Cấu Trúc Và Tính Chất Của Vật Liệu Xây Dựng - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (8 trang)

Trang chủ

Kỹ thuật

Kiến trúc - Xây dựng

Cấu trúc và tính chất của 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 (270.38 KB, 8 trang )

Chương 1. Cấu trúc và tính chất của vật liệu xây dựng 1-1 Chương 1 CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG 1.1 Khái niệm chung Trọng tâm của kiến thức vật liệu xây dựng là sự hiểu biết chung về mối quan hệ giữa cấu trúc và tính chất, đối với vật liệu kết cấu chủ yếu là tính chất cơ học, đối với vật liệu chuyên dùng có thể là tính cách nhiệt cách âm, tính chống ăn mòn, tính chống thấm nước, thấm hơi và thấm khí... Vật liệu xây dựng được phân loại theo 2 cách chính: Theo bản chất - Vật liệu vô cơ: các loại đá thiên nhiên, các loại vật liệu nung, các chất kết dính vô cơ, bê tông, vữa và các loại vật liệu đá nhân tạo không nung khác. - Vật liệu hữu cơ: gồm các loại vật liệu gỗ, tre, các loại nhựa bitum và guđrông, các loại chất dẻo, sơn, vecni. - Vật liệu kim loại: gang, thép, kim loại màu, hợp kim. Theo nguồn gốc - Vật liệu đá nhân tạo: hình thành bằng sự ximăng hoá các loại các loại cốt liệu nhiều cỡ hạt hoặc các dạng khác thành 1 khối đồng nhất bằng chất thứ 2 (chất kết dính) hoặc bằng liên kết thứ 2 (hoá, điện, kim loại...) trong điều kiện nhà máy hay trực tiếp tại công trường. Chúng được gọi là nhân tạo vì trên vỏ trái đất còn có 1 nhóm vật liệu khác gọi là vật liệu đá thiên nhiên, vật liệu đá thiên nhiên hình thành trong 1 giai đoạn lịch sử lâu dài. - Vật liệu đá nhân tạo không nung: nhóm vật liệu mà sự rắn chắc của chúng xẩy ra ở nhiệt độ không cao lắm và sự hình thành cấu trúc là kết quả của sự biến đổi hoá học và hoá lí của chất kết dính, ở trạng thái dung dịch (phân tử, keo, lỏng và rắn, pha loãng và đậm đặc) - Vật liệu đá nhân tạo nung: nhóm vật liệu mà sự rắn chắc của nó xẩy ra chủ yếu là quá trình làm nguội của dung dịch nóng chảy. Dung dịch đó đóng vai trò làm chất kết dính. 1.2 Tính chất vật lý 1.2.1 Khối lượng thể tích Khối lượng thể tích (γ0) là khối lượng của 1 đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên: 00VG=γ (kG/m3, kG/l, T/m3) (1- 1) Để xác định γ0 ta cần xác định khối lượng G và thể tích tự nhiên V0 Xác định G bằng cách cân vật liệu trực tiếp ở trạng thái khô để xác định γ0k hay ở trạng thái ẩm (để xác định γ0w). Chương 1. Cấu trúc và tính chất của vật liệu xây dựng 1-2 Thể tích V0 có thể xác định theo từng trường hợp cụ thể với vật liệu có hình dánh hình học rõ ràng, không có hình dáng hình học hay với vật liệu dạng hạt. 1.2.2 Khối lượng riêng Khối lượng riêng (γa) là khối lượng của 1 đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc: aaVG=γ (g/cm3, kG/l, T/m3) (1- 2) Để xác định γa ta cần xác định khối lượng G và thể tích đặc Va Khi xác định khối lượng G cần cân vật liệu sau khi đã sấy khô ở nhiệt độ t0 =105 - 1100C. Khi xác định Va cần thực hiện theo một trong hai trường hợp sau: Với vật liệu đặc xác định Va như xác định V0. Với vật liệu rỗng ta nghiền vật nhỏ đến cỡ hạt lọt qua sàng 900 lỗ/cm2 để loại trừ thể tích các lỗ rỗng khi xác định thể tích bằng bình tỷ trọng. 