Giáo trình vật liệu xây dựng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (361.51 KB, 8 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

Giáo trình v

ậ

t li

ệ

u

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

CHỈÅNG I

────────────────────

TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG

§1. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CHỦ YẾU CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG

* Nhóm các tính chất liên quan đến cấu tạo bản thân vật liệu

I. KHỐI LƯỢNG RIÊNG:
1. Khái niệm:

- Khối lượng riêng là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái hồn
tồn đặc (khơng có lỗ rỗng) sau khi được sấy khơ ở nhiệt độ 105oC ÷ 110oC đến khối

lượng không đổi.
- Ký hiệu γa

2. Cơng thức tính:

Khối lượng riêng được tính theo cơng thức sau:

a
a

V

k

G

= ; g/cm

γ m3 ...

khô
Va - thể tích hồn tồn đặc của mẫu thí nghiệm

3. Cạc

h γa khạc nhau.

hơng có dạng hình học xác định: Phương pháp vật liệu chiếm chỗ
chất lo

0,2mm, Cán xạc âënh Gk, dng phỉång

úm chỗ chất lỏng để xác định Va.

. YÏ ng

üc vào thành phần cấu tạo và cấu trúc vi
mô của

khối lượng riêng được lấy bằng khối lượng riêng trung

3, kg/l, t/

trong đó: Gk - khối lượng mẫu thí nghiệm trong trạng thái

h xaïc âënh:

Tùy theo từng loại vật liệu mà có những phương pháp xác địn

a. Vật liệu được coi như hồn tồn đặc chắc: thép, kính...

- Đối với mẫu có dạng hình học xác định: Phương pháp cân đo bình thường.
- Đối với mẫu k

íng xạc âënh Va.

b. Vật liệu khơng hồn tồn đặc chắc: gạch, đá, bêtông, vữa . . .

- Nghiền nhỏ mẫu vật liệu đến mức nhỏ hơn
pháp vật liệu chiê

4 héa:

- Khối lượng riêng của vật liệu chỉ phụ th
nó nên biến động trong một phạm vi nhỏ .

- Dùng để tính tốn cấp phối vật liệu hỗn hợp, một số chỉ tiêu vật lý khác ...
- Đối với vật liệu hỗn hợp,

bình xác định theo cơng thức sau:

n
γ
γ

γ
n
n
hh
a
G
G
G
G
G
G
γ
+
+
+
+
+
+
=
...
...
2
1
2
1

vật liệu thường gặp :

- Khối lượng riêng γa của một số loại

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Gạch ngói đất sét nung : 2,6 ÷ 2,7 g/cm3

Vật liệu hữu cơ (gỗ, bitum, chất dẻo, v.v...): 0,9 ÷ 1,6 g/cm3

G THỂ TÍCH: 
 Khái

ể tích: là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái tự

thái tự nhiên sau khi được sấy khơ ở nhiệt độ 105oC ÷ 110oC đến khối lượng khơng

øi.

ợng của một đơn vị thể tích vật liệu dạng hạt

ìi rạc ûng thại tỉû nhiãn.

Ký hiệu γox, γodd

Ximăng 2,9 ÷ 3,2 g/cm3
Bêtơng nặng : 2,5 ÷ 2,6 g/cm3

II. KHỐI LƯỢN
1. niệm:

- Khối lượng th
nhiên (kể cả lỗ rỗng).

Ký hiệu γotn, γoW

- Khối lượng thể tích tiêu chuẩn: là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở
trạng

âä

Ký hiệu γo
tc

, γo

- Khối lượng thể tích xốp: là khối lư
rơ được đổ đống ở tra

2. Cơng thức tính:

tn
o
o

V
G

γ ( g/cm3, kg/l, t/m3, ...)
k

o
k
tc
o

G

= ( g/cm

V

γ 3, kg/l, t/m3, ...)

thuìng
thuìng
trong
VL
x

V
G

o =

γ ( g/cm3, kg/l, t/m3, ...)

trong âoï: Gtn , G ãn

G - khối lượng mẫu thí nghiệm trong trạng thái khơ
Votn - thể tích của mẫu thí nghiệm ở trạng thái tự nhiên

hí nghiệm ở trạng thái khơ

Phương pháp cân đo bình thường.

