 67

4.5.5 Các loại thép khác 68

4.5.5.1 Thép không rỉ 68

4.5.5.2 Thép chịu nhiệt 69

4.6 Vật liệu nhôm 69

4.6.1 Nhôm kỹ thuật 69

4.6.2 Các hợp kim nhôm nhiệt luyện 69

4.6.3 Các hợp kim nhôm đúc 70

4.7 Vật liệu đồng 70

4.7.1 Vật liệu đồng kỹ thuật 70

4.7.2 Hợp kim đồng la tông 71

4.7.3 Hợp kim đồng brông 71

CHƯƠNG V CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ 73

5.1 Khái niệm về chất kết dính vô cơ 73

5.2 Phân loại vật liệu chất kết dính vô cơ 73

5.3 Chất kết dính vôi 73

5.3.1 Khái niệm về chất kết dính vôi 73

5.3.2 Nguyên vật liệu để sản xuất vôi 73

5.3.3 Sơ bộ quá trình sản xuất vôi 74

5.3.4 Lí thuyết về cơ chế rắn chắc của vôi 74

5.3.5 Các chỉ tiêu, tính chất của vôi 75

5.3.6 Công dụng của các sản phẩm vôi 76

5.3.7 Bảo quản và an toàn sử dụng 76

5.4 Chất kết dính thạch cao 76

5.4.1 Khái niệm về chất kết dính thạch cao 76

5.4.2 Nguyên vật liệu để sản xuất thạch cao 76

5.4.3 Sơ bộ quá trình sản xuất chất kết dính thạch cao 76

5.4.4 Lí thuyết về cơ chế rắn chắc của chất kết dính thạch cao 77

5.4.5 Các chỉ tiêu, tính chất của chất kết dính thạch cao 77

5.4.5.1 Khối lượng riêng, khối lượng thể tích 77

5.4.5.2 Độmịn 77

5.4.5.3 Hàm lượng của thạch cao 77

5.4.6 Công dụng của chất kết dính thạch cao 78

5.4.7 Bảo quản và an toàn sử dụng chất kết dính thạch cao 78

5.5 Chất kết dính manhê 78

5.5.1 Khái niệm về chất kết dính manhê 78

5.5.2 Nguyên vật liệu để sản xuất chất kết dính manhê 78

5.5.3 Sơ bộ quá trình sản xuất chất kết dính manhê 78

5.5.4 Lí thuyết về cơ chế rắn chắc của chất kết dính manhê 78

5.5.5 Các chỉ tiêu, tính chất của chất kết dính manhê 79

5.5.6 Công dụng của chất kết dính manhê 79

5.5.7 Bảo quản và an toàn sử dụng 79

5.6 Thủy tinh lỏng 79

5.6.1 Khái niệm về chất kết dính thủy tinh lỏng 79

5.6.2 Nguyên vật liệu để sản xuất thủy tinh lỏng 79

5.6.3 Sơ bộ quá trình sản xuất thủy tinh lỏng 80

5.6.4 Lí thuyết về cơ chế rắn chắc của thủy tinh lỏng 80

5.6.5 Các chỉ tiêu, tính chất của thủy tinh lỏng 80

5.6.6 Công dụng của thủy tinh lỏng 80

5.6.7 Bảo quản và an toàn sử dụng 81

5.7 Xi măng Poóc lăng 81

5.7.1 Khái niệm về xi măng và chất kết dính xi măng Poóc lăng 81

5.7.2 Phân loại chất kết dính xi măng Poóc lăng 82

5.7.2.1 Phân loại xi măng Poóc lăng trên cơ sở clanhke 82

5.7.2.2 Phân loại xi măng Poóc lăng theo cường độ nén 82

5.7.2.3 Phân loại xi măng Poóc lăng theo tốc độ đóng rắn 82

5.7.2.4 Phân loại xi măng Poóc lăng theo thời gian đông kết 83

5.7.3 Nguyên vật liệu sản xuất xi măng Poóc lăng 83

5.7.4 Sơ bộ về quá trình sản xuất và clanhke của xi măng Poóc lăng 85

5.7.4.1 Sơ bộ quá trình sản xuất xi măng Poóc lăng 85

5.7.4.2 Các loại clanhke xi măng Poóc lăng 87

5.7.4.3 Thành phần hóa học của clanhke xi măng Poóc lăng 87

5.7.4.4 Thành phần khoáng của clanhke xi măng Poóc lăng 88

5.7.5 Lí thuyết về cơ chế rắn chắc của xi măng Poóc lăng 89

5.7.5.1 Phản ứng thủy hóa của xi măng Poóc lăng 89

5.7.5.2 Quá trình rắn chắc của xi măng Poóc lăng 90

5.7.6 Các tính chất của xi măng Poóc lăng 90

5.7.6.1 Khối lượng riêng, khối lượng thể tích của xi măng Poóc lăng 90

5.7.6.2 Độ mịn của xi măng Poóc lăng 90

5.7.6.3 Lượng nước tiêu chuẩn của xi măng Poóc lăng 90

5.7.6.4 Thời gian đông kết của xi măng Poóc lăng 91

5.7.6.5 Độ ổn định thể tích của xi măng Poóc lăng 91

5.7.6.6 Sự tỏa nhiệt thủy hóa của xi măng Poóc lăng 91

5.7.6.7 Mác của xi măng Poóc lăng 93

5.7.7 Đá xi măng và các biện pháp chống bị ăn mòn cho đá xi măng 94

5.7.8 Các chỉ tiêu quy định của một số loại xi măng Poóc lăng 94

5.7.8.1 Xi măng Poóc lăng 94

5.7.8.2 Xi măng Poóc lăng bền sun phát 95

5.7.8.3 Xi măng giếng khoan dầu khí 97

5.7.8.4 Xi măng Poóc lăng ít toả nhiệt 98

5.7.8.5 Xi măng Poóc lăng trắng 99

5.7.8.6 Xi măng Poóc lăng hỗn hợp 100

5.7.9 Bảo quản và an toàn sử dụng xi măng Poóc lăng 100

CHƯƠNG VI BÊ TÔNG 102

6.1 Khái niệm 102

6.2 Phân loại 102

6.2.1 Phân loại theo khối lượng thể tích 102

6.2.2 Phân loại theo chất kết dính sử dụng 102

6.2.3 Phân loại theo hình thức tạo hình sản phẩm bê tông 102

6.2.4 Phân loại theo công dụng hoặc tính chất của bê tông 102

6.2.5 Phân loại theo đặc điểm cốt liệu của bê tông 103

6.2.6 Phân loại theo mác, cấp cường độ của bê tông 103

6.3 Nguyên vật liệu chế tạo bê tông 103

6.3.1 Xi măng 103

6.3.2 Cốt liệu nhỏ 104

6.3.3 Cốt liệu lớn 106

6.3.4 Nước 108

6.3.5 Phụ gia 109

6.3.5.1 Phụ gia hóa học 109

6.3.5.2 Phụ gia khoáng 109

6.4 Tính chất cơ bản của hỗn hợp bê tông 109

6.4.1 Độ sụt của hỗn hợp bê tông nặng 109

6.4.2 Độ cứng của hỗn hợp bê tông nặng 110

6.4.3 Hàm lượng bọt khí của hỗn hợp bê tông nặng 110

6.4.4 Thời gian đông kết của hỗn hợp bê tông nặng 110

6.4.5 Độ chảy loang, thời gian chảy loang của hỗn hợp bê tông tự lèn 111

6.4.6 Thời gian chảy qua phễu V của hỗn hợp bê tông tự lèn 112

6.4.7 Tỉ lệ chảy qua hộp L của hỗn hợp bê tông tự lèn 112

6.4.8 Độ chảy loang qua vòng J, khả năng chảy qua vòng J của hỗn hợp bê tông tự lèn 113

6.5 Tính chất cơ bản của bê tông 114

6.5.1 Cường độ của bê tông nặng 114

6.5.1.1 Cường độ nén của bê tông nặng 114

6.5.1.2 Cường độ kéo khi uốn của bê tông nặng 115

6.5.1.3 Cường độ kéo khi bửa của bê tông nặng 116

6.5.2 Độ chống thấm nước của bê tông nặng, mác chống thấm của bê tông thủy công 117

