BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG

1
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG
CHƯƠNG I - TÍNH CHẤT CHUNG
§1.1. Tính chất vật lý
I. KHỐI LƯỢNG RIÊNG γ
a

- Là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc
(không có lỗ rỗng).
a
K
a
V
G
=
γ

G
K
: Khối lượng vật liệu đã sấy khô (g, kg)
V
a
: Thể tích vật liệu ở trạng tháI hoàn toàn đặc (cm
3
, dm
3
)
γ
a
: Khối lượng riêng (kg/dm

3
, g/cm
3
)
VD: H
2
O => γ = 1 g/cm
3
Đất sét nung γ = 2,6 ÷ 2,65 g/cm
3

Đá => γ= 2, 2 ÷ 3,3 g/cm
3
Xi măng γ = 3,1 g/cm
3

Thép => γ = 7,25 ÷ 8,25 g/cm
3
Gỗ γ = 1,55 g/cm
3

II. KHỐI LƯỢNG ĐƠN VỊ γ
0

- Là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên.
0
0
V
G
K

=
γ

G
K
: Khối lượng mẫu vật liệu khô.
V
0
: Thể tích mẫu vật liệu ở trạng thái tự nhiên.
Chú ý:

- Trạng thái khối lượng G và thể tích V
0
là phải phù hợp với nhau.
K0
«kh
K0
V
G
=γ
: Khối lượng đơn vị khô
m©0
m©
m©0
V
G
=γ
: Khối lượng đơn vị ẩm
hoμo·b0
hoμo·b

hoμo·b0
V
G
=γ
: Khối lượng đơn vị bão hoà
- Khi thể tích là một khối liền ta có: γ
0hạt
- Khi V
0
là một tập hợp của các hạt rời γ
0xôp
p«x0
p«x0
V
G
=γ


2
III. ĐỘ RỖNG CỦA VẬT LIỆU (r%)
- Là tỷ số % giữa thể tích rỗng so với thể tích tự nhiên của vật liệu ở trạng thái khô.
r% = %100.
V
V
K0
r

V
r
= V

0K
- V
a
=> r% = %100).
V
V
1(%100.
V
VV
K0
a
K0
aK0
−=
−

r% =
%100).1(
a
K0
γ
γ
−
- Vật liệu liền khối: r% =
%100).1(
a
K0
γ
γ
−

- Vật liệu rời (cát, sỏi) r% =
%100).1(
0
a
xèp
γ
γ
−
IV. ĐỘ ĐẶC: đ%

- Là tỷ số % giữa thể tích đặc so với thể tích tự nhiên của vật liệu ỏ trạng thái khô.
đ% =
%100).r1(
V
VV
%100.
V
V
K0
rK0
K0
a
−=
−
=
đ% =
a
K0
γ
γ

V. NHỮNG TÍNH CHẤT VẬT LÝ LIÊN QUAN ĐẾN NƯỚC.

1. Các dạng nước có trong vật liệu
a. Nước kết tinh (nước liên kết hoá học).
- Là nước liên kết hoá học mà các phần tử sắp xếp có quy luật và tồn tại ổn
định. Khi nhiệt độ cao thì nước kết tinh mới thoát ra ngoài lúc này bản chất vật liệu
thay đổi.
+ Thạch cao: CaSO
4
.2H
2
O
⎯
⎯
→
⎯
C200
0
CaSO4 + 2H
2
O
+ Đất sét: Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2

O
⎯
⎯
⎯
→
⎯
÷ C800700
0
Al
2
O
3
.2SiO
2
+ 2H
2
O
b. Nước hấp phụ
- Là màng nước rất mỏng (khoảng 10
-4
÷10
-6
mm) bám mặt ngoài của VL.
- Nguyên nhân: Do mặt ngoài của vật liệu có suất căng mặt ngoài và các phần
tử nước có cực tính.
- Do nước bao gồm các phần tử H
2
O bị phân cực. Các phần tử H
2
O bám vào

màng hấp phụ tạo màng hấp phụ có tác dụng giảm sức căng mặt ngoài của vật liệu.
- Độ dầy của màng nước hấp phụ lớn dần lên cho đến khi các phần tử nước
ngoài cũng có thể tách ra một cách dễ dàng đó là giới hạn mạng lưới hấp phụ.

3
c. Nước tự do
- Màng nước hấp phụ tồn tại trong môi trường ẩm ướt độ dầy của nước được tăng
lên đến một lúc nào đó phần ngoài chuyển thành nước tự do.
- Nước tự do tuân theo các quy luật về thuỷ lực học. Loại nước này chiếm một
tỷ lệ rất lớn trong ba loại nước ở trên. Nó ảnh hưởng rất lớn đến các tính chất cơ lý c
ủa
vật liệu.
2. Hiện tượng thấm nước của vật liệu.
a. Vật liệu ưa nước và vật liệu ngăn nước
- Vật liệu ưa nước (hay ngăn nước) được đặc trưng bởi góc ướt: θ
+ Đối với vật liệu ưa nước θ < 90
0
(0
0
≤ θ ≤ 90
0
).
+ θ
0
= 0
0
vật liệu bị ướt hoàn toàn.
- Trường hợp vật liệu ưa nước:
+ Lực hút giữa thành rắn lên chất lỏng.
+ Lực hút phân tử của thành chất rắn đối với các phân tử nước lớn hơn lực hút

nội bộ giữa các phân tử nước.
b. Hiện tượng thấm nước mao quản:
Xét một phân tố trên chu vi (giao tuyến mặt chất lỏng với thành ống) dl chịu
mộ
t lực hút của thành ống df.
df = dl. σ.cosθ ⇒ f=σ.cosθ.
∫
dl
f=σ.cosθ.2π.R
- Áp suất phụ dưới mặt cong chất lỏng
P =
R
R
S
f
θ
σ
π
θ
σ
π
cos 2
2
cos 2
2
==
R: Bán kính ống mao quản
S: Diện tích mặt cắt ngang mao quản.
P = γ
n

.h (1)
h =
n
R
γ
φ
σ
.
cos 2

σ: Hệ số suất căng mặt ngoài của chất lỏng
+ h: phụ thuộc vào σ; σ phụ thuộc vào t
0

- t
lớn
→ σ
nhỏ
→ h
nhỏ

- t
nhỏ
→ σ
lớn
→ h
lớn

+ θ: vật liệu ưa nước: θ < 90
0

=> h > 0
Vật liệu ngăn nước θ > 90
0
→ h < 0

4
+ R: R
bé
→ h
cao

Chú ý: Khi ống mao quản nằm ngang thì cột nước luôn chuyển động về phía có
t
0
thấp.
3. Một số chỉ tiêu vật lý đối với vật liệu ưa nước
a. Độ ẩm W%
- Khi vật liệu tiếp xúc với môi trường ẩm ướt nó có khả năng hút và giữ nước
và lúc đó gọi là vật liệu bị ẩm ướt. Mức độ ẩm ướt được biểu thị bằng chỉ tiêu độ ẩm.
- Độ ẩm là tỷ số % giữa khố
i lượng nước có trong vật liệu ở trạng thái tự nhiên
so với khối lượng của vật liệu khô.
W% =
«kh
«kham
«kh
liÖuvËttrongcãíc−n
G
GG
G

G
−
=
.100%
b. Hệ số báo hoà nước: B%
- Bão hoà nước: Khi vật liệu hút nước và giữ nước đến mức tối đa thì người ta
gọi đó là vật liệu bão hoà với nước. Mức độ bão hoà nước được đánh giá bằng hệ số
bão hoà nước.
Định nghĩa: Hệ số bão hoà nước (B) là tỷ số giữa thể tích nước có trong vật liệu
đã được bão hoà nước so với toàn bộ thể tích lỗ r
ỗng của vật liệu.
B =
r
n
V
V
baohoa
0 ≤ B ≤ 1
+ B < 1: Vật liệu bão hoà nước không hoàn toàn có nghĩa là vật liệu vẫn còn lỗ
rỗng không chứa nước.
+ B = 1: Vật liệu bão hoà nước hoàn toàn. V
n
bão hoà
= Vr
Trạng thái bão hoà nước còn phụ thuộc vào phương pháp thí nghiệm bão hoà.
c. Mức hút nước theo khối lượng Hp%
Định nghĩa: Là tỷ số % giữa khối lượng nước có trong vật liệu khi bão hoà
nước so với khối lượng của vật liệu ở trạng thái khô.
Hp% =
%100.%100.

k
kbh
kho
hoabaonuoc
G
GG
G
G
−
=

d. Mức hút nước theo thể tích: Hv%
Định nghĩa: Là tỷ số % giữa thể tích nước có trong vật liệu khi bão hoà nước so
với thể tích của vật liệu ở trạng thái khô.
Hv%=
%100.
0K
hoabaonuoc
V
V


5
íc−n
K0
K0n
k
kbh
k
K0n

kbh
V.
G
GG
G
.
V.
GG
Hp
Hv
γ
γ
=
γ
=
−γ
−
=
H
V
.γ
nước
= H
p
. γ
0K

W =
«kh
«kham

G
GG −
⇒ G
âm
= G
khô
(1+W)
⇒ G
khô
=
W 1
am
+
G

e. Hệ số thấm nước
- Biểu thị thấm nước của các loại vật liệu khác nhau: đất, bê tông, gạch, vữa
Định nghĩa: Hệ số thấm nước được biểu thị nước thấm qua một đơn vị của vật
liệu có chiều dầy xác định trong một đơn vị thời gian dưới tác dụng của một đơn vị áp
suất cột nước
)/(

.
sm
HtS
dQ
K =
- Q : Lượng nước thấm qua vật liệu (m
3
)

- d : Ciều dầy của vật liệu nước thấm qua (m)
- S : Diện tích nước thấm (diện tích vuông góc với dòng nước) (m
2
)
- t : Thời gian thấm (s)
- H : áp suất cột nước (m)

PHẦN BÀI TẬP CHƯƠNG I
Ví dụ 1:

Một vật ở trạng tháI ẩm 20% có khối lượng đơn vị 1,8 kg/dm
3
, ở trạng tháI bão
hoà nức có khối lượng đơn vị là 2,0 kg/dm
3
, cho biết khối lượng riêng của vật là
3kg/dm
3
, γ
n
= 1kg/dm
3
. Biết thể tích không đổi khi độ ẩm thay đổi. Tính hệ số bão hoà
của vật ?
G
K
=
K0K0
m©0m©m©
V.=

W+1
V.
=
W+1
G
γ
γ

γ
ok
= γ
0ẩm
.V
0ẩm
/V
0K
(1+W)=1,8/(1+0.2) =1,5 kg/dm
3

B=
00


Vr
VV
Vr
G
V
V
n

oKoKobhobh
n
nuoc
r
nuoc
γ
γ
γ
γ
−
==

r=(V
0K
-V
a
)/V
oK
=1-V
a
/V
oK
=1-1,5/3=0,5
Suy ra B=(2-1,5)/0,5*100=100%


6
Ví dụ 2:
Một vật ở trạng tháI ẩm 10% có khối lượng đơn vị 2,2 kg/dm
3

, ở trạng tháI bão
hoà nước hoàn toàn có khối lượng đơn vị là 2,3 kg/dm
3
. Biết vật có thể tích không đổi
khi độ ẩm thay đổi. Tính khối lượng riêng của vật.
Ta có: G
K
=
K0K0
m©0m©m©
V.=
W+1
V.
=
W+1
G
γ
γ

γ
ok
= γ
0ẩm
.V
0ẩm
/V
0K
(1+W)=2,2/(1+0.1) =2,0 kg/dm
3

B=
00


Vr
VV
Vr
G
V
V
n
oKoKobhobh
n
nuoc
r
nuoc
γ
γ
γ
γ
−
==

r=(γ
0bh
-γ
0K
)/B. γ
on
=2,3-2/1=0,3

γ
a
= γ
0K
/(1-r) = 2/(1-0,3) = 2,86 kg/dm
3


§1.2. Tính chất cơ học
I. TÍNH BIẾN HÌNH

- Vật liệu khi chịu tác dụng của ngoại lực -> hình dạng thay đổi -> biến hình.
- Có hai loại hình xẩy ra:
1. Biến hình đàn hồi.
- Sẽ được triệt tiêu khi bỏ ngoại lực tác dụng.
Tất cả các loại vật liệu đều có tính biến hình đàn hồi kể cả vật liệu dòn như BT,
gạch, ngói khi TK công trình chúng ta chỉ được phép TK ngoại lực tín toán sao cho
vật liệu chỉ làm việc trong giới hạ
n đàn hồi.
2. Biến dạng dư (biến dạng dẻo).
Đây là loại biến hình kế tiếp hình đàn hồi. Nó là dấu hiệu ban đầu của sự phá
hoại các kết cấu xây dựng. Cho nên trong TK không được TK ngoại lực để cho vật
liệu xuất hiện biến hình dẻo.
3. Biến dạng từ biến.
Ngoài hai loại biến dạng trên, ở vật liệu còn có hiện tượng từ biế
n là hiện
tượng biến dạng tăng theo thời gian khi ngoại lực không đổi, tác dụng lâu dài lên vật
liệu. ở nhiệt độ cao kim loại thể hiện tính từ biến rất rõ.
II. CƯỜNG ĐỘ.

