Bài giảng vật liệu xây dựng chương i TS nguyễn quang phú

Trường Đại học Thủy lợi
Bộ môn Vật liệu Xây dựng

Môn học: Vật liệu Xây dựng
Giáo viên HD: TS. Nguyễn Quang Phú
Email:
Email SV dowload tài liệu:
– password: tinchi


* CÁC MÔN HỌC LIÊN QUAN




Học phần tiên quyết: Hóa học, Vật lý.
Học phần học trước: Sức bền vật liệu; Địa chất công
trình.
Học phần song hành: Cơ học vật rắn.


TÀI LIỆU PHỤC VỤ MÔN HỌC


Giáo trình Vật liệu Xây dựng - Trường ĐH Thủy lợi.



Basic Construction Materials (Vật liệu Xõy dựng cơ bản) Theodore W.Marotta - Giỏo trỡnh dịch của Mỹ.



Giáo trình Thớ nghiệm Vật liệu Xây dựng - Trường Đại
học Thủy lợi.



Các tiêu chuẩn trong nước về VLXD (TCVN, TCN)



Các tiêu chuẩn nước ngoài (ASTM: American Society of
Testing and Material; ACI: American Concrete Institute;
BS: British Standard,…)



Các tài liệu tham khảo khác có liên quan đến vật liệu, thông
tin trên mạng Internet.


* NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH HỌC MÔN
VLXD
3 tớn chỉ (45 tiết)
- Lý thuyết : 30 tiết
- Bài tập nhỏ + Bài tập lớn + Kiểm tra:15 tiết


* CÁCH ĐÁNH GIÁ ĐIỂM
Điểm quá trình
Điểm thi

: 30%
: 70%

Cỏch tớnh điểm quỏ trỡnh:
Chuyên cần: 10 điểm
BTL
: 10 điểm
Kiểm tra
: 10 điểm
Tổng: 30/3  ĐQT


Yêu cầu đối với Sinh viên sau khi học xong
môn học VLXD
- Nắm được tại sao phải sử dụng VLXD và tầm quan
trọng của VL trong xây dựng.
- Phát triển kiến thức cơ bản về khoa học vật liệu và
những thuộc tính cơ bản của VLXD.
- Làm quen và hiểu được những Tiêu chuẩn và những
Quy định về kiểm tra chất lượng vật liệu trong các
Tiêu chuẩn cùng với việc kiểm soát chất lượng đó.
- Hiểu và đánh giá được những tiêu chí ban đầu trong
việc lựa chọn vật liệu hợp lý và đảm bảo độ bền của
vật liệu.


Yêu cầu đối với Sinh viên sau khi học xong
môn học VLXD
- Hiểu sâu hơn về những tính chất của Vật liệu ảnh hưởng thế

nào đến thiết kế và làm thế nào để giảm thiểu được sự hư
hỏng của vật liệu do sự hạn chế của vật liệu hoặc do quá
trình thiết kế.
- Phát triển những kỹ năng cơ bản về thí nghiệm VLXD và nắm
được cách sử dụng các dụng cụ và thiết bị thí nghiệm.
- Có thể sử dụng được những công cụ về thống kê cơ bản phù
hợp để lượng hóa các tính chất của vật liệu.
- Nâng cao khả năng phân tích, biểu thị các số liệu và chuẩn bị
các báo cáo kỹ thuật về vật liệu, vấn đề kiểm tra chất lượng
vật liệu và các tính chất kỹ thuật của VLXD.


MỞ ĐẦU
1. Vai trò của VLXD
2. Sơ lược lịch sử phát triển của VLXD
3. Quá trình xây dựng công trình
4. Sự cần thiết của VLXD với yêu cầu chất lượng khác
nhau
5. Lựa chọn sử dụng VLXD


I. VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG


Là một yêu cầu không thể thiếu trong XD



Chi phí vật liệu chiếm tỷ lệ lớn trong tổng giá thành
công trình (50-75%)



Chất lượng vật liệu có ảnh hưởng lớn đến chất lượng
công trình.