6.5.3 Mác 118

6.5.4 Cấp độ bền 118

6.5.5 Mô đun đàn hồi khi nén tĩnh của bê tông nặng 119

6.5.6 Hệ số dãn nở nhiệt, hệ số nở ngang, mô đun đàn hồi ngang 120

6.6 Tính toán thành phần bê tông 120

6.6.1 Khái niệm 120

6.6.2 Tính toán sơ bộ thành phần bê tông theo B.I.Bolomay – Skramtaev 121

6.6.2.1 Chọn độ sụt hỗn hợp bê tông 121

6.6.2.2 Xác định khối lượng nước 122

6.6.2.3 Tỉ lệ xi măng - nước 124

6.6.2.4 Khối lượng xi măng 125

6.6.2.5 Khối lượng cốt liệu lớn 126

6.6.2.6 Khối lượng cốt liệu nhỏ 128

6.6.2.7 Cấp phối sơ bộ 129

6.6.3 Hệ số sản lượng của bê tông 129

6.6.4 Thành phần phối liệu khi hiệu chỉnh độ ẩm của cốt liệu 129

6.7 Phương pháp xác định cường độ của bê tông 132

6.7.1 Phương pháp phá hủy 132

6.7.1.1 Xác định cường độ nén của bê tông nặng 133

6.7.1.2 Xác định cường độ kéo khi uốn và cường độ kéo dọc trục của bê tông nặng 133

6.7.1.3 Xác định cường độ kéo khi bửa của bê tông nặng 133

6.7.2 Phương pháp phá hủy một phần 133

6.7.2.1 Phương pháp xác định cường độ kéo nhổ 134

6.7.2.2 Phương pháp khoan lấy mẫu 134

6.7.3 Phương pháp không phá hủy 134

6.7.3.1 Phương pháp bằng vận tốc xung siêu âm 134

6.7.3.2 Phương pháp súng bật nẩy 135

6.7.3.3 Phương pháp sử dụng kết hợp máy đo siêu âm và súng bật nẩy 135

CHƯƠNG VII VẬT LIỆU VỮA 136

7.1 Khái niệm 136

7.2 Phân loại 136

7.2.1 Vữa xây dựng 136

7.2.1.1 Phân loại theo khối lượng thể tích 136

7.2.1.2 Phân loại theo chất kết dính 136

7.2.1.3 Phân loại theo mục đích sử dụng 136

7.2.1.4 Phân loại theo mác vữa 137

7.2.2 Vữa thủy công 137

7.2.2.1 Phân loại theo vị trí của vữa trong công trình 137

7.2.2.2 Phân loại theo tính chất sử dụng 137

7.2.2.3 Phân loại theo khả năng chống thấm nước 137

7.2.2.4 Phân loại theo mác vữa 137

7.2.3 Vữa chịu lửa 137

7.2.3.1 Vữa sa mốt 137

7.2.3.2 Vữa cao alumin 137

7.2.3.3 Vữa manhêdi 138

7.2.4 Vữa chịu axit 138

7.2.5 Vữa cho bê tông nhẹ 138

7.2.6 Vữa dán gạch 138

7.2.7 Vữa xi măng khô trộn sẵn không co 138

7.3 Nguyên vật liệu chế tạo vữa xây dựng, vữa thủy công 138

7.3.1 Chất kết dính 138

7.3.2 Nước 139

7.3.3 Cốt liệu nhỏ 139

7.3.4 Phụ gia 140

7.4 Tính chất cơ bản của hỗn hợp vữa 140

7.4.1 Độ lưu động của vữa xây dựng bằng phương pháp bàn dằn 140

7.4.2 Khả năng giữ độ lưu động của vữa xây dựng 140

7.4.3 Thời gian bắt đầu đông kết của vữa xây dựng 141

7.4.4 Độ xuyên côn của vữa thủy công bằng phương pháp xuyên côn 141

7.4.5 Thời gian chảy của vữa thủy công bằng phương pháp dùng phễu chảy 141

7.4.6 Độ chảy của vữa xi măng khô trộn sẵn không co bằng nhớt kế Suttard 141

7.4.7 Hàm lượng bọt khí trong vữa xi măng 141

7.5 Các tính chất cơ bản của vữa 142

7.5.1 Khối lượng thể tích mẫu vữa xây dựng đóng rắn 142

7.5.2 Cường độ uốn và nén của vữa xây dựng đã đóng rắn 142

7.5.3 Độ hút nước của vữa xây dựng đã đóng rắn 142

7.5.4 Khả năng chống thấm, độ chống thấm của vữa thủy công 142

7.6 Thiết kế cấp phối vữa 143

7.6.1 Tính toán sơ bộ thành phần vữa 143

7.6.1.1 Tính toán thành phần vữa xi măng và xi măng vôi 143

7.6.1.2 Tính toán thành phần vữa bơm cho bó thép trong dầm dự ứng lực 144

7.6.1.3 Tra bảng tính sẵn thành phần vữa 144

7.6.2 Thí nghiệm điều chỉnh 144

7.6.3 Biểu thị cấp phối vữa 145

CHƯƠNG VIII VẬT LIỆU GỖ XÂY DỰNG 147

8.1 Khái niệm về vật liệu gỗ 147

8.2 Phân loại vật liệu gỗ 147

8.2.1 Phân loại nhóm gỗ theo tính chất cơ lý 147

8.2.2 Phân loại gỗ tròn theo đường kính và chiều dài 147

8.2.3 Phân loại gỗ tròn theo giới hạn cho phép của khuyết tật 148

8.2.4 Phân loại gỗ xẻ theo mục đích sử dụng 150

8.3 Tính chất vật lý của gỗ 151

8.3.1 Khối lượng riêng 151

8.3.2 Độ ẩm 151

8.3.3 Khối lượng thể tích 151

8.3.4 Độ co rút, hệ số co rút, độ dãn dài 152

8.3.5 Độ hút ẩm, độ hút nước 153

8.4 Tính chất cơ học của gỗ 153

8.4.1 Cường độ nén 153

8.4.2 Cường độ kéo 154

8.4.3 Cường độ uốn 155

8.4.4 Độ bền uốn va đập 156

8.4.5 Cường độ trượt và cắt 157

8.4.6 Sức chống tách 158

8.4.7 Độ cứng tĩnh, độ cứng va đập 158

8.4.8 Mô đun đàn hồi 159

8.5 Bảo quản và an toàn sử dụng 159

CHƯƠNG IX BÊ TÔNG ATPHAN 161

9.1 Khái niệm 161

9.2 Phân loại 161

9.2.1 Phân loại theo cỡ hạt lớn nhất danh định của cấp phối đá 161

9.2.2 Phân loại theo độ rỗng còn dư 162

9.2.3 Phân loại theo độ rỗng hỗn hợp cốt liệu khoáng 162

9.3 Nguyên vật liệu chế tạo 162

9.3.1 Nhựa đường 162

9.3.2 Đá dăm 164

9.3.3 Cát 166

9.3.4 Bột khoáng 166

9.4 Các quy định về chỉ tiêu cơ lý của bê tông atphan 167

9.4.1 Các quy định về chỉ tiêu cơ lý của bê tông nhựa chặt rải nóng 167

9.4.2 Các quy định về chỉ tiêu cơ lý của bê tông nhựa rỗng rải nóng 168

9.4.3 Quy định về thành phần cấp phối cỡ hạt của bê tông nhựa rải nóng 169

9.5 Thiết kế thành phần bê tông atphan 170

9.5.1 Thiết kế theo phương pháp Liên bang Nga 170

9.5.1.1 Thiết kế hỗn hợp các cốt liệu 170

9.5.1.2 Xác định lượng bitum tối ưu 172

9.5.2 Thiết kế theo phương pháp Marshall 173

9.5.2.1 Thiết kế hỗn hợp các cốt liệu 173

9.5.2.2 Xác định lượng bitum tối ưu 174

9.6 Sơ bộ quá trình chế tạo bê tông atphan 174

CHƯƠNG X CÁC VẬT LIỆU KHÁC 176

10.1 Vật liệu kính 176

10.1.1 Khái niệm 176

10.1.2 Nguyên tắc chế tạo 176

10.1.3 Tính chất cơ bản của vật liệu kính 176

10.1.4 Các loại kính phẳng 177

10.1.5 Các sản phẩm thủy tinh 178

10.2 Vật liệu sơn 178

10.2.1 Khái niệm 178

10.2.2 Thành phần của sơn 178

10.2.3 Các loại sơn 179

10.2.4 Vecni 180

10.2.5 Vật liệu phụ 181

10.2.6 Sử dụng sơn 181

10.3 Chất kết dính hữu cơ 182

10.3.1 Khái niệm 182

10.3.2 Phân loại chất kết dính hữu cơ 182

10.3.3 Tính chất cơ bản của bitum 183

10.3.4 Sử dụng và bảo quản bitum 183

10.4 Vật liệu polymer 183

10.4.1 Thủy tinh hữu cơ 183

10.4.2 Epoxi 184

10.5 Các sản phẩm khi sản xuất có sử dụng xi măng Poóc lăng 185

10.5.1 Gạch xi măng lát nền 185

10.5.2 Ngói xi măng cát 185

10.5.3 Gạch lát granito 186

10.5.4 Gạch lát terazo 186

10.5.5 Gạch bê tông tự chèn 186

10.5.6 Gạch bê tông 186

10.5.7 Blôc bê tông nhẹ 187

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC A BẢNG LIÊN HỆ GIỮA CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỘ DÀI

PHỤ LỤC B BẢNG LIÊN HỆ GIỮA CÁC ĐẠI LƯỢNG ÁP SUẤT

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

(American Society for Testing and Materials)

Hiệp hội Quốc gia về đường bộ và vận tải Hoa Kỳ (American Association of State Highway and

Transportation Officials)

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Khối lượng riêng của một số vật liệu 2

Bảng 1.2 Khối lượng thể tích của một số vật liệu 3

Bảng 1.3 Độ co của một số vật liệu 8

Bảng 1.4 Nhiệt dung riêng của một số vật liệu 9

Bảng 1.5 Hệ số dẫn nhiệt của một số vật liệu 10

Bảng 1.6 Bảng hệ số giãn nở nhiệt của một số vật liệu 12

Bảng 1.7 Bảng mô đun đàn hồi của một số vật liệu 14

Bảng 1.8 Bảng cường độ và kích thước mẫu chuẩn của một số vật liệu 16

Bảng 1.9 Bảng độ cứng bằng thang Morh, gồm có 10 khoáng vật mẫu 17

Bảng 1.10 Bảng hệ số phẩm chất của một số vật liệu 21

Bảng 3.1 Cường độ nén và uốn gạch đặc đất sét nung 38

Bảng 3.2 Cường độ nén và uốn gạch rỗng đất sét nung 39

Bảng 3.3 Quy định kiểu và kích thước cơ bản của ngói đất sét nung 40

Bảng 3.4 Quy định các tật ngoại quan của ngói đất sét nung 40

Bảng 3.5.Quy định chỉ tiêu cơ lý của ngói đất sét nung 41

Bảng 3.6 Quy định chỉ tiêu cơ lý hóa của ngói đất sét nung tráng men 42

Bảng 3.7 Quy định kiểu và kích thước của ngói gốm tráng men 42

Bảng 3.8 Quy định khuyết tật ngoại quan của ngói gốm tráng men 42

Bảng 3.9 Quy định các chỉ tiêu cơ lý hóa của ngói gốm tráng men 43

Bảng 3.10 Sự tương ứng mác theo độ bền trong xi lanh và mác theo khối lượng thể tích 43

Bảng 3.11 Quy định các chỉ tiêu cơ lý của gạch lát lá dừa 44

Bảng 3.12 Quy định các chỉ tiêu cơ lý của gạch lát đất sét nung 45

Bảng 3.13 Quy định các chỉ tiêu của ống sành thoát nước và phụ tùng 46

Bảng 3.14 Kích thước cơ bản của gạch gốm ốp lát đùn dẻo 47

Bảng 3.15 Các chỉ tiêu cơ lý hóa của gạch ốp lát đùn dẻo 47

Bảng 3.16 Quy định các chỉ tiêu cơ lý hóa của gạch gốm ốp lát ép bán khô 50

Bảng 3.17 Quy định các chỉ tiêu hóa lý của gạch chịu lửa samốt 52

Bảng 3.18 Quy định các chỉ tiêu cơ lý của gạch cao alumin 53

Bảng 3.19 Quy định các chỉ tiêu cơ lý hóa của gạch manhêdi 54

Bảng 3.20 Quy định các chỉ tiêu chất lượng của gạch MS và MCr 54

Bảng 3.21 Quy định các chỉ tiêu cơ lý hóa của gạch chịu axit 55

Bảng 5.1 Hạng đá canxi cacbonat theo thành phần hóa học 74

Bảng 5.2 Phân loại vôi cục và vôi bột nhiền 75

Bảng 5.3 Phân loại vôi hyđrat 75

Bảng 5.4 Tên gọi và ký hiệu quy ước đối với các loại xi măng Poóc lăng 83

Bảng 5.5 Quy định thành phần hóa học của đá vôi 84

Bảng 5.6 Quy định thành phần hóa học của hỗn hợp sét 84

Bảng 5.7 Yêu cầu kỹ thuật của thạch cao thiên nhiên sản xuất xi măng 85

Bảng 5.8.Yêu cầu kỹ thuật của thạch cao nhân tạo sản xuất xi măng 85

Bảng 5.9.Quy định chỉ tiêu chất lượng của phụ gia khoáng cho xi măng 85

Bảng 5.10 Hệ số phát nhiệt của các khoáng xi măng 93

Bảng 5.11 Cấp phối hạt của cát chuẩn ISO 94

Bảng 5.12 Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng Poóc lăng 95

Bảng 5.13 Các chỉ tiêu cơ lý của xi măng Poóc lăng bền sun phát 95

Bảng 5.14 Thành phần hóa học, khoáng vật của xi măng giếng khoan 97

Bảng 5.15 Chỉ tiêu cơ lý của xi măng giếng khoan chủng loại G 97

Bảng 5.16 Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng Poóc lăng ít toả nhiệt 98

Bảng 5.17 Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng Poóc lăng trắng 99

Bảng 5.18 Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng Poóc lăng hỗn hợp 100

Bảng 6.1 Thành phần hạt của cát 105

Bảng 6.2 Thành phần hạt của cát nghiền 106

Bảng 6.3 Thành phần hạt của cốt liệu lớn 107

Bảng 6.4 Hàm lượng tối đa cho phép của muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua và cặn không tan trong nước trộn bê tông và vữa 108

Bảng 6.5 Yêu cầu về độ chảy loang 112

Bảng 6.6 Yêu cầu về độ nhớt theo t500 112

Bảng 6.7 Yêu cầu về độ nhớt theo t 112 v Bảng 6.8 Yêu cầu về khả năng chảy qua hộp L 113

Bảng 6.9 Yêu cầu về khả năng chảy qua vòng J 114

Bảng 6.10 Hệ số tính đổi kết quả thử nén α 114 bt Bảng 6.11 Hệ số βbt 115

Bảng 6.12 Hệ số tính đổi cường độ kéo khi uốn γbt 116

Bảng 6.13 Quy định mác chống thấm của bê tông thủy công 117

Bảng 6.14 Mác bê tông trên cơ sở cường độ nén 118

Bảng 6.15 Cấp độ bền chịu nén và cường độ nén trung bình của mẫu thử chuẩn 119

Bảng 6.16 Độ sụt cho dạng kết cấu bê tông hoặc công nghệ thi công đặc biệt 122

Bảng 6.17 Lượng nước trộn ban đầu cần cho 3 1m bê tông, lít (Dmax: 10, 20) 122

Bảng 6.18 Lượng nước trộn ban đầu cần cho 3 1m bê tông, lít (Dmax: 40, 70) 123

Bảng 6.19 Hệ số chất lượng vật liệu cho bê tông sử dụng cát thiên nhiên 124

Bảng 6.20 Tỉ lệ X/N tối thiểu đối với bê tông chống thấm 125

Bảng 6.21 Tỉ lệ X/N tối thiểu cho bê tông kết cấu trong nước mềm 125

Bảng 6.22 Tỉ lệ X/N tối thiểu cho bê tông kết cấu trong môi trường ven biển 125

Bảng 6.23 Hệ số dư vữa,kd, dùng cho hỗn hợp bê tông dẻo có độ sụt từ 2 ÷ 12cm, cốt liệu lớn là đá dăm (Nếu dùng sỏi, kdtra bảng cộng thêm 0,06) 127

Bảng 7.1 Chọn loại xi măng theo điều kiện kết cấu công trình 139

Bảng 7.2 Thời gian giữ áp lực quy định 142

Bảng 7.3 Trị số K đối với vữa chống thấm 143 p Bảng 7.4 Trị số K theo loại xi măng và mô đun độ lớn của cát 143 v Bảng 7.5 Thể tích nước và khối lượng xi măng cho 3 1m vữa 144

Bảng 7.6 Khối lượng pha trộn 3 1m vữa hỗn hợp theo mô đun độ lớn của cát 145

Bảng 8.1 Quy định ứng suất nén dọc, uốn tĩnh, kéo dọc, cắt dọc cho nhóm gỗ 147

Bảng 8.2 Tương quan giữa nhóm gỗ và khối lượng thể tích của gỗ 147

Bảng 8.3 Quy định đường kính và chiều dài cho gỗ tròn 148

Bảng 8.4 Quy định giới hạn cho phép của khuyết tật cho gỗ 148

Bảng 8.5 Quy định chiều rộng và chiều dày của gỗ xẻ 150

Bảng 9.1 Các chỉ tiêu chất lượng của bitum 163

Bảng 9.2 Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho đá dăm 165

Bảng 9.3 Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho cát 166

Bảng 9.4 Các chỉ tiêu cơ lý quy định cho bột khoáng 167

Bảng 9.5 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu với bê tông nhựa chặt rải nóng 168

Bảng 9.6 Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu với bê tông nhựa rỗng rải nóng 168

Bảng 9.7 Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa chặt 169

Bảng 9.8 Cấp phối hỗn hợp cốt liệu bê tông nhựa rỗng 170

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Bình khối lượng riêng sử dụng xác định cho vật liệu xi măng 2

Hình 1.2 Nguyên lý thử độ cứng Brinell 18

Hình 1.3 Máy mài kiểu ЛКИ-2, ЛКИ-3 19

Hình 1.4 Nguyên lý thử độ hao mòn của máy Los Angeles 20

Hình 3.1 Gạch rỗng 2 lỗ, gạch rỗng 4 lỗ và gạch rỗng 6 lỗ 39

Hình 3.2 Ngói lợp có rãnh và hai loại ngói úp 40

Hình 3.3 Một số loại ngói đất sét nung có tráng men 41

Hình 3.4 Gạch lát lá dừa 44

Hình 3.5 Gạch trang trí đất sét nung loại hoa mai và loại hoa thị 45

Hình 3.6 Ống sành thoát nước 46

Hình 3.7 Hình dạng gạch chẻ và gạch đơn 46

Hình 6.1 Cách đo độ sụt của hỗn hợp bê tông nặng 110

Hình 6.2 Tấm nền 111

Hình 6.3 Mô hình xác định độ chống thấm nước của bê tông nặng 117

Hình 7.1 Bàn dằn xác định độ lưu động của vữa tươi 140

Hình 7.2 Dụng cụ xuyên côn 141

H : Chiều dày trung bình ở phần ngang của hỗn hợp bê tông tự lèn trong hộp L;

F: Diện tích chịu lực nén, hoặc chịu kéo khi bửa của viên mẫu;

Y : Độ co rút của mẫu gỗ theo phương tiếp tuyến;

a : Kích thước chiều dài khi xác định trên mẫu;

1

a : Khích thước chiều dài của mẫu gỗ đo sau khi sấy khô;

a : Chiều dày dẫn nhiệt qua của vật liệu;

b : Kích thước chiều rộng khi xác định trên mẫu;

1

b : Khích thước chiều rộng của mẫu gỗ đo sau khi sấy khô;

d: Kích thước đường kính khi xác định trên mẫu;

d : Đường kính vuông góc với đường kính lớn nhất;

h : Kích thước chiều cao khi xác định trên mẫu;

l : Khoảng cách giữa các gối, nhịp dầm;

l0 Chiều dài vật liệu ở 0 Co ;

∆l : Giá trị biến dạng tuyệt đối ứng với tải trọng P ; n,k

δ : Độ giãn dài tương đối của vật liệu kim loại;

ψ : Độ thắt tương đối của vật liệu kim loại;

A : Lượng sót tích lũy ký hiệu là trên các sàng i mm;

C : Khối lượng khô của cốt liệu nhỏ trong 3

H : Độ hút nước theo khối lượng;

H : Độ hút nước bão hòa theo khối lượng;

M : Mô đun độ lớn của cốt liệu nhỏ;

N : Khối lượng nước ban đầu cho 3

N : Tỉ lệ khối lượng của nước trên xi măng;

PG : Khối lượng phụ gia sử dụng trong 3

SJ : Độ chảy loang qua vòng J;

W : Mác chống thấm của bê tông thủy công;

:

Wa Độ ẩm của vật liệu;

a.C

W : Độ ẩm của cốt liệu nhỏ;

m : Khối lượng mẫu gỗ ứng với trị số độ ẩm w ;

n : Hệ số silic, mô đun silicat;

t : Thời gian chảy qua phễu V;

sa

v : Vận tốc xung siêu âm;

w : Giá trị độ ẩm của mẫu gỗ lúc thử;