Định nghĩa: Cường độ là khả năng chống lại sự phá hoại của ứng suất dưới tác
dụng của ngoại lực.
1. Phân loại cường độ: Tuỳ theo hình thức chọn lọc mà các kết cấu vật liệu
chịu các loại cường độ sau:

7
a. Cường độ chịu nén: Rn
R
n
= )cm/kg(
F
P
2

P: Lực tác dụng vào cấu kiện làm cho cấu kiện bị phá hoại (kg).
F: Diện tích tiết diện (cm
2
)
b. Cường độ chịu kéo: R
K

R
K
= )cm/kg(
F
P
2
−
c. Cường độ chịu uốn.
R

n
= M
max
/W
uốn

R
n
=
2
bh
Pl
.
2
3

d. Cường độ chịu xoắn
e. Cường độ chịu cắt.
Chú ý:
* Trong vật liệu xây dựng phân ra vật liệu giòn và vật liệu dẻo:
- VL dẻo khả năng chịu kéo, nén khác nhau. Chỉ quan tâm đến cường độ kéo.
- VL giòn chịu nén tốt, chỉ quan tâm đến cường độ chịu nén.
* Cường độ chịu nén (R
nén
) → Mác
Định nghĩa: Mác vật liệu là cường độ chịu nén của bình quân ít nhất 3 mẫu thí
nghiệm được chế tạo với kích thước tiêu chuẩn (bảo dưỡng ở điều kiện tiêu chuẩn) sau
28 ngày dưỡng hộ (dùng với XM & BT) .
F
P

R
)3n(
n
R
R
i
i
n
i
i
nen
=
≥=
∑

- Loại bỏ những Ri có kết quả sai khác 20%.
- Mỗi loại vật liệu có mẫu khác nhau
- Hình lập phương a = 10;15; 20: Bê tông; 7,07: Vữa XD, XM
- Hình trụ: (d, H) H = 2d
(10, 20), (15, 30); (20, 40)
- BT phải bảo dưỡng trong những phòng có nhiệt độ (20 ± 5
0
C, độ ẩm ω >
90%) bảo dưỡng sau 28 ngày.

8
R
∑
=
=

n
1i
28
bi
28
b
R /n
n: Số mẫu làm thí nghiệm, n>=3
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ vật liệu
a. Cấu trúc vật liệu
- Độ đặc: Nếu cùng là một loại vật liệu thì độ đặc càng lớn thì giá trị cường độ
càng cao. Một số vật liệu ?? xi măng, BT, gạch , khi độ đặc tăng gấp rưỡi thì cường
độ tăng gấp 8 lần.
- Hướng chịu lực: C
ường độ theo phương dọc thì sẽ nhỏ hơn cường độ theo
phương ngang thì của vật liệu gỗ.
+ Đồng nhất theo mật độ
+ Đồng nhất theo phương.
b. Nhiệt độ và độ ẩm.
- Nhiệt độ và độ ẩm lớn thì cường độ giảm và ngược lại.
c. Thời gian chịu tải
Thời gian chịu tải tăng thì R↓
3. Phương pháp xác định cường độ

a. Gia công mẫu thí nghiệm
- Hình dạng: Lập phương, trụ, thanh, dây
- Kích thước:
* Bê tông: + Hình trụ: (h, d); (20, 20); (15,30)
+ Lập phương: 7,07 x 7,07; 7,07; 15 x 15 x 15
10 x 10 x 10; 20 x 20 x 20

* Xi măng: 4 x 4 x 16cm
* Đá: 5 x 5 x 5cm
b. Thí nghiệm trên máy vạn năng: Kéo, nén
Đọc số: áp lực, kéo, uốn
Khi mẫu bị phá hoại
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm chịu nén.
a. Chiều cao mẫu thí nghiệm
R =
21
RR
F
P
<⇒
Giải thích:

9
Tại mặt tiếp xúc giữa mẫu vật liệu và tấm ép khi tăng tải trọng thì xuất hiện lực
ma sát (lực ma sát có tác dụng ngăn cản sự chuyển dịch của vật liệu theo phương
ngang).
Ảnh hưởng của lực ma sát lớn nhất tại mặt tiếp xúc bé nhất tại vùng giữa của
vật liệu → h càng lớn ảnh hưởng ma sát càng ít → mẫu dễ bị phá hoạ
i.
- Tiêu chuẩn của mẫu BT: 20 x 20 x 20cm, còn lạI phảI có hệ số đIều chỉnh
(bảng 1-10 trang 35)
Mác Bê tông (Kg/cm
2
) Kích thước mẫu TN
140 200 300 400
30 x 30 x 30
20 x 20 x 20

15 x 15 x 15
10 x 10 x 10
7,07 x 7,07 x 7,07
1,06
1
0,96
0,87
0,91
1,05
1
0,94
0,85
0,88
1,05
1
0,92
0,83
0,86
1,04
1
0,9
0,81
0,84

b. Tốc độ tăng tải trọng
Phải có quy định về tốc độ gia tải. Tốc độ càng lớn → kết quả thấp.
III. HỆ SỐ PHẨM CHẤT: PC

PC =
0

R
γ

Vật liệu nhẹ → tốt
VL cường độ cao nhất
Suy ra PC = 1,61 Gỗ lim PC = 0,7
Thép CT3 PC = 0,51 BT PC = 0,083
IV. HỆ SỐ MỀM HOÁ: MH

MH =
«kh
íc−nhoμo·b
R
R
> 0,85 (VL dùng XDCTTL)





⇒ HS PC cao

10
CHƯƠNG II. VẬT LIỆU KẾT DÍNH VÔ CƠ

Đ2.1. Khái niệm
1. Định nghĩa:
- Là một loại vật liệu ở dạng bột, khi trộn với nước tạo thành vữa dẻo, qua quá
trình biến đổi lý hoá vữa đó trở lên rắn chắc như đá.
- Dựa vào tính chất này người ta sử dụng rộng rãi vật liệu dính kết vô cơ để chế

tạo vữa, bê tông, các sản phẩm và v
ật liệu đã nhân tạo không nung dùng trong xây
dựng.
2. Phân loại:
Tuỳ theo khả năng và điều kiện rắn chắc, người ta chia vật liệu dính kết vô cơ
ra hai loại.
a. Vật liệu vô cơ rắn trong không khí:
Quá trình biến đổi lý hoá diễn ra khi rắn chắc chỉ có được trong môi trường
không khí, như: Thạch cao, xây dựng, các chất kết dính manhê, thuỷ tinh nước và vôi
không khí
b. Vật liệu vô cơ rắn trong nước.
Quá trình biến
đổi hoá lý diễn ra khi rắn chắc không chỉ trong môi trường
không khí, mà cả trong môi trường nước, như: vôi thuỷ, xi măng, chất kết dính hỗn
hợp

Đ2.2. Vôi không khí
I. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ PHÂN LOẠI VÔI

TP: CaO, MgO, Al
2
O
3
, SiO
2
, Fe
2
O
3

Ngoài ra còn CaOAl
3
, CaOSiO
2
, CaOFe
2
O
3
vôi già lửa, dựa vào tỷ lệ MgO để
phân loại:
- Vôi canxit (có chất lượng cao) MgO ≤ 5%
- Vôi manhêzit (chất lượng TB) MgO = 5 ÷ 20%
- Vôi đôlômit (chất lượng xấu) MgO = 20 ÷ 40%
II. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÔI KHÔNG KHÍ

1. Nguyên liệu
Đá vôi: CaCO
3
, MgCO
3

2. Nhiên liệu:
- Than

11
- Củi, gỗ
- Khí đốt.
3. Lò nung: 2 loại
- Lò nung gián đoạn
- Lò nung liên hoàn: Quá trình nung được tiến hành liên tục, chia 3 khu vực:

+ Khu vực sấy: Nằm giá trên t
0
= 105 ÷ 110
0
C
+ Khu nung: t = cao nhất t = 1100
0
C
+ Khu làm nguội: t giảm dần
Đáy lò được tháo ra lấy vôi sống 2 ÷ 3h lấy 1 lần trên đỉnh lò là vật liệu được
bổ sung vào liên tục như vậy. Quá trình diễn biến lý hoá khi nung.
- T
0
= 105 ÷ 110
0
C nước tự do bay hơi, tạp chất hữu cơ cháy.
- T
0
= 600 ÷ 650
0
C
AlO
3
.2SiO
2
.2H
2
O → AlO
3
.2SiO

2
+ 2H
2
O↑
- 700 ÷ 800
0
C: AlO
3
.2.SiO
2
→ Al
2
O
3
+ 2SiO
3

- MgCO
3
> MgO+CO
2

- 900
0
C: Bắt đầu CaCO
3
→ CaO + CO
2
↑
- 1000 ÷ 1100

0
C: quá trình phân giải trên toàn bộ CaO tạo thành, kết thúc phụ
thuộc vào áp suất CO
2
trong lò nung.
- T
0
> 1100
0
C có các phản ứng kết hợp.
nCaO + SiO2 → nCaO.SiO2
mCaO.Al
2
O
3
→ mCaO.Al
2
O
3

p.CaO.Fe
2
O
3
→ p.CaO.Fe
2
O
3

Khoáng vật vôi già lửa

Vôi già lửa có hại: Trong quá trình tôi thì vôi già lửa không tôi ngay. Sau một
thời gian vôi già lửa mới tôi và gây rạn nứt khối xây, trát.
III. TÔI VÔI:

Vôi không khí tiếp xúc với nước xẩy ra phản ứng tôi vôi:
CaO + H
2
O → Ca(OH)
2
+ Q (nhanh)
MgO + H
2
O → Mg(OH)
2
(chậm)
Ca(OH)
2
: Vôi tôi là những hạt nhỏ và thô
Nước tự do vẫn nhiều: Ca(OH)
2
+ nH
2
O (tự do), vôi nhuyễn

12
Cấu trúc của vôi nhuyễn: Hệ keo, chất phân tán là các hạt Ca(OH)2 môi trường
phân tán là nước. Hạt Ca(OH)2 trong môi trường phân tán phát sinh lực hút và lực
đẩy.
Khi mới tôi mật độ các hạt Ca(OH)
2

không đồng đều, sau đó do lực hút, đẩy
giữa các hạt nên trong hệ keo có sự phân bố lại ngày càng đồng đều cho đến một lúc
nào đó hệ keo cân bằng nội lực. Chính lúc đó vôi nhuyễn đạt được độ dẻo tốt nhất. Vì
vậy thực tế sau khi tôi vôi không nên sử dụng ngay:
- Để có thời gian nhiệt lượng toả ra hết.
- Để tăng độ dẻo của vôi nhuyễn
- Để ít nhất 30 ngày m
ới mang ra dùng.
Chú ý:
- Khi tôi vôi cần thiết cho vôi vào nước tránh đổ nước vào vôi.
- Thể tích hố vôi đủ lớn mới tôi hết vôi vì khi tôi thể tích vôi nở ra khoảng 2 lần
so với vôi sống.
- Bố trí hố vôi trên mặt bằng thi công công trình hợp lý.
- Tôi xong chưa dùng thì nên đổ cát hoặc đất lên trên.
IV. RẮN CHẮC VÔI KHÔNG KHÍ

Chia làm hai giai đoạn:
- Vôi nhuyễn được kết tinh do hiện tượng bay hơi
Ca(OH)
2
+ nH
2
O → Kết tinh tạo nên độ cứng.
- Cacbonat hoá:
Ca(OH)
2
+ CO
2
→ CaCO
3

+ H
2
O (cường độ cao)
Diễn ra chậm, muốn nhanh cung cấp đủ CO
2
, cung cấp nhiệt lượng.
Vôi + cát → vữa vôi cát tăng độ cứng của vữa vôi, tạo mao quản, CO
2
dễ xâm
nhập, hơi nước dễ thoát, tránh hiện tượng co nứt.
V. VÔI SỐNG BỘT.

Nghiền vôi sống trong máy nghiền
Ưu điểm: Tận dụng nhiệt lượng trong khi tôi để thúc đẩy quá trình cứng hoá
nhanh.
Vì: CaO + H
2
O → Ca(OH)
2
+ Q
Ca(OH)
2
+ CO
2
→ CaCO
3
+ H
2
O↑
Biến vôi già lửa mCaOAl

2
O
3
, nCaO.SiO
2
, pCaOFe
2
O
3
là những thành phần có
lợi thành phẩm có cường độ cao trong quá trình rắn chắc.
Nước pha trộn ít hơn so với dùng vôi nhuyễn → R↑.

13
Nhược điểm:
- Giá thành cao, thiết bị điện để nghiền
- Thi công khó, ảnh hưởng đến sức khoẻ người sử dụng.
- Rất khó bảo quản.
VI. KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG VÔI

1. Kiểm tra mặt ngoài
a. Màu sắc:
Màu trắng ngà: Vôi tốt
Mầu hồng, hơi nâu, hơi xanh, chứa nhiều tạp chất.
b. Độ cứng:
Dễ vạch (mềm) vôi chín vừa
Khó vạch (cứng) non lửa (đá), vôi già lửa.
c. Âm thanh
- Tiếng đục: vôi tốt
- Tiếng có âm vang: già lửa hoặc chưa chín.

2. Các chỉ tiêu có tính chất định lượng.
a. Độ hoạt tính của vôi
X% =
%100.
G
)MgOCaO(G
sèngi«v
+

vs
G
nV
X
8,2
% =

Trong đó: - V: Thể tích axit clohidric dùng để trung hoà hết bazơ
- n: Nồng độ axit dùng để trung hoà bazơ
Cho vôi sống tác dụng với axit HCl
CaO + 2HCl = CaCl
2
+ H
2
O
56 2 x 36,5 → X =
5,36.2.1000
V.5,36.n.56

X(g) =
1000

V.5,36.n

X = 0,028.n.V
X% =
Gvs
%100.V.n.028,0
%100.
Gvs
)g(x
=
X% =
%
Gvs
V.n.8,2


14
- MgO coi như CaO
X% =
Gvs
V.n8,2
Thí nghiệm
Ca(OH)2 → CaO + H2O
x(g) y(g)
CaO + H
2
O → Ca(OH)
2

56 74

y x
y =
)g(x.
74
56

b. Nhiệt độ tôi và tốc độ tôi
- Nhiệt độ tôi là nhiệt độ cao nhất xẩy ra trong quá trình tôi vôi.
- Lấy 10g vôi sống cho vào một bình đựng 20ml. Bình tiêu chuẩn được ủ bằng
bông Amiăng.
- Bỏ vôi vào nước bấm đồng hồ t
1
. Cắm thuỷ ngân để cho nhiệt độ. Theo dõi cột
thuỷ ngân dừng lại t
2
sau đó tụt xuống.
- Tốc độ tôi: Là khoảng thời gian kể từ khi cho nước vào vôi đến khi đạt nhiệt
độ cao nhất.
t
2
- t
1
= Δt
Vôi tôi nhanh: <=20 phút
Vôi tôi trung bình 10 ÷ 30 phút
Vôi tôi chậm > 30 phút
T
0
> 70
0

C: Vôi phát nhiều nhiệt
T
0
< 70
0
C: Vôi phát ít nhiệt.
c. Sản lượng vôi vữa
- Là thể tích vôi nhuyễn thu được khi tôi 1 kg vôi sống.
SLVV = 1,6 ÷ 2,4l/1kg VS
Vôi tốt: SLVV > 2, vôi xấu: SLVV < 2
d. Hàm lượng hạt sượng
- Là tỷ lệ của các thành phần không tôi được so với khối lượng của vôi sống.
- Vôi sống = Thành phần hoạt tính (CaO + MgO).
+ Thành phần không tôi được
TN: Cân 200g vôi sống được vôi nhuyễn. Sàng lấy thành phần không tôi được.

15
VII. SỬ DỤNG VÔI KHÔNG KHÍ
- Vữa xây, vữa trát
Vôi + cát
Vôi + Cát + Xi măng
- Dùng làm vật liệu hỗn hợp hoạt tính.

Vôi bột + Bột pooclăng
+ Bột xi măng
- Dùng vôi trộn với tro lò: SiO
2
, Al
2
O

3

Đóng gạch:
SiO
2
+ Ca(OH)
2
→ CaO.SiO
2
+ H
2
O
Al
2
O
3
+ Ca(OH)
2
→ CaOAl
2
O
3
+ H
2
O
Đ2.2. Vôi thuỷ
Là một loại chất kết dính vô cơ có khả năng rắn chắc trong môi trường không
khí và môi trường nước.
I. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT

- Thành phần hoá học: CaO, MgO, SiO
2
, Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
, CaO là chủ yếu chiếm >
60%.
- Thành phần khoáng vật:
2CaO + SiO
2
→ 2CaO.SiO
2

2CaO + Fe
2
O
3
→ 2CaO.Fe
2
O
3

CaO + Al
2
O

3
→ CaO.Al
2
O
3

II. CHẾ TẠO VÔI THỦY.

1. Nung vôi thuỷ
a. Nguyên liệu, nhiên liệu
Đá vôi với hàm lượng sét 8 ÷ 20% → rất hiếm
Đất sét trộn vôi sống hoặc vôi tôi → hỗn hợp sét vôi
Chất đốt: Than, chỉ, gỗ, than cám.
b. Lò nung
* Dùng lò nung gián đoạn, không dùng là nung liên tục dễ bị tắc lò.
c. Chế tạo hỗn hợp sét vôi
Tỷ lệ: 1sét (vữa) + 3 vôi (nhuyễn)
Vữa đất sét đánh đều với vôi nhuyễn thành một hỗn hợp đồng nhất.
Tính kết dính hỗn hợp

Vôi nhuyễn

16
Đúc thànhcác viên giống viên gạch phơi khô sau đó xếp vào lò nung cùng với
các viên than.
d. Các diễn biến hoá lý trong quá trình nung
T
0
= 105 ÷ 110
0

C. Nước tự do bay hơi
T
0
= 547
0
C, Ca(OH)
2
→ CaO + H
2
O
T
0
= 600 ÷ 650
0
C. Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O → Al
2
O
3
.2SiO
2
+ 2H
2

O
T
0
= 700 ÷ 8500C, Al
2
O
3
.2SiO
2
→ Al
2
O
3
+ 2SiO
2

2CaO + SiO
2
→ 2CaO + SiO
2

T
0
= 1100 ÷ 1200
0
C
2CaO + Fe
2
O
3

→ 2CaO.Fe
2
O
3

CaO + Al
2
O
3
→ CaO.Al
2
O
3

2. Tả vôi thuỷ
- Vôi thuỷ + Nước (vừa phải) → thành bột
- Có 2 phương pháp tả vôi
a. Phương pháp tự nhiên
Xếp thành lớp mỏng trên nền ẩm ướt sau 2 tuần tự tả thành bột, còn lại những
cục rắn phải nghiền bằng cơ học.
b. Phun nước
Dùng 10 ÷ 15% nước phun vào vôi. Sau 2 ngày tả thành bột, cục rắn còn lại ít
hơn.
Bột vôi thuỷ đóng bao, thùng cách ẩm.
III. TÍNH CHẤ
T VÔI THUỶ.
1. Độ mịn
- Sàng qua sàng 4900 lỗ / cm
2
.

- Lượng sót trên sàng < 15%.
2. Nguyên lý rắn chắc của vôi thuỷ
- Phần vôi không khí: Ca(OH)
2
+ CO
2
→ CaCO
3
+ H
2
O
- Phần khoáng vật:
CaO.Al
2
O
3
+ nH
2
O → CaO.Al
2
O
3
nH
2
O (kết tinh rắn chắc)
2CaOSiO
2
+ mH
2
O → 2CaO.SiO

2
mH
2
O
2CaO.Fe
2
O
3
+ pH
2
O → 2CaOFe
2
O
3
.pH
2
O
- Công trình có sử dụng vôi thuỷ phải để trong không khí trong thời gian 3 ÷ 4
tuần. Sau đó mới cho vào nước để tăng nhanh các phản ứng thuỷ hoá của khoáng vật.

17
3. Hệ số cứng hoá trong nước
I =
97,1
)%OFeSiOOAl(
CaO%
32232
÷=
++

I = 1,7 ÷ 4,5: Vôi thuỷ mạnh, khả năng ưa nước tốt.
I = 4,5 ÷ 9: Vôi thuỷ yếu, khả năng ưa nước kém
I < 1,7: Xi măng
I > 9 : Vô không khí
4. Cường độ trung bình.
R
min
= 18kg/cm
2
, R
max
= 34kg/cm
2

Vôi không khí: R = 20kg/cm
2

Xi măng: R
TB
= 400kg/cm
2
IV. BẢO QUẢN VÀ SỬ DỤNG.
+ Bảo quản: Tránh ẩm, tránh CO
2

Đóng bao cách ẩm: các thùng
+ Sử dụng: Cho các công trình tiểu thuỷ nông, các mương máng nhỏ phục vụ
dân sinh.

Đ 2.3. Xi măng Pooclăng

I. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA KHOÁNG VẬT.

* Thành phần hoá học:
- CaO chiếm 60 ÷ 65%
- SiO
2
chiếm 19 ÷ 24%
- Al
2
O
3
chiếm 4 ÷ 7%
- Fe
2
O
3
chiếm 2 ÷ 6%
- MgO chiếm > 4,5%
- CaOSO
3
chiếm 4 ÷ 6% (SO
3
> 3%)
II. SẢN XUẤT XI MĂNG POOCLĂNG.