1.2.3 Độ đặc và độ rỗng của vật liệu Độ đặc (đ), độ rỗng toàn phần (r) được tính theo công thức: Hay %100.Vd000aaadVγγγγ=== (1- 3) (%100).111Vr00000aaarrdVVVVγγγγ−=−=−=−== (1- 4) Để đánh giá chính xác các tính chất của vật liệu cần xác định độ rỗng toàn phần (công thức trên) và độ rỗng hở. Độ rỗng hở của vật liệu được xác định bằng cách cho vật liệu bão hoà nước. 1.2.4 Độ hút nước và độ hút nước bão hoà Độ hút nước của vật liệu được biểu thị theo phần trăm khối lượng (Hp) hay thể tích (Hv) annknvkkpVGGVVHGVGHγ.%100.%100.00-−==−= (1- 5) %100.Vd000aaadVγγγγ=== (1- 6) Chương 1. Cấu trúc và tính chất của vật liệu xây dựng 1-3 Sự liên hệ của hai đại lượng này có thể biểu diễn theo công thức: Hv = γokHp/γan (1- 7) Mức độ nước bị hút vào vật liệu được đánh giá bằng hệ số bão hoà nước (Cbh) Cbh = Hvbh/r (1- 8) Trong đó: Gk- khối lượng mẫu khi khô Gư – khối lượng mẫu khi hút no nước Vn – Thể tích của nước mà vật liệu hút vào γan - khối lượng riêng của nước Khi thí nghiệm xác định độ hút nước ta đem sấy khô mẫu ở nhiệt độ t0=105-1100C rồi ngâm mẫu ngập trong nước khoảng 3x24h. Độ hút nước bão hoà được thực hiện bằng một trong 2 cách sau: Thả vật liệu khô ngập trong nước, đem đun sôi, để nguội rồi vớt ra. Cho vật liệu khô ngập trong nước, hạ áp suất trên mặt thoáng của nước xuống còn 20mmHg, sau khi thoát hết bọt khí khôi phục lại áp suất thường trong 2h 1.2.5 Tính truyền nhiệt Đặc trưng cho tính truyền nhiệt là hệ số truyền nhiệt τλ).(.0201ttFaQ−=, kCal/m.0C.h (1- 9) Trong đó: Q – Nhiệt lượng truyền qua vật liệu khi thí nghiệm (kCal) a – Chiều dày để nhiệt truyền qua (m) F – Diện tích truyền nhiệt (m2) t1, t2 - nhiệt độ ở 2 bề mặt mẫu (0C) t - Thời gian thí nghiệm (h) Quan hệ giữa hệ số truyền nhiệt và cấu tạo của vật liệu thể hiện bởi công thức: 14,022.00196.02−+=vxρλ, kCal/m.0C.h (1- 10) Hoặc 14,022.00196.016,12−+=vρλ, W/m.0C (1- 11) Công thức này chỉ đúng khi vật liệu để tự nhiên trong không khí (ở độ ẩm vật liệu W=1-7%, t = 20-250C) Hệ số truyền nhiệt của vật liệu thay đổi, phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình của mẫu thí nghiệm, theo công thức Vlaxov: )002.01(00 tbtt+=λλ, kCal/m.0C.h (1- 12) Chương 1. Cấu trúc và tính chất của vật liệu xây dựng 1-4 Trong đó: oλ–hệ số truyền nhiệt của vật liệu ở 00C; tλ –hệ số truyền nhiệt của vật liệu ở ttb; ttb –nhiệt độ trung bình của vật liệu; 1.3 Tính chất cơ học 1.3.1 Tính biến dạng của vật liệu Tính biến dạng của vật liệu là tính chất của nó có thể thay đổi hình dạng, kích thước dưới sự tác động của tải trọng bên ngoài. Dựa vào đặc tính biến dạng người ta chia ra biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo. Biến dạng đàn hồi là biến dạng hoàn toàn mất đi khi loại bỏ nguyên nhân gây ra biến dạng. Còn biến dạng dẻo thì không mất đi khi loại bỏ nguyên nhân gây biến dạng. Biến dạng đàn hồi thường xảy ra khi tải trọng tác dụng bé và ngắn hạn. Tính đàn hồi được đặc trưng bằng môđun đàn hồi E thEεσ= (1- 13) Trong đó: σ - ứng suất, kG/cm2 ε - biến dạng đàn hồi, được xác định bằng biến dạng tương đối – tỷ số giữa biến dạng tuyệt đối ∆l so với chiều dài ban đầu l của mẫu Điều kiện của biến dạng đàn hồi: ngoại lực tác dụng lên vật chưa vượt quá lực tương tác giữa các chất điểm của nó. Do đó công của ngoại lực sẽ sinh ra nội năng và khi bỏ ngoại lực nội năng lại sinh ra công đưa vật liệu trở về vị trí ban đầu. Khi lực tác dụng đủ lớn và lâu dài thì ngoài biến dạng đàn hồi còn xuất hiện biến dạng dẻo. Nguyên nhân là lực tác dụng đã vượt quá lực tương tác giữa các chất điểm và phá vỡ cấu trúc của vật liệu làm các chất điểm có chuyển dịch tương đối. Do đó biến dạng vẫn còn tồn tại khi loại bỏ ngoại lực. Biến dạng dẻo của vật liệu dẻo lý tưởng tuân theo định luật Niutơn: ησεtd.