 VLXD

có vai trò quan trọng quyết định

 Chất lượng (Yêu cầu kỹ thuật)
 Giá thành (Tớnh kinh tế)


II. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH VLXD

THỄ SƠ

HIỆN ĐẠI

TINH VI


III. QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
- Tên gọi đơn vị: CHỦ ĐẦU TƯ
- Cá nhân hoặc Tổ chức (Tư nhân hoặc nhà nước)
- N/vụ: Lựa chọn địa điểm xây dựng và các yêu cầu của CTrình
- Xác định nguồn kinh phí

- Tên gọi đơn vị: TƯ VẤN THIẾT KẾ

- N/vụ: Thiết kế công trình theo nhiệm vụ của chủ đầu tư đề ra,
- Tuân theo đúng các qui phạm và tiêu chuẩn của nhà nước, ngành
- S/phẩm: Hồ sơ thiết kế (Bản vẽ + thuyết minh + dự toán)
Giám sát

- Tên gọi đơn vị: THI CÔNG
- Sử dụng: Vật liệu; Nhân công; Máy móc
- N/vụ và S/phẩm: Thi công và bàn giao CTrình đã hoàn thành
đúng thời hạn, đúng yêu cầu chất lượng.

Giám
sát
qua
TƯ
VẤN
GIÁM
SÁT


IV. SỰ CẦN THIẾT SỬ DỤNG VLXD VỚI YẤU
CẦU CHẤT LƯỢNG KHÁC NHAU
- Móng
Phân bố đều trọng lượng của công trình lên phần đất nền
Chống được nứt do sự lún của đất nền
Chống được sự ăn mòn của đất và nước
- Sàn tầng hầm
Tạo bề mặt phẳng
Có khả năng chịu nước
Chống được nứt do áp lực đẩy ngược của nước và do đất
nền lún

Chống ẩm tốt
Chống được sự ăn mòn của đất và nước
- Tường tầng hầm
Có khả năng chịu tải từ các tầng trên của nhà
Chịu được ứng suất bên của đất
Chống ẩm tốt
Chống lại sự ăn mòn của đất và nước


IV. SỰ CẦN THIẾT SỬ DỤNG VLXD VỚI YẤU
CẦU CHẤT LƯỢNG KHÁC NHAU
- Các loại sàn và trần khác
Tạo bề mặt phẳng
Có khả năng chịu nước
Chịu được tải trọng của đồ vật và người đặt lên mà không
bị võng hoặc vỡ
Tạo dáng vẻ bề ngoài đẹp, có tính thẩm mỹ
Dễ lau chùi
Có khả năng cách âm, cách nhiệt tốt
- Tường bao ngoài
Gối đỡ cho sàn các tầng trên và mái
Chịu được lực xô ngang của gió
Tạo dáng vẻ bề ngoài đẹp, có tính thẩm mỹ


IV. SỰ CẦN THIẾT SỬ DỤNG VLXD VỚI YẤU
CẦU CHẤT LƯỢNG KHÁC NHAU
- Vách ngăn
Gối đỡ cho sàn và mái
Tạo dáng đẹp, có tính thẩm mỹ

Có khả năng cách âm, cách nhiệt tốt
- Mái
Chống ẩm tốt
Chịu được tuyết và các loại tải trọng khác
Chịu được các lực tác dụng của gió, giữ cho mái không
bị bay đi hay bị hất ra khỏi nhà
Tạo dáng vẻ ngoài đẹp, có tính thẩm mỹ
Có khả năng cách âm, cách nhiệt tốt


V. LỰA CHỌN SỬ DỤNG VẬT LIỆU
1. Phân tích vấn đề (Yêu cầu chất lượng, tuổi thọ, chi
phí cho phép và chi phí bảo dưỡng).
2. So sánh những vật liệu hay sản phẩm sẵn có theo
những tiêu chí đặt ra ở bước 1.
3. Thiết kế hay lựa chọn loại vật liệu, kích thước, hình
dạng, phương pháp bảo quản và phương pháp
nhanh tại chỗ.


Chương I: Những tính chất cơ bản của VLXD
1. Tính chất vật lý: Khối lượng riêng, khối lượng thể tích,
độ rỗng, độ đặc, độ ẩm, độ bão hòa....
2. Tính chất cơ học: Cường độ VL, biến dạng.


I. Khối lượng riêng (tỷ khối): γ a (g/cm3)
1. Định nghĩa: KLR là khối lượng của một đơn vị thể tích vật
liệu khô ở trạng thái hoàn toàn đặc (bên trong không có lỗ
rỗng).

