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

TRNG I HC GIAO THễNG VN TI
VIệN KHOA HọC Và CÔNG NGHệ XÂY DựNG GIAO THÔNG
bộ môn vật liệu xây dựng

Chương 1 (tiếp)
những tính chất chủ yếu của vật liệu xây dựng
properties of construction materials

Ks. Nguyễn Ngọc Lân


2. Các tính chất cơ học
2.1. Tính biến dạng của vật liệu

- Khái niệm: là tính chất của VL có thể thay đổi hinh dạng, kích thước
thay đổi thể tích khi chịu tác dụng của ngoại lực.
- Phân loại biến dạng:

Biến dạng của vật liệu

Biến dạng đàn hồi

Xuất hiện khi có tác dụng của
tải trọng và mất đi hoàn toàn
khi ta bỏ tác dụng của tải trọng

Biến dạng dẻo

Xuất hiện khi có tác dụng của
tải trọng và không mất đi hoàn
toàn khi bỏ tác dụng tải trọng

øng suÊt, (MPa)

’
®h

d

BiÕn d¹ng,  (%)
BiÓu ®å quan hÖ øng suÊt biÕn d¹ng khi kÐo thÐp


TÝnh biÕn d¹ng cña vËt liÖu

TÝnh ®µn håi

TÝnh dÎo

TÝnh chÊt håi phôc hinh d¹ng
kÝch th­íc ban ®Çu cña VL sau
khi bá t¸c dông ngo¹i lùc

TÝnh chÊt kh«ng håi phôc ®­îc
biÕn d¹ng cña VL khi bá t¸c dông
cña ngo¹i lùc (cßn biÕn d¹ng d­)

M« ®un ®µn håi (E®h):

 dh

Edh 
dh


øng suÊt, (MPa)

®h



®h

 dh
Edh  tg 
 dh

BiÕn d¹ng,  (%)
BiÓu ®å quan hÖ øng suÊt biÕn d¹ng khi kÐo thÐp


Nguyên nhân gây ra biến dạng

Biến dạng đàn hồi

Biến dạng dẻo

Lực tác dụng lên các chất điểm
chưa vượt quá lực tương tác
giưa các chất điểm của vật liệu

Lực tác dụng lên các chất điểm
đã vượt quá lực tương tác giưa
các chất điểm của vật liệu


- Các chỉ tiêu đánh giá biến dạng của vật liệu:
Biến dạng tuyệt đối (l):
trong đó:

l lo l1 , mm

lo kích thước ban đầu của mẫu thử vật liệu, mm;
l1 kích thước sau khi biến dạng của mẫu thử vật liệu, mm.
Biến dạng tương đối ():

l

100 ,%
lo
l

, mm / mm
lo

- Phân loại vật liệu theo biến dạng:
Vật liệu dẻo: là vật liệu trước khi bị phá hoại có biến dạng dẻo rõ rệt.
VLD có đặc tính chịu kéo tốt.
Vật liệu giòn: là vật liệu không có hiện tượng biến dạng dẻo rõ rệt
trước khi bị phá hoại. VL giòn có đặc tính chịu nén tốt.

2.2. Cường độ

- Khái niệm: là khả nng của vật liệu chống lại sự phá hoại do tải trọng
gây ra và được xác định bằng ứng suất tới hạn khi mẫu vật liệu bị phá
hoại.
- đơn vị: daN/cm2; MPa; kG/cm2.
- Phương pháp xác định:
Phương pháp phá hoại mẫu;
Phương pháp không phá hoại mẫu.
Phương pháp phá hoại mẫu:
Chuản bị mẫu;
Tác dụng ngoại lực phá hoại mẫu.


PNmax

- Các loại cường độ:
Cường độ nén:

PN max
RN
FN

FN

trong đó:
PNmax - tải trọng nén phá hoại mẫu, N,
daN hoặc kN;
FN - diện tích chịu nén mẫu thử,

mm2 hoặc cm2.
Cường độ chịu kéo trực tiếp (kéo đúng tâm)

Rk

P

k

FN
PNmax
Fk

PKmax

Fk

trong đó:
Pk - tải trọng kéo phá hoại mẫu, N, daN hoặc
kN;
Fk - diện tích chịu kéo mẫu thử, mm2 hoặc
cm2, được xác định tại mặt cắt bị phá huỷ
trước khi thí nghiệm.

Fk
PKmax


M¸y nÐn 300T
M¸y x¸c ®Þnh Rku

M¸y nÐn 300T vµ M¸y thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh c­êng ®é kÐo uèn


Vết nứt
nghiêng
45o
kéo tới
gần bề
mặt mẫu

Thí nghiệm nén mẫu hình
lập phương

Dạng phá huỷ mẫu


D¹ng ph¸ huû mÉu
ThÝ nghiÖm nÐn mÉu h×nh trô


Bé phËn kÑp mÉu

M¸y thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh c­êng
®é chÞu kÐo cña thÐp


Fk

Cường độ uốn:
Uốn 3 điểm:

P

M

3Pl
2
Rku

,
MPa
,
daN
/
cm
W
2.b.d 2

d
l

b

trong đó:
M mômen uốn phá hoại, được xác định tại mặt cắt phá huỷ, daN.cm
hoặc N.mm;

P.l
M
4

2
b

d
W- mômen chống uốn của tiết diện chịu uốn, cm3, mm3; W
6

P tải trọng nén phá hoại mẫu, N, daN hoặc kN;
l khoảng cách hai gối, mm, cm;

b,d chiều rộng và chiều cao tiết diện chịu uốn, cm, mm.



 Uèn 4 ®iÓm:
P/2

P/2

M« ®un g·y, Rku=PL/b  h2

M PL
Rku   2 , MPa
W b.h

d
L


 C­êng ®é Ðp chÎ:

C­êng ®é Ðp chÎ, Rech=2P/ld

P – t¶i träng nÐn ph¸ ho¹i, daN,N;

Rech

2P

, MPa, daN .cm 2
ld

l – chiÒu dµi mÉu, cm, mm;
d - ®­êng kÝnh mÉu, cm,mm.


P

P
ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh c­êng ®é Ðp chÎ cña BTXM


Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm xác định cường độ
chịu nén của vật liệu:
Hinh dạng mẫu thí nghiệm:

h
a

R1



R2


 KÝch th­íc mÉu:

a2
a1

R1



R2


Tải trọng nén
Lực ma sát trong

Mẫu thí
nghiệm

h

Mâm nén

h’


đặc điểm bề mặt mẫu thí nghiệm: mẫu có bề mặt bôi trơn cho kết quả
thí nghiệm cường độ chịu nén thấp hơn mẫu thí nghiệm có bề mặt
nhám.
Tốc độ tng ti: tốc độ tng ti càng nhanh sẽ cho kết quả thí nghiệm
cường độ càng lớn.
Xác định cường độ theo phương pháp không phá hoại mẫu (phương
pháp gián tiếp):
Nhóm theo nguyên tắc cơ học:
Sử dụng nguyên lý bật nẩy, một số
dụng cụ đo: súng bật nẩy Schmidt
súng bắn đạn thử
Nhóm theo nguyên tắc vật lý:
Chủ yếu sử dụng phương pháp
xung siêu âm