1. Khai thác vật liệu: Nguyên liệu đá vôi CaCO
3
ngoài ra còn MgCO
3
. Đập

nhỏ cục đá dài dùng đá dăm.
- Đất sét: Al
2
O
3
.SiO
2
.2H
2
O Caolinit
- Quặng sắt: Fe
2
O
3
Thái nguyên
- Thạch cao: CaSO
4
.2H
2
O (Nhập từ các nước Lào)
2. Chế tạo vật liệu (Đưa vào lò nung)

18
- Đá vôi + quặng sắt nghiền nhỏ với nước: Lượng sắt trên sàng 4900 lỗ/cm
2
>
15%.
- Đất sét: Đánh trộn với nước thành bùn sau đó người ta phối hợp hỗn hợp: Đá
vôi + Quặng sắt + bùn đất sét theo tỷ lệ xác định sao cho từ 75 ÷ 78% CaCO
3

và từ 22
÷ 25% (SiO
2
+ Al
2
O
3
+ Fe
2
O
3
). Vật liệu sống hỗn hợp bùn - quặng bơm vào lỗ chứa
dung tích lớn: 5000m
3
, 2000m
3
, 1000m
3
, 500m
3
.
3. Nung xi măng
a. Lò nung xi măng
- Lò có đường kính D = 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 6m
- Lò có chiều dài D = 50, 80, 100, 120, 150, 180m
- Lò nung được chia thành 3 khu vực.
+ Khu xây ở phía trên của lò
+ Khu nung ở phía giữa củi lò.
+ Khu vực làm nguội phía dưới của lò.
b. Than

- Than già: Nhiệt lượng Q lớn chất bốc ngọn lửa ngắn
- Than non: Nhiệt lượng Q nhỏ chất bốc ngọn lửa rất ngắn
- Than mỏ: Nhiệt lượng Q cao chất bốc ngọn lửa dài.
Than nghiền thành bột.
c. Quá trình diễn bi
ến lý hoá khi nung xi măng
+ T
0
= 100 ÷ 105
0
C: Nước tự do bay hơi
+ T
0
= 600 ÷ 650
0
C
Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O → Al
2
O
3
.2SiO
2

+ 2H
2
O
+ T
0
= 700 ÷ 850
0
C.
Al
2
O
3
.2SiO
2
→ Al
2
O
3
+ 2SiO
2

MgCO
3
→ MgO + CO
2
↑
+ T
0
= 900 ÷ 1100
0

C
CaCO
3
→ CaO + CO
2
↑
+ T
0
= 1100 ÷ 1200
0
C (Pha rắn)
2CaO + SiO
2
→ 2CaO.SiO
2
(1 phần)
CaO + Al
2
O
3
→ CaOAl
2
O
3

2CaO + Fe
2
O
3
→ 2CaO.Fe

2
O
3

+ T
0
= 1200 ÷ 1300
0
C (Pha lỏng)

19
2CaO + SiO
2
→ 2CaO.SiO
2
(C
2
S) (toàn bộ)
CaO.Al
2
O
3
+ 2CaO → 3CaO.Al
2
O
3
(C
3
A)
3CaO.Al

2
O
3
+ CaO.Fe
2
O
3
→ 4CaOAl
2
O
3
.Fe
2
O
3
(C
4
AF)
+ T
0
= 1200 ÷ 1300
0
C
Vật liệu chảy lỏng và thực hiện phản ứng pha lỏng:
CaO + 2CaO.SiO
2
→ 3CaO.SiO
2
(C
3

S)
Nghiền với phụ gia và thạch cao (5 ÷ 7%) tạo thành bột cho vào kho → Đóng
bao.
III. THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT CỦA XI MĂNG.

C
3
S 37 ÷ 60% (50%)
C
2
S 15 ÷ 37%
C
4
AF 10 ÷ 18%
C
3
A 7 ÷ 15%
- Các tỷ lệ khoáng vật thay đổi thì được xi măng thay đổi vì mỗi thành phần
khoáng vật có tính chất riêng.
1. Tính chất của khoáng vật
a. Tốc độ thuỷ hoá và thuỷ phân
Thể hiện khả năng tác dụng với nước của xi măng nhanh hay chậm.
Tốc độ phản ứng với nước nhanh: Nghĩa là đông cứng của khoáng vật nhanh và
ngược lại.
b. Nhiệt thuỷ hoá
Là lượng nhiệ
t toả ra khi các khoáng vật thuỷ hoá và thuỷ phân với nước.
- C
3
A là 256 cal/g

- C
3
S là 160 cal/g
- C
4
AF là 136 cal/g
- C
2
S là 80 cal/g
c. Khả năng phát triển cường độ
Phụ thuộc vào từng loại khoáng vật của XM.
2. Các hệ số của xi măng
a. Hệ số silich
n =
)5,37,1(
)%OFeOAl(
%SiO
3232
2
÷
+

Nếu n lớn → hàm lượng % SiO
2
lớn → (C
3
S + C
2
S) ↑ xi măng có R cao.

20
Nhược điểm: Khó nung (phải tạo T
0
cao). Không đạt được nhiệt độ cao → xi
măng rất xấu, quá nhiều CaO tự do, mất ổn định thể tích và R thấp. Chọn n vừa phải,
phù hợp với điều kiện nung luyện nhà máy và yêu cầu cường độ của khách hàng.
b. Hệ số nhôm:
p =
)31(
OFe%
OAl%
32
32
÷
- Gọi n là số phân tử Al
2
O
3
của xi măng
- Gọi n’ là số phân tử Fe
2
O
3
của xi măng
- Nếu n > n’ ⇒ p =
32
32
OMFe'.n
OMAl.n
> 64% (4TPKV)

- Nếu n = n’ ⇒ p = 0,64 (3 TPKV: Klinker), C
3
S, C
2
S, C
4
AF
- Nếu n < n’. Trong cimen có 4 TPKV: C
3
S, C
2
S, C
4
AF, C
2
F
- P > 0,64: Toả nhiều nhiệt, cường độ thấp, đông kết nhanh.
- Trong khi nung sẽ có hiện tượng tắc lò do vật liệu chảy quá nhiều dính lò làm
cho vật liệu không chuyển động được ⇒ không nung chảy được.
c. Hệ số bão hoà vôi
3. CaO.SiO
2
SiO
2
đã được bão hoà vôi
2.CaO.SiO
2
SiO
2
chưa được bão hoà vôi

SiO
2
bão hoà càng nhiều thì thành phần C
3
S càng cao ⇒ xi măng càng tốt.
- Tìm cách nâng tỷ lệ SiO
2
bão hoà vôi càng nhiều càng tốt. Điều đó được thể
hiện bằng hệ số bão hoà vôi K
H
.
- Thành lập công thức tính hệ số K
H
.