= (1- 14) Trong đó: σ - ứng suất, kG/cm2 t – thời gian (s) η - độ nhớt, kG/cm2.s Trong vật liệu xây dựng thường có cả tính đàn hồi và tính dẻo. Do đó biến dạng ε là biến dạng tổng cộng của biến dạng dư εd và biến dạng đàn hồi εđh Dựa vào quan hệ giữa ứng suất và biến dạng người ta phân ra vật liệu loại dẻo, giòn và đàn hồi. Vật liệu dẻo là vật liệu trước khi phá hoại có biến hình dẻo rõ rệt (thép), còn vật liệu giòn thì ngược lại. Chương 1. Cấu trúc và tính chất của vật liệu xây dựng 1-5 Hiện tượng mà biến dạng dẻo tăng theo thời gian khi ngoại lực không đổi tác dụng lâu dài lên vật liệu rắn gọi là hiện tượng từ biến. Nếu giữ cho biến hình không đổi, dưới tác dụng của ngoại lực, ứng suất đàn hồi cũng sẽ giảm dần theo thời gian, đó là hiện tượng chùng ứng suất. 1.3.2 Cường độ Cường độ là khả năng của vật liệu chống lại sự phá hoại của ứng suất gây ra do ngoại lực hoặc các yếu tố khác. Cường độ của vật liệu được xác định bằng cường độ giới hạn R ở một dạng biến dạng cho trước. đối với vật liệu giòn (đá thiên nhiên, bê tông, vữa xây dựng, gạch, ..). đặc trưng chủ yếu của cường độ là cường độ nén giới hạn. Vì vật liệu xây dựng không đồng nhất, nên cường độ giới hạn được xác định bằng kết quả trung bình khi thí nghiệm một tổ mẫu (thường không ít hơn 3 mẫu). Dựa vào cường độ giới hạn, người ta định ra mác của vật liệu. Có 2 phương pháp xác định cường độ của vật liệu: phương pháp phá hoại và phương pháp không phá hoại. Trong phương pháp phá hoại, cường độ của vật liệu được xác định trên những mẫu tiêu chuẩn. Trong phương pháp không phá hoại, phương pháp âm học đựoc sử dụng rộng rãi nhất. Cường độ của vật liệu gián tiếp được đánh giá qua tốc độ truyền sóng siêu âm qua nó. Đối với vật liệu hỗn hợp (bê tông) người ta thường dùng phương pháp siêu âm xung. Nguyên lí làm việc của máy: Bộ máy xung truyền xung động điện đến độ phát siêu âm, tại đây xung động điện biến thành sóng siêu âm truyền qua vật liệu đến bộ phận biến giao động thành giao động điện qua bộ khuếch đại để đến màn hình chỉ báo. Tốc độ truyền sóng siêu âm v (cm/gy) được xác định theo công thức: 0ttSv −= (1- 15) Trong đó S – quãng đường, cm. t – thời gian truyền sóng siêu âm (s) t0 – thời gian hiệu chỉnh (s) phụ thuộc vào vị trí của thiết bị. Dựa vào v ta có thể tìm được cường độ của vật liệu dưạ vào cách tra đồ thị. 1.3.3 Độ cứng Độ cứng là tính chất của vật liệu chống lại tác dụng đâm xuyên của vật liệukhác cứng hơn. Độ cứng của vật liệu khoáng được đánh giá bằng bảng thang Morh, gồm có 10 khoáng vật mẫu được xắp xếp theo độ cứng tăng dần. Độ cứng của vật liệu sẽ tương ứng với độ cứng của khoáng vật nào đó mà khoáng vật đứng ngay trước nó không rạch được vật liệu, còn khoáng vật đứng ngay sau nó lại dễ dàng rạch được vật liệu đứng trước. Độ cứng của kim loại, gỗ, bê tông v.v... có thể được xác định bằng phương pháp Brinen. Độ cứng của vật liệu được xác định dựa vào lực ép P lên viên bi thép có đường kính D và vết lõm có đường kính d do viên bi để lại trên bề mặt vật liệu:

Tài liệu liên quan

quan điểm duy vật biện chứng về mối quan hệ giữa vật chất với ý thức
- 15
- 2
- 10
Vận dụng quan điểm duy vật biện chứng về mói quan hệ giữa vật chất với ý thức vào sự nghiệp xây dựng chủ nghĩa xã hội ở nước ta hiện nay
- 15
- 3
- 27
Vận dụng quan điểm duy vật biện chứng về mối quan hệ giữa vật chất với ý thức vào sự nghiệp xây dựng chủ nghĩa xã hội ở nước ta hiện nay
- 19
- 2
- 11
Tài liệu LUẬN VĂN: Tư tưởng Hồ Chí Minh về mối quan hệ giữa vấn đề dân tộc và vấn đề giai cấp pptx
- 11
- 1
- 3
TIỂU LUẬN: Quan điểm duy vật biện chứng về mối quan hệ giữa vật chất với ý thức docx
- 18
- 2
- 2
1.NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MỐI QUAN HỆ GIỮA NĂNG LỰC, VAI TRÒ CỦA NHÀ NƯỚC TRONG SỰ PHÁT TRIỂN
- 10
- 508
- 1
Chủ nghĩa thực chứng và quan điểm của chủ nghĩa thực chứng về mối quan hệ giữa triết học và khoa học tự nhiên
- 84
- 2
- 12
quan điểm duy vaatjj biện chứng về mối quan hệ giữa vật chất và ý thức
- 15
- 786
- 0
Tiểu luận QUAN ĐIỂM DUY VẬT BIỆN CHỨNG VỀ MỐI QUAN HỆ GIỮA VẬT CHẤT VÀ Ý THỨC VÀ VẬN DỤNG VÀO CÔNG CUỘC ĐỔI MỚI Ở NƯỚC TA HIỆN NAY
- 13
- 18
- 112
Vận dụng tư tưởng Hồ Chí Minh về mối quan hệ giữa Đảng và nhân dân ở Thị xã Sơn Tây – Thành phố Hà Nội hiện nay
- 17
- 799
- 1