ût liệu dạng hạt rời rạc:xác định khối lượng thể tích xốp

ìng âong G.

-khối lượng mẫu thí nghiệm ở trạng thái tự nhi

Vok - thể tích của mẫu t

3. Cạch xạc âënh :

a. Vật liệu có dạng hình học xác định:

b. Vật liệu khơng có dạng hình học xác định:

Phương pháp vật liệu chiếm chỗ chất lỏng: bọc parafin hoặc ngâm mẫu bão hòa
nước.

c. Vá

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

4. YÏ ng

ó thể đánh giá sơ bộ một số tính chất của vật liệu như

độ đặc ì

trị số γ ût liệu, kho bãi hay

tính cấp phối

- Khối iến đổi trong phạm vi rất lớn.

- Khối ệu thường gặp :

+ Đá thiên nhiên loại đặc chắc: 2,6 ÷ 2,8 g/cm3

ïi đất sét nung : 1,3 ÷ 1,9 g/cm3

êtơng nặng : 1,8 ÷ 2,5 g/cm3

1. Khại

ố giữa phần thể tích hồn toàn đặc so với thể
ch tự nhiên của mẫu vật liệu. Độ đặc được ký hiệu đ, thường tính bằng %.

ỷ lệ giữa phần thể tích rỗng so với thể tích tự nhiên của mẫu vật liệu.
iệu r, thươ ín bằng %

2. Cơng thức tính:

â =

héa:

- Khối lượng thể tích phụ thuộc vào kếït cấu nội bộ bản thân vật liệu, khối lượng thể
tích xốp phụ thuộc vào kích thước hạt và sự sắp xếp giữa các hạt.

- Biết khối lượng thể tích ta c

, độ rỗng, cường độ, độ hút nước, hệ số truyền nhiệt của vật liệu, v.v... Ngồi ra, tư

o, γox ta có thể tính tốn dự trù được phương tiện vận chuyển vâ

của vật liệu hỗn hợp.

lượng thể tích của các loại vật liệu xây dựng b
lượng thể tích γo của một số loại vật li

+ Gaûch ngo
+ B

III. ĐỘ ĐẶC , ĐỘ RỖNG: 
 niệm:

Độ đặc hay mật độ của vật liệu là tỷ s

tí

Độ rỗng là t

Độ rỗng được ký h ìng t h

%
100
×
o
a
V
V

= 100% 100%

/ a
k
o G
V γ
/
×
=
× o
k
a G
V γ
%
100
×

=Vr

r

o

V = − = −

−
=

=Vr Vo Va 1 Vá 1

r â

o
o

o V V

V 1 ⎟⎟×100%

⎞
⎜
⎛
−
= o
r γ
⎠
a

trong đó: Va - phần thể tích hồn tồn đặc của mẫu thí nghiệm

o - thể tích tự nhiên của mẫu thí nghiệm

3. Phá

Lỗ rỗng kín là lỗ rỗng riêng biệt ,không thông với nhau và khơng thơng với bên

ù rỗng đến các tính chất khác của vật liệu:

Độ rỗng là một chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng vì nó ảnh hưởng nhiều đến các tính
chất khác của vật liệu như: cường độ, độ hút nước, khả năng truyền nhiệt, khả năng chống
thấm, chống b

⎜
⎝

Vr - phần thể tích rỗng của mẫu thí nghiệm

n loại lỗ rỗng:

ngoi.

Lỗ rỗng hơí là lỗ rỗng thông với nhau và thông với bên ngồi.

4. Ảnh hưởng của độ đặc, rỗng, tính chất lơ

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

* Nhóm các tính chất liên quan đến môi trường nước

IV. ĐỘ ẨM: 
1.Khái niệm:

lệ nước có tự nhiên trong vật liệu ở trạng thái tự nhiên tại thời điểm thí
nghiệm

2. Cän

ên trong mẫu

vật liệu ái khô.

Độ ẩm là tỷ
. Ký hiệu W.

g thức tính :

Độ ẩm được tính bằng tỷ lệ phần trăm giữa khối lượng nước có tự nhi
ở thời điểm thí nghiệm so với khối lượng mẫu vật liệu ở trạng th

%
100
%

100 = − ×

×
= k
vl
k
vl
tn
vl
k
vl
tn
n
G
G
G
G
G
W

Gvlk -_khối lượng mẫu thí nghiệm ở trạng thái khơ

âënh:

hần

ca hå o näüi bäü

ủa vật liệu và bản chất ưa nước hay kỵ nước của nó.

øm hoặc là khi độ ẩm của vật liệu thay đổi thì một số tính chất của

hay đổi theo như: cường độ, khả năng dẫn nhiệt và dẫn điện, thể tích ...

. ĐỘ HÚT NƯỚC:

Độ hút nước theo khối lượng: là tỷ số phần trăm giữa khối lượng nước có trong vật

ho hối lượng vật liệu

trong đó : Gvltn - khối lượng mẫu thí nghiệm ở trạng thái tự nhiên

3. Caïch xaïc

- Cân mẫu ở trạng thái tự nhiên tại thời điểm thí ngiệm. Sấy khô mẫu đến khối
lượng không đổi.

4. YÏ nghéa:

- Độ ẩm là đại lượng thay đổi liên tục tùy thuộc điều kiện nhiệt độ và độ ẩm mơi
trường, vật liệu có thể hút ẩm hoặc nhả ẩm tùy theo sự chênh lệch giữa áp suất riêng p

i nước trong khơng khí và trong vật liệu. Độ ẩm cũng phụ thuộc vào cấu tạ
c

- Khi vật liệu bị â
vật liệu cũng t

- Biết độ ẩm của vật liệu để điều chỉnh lượng dùng vật liệu cho hợp lý.

V

1. Khái niệm:

Độ hút nước là khả năng vật liệu hút và giữ nước trong các lỗ rỗng ở điều kiện
nhiệt độ và áp suất thường (p = 1atm và to = 20 ± 5oC ).

2. Cơng thức tính:

liệu khi được bão ìa trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thường so với k
ở trạng thái khô. Ký hiệu Hp , xác định theo công thức sau:

%
100
%

100 = − ×

×
= k
vl
k
vl
bh
vl
k
vl
bh
n
p
G
G

G
G
G
H
trong âọ : Gvl

- khối lượng mẫu thí nghiệm đã bão hòa nước

k - khối lượng mẫu thí nghiệm khơ

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

1. Mắt cây

Mắt cây có 3 loại :

- Mắt sống : còn cứng, chắc, dính chặt vào thân gỗ.
- Mắt chết : có một phần hoặc toàn bộ rời khỏi thân
gỗ, song vẫn còn cứng, chưa mục.

- Mắt mục : mắt gỗ đã mục nát.

ốn. Mắt cây còn làm gỗ khó
Vặn thớ

ím cường độ, thay đổi phương
công v

vặn thơ
 3. L

iện ngang của thân cây có hai lõi, thường gặp ở cây
gỗ có h

ỗ.

Lệch tâm Hai tâm

4. Cong queo

Hiện tượng gỗ cong queo làm giảm cường độ dọc
thớ của gỗ và gây lãng phí, khó sử dụng.

II. SÂU, NẤM

Nấm là loại thực vật đơn giản nhất sống nhờ trong các tế bào gỗ và đôi khi gây ra
các hiện tượng hóa lý khác. Nấm phát triển trong điều kiện có ơxi, độ ẩm và nhiệt độ thích
hợp. Gỗ có độ ẩm nhỏ hơn 20%, cũng như gỗ ngâm ngập trong nước thì khơng bị nấm phá
hoại.

Nấm có thể làm gỗ bị biến màu, bị mục và giảm tính chất cơ lý. Nấm có thể phá
hoại ngay khi cây gỗ còn đang sống, cây gỗ đã chặt xuống hoặc tiếp tục phá hoại gỗ ngay
trong các kết cấu của cơng trình.

Mắt là tật chính của gỗ, mắt làm cho thớ gỗ bị lượn vòng dẫn đến giảm khả năng
chịu lực của gỗ nhất là khi chịu kéo, nén dọc thớ và khi chịu u

gia công, giảm hiệu quả sử dụng.
 2.

Gỗ bị vặn thớ làm gia

chịu lực của gỗ. Mặt khác, nó cũng làm cho gỗ khó gia
à khó sử dụng.

Những cây gỗ ở vùng có gió theo mùa thường bị
ï.

ệch tâm, hai tâm

Lệch tâm gồm có lệch một phía và lệch cục bộ.
Hai tâm là hiện tượng trên tiết d

ai ngoün.

Lệch tâm, hai tâm làm giảm hiệu quả sử dụng g

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Sâu là các loại cơn trùng có thể đục gỗ hoặc dùng gỗ làm thức ăn. Dạng khuyết tật
này xảy ra trong cây gỗ đang lớn và cây gỗ đã chặt xuống, cịn tươi cũng như đã khơ. Nó
làm giảm tính chất cơ học và chất lượng của gỗ đến nỗi phải bỏ đi. Ngoài ra, gỗ tại các
cơng trình biển cịn bị phá hoại do các loại giun biển (hà).

III. CÁC BIỆN PHÁP BẢO QUẢN GỖ

1. Phòng chống nấm và cơn trùng

Phịng chống nấm và cơn trùng nhằm mục đích kéo dài tuổi thọ của gỗ bằng các
biện pháp sau : loại trừ các điều kiện sinh sống của cơn trùng, dùng hóa chất và sử dụng
thuốc.

a. Loại trừ các điều kiện sinh sống của côn trùng

Nấm và côn trùng sinh sống nhờ vào khơng khí và thức ăn trong gỗ và phát triển ở
nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Có thể loại trừ hai yếu tố trên bằng cách sấy gỗ ở 80 ÷ 100P

o

C
trong thời gian lâu, hoặc ngâm dưới bùn để diệt sâu nấm và trứng sâu.

b. Dùng hóa chất

Hóa chất diệt nấm và cơn trùng cần bảo đảm các tính chất sau đây :
- Có khả năng diệt nấm và cơn trùng mạnh

- Ổn định đối với môi trường : có tác dụng lâu dài khơng bị nước cuốn đi

- Không độc đối với người và súc vật. Khơng ăn mịn gỗ và các chi tiết trong kết
cấu gỗ như đinh, vít, ke...

- Dễ dàng ngấm sâu vào gỗ, khơng có mùi hắc
c. Phương pháp sử dụng thuốc

- Quét và phun ngoài mặt : quét hay phun 2 đến 3 lớp trên mặt, cách này đơn giản,
dễ làm song thuốc ngấm không sâu, hao hụt nhiều.

- Ngâm gỗ vào dung dịch thuốc : thuốc ngấm có sâu hơn phun và qt.

- Tẩm chân khơng có áp : tạo chân khơng để hút nước và khơng khí trong gỗ, rồi
ngâm vào dung dịch thuốc dưới áp suất 6atm. Phương pháp này rất tốt, thuốc ngấm sâu,
song đắt tiền.

- Tẩm phân tán : lấy gỗ tươi bóc vỏ, quét keo thuốc 2 đến 3 lớp, rồi bọc kín gỗ
bằng giấy dầu, ủ từ 3 đến 4 tháng, sau đó bóc giấy, phơi khơ.

- Phương pháp thay thế nhựa : hút hết nhựa cây và bơm vào cây gỗ thuốc trừ sâu
nấm

2. Phòng chống hà

Để phòng chống hà người ta thường dùng các biện pháp sau :

- Dùng gỗ cứng (thiết mộc), gỗ dẻo quánh (tếch), gỗ có nhựa (bạch đàn) ... Những
loại gỗ cứng, quánh làm hà khó đục, hoặc vì sợ nhựa hà khơng bám vào

- Để ngun lớp vỏ cây

- Bọc ngoài gỗ một lớp vỏ kim loại

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

Ở nước ta còn dùng phương pháp cổ truyền là thui cho gỗ cháy xém một lớp mỏng
bên ngoài. Phương pháp này sau 3 năm phải thui lại.

3. Bảo quản và phơi sấy gỗ

</div>