C
3
A CF Thạch cao C
3
S + C
2
S
∑%CaO = % CaO + % CaO + % CaO + % CaO
- Tính % CaO có trong C
3
A.
3CaO + Al
2
O
3

→ C
3
A
168 102
%CaO
C3A
% Al
2
O
3

- Tính % CaO trong CF
CaO + Fe
2
O
3
→ CF
56 160
%CaO
CF
%Fe
2
O
3
- Tính % CaO trong thạch cao
Không phải xi
măng
% CaO
C
3

A
=
32
OAl%
102
168
= 1,65.%Al
2
O
3

% CaO
CF
=
32
OFe%
160
56
= 0,35%Fe
2
O
3


21
CaO
TC
SO
3
= CaSO

4

56 80
% CaO
TC
%CaO
- Tính % CaO
Giả thiết toàn bộ SO
2
ở trong xi măng bão hoà vôi hết chỉ có C
3
S và C
2
S.
- Tính % CaO trong trường hợp chỉ có C
3
S
3CaO + SiO
2
→ 3CaO.SiO
2

168 60
%CaO
C3S
%SiO
2
Thực tế trong xi măng vừa có C
3
S và C

2
S.
% CaO
C3S + C2S
< 2,8% SiO
2
= K
H
.2,8%.SiO
2

∑%CaO = 1,65%Al
2
O
3
+ 0,35%Fe
2
O
3
+ 0,7.SO
3
+ K
H
.2,8%SiO
2

⇒ K
H
=
2

33232
SiO%8,2
)SO%7,0OFe%35,0OAl%65,1(CaO%
∑
++−

⇒ Mức độ bão hoà vôi
- K
H
→ 1 thực tế không bằng 1 tại vì trong xi măng bao giờ cũng tồn tại C
2
S.
- K
H
= 0,85 ÷ 0,95
K
H
= 0,95 tương đương Mác 1000 (P1000)
K
H
= 0,88 tương đương với Mác 500 ÷ 600
K
H
= 0,87 tương đương với Mác 400 (P400)
K
H
= 0,85 tương đương với Mác 100 (P100)
IV. NGƯNG KẾT VÀ RẮN CHẮC CỦA XI MĂNG POOCLĂNG.

Là 1 quá trình hoá lý, diễn biến phức tạp và từ trước tới nay có nhiều giả thiết

khác nhau.
Theo thuyết Baicốp được viện sĩ Rêbinđe bổ sung là đúng và hợp lý hơn.
Sự ngưng kết và cứng hoá của xi măng có 3 thời kỳ: hoà tan, hoá keo, kết tinh:
+ Thời kỳ hoà tan: Khi hạt xi măng tiếp xúc với nước thì lớp ngoài của hạt xi măng
tác dụng với nước theo các phản ứng thuỷ hoá và thuỷ phân sau:
3CaO.SiO
2
+ (n + 1)H
2
O → 2CaO.SiO
2
nH
2
O + Ca(OH)
2

2CaO.SiO
2
+ nH
2
O → 2CaO.SiO
2
.nH
2
O
3CaO.Al
2
O
3
+ 6H

2
O → 3CaO.Al
2
O
3
.6H
2
O
4CaO.Al
2
O
3
.Fe
2
O
3
+ mH
2
O →
3CaO.Al
2
O
3
.6H
2
O + CaO.Fe
2
O
3
(m-6).H

2
O
% CaO
TC
=
3
SO%
80
56
= 0,7% SO
3

% CaO
C
3
S
=
2
SO%
60
168

Thuỷ hoá
Thuỷ phân

22
Các sản phẩm thuỷ hoá và thuỷ phân hoà tan với nước mạnh nhất là Ca(OH)
2
,
3CaOAl

2
O
3
.6H
2
O tan cho đến khi dung dịch được bão hoà vôi.
+ Thời kỳ hoá keo
Trong dung dịch đã bão hoà vôi các sản phẩm thuỷ hoá và thuỷ phân không tan
nữa mà tách ra khỏi dung dịch tạo thành các hạt lơ lửng hoặc kết tủa. Mật độ các hạt
này ngày càng dầy, đồng thời với nước tự do bị bay hơi dung dịch trở thành hệ keo lúc
này nhiệt thuỷ hoá của ximăng rất lớn vữa xi măng mất dần tính dẻo, tuy nhiên chưa
có c
ường độ.
+ Thời kỳ kết tinh
Trong thể keo của vữa xi măng xuất hiện các mầm kết tinh. Trước hết là của
Hyđroxit canxi và Aluminat canxi. Sau đó đến các thành phần khác. Các mầm kết tinh
phát triển thànhcác tinh thể có dạng hình kim, các tinh thể ngày càng dày đặcvà đan
chéo vào nhau tạo thành các khuy cứng của vữa xi măng. Lúc này vữa xi măng có khả
năng chịu lực. Cường độ phát triển nhanh từ 1 ÷ 3 ngày rồi đến 7 ngày. Từ 14 ngày
ch
ậm dần đến 28 ngày, chậm một cách rõ rệt sau 28 ngày cường độ vẫn tăng nhưng
không đáng kể tuy nhiên có nhiều thí nghiệm chứng tỏ rằng sau 1 ÷ 2 năm cường độ
vẫn tăng nhưng rất chậm.
Từ trước đến nay quy ước lấy cường độ xi măng ở tuổi 28 ngày làm mác
ximăng.
V. TÍNH CHẤT CỦA XI MĂNG POOCLĂNG.

1. Độ mịn.
Yêu cầu: - Lượng còn lại trên sàng (4900 lỗ/cm
2

) không được > 15%.
- Tỷ diện tính: 2500 ÷ 3000cm
2
/g
Độ mịn càng tăng thì sự ngưng kết và cứng hoá càng tăng ⇒ Rx↑
2. γ
a
, γ
o

+ γ
a
: là khối lượng riêng của xi măng: (3,05 ÷ 3,2) g/cm
3
. γa phụ thuộc vào
khoáng vật (C
3
S, C
2
S, C
3
A, C
2
AF).
+ γ
o
: Là khối lượng đơn vị (ở dạng xốp bình thường = 1,3 g/cm
3
, ở trạng tháI
lèn trặt =1,7 g/cm

3
) phụ thuộc vào các khoáng vật của xi măng, đặc biệt là độ mịn của
xi măng.
Nếu độ mịn càng tăng thì γ
o
↓.
3. Tính tiết nước.
XM + H
2
O → Vữa xi măng có độ dẻo nhất định.
- Nếu hạt xi măng có tính giữ nước tốt → độ dẻo của hạt vữa xi măng tăng và
ngược lại.

23
- Nếu hạt xi măng mất nước thì hạt xi măng mất tính dẻo.
- Xi măng có tính giữ nước tốt → tăng được liên kết dính bê tông trong khối bê
tông.
4. Lượng nước tiêu chuẩn.
Khoảng 25-30% lượng XM; được xác định bằng thí nghiệm dùng kim vica.
Lấy 400g XM cho vào chảo, dùng lượng nước bằng 25-30% lượng XM đảo đều
với XM ở trên sau đó cho vữa XM vào khẩu hình côn, lấy dao gạt bằng mặt, đặt khẩu
hình côn vào đế
kim vica điều chỉnh kim sát với mặt vữa (kim có đường kính 10mm).
5. Thời gian ninh kết.
* Thời gian tinh kết ban đầu: Là thời gian kể từ khi xi măng với nước (NTC)
cho đến khi vữa xi măng bắt đầu ninh kết, trạng thái bắt đầu ninhkết được xác định
bằn kim vica:
- Cân 400g xi măng cho vào chao lấy một lượng nước khoảng 25 ÷ 30% lượng
xi măng cho vào chảo dùng bay đảo đều.
- Ngay sau khi trộn xong dùng bay xúc vào đây khâu hình côn kim loại mặ