Gmk
3
γ
=
g
/
cm
2. Công thức:
a

Va

(

)

3. Ứng dụng: KLR dùng để xác định độ đặc, độ rỗng và phán
đoán chất lượng VL
VD: γa của gạch đất sét: 2,6-2,65 g/cm3, bê tông nặng: 2,4-2,6
g/cm3, cát : 2,50-2,65 g/cm3, ...

17


II. Khối lượng thể tích (dung khối): γ ok (g/cm3)
1. Định nghĩa: KL thể tích là khối lượng của một đơn vị thể
tích vật liệu khô ở trạng thái tự nhiên (bên trong có lỗ rỗng).
2. Công thức:

(

k
G
γ ok = mk g / cm3
Vo

)

3. Ứng dụng: KLTT dùng để xác định độ đặc, độ rỗng, tính
toán phương tiện vận chuyển, khối lượng cấu kiện; phân loại
và phán đoán cường độ vật liệu.
VD: γok của gạch đất sét: 1,6-1,9 g/cm3, bê tông nặng: 2,0-2,4
g/cm3, cát khô : 1,45-1,65 g/cm3, ...

18


II. Khối lượng thể tích
Khối lượng thể tích khô:

(

k
G
γ ok = mk g / cm 3
Vo

)

Khối lượng thể tích ẩm:

(

â
G
γ âo = mâ g / cm 3
Vo

)

Khối lượng thể tích bão hòa:

γ obh

(

G bh
= mbh g / cm 3
Vo

)

• Nếu vật liệu có thể tích
không đổi khi độ ẩm thay
đổi: Vok = Voâ = Vobh
• Nếu vật liệu có thể tích thay
đổi khi độ ẩm thay đổi:
Vok ≠ Voâ ≠ Vobh
• Trong sx đá dăm
γ okđv = γ ađd

19


III. Độ rỗng: r (%)
1. Định nghĩa: Là tỷ số tính theo phần trăm giữa thể tích
rỗng có trong vật liệu so với thể tích tự nhiên của vật
liệu đó ở trạng thái khô.
2. Công thức:

Vr
r = k ×100%
Vo

3. Ứng dụng: Dùng để phân loại và phán đoán cường độ
vật liệu, tính cấp phối bê tông, đánh giá hệ số thấm và
hệ số truyền nhiệt của VL.
VD: gạch đất sét: r=25-35%; cát, sỏi, đá dăm khô: r=2060%; Đá granít: 0,05-0,5%.
20


IV. Độ đặc: đ (%)
1. Định nghĩa: Là tỷ số tính theo phần trăm giữa thể tích đặc
của vật liệu so với thể tích tự nhiên của vật liệu đó ở trạng
thái khô.
2. Công thức:

Va
đ = k ×100%
Vo

3. Ứng dụng: Dùng để phân loại và đánh giá cường độ vật
liệu

21


V. Những tính chất vật lý có liên quan đến nước
1. Các dạng nước có trong vật liệu:
a/ Nước kết tinh
+ Cao lanh: Al2O3.2SiO2.2H2O  Al2O3.2SiO2 + 2H2O (ở
700-800oC )
+ Thạch cao: CaSO4.2H2O  CaSO4 + 2H2O (ở 700oC)
b/ Nước hấp phụ
c/ Nước mao quản
Hiện tượng làm ướt mặt ngoài VL; thấm nước mao quản;
thấm nước khuếch tán.
22


V. Những tính chất vật lý có liên quan đến nước
2. Độ ẩm, W(%)




Định nghĩa: Là tỷ số giữa khối lượng nước có trong vật
liệu ở trạng thái ẩm so với khối lượng của vật liệu ở trạng
thái khô.
â

G
Công thức: W% = n ×100%
G km

23


V. Những tính chất vật lý có liên quan đến nước
3. Mức hút nước theo khối lượng, Hp (%)




Định nghĩa: Là tỷ số tính theo phần trăm giữa khối lượng
nước chứa trong vật liệu ở trạng thái bão hoà so với khối
lượng vật liệu đó ở trạng thái khô.
G bh
Hp % = nk ×100%
Công thức:
Gm

24


V. Những tính chất vật lý có liên quan đến nước
4. Mức hút nước theo thể tích, Hv (%)




Định nghĩa: Là tỷ số tính theo phần trăm giữa thể tích
nước chứa trong vật liệu ở trạng thái bão hoà so với thể
tích vật liệu ở trạng thái khô.
Vnbh
Công thức: Hv% = k ×100%
Vo

25