ρ : Khối lượng thể tích của gỗ ở độ ẩm w ;

III Các đặc trưng nhiệt

C : Nhiệt dung riêng, hệ số thu nhiệt;

C : Nhiệt dung riêng của vật liệu khô;

N

C : Nhiệt dung riêng của nước;

Q: Nhiệt lượng, nhiệt dung;

q : Nhiệt thủy hóa của xi măng ở tuổi n ngày;

: Nhiệt độ trung bình của mẫu thí nghiệm;

βw Hệ số để điều chỉnh hệ số dẫn nhiệt khi độ ẩm tăng lên 1% ; o

λ0 Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ở 0 Co ;

λ: Hệ số dẫn nhiệt hoặc hệ số truyền nhiệt;

Ak.w Công cần thiết để phá hủy tiết diện mẫu vật liệu gỗ ở độ ẩm w ;

B: Cấp độ bền chịu nén của bê tông;

B: Độ chống thấm của bê tông thủy công;

E : Mô đun đàn hồi của mẫu gỗ ở độ ẩm w ;

G : Mô đun trượt, mô đun đàn hồi ngang của bê tông;

K : Hệ số chất lượng vật liệu xi măng và cát mịn;

M: Mác bê tông nặng, vữa xây dựng, vữa thủy công trên cơ sở cường độ nén; m

CHƯƠNG I NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG

1.1 Khái niệm chung về tính chất của vật liệu xây dựng

1.1.1 Phân loại tính chất của vật liệu xây dựng

Vật liệu xây dựng sử dụng trong công trình xây dựng tùy vào mục đích sử dụng nhất định mà được đánh giá trên các chỉ tiêu tiêu chí trong các tính chất cụ thể như cơ học, vật lí, hóa học, nhiệt học, điện và quang Để nghiên cứu và sử dụng vật liệu, có thể phân tính chất vật liệu thành những nhóm như tính chất đặc trưng cho trạng thái và cấu trúc, tính chất vật lí, tính chất cơ học, tính chất hóa học, và một số tính chất phục

vụ quá trình thi công cho công trình, trong điều kiện môi trường sử dụng thay đổi

Hiện nay ở nước ta hầu hết các vật liệu xây dựng đều có quy chuẩn, tiêu chuẩn phù hợp để đánh giá Việc đánh giá và phân loại các tính chất vật liệu phải tuân thủ chính xác đúng quy định trong tiêu chuẩn đã đề ra Với khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển khả năng đánh giá tính chất của vật liệu ngày càng chính xác hoặc phù hợp hơn đã làm sửa đổi các quy chuẩn hoặc tiêu chuẩn hiện hành, đồng thời sử dụng thêm các tiêu chuẩn nước ngoài

1.1.2 Sự phụ thuộc của tính chất vào cấu trúc và thành phần

Quan hệ giữa cấu trúc và tính chất: Cấu trúc của vật liệu được biểu thị thông qua mức độ quan sát lên thực thể vật liệu Cấu trúc ở mức độ vĩ mô khi quan sát bằng mắt thường, và mức độ vi mô khi quan sát bằng kính hiển vi Cấu trúc của vật liệu tạo

ra những tính chất của nó và ngược lại Khi cấu trúc của một vật liệu được chế tạo biến đổi thì tính chất của nó sẽ thay đổi như các tính chất vật lý, tính chất cơ học Quan hệ giữa thành phần và tính chất: Vật liệu xây dựng được đặc trưng bởi ba thành phần như hóa học, khoáng vật và pha

Thành phần hóa học thường được biểu thị bằng % hàm lượng các ôxit có trong vật liệu Với vật liệu kim loại thì thành phần hóa học tính bằng % các nguyên tố hóa học

Các ôxit trong các vật liệu vô cơ liên kết với nhau tạo thành các muối kép thường gọi là các khoáng vật Khoáng vật thường có cấu tạo từ một hay nhiều ôxit liên kết với nhau tạo ra cấu trúc tinh thể của vật liệu vô cơ Trong đó ôxit silic khi kết tinh

ở dạng tinh thể lăng trụ 6 cạnh được gọi là khoáng vật thạch anh và khi kết tinh ở dạng sợi là khoáng vật chanxedon Ôxit silic cũng có thể liên kết với hai ôxit hydro để tạo ra kháng vật opan hay SiO2.2H2O Sự kết hợp giữa ôxit silic với các ôxit khác để tạo ra nhiều loại kháng vật Các khoáng vật được tạo ra bởi các ôxit khác mà không cần sự

có mặt của ôxit silic như khoáng vật thạch cao có công thức hóa học là CaSO4.2H2O Thành phần khoáng vật quyết định đến các tính chất cơ bản của vật liệu Như trong xi

măng có khoáng vật là 3CaO.SiO mà khi tăng hay giảm hàm lượng khoáng vật này 2

sẽ làm thay đổi đáng kể đến tính chất về cường độ khi sử dụng nó Việc phân tích thành phần khoáng, thành phần hóa học cũng như tìm ra những nguyên tố hóa học có mặt trong vật liệu là khá phức tạp về mặt định lượng Vì vậy người ta phải dùng nhiều phương pháp để bổ trợ cho nhau như hóa học phân tích, phân tích nhiệt vi sai, phân tích phổ rơnghen, laze, kính hiện vi điện tử

Pha là tập hợp những phần đồng thể của một hệ, có cùng thành phần hóa học và tính chất lí hóa ở mọi điểm Đa số vật liệu xây dựng có thành phần pha rắn là chủ yếu ngoài ra nó còn chứa cả pha khí và pha lỏng Thành phần pha thay đổi trong quá trình chế tạo hoặc dưới tác động của môi trường Sự thay đổi thành phần pha làm cho tính chất của vật liệu thay đổi Thí dụ, nước chứa nhiều trong các lỗ rỗng sẽ có ảnh hưởng xấu đến tính chất nhiệt, cường độ, giãn nở ẩm, và tuổi thọ của vật liệu

1.2 Các thông số trạng thái và đặc trưng cấu trúc của vật liệu xây dựng

1.2.1 Khối lượng riêng

Khối lượng riêng ρa ( 3)

g/cm là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc Khi khối lượng của mẫu thử ký hiệu là m( )g , thể tích hoàn toàn đặc của mẫu thử vật liệu đó là Va ( )3

cm thì:

a a

Khối lượng riêng phụ thuộc vào thành phần cấu trúc vi mô của mẫu vật liệu Nên tùy vào từng loại mẫu mà thể tích đặc của vật liệu có thể xác định bằng các phương thức khác nhau như đong hoặc thế chỗ trong pha lỏng Khi thực nghiệm xác định khối lượng riêng thông qua pha lỏng thì chất đó không gây ra phản ứng hóa học hoặc sự chuyển pha và phá vỡ cấu trúc của mẫu vật liệu Ví dụ khối lượng riêng của

một số vật liệu như bảng 1.1

Hình 1.1 Bình khối lượng riêng sử dụng xác định cho vật liệu xi măng

Khối lượng riêng có tầm quan trọng đặc biệt trong sản xuất, định lượng, và phán đoán một số tính chất của vật liệu

1.2.2 Khối lượng thể tích

Khối lượng thể tích ρv ( 3)

g/cm là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên Khi khối lượng của mẫu thử ký hiệu là m( )g , thể tích tự nhiên của mẫu thử vật liệu đó là V0( )3

cm thì:

0 v

Bảng 1.2 Khối lượng thể tích của một số vật liệu

Đối với cùng một loại vật liệu thì khối lượng thể tích còn phụ thuộc vào độ ẩm, như ở trạng thái ẩm là bão hòa nước và trạng thái khô

Nên khối lượng thể tích được xác định ở trạng thái khô tức khi độ ẩm của vật

liệu bằng không ( )ρv.k , có ý nghĩ trong việc định lượng chính xác

Dựa vào khối lượng thể tích có thể tính trọng lượng riêng, xác định và phán đoán một số chỉ tiêu tính chất của vật liệu

1.2.3 Độ rỗng, độ đặc

Độ rỗng r tính bằng số thập phân hoặc phần trăm ( )% , là thể tích rỗng chứa trong một đơn vị thể tích của vật liệu Khi thể tích rỗng là V r ( )3

cm và thể tích tự nhiên của vật liệu là V 0 ( )3

cm thì:

0

rV

r ×

V : Thể tích hoàn toàn đặc của vật liệu a

Độ đặc đ tính bằng số thập phân hoặc %, là thể tích hoàn toàn đặc chứa trong một đơn vị thể tích của vật liệu Khi thể tích hoàn toàn đặc là V a ( )3

cm và thể tích tự nhiên của vật liệu là V 0 ( )3

VVV

VV

Vđ

r

0 0 0

a r 0 a 0

ẩm tốt hơn và nâng cao tuổi thọ

1.2.4 Độ ẩm và độ hút ẩm

Độ ẩm của vật liệu W , là độ ẩm tuyệt đối, tính bằng số thập phân hoặc phần atrăm ( )% , là chỉ tiêu đánh giá về tỉ số khối lượng nước mn( )g làm nên độ ẩm có trong mẫu vật liệu và khối lượng khô mk( )g của nó tại thời điểm xác định

k

n a

1.2.5 Độ hút nước

Độ hút nước của vật liệu là khả năng hút và giữ nước ở trong nó ở điều kiện thí nghiệm quy định cho vật liệu đó Độ hút nước được xác định theo khối lượng H và ptheo thể tích H v

Độ hút nước theo khối lượng H , tính bằng phần trăm p ( )% , xác định thông qua khối lượng mẫu khô ( )m và khối lượng mẫu ẩm k ( )mw , sau khi cho hút nước trong điều kiện môi trường được tiêu chuẩn quy định cho quá trình thử vật liệu đó

100%

m

mm

Độ hút nước theo thể tích H , tính bằng phần trăm v ( )% , xác định thông qua thể tích nước mà vật liệu hút vào ( )V và thể tích tự nhên của mẫu vật liệu khô n ( )V 0

k w

v.k k v.N

k w

m

m m 100%

ρ Khối lượng thể tích nước ở điều kiện thí nghiệm được quy định nhiệt độ

và áp suất Khối lượng thể tích nước lúc này ( )ρv.N là không xác định chính xác được

và phải lấy bằng giá trị gần đúng

Sử dụng vật liệu có thể bị hút nước, khi đó làm thay đổi các tính chất khác như khả năng chịu lực, trọng lượng riêng, tính biến dạng ẩm Những vật liệu có độ hút nước cao có thể bị ăn mòn hoặc phong hóa làm giảm tuổi thọ của vật liệu

1.2.6 Độ hút nước bão hòa

Độ hút nước bão hòa của vật liệu là độ hút nước cực đại ở trong điều kiện cưỡng bức bằng nhiệt độ hay áp suất thí nghiệm quy định Thường là phương pháp nhiệt độ như đun sôi trong nước ở áp suất trong khoảng thời gian quy định Hoặc là phương pháp hút chân không trong bình kín khi đó vật liệu ở trong môi trường ngập nước, được quy định khoảng thời gian, nhiệt độ, và áp suất để thử nghiệm

Ta có độ hút nước bão hòa theo khối lượng Hp.BH và theo thể tích Hv.BH được xác định như công thức sau:

100%

m

mmH

k

k w

100%

V

VH

1.2.7 Độ bão hòa nước

Vật liệu ở trạng thái hút nước bão hòa, khi đó độ bão hòa nước của vật liệu được đánh giá bằng hệ số bão hòa CBH:

r Độ rỗng của mẫu thí nghiệm, %

Khi bỏ qua tính giãn nở ẩm thì độ rỗng của mẫu lấy ở trạng thái khô

Độ bão hòa nước của vật liệu có giá trị nằm trong khoảng từ 0 đến 1, cũng từ đó đánh giá độ hút nước cực đại khi cùng loại vật liệu Dựa vào hệ số bão hòa để khẳng định tính kỵ nước, ưa nước, hay đánh giá mức độ háu nước của vật liệu

1.2.8 Tính thấm nước

Tính thấm nước là tính chất để cho nước thấm qua khi có khoảng chênh lệch áp lực nước giữa hai bề mặt vật liệu Tính thấm nước được đặc trưng bằng hệ số thấm th

k Từ định luật Darxi ta có:

th th th

th n.th th

∆tpS

aVk

p

∆ : Khoảng chênh lệch áp lực nước ở hai bề mặt của mẫu vật liệu tính bằng mét cột nước, m;

:

∆tth Khoảng thời gian nước thấm qua hai bề mặt của mẫu vật liệu, h

Dựa vào hệ số thấm người ta đánh giá tính chống thấm nước, phân loại chất lượng của vật liệu cùng loại như ngói đất sét nung, bê tông thủy công

1.2.9 Tính thấm khí

Tính thấm khí của vật liệu sự thấm khí qua lỗ rỗng và vết nứt xảy ra khi trên hai mặt vật liệu xuất hiện khoảng chênh lệch áp lực khí Tính thấm khí được đặc trưng bằng hệ số thấm khí k Khi có sự chênh lệch áp lực khí không lớn có thể dùng công ththức Darxi - Furier:

tk tk tk

ρ.tk

tk tk

∆p

∆tS

Vak

∆ptk Khoảng chênh lệch áp lực khí ở hai bề mặt của mẫu vật liệu, daN cm2; :

∆ttk Khoảng thời gian khí thấm qua hai bề mặt của mẫu vật liệu, h

1.2.10 Tính biến dạng ẩm

Tính biến dạng ẩm của vật liệu là sự thay đổi kích thước khi mật độ khối lượng nước trong vật liệu thay đổi Theo thời gian tính biến dạng ẩm thay đổi tùy theo từng loại vật liệu Xác định tính biến dạng ẩm thông qua độ co khi nước thoát ra khỏi vật liệu như ở bảng 1.3

1.3 Các tính chất có liên quan đến nhiệt của vật liệu xây dựng

1.3.1 Nhiệt lượng, nhiệt dung riêng và nhiệt dung

Nhiệt lượng Q(kCal), khi đó 1kCal là nhiệt lượng mà 1kg nước thu vào để nóng lên 1 Co , đơn vị thường sử dụng là kCal hoặc kJ, với 1kCal=4,1858kJ

Nhiệt dung riêng, ký hiệu là C , là nhiệt lượng cần thiết thu vào của 1kg vật liệu

để nóng lên 1 Co

, đơn vị thường sử dụng là kCal/(kg.oC)

hoặc kJ/(kg.K) Nếu độ ẩm của vật liệu thay đổi thì nhiệt dung riêng khi đó cũng biến đổi theo Khi vật liệu hỗn hợp bao gồm nhiều vật liệu thành phần có nhiệt dung riêng là

n i

2

1,C , ,C , ,C

C và khối lượng tương ứng là m1,m2, ,mi, ,mn thì nhiệt dung riêng C của vật liệu hỗn hợp được tính theo công thức:

n i

2 1

n n i

i 2

2 1 1

m

m

mm

Cm

Cm

CmCm

C

+++++

×++

×++

×+

N k

n k

n k

N n k k

m

m1

Cm

mCm

m

CmCm

×+

W1

CWC

C

+

×+

Nhiệt dung là nhiệt lượng Q,(Cal,J) mà vật liệu thu vào khi nung nóng

Từ đó:

t

∆mC

m Khối lượng của vật liệu, kg ;

o

t

∆ : Khoảng nhiệt độ của vật liệu trước và sau khi nung nóng, Co

Bảng 1.4 Nhiệt dung riêng của một số vật liệu

STT Tên vật liệu C, kCal/(kg o C) C, kJ/(kg.K)

dn dn o dn dna

∆t

∆tSλ

0,14 0,22

0,0196

v −

× +

Bảng 1.5 Hệ số dẫn nhiệt của một số vật liệu

STT Tên vật liệu λ , kCal/(m o C.h) λ , W/(m.K)

Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu thay đổi, phụ thuộc nhiệt độ trung bình của mẫu thí nghiệm, theo công thức Vlaxov :

λ0 Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ở 0oC, kCal/(m.oC.h)

; : Nhiệt độ trung bình của mẫu thí nghiệm, Co Nhiệt độ t thích hợp với công thức ( )I.27 là phạm vi dưới 100 Co

Khi độ ẩm ảnh hưởng đến hệ số dẫn nhiệt của vật liệu thì được quy đổi bằng công thức:

λ0.k Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ở 0oC khi khô, kCal/(m.oC.h);

λ0 Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ở 0oC

, kCal/(m.oC.h)

; :

t Nhiệt độ trung bình của mẫu thí nghiệm, oC;

:

βt Hệ số để điều chỉnh hệ số dẫn nhiệt khi nhiệt độ ẩm tăng lên 1oC

, được xác định bằng thực nghiệm, nó phụ thuộc vào bản chất vật liệu, khoảng nhiệt độ

1.3.3 Tính chống cháy

Tính chống cháy của vật liệu là khả năng chịu được tác dụng của ngọn lửa trong một thời gian nhất định Tính chống cháy của vật liệu được chia làm 3 nhóm là vật liệu không cháy, vật liệu dễ cháy, vật liệu khó cháy Vật liệu không cháy là vật liệu dưới tác dụng của ngọn lửa mà không bị chảy và biến hình như gạch, ngói, bê tông Vật liệu

dễ cháy là vật liệu có thể cháy bùng lên dưới tác dụng của ngọn lửa như bitum, gỗ, cao

su Vật liệu khó cháy là vật liệu bị cháy khi tác dụng ngọn lửa nhưng khi ngừng tác dụng ngọn lửa thì vật liệu đó ngừng cháy

từ công thức:

o gn 0

0 t

t

tl

ll

lt Chiều dài vật liệu ở t oC