t
trong bôi dầu, đã được đặt trên một tấm kính. Dằn tấm kính xuống mặt bàn 5 ÷ 6 cái,
rồi dùng dao gạt vữa thừa vào miết bằng mặt.
- Đặt khâu hình côn vào đế kim vica. Điều chỉnh kim (1mm) xuống sát mặt vữa.
Cứ 5 phút cho kim loại rơi 1 lần vào vữa cho đến khi kim cách dáy từ 5 ÷ 7mm, ta ghi lại
thời gian. Đó chính là thời gian ninh kết ban đầu.
* Thời gian ninh kết cuối cùng: Là khoảng thời gian kể từ khi tr
ộn nước vào xi
măng cho đến khi vữa xi măng kết thúc quá trình ngưng kết và chuyển sang kết tinh.
Được xác định bằn kim vica.
- Cứ 15 phút chokim cắm 1 lần đến khi kim chỉ cắm vào mặt vữa 5 ÷ 7mm ta
ghi lại thời gian. Thời gian kể từ khi cho xi măng vào nước đến khi kim cắm vào mặt
vữa từ 5 ÷ 7mm đó là thời gian ninh kết cuối cùng.
Δt càng lớn xi măng càng xấu.
Tiêu chuẩn quốc tế.
TGNIBD < 45 phút
TGNKCC > 10h
XMVN (H
ải Phòng) TGNKBĐ: 1h30’ ÷ 2h30’
TGNKCC: 3h30’ ÷ 4h30’
6. Tính ổn định thể tích.
Tính chất giữ cho vữa xi măng không thay đổi trong quá trình đông kết và rắn
chắc của vữa xi măng.

24
Trong quá trình đông rắn vữa xi măng thường bị nở ra gây nên các vết nứt làm
giảm cường độ xi măng.
Nguyên nhân hiện tượng mất ổn định.
- Do CaO tự do + H
2

O → Ca(OH)2 nở
- Do CaSO
4
quá nhiều
3CaSO
4
+ 3Ca.Al
2
O
3
.6H
2
O + 25H
2
O → 3CaO.Al
2
O
3
.3CaSO
4
.
3
H
2
O
Vữa 2,5 lần
Để tránh mất ổn định thể tích xi măng
- Loại trừ CaO tự do
- Không cho quá nhiều thạch cao.
7. Nhiệt thủy hoá.

Trong quá trình đông rắn của vữa xi măng, nhiệt độ toả ra rất lớn do phản ứng
thuỷ hoá và thuỷ phân của xi măng tốt: mùa đông ở xứ lạnh cần cung cấp Q đủ tốc độ
Pn.
Xấu: Mùa hè xứ nóng cần giảm nhiệt
độ để tránh ứng suất nhiệt trong các công
trình bê tông khối lớn.
8. Hiện tượng co khô của vữa xi măng
Trong quá trình đông rắn lượng nước thuỷ hoá, thuỷ phân thường chiếm 20%
so với xi măng, lượng nước pha trộn vào BT thường 50 ÷ 60% so với xi măng, còn
khoảng 40% nước tự do sẽ bay hơi.
Bảo dưỡng công trình bằng cách duy trì độ ẩm cao ở ngoài công trình.
9. Cường độ xi măng:
Rx: Phụ thuộc thành phần khoáng vậ
t: C
3
S cao → Rx cao
- Độ mịn: Độ mịn cao → Rx cao
- Độ đặc của đá xi măng:
caoRxthÊp
X
N

- Môi trường có độ ẩm lớn → Rx cao, T
0
cao → Rx↑
Định nghĩa: Cường độ xi măng là trị số cường độ chịu nén của bình quân ít nhất
3 mẫu thí nghiệm được chế tạo tiêu chuẩn và được dưỡng hộ sau 28 ngày ở điều kiện
tiêu chuẩn: Nhiệt độ 20 ± 50
0
C, độ ẩm > 90%.

VI. XÂM THỰC XI MĂNG POOCLĂNG VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG NGỪA

Đặc trưng của bê tông thuỷ công là thường xuyên tiếp xúc với nước.
1. Nguyên nhân của hiện tượng xâm thực xi măng.
- Do hiện tượng hoà tan các thành phần khoáng vật chủ yếu là Ca(OH)
2
bị tan
vào nước làm cho kết cấu bê tông rỗng dẫn đến R↓.

25
- Do hợp chất hoá học trong nước hoá hợp với khoáng vật trong đó xi măng tạo
nên những hợp chất mới có thể bị hoà tan hoặc không tan (xốp không có khả năng kết
dính hoặc kết tinh nở thể tích dẫn đến rạn nứt).
2. Các dạng xâm thực của xi măng Pooclăng
a. Xâm thực hoà tan (xâm thực nước ngọt)
- Nguyên nhân: Do trong thành phần khoáng vật chủ yếu là Ca(OH)
2
;
3CaOAl
2
O
3
.6H
2
O tan trong H
2
O trong quá trình tan tiếp diễn cho đến lúc đạt được
nồng độ bão hoà vôi thì dừng lại.
- Có 2 dạng môi trường:
+ Môi trường nước chuyển động: Không bao giờ nước đạt được bão hoà vôi do

đó mà không dừng lại, hoà tan liên tục, tạo nên nguy cơ phá hoại công trình.
+ Môi trường nước yên tĩnh:
Hoà tan trong một thời gian sau đó nồng độ nước bão hoà, vôi dùng hoà tan →
không có nguy cơ cho công trình.
b. Xâm thực CO
2

Trong nước tự nhiên thường có lượng CO
2
nhất định gọi là CO
2
cân bằng.
CO
2
+ CaCO
3
+ H
2
O → Ca(HCO
3
)
2
(*)
Nếu CO
2
nhiều thì tác dụng Ca(OH)
2
trong đá xi măng.
CO
2

+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3
+ H
2
O
CaCO
3
bị hoà tan do CO
2
theo phản ứng (*)
Kết thúc là: Ca(OH)
2
→ Ca(HCO
3
)
2
+ H
2
O
Ca(HCO
3
) mức độ hoà tan lớn gấp nhiều lần so với Ca(OH)2.
c. Xâm thực sulfat: SO
4
-2
+ Ca
+
→ CaSO

4
3. Biện pháp phòng ngừa.
????????????????????????

Đ2.4. Phụ gia khoáng vật
Định nghĩa: Phụ gia khoáng vật là các khoáng vật những đất, đá, cát, ở dạng tự
nhiên hoặc đã được nghiền nhỏ dùng để trộn với xi măng hoặc vôi nhằm mục đích cải
thiện một số tính chất của chúng hoặc tăng sản lượng tính kết dính.
I. PHỤ GIA KHOÁNG VẬT TRƠ.

- Khi trộn chất kết dính trong quá trình đông kết rắn chắc nó không tham gia
phản ứng có tác dụng như chất độn.
- Mục đích tăng sản lượng chất kết dính đồng thời giảm max xi măng trong
trường hợp không dùng mac cao.
- Nguyên tắc pha trộn phụ gia khoáng vật tư: