giáo trình vật liệu xây dựng Chuong I

Lượt xem: 814
Số trang: 17
Mã số: 117109
Loại file: PDF
Nhúng
Toàn màn hình
Thích
/ 17
Sao chép
CHƯƠNG I
CÁC TÍNH CHT CƠ BN CA VT LIU XÂY DNG
1.1. Khái nim chung
1.1.1. Phân loi tính cht ca vt liu xây dng (VLXD)
Quá trình làm vic trong kết cu công trình, vt liu phi chu s tác dng
ca ti trng bên ngoài và môi trường xung quanh. Ti trng s gây ra biến dng
ng sut trong vt liu. Do đó, để kết cu công trình làm vic an toàn thì
trước tiên vt liu phi có các tính cht cơ hc theo yêu cu. Ngoài ra, vt liu
còn phi có đủ độ bn vng chng li các tác dng vt lý và hóa hc ca môi
trường. Trong mt s trường hp đối vi vt liu còn có mt s yêu cu riêng v
nhit, âm, chng phóng x v.v... Như vy, yêu cu v tính cht ca vt liu rt
đa dng. Song để nghiên cu và s dng vt liu, có th phân tính cht ca nó
thành nhng nhóm như: nhóm tính cht đặc trưng cho trng thái và cu trúc,
nhóm tính cht vt lý, tính cht cơ hc, tính cht hóa hc và mt s tính cht
mang ý nghĩa tng hp khác như tính công tác, tính tui th v.v...
Các tham s đặc trưng cho trng thái và cu trúc ca vt liu là nhng tính
cht đặc trưng cho quá trình công ngh, thành phn pha, thành phn khoáng hóa,
thí d khi lượng riêng, khi lượng th tích, độ rng, độ đặc, độ mn, v.v...
Nhng tính cht vt lý xác định mi quan h ca vt liu vi môi trường
như tính cht có liên quan đến nước, đến nhit, đin, âm, tính lưu biến ca vt
liu nht, do...
Nhng tính cht cơ hc xác định quan h ca vt liu vi biến dng và s
phá hy nó dưới tác dng ca ti trng như cường độ, độ cng, độ do v.v...
Các tính cht hóa hc có liên quan đến nhng biến đổi hóa hc và độ bn
vng ca vt liu đối vi tác dng ca các nhân t hóa hc.
Để tránh nhng nh hưởng ca các yếu t khách quan trong quá trình thí
nghim, các tính cht ca vt liu phi được xác định trong điu kin và phương
pháp chun theo quy định ca tiêu chun nhà nước Vit Nam. Khi đó tính cht
được xác định là nhng tính cht tiêu chun. Ngoài các tiêu chun nhà nước còn
các tiêu chun cp ngành, cp b.
Các tiêu chun có th được b sung và chnh lí tùy theo trình độ sn xut và
yêu cu s dng vt liu.
Hin nay nước ta, đối vi 1 s loi VLXD chưa có tiêu chun và yêu cu
k thut quy định thì có th dùng các tiêu chun ca nước ngoài.
1.1.2 Quan h gia cu trúc và tính cht
Cu trúc ca vt liu được biu th 3 mc: cu trúc vĩ mô (cu trúc có th
quan sát bng mt thường), cu trúc vi mô (ch quan sát bng kính hin vi) và
cu trúc trong hay cu to cht (phi dùng nhng thiết b hin đại để quan sát và
nghiên cu như kính hin vi đin t, phân tích rơngen)
Cu trúc vĩ .Bng mt thường người ta th phân bit các dng cu trúc
này như: đá nhân to đặc, cu trúc t ong, cu trúc dng si, dng lp, dng ht
ri...
3
LIÊN HỆ QUẢNG CÁO 0906.345.800
Vt liu đá nhân to đặc rt ph biến trong xây dng như bê tông nng,
gch p lát, gch silicat. Nhng loi vt liu này thường có cường độ, kh năng
chng thm, chng ăn mòn tt hơn các loi vt liu rng cùng loi, nhưng nng
và tính cách âm, cách nhit kém hơn. Bng mt thường cũng có th nhìn thy
nhng liên kết thô ca nó, ví d: thy được lp đá xi măng liên kết vi ht ct
liu, độ dày ca lp đá, độ ln ca ht ct liu: phát hin được nhng ht, vết
rn nt ln, v.v...
Vt liu cu to rng có th là nhng vt liu có nhng l rng ln như
tông khí, bê tông bt, cht do t ong hoc nhng vt liu có nhng l rng bé
(vt liu dùng đủ nước, dùng ph gia cháy). Loi vt liu này có cường độ, độ
chng ăn mòn kém hơn vt liu đặc cùng loi, nhưng kh năng cách nhit, cách
âm tt hơn. Lượng l rng, kích thước, hình dng, đặc tính và s phân b ca l
rng có nh hưởng ln đến tính cht ca vt liu.
Vt liu có cu to dng si, như g, các sn phm có t bông khoáng và
bông thy tinh, tm si g ép v.v... có cường độ, độ dn nhit và các tính cht
khác rt khác nhau theo phương dc và theo phương ngang th.
Vt liu có cu trúc dng lp, như đá phiến ma, dip thch sét v.v... là vt
liu có tính d hướng (tính cht khác nhau theo các phương khác nhau).
Vt liu ht ri như ct liu cho bê tông, vt liu dng bt (xi măng, bt vôi
sng) có các tính cht và công dng khác nhau tùy theo thành phn độ ln và
trng thái b mt ht.
Cu trúc vi mô ca vt liu có th là cu to tinh th hay vô định hình.
Cu to tinh th và vô định hình ch là hai trng thái khác nhau ca cùng mt
cht. Ví d oxyt silic có th tn ti dng tinh th thch anh hay dng vô định
hình (opan). Dng tinh thđộ bn và độ n định ln hơn dng vô định hình.
SiO
2
tinh th không tương tác vi Ca(OH)
2
điu kin thường, trong khi đó
SiO
2
định hình li có th tương tác vi Ca(OH)
2
ngay nhit độ thường.
Cu to bên trong ca các cht là cu to nguyên t, phân t, hình dng
kích thước ca tinh th, liên kết ni b gia chúng. Cu to bên trong ca các
cht quyết định cường độ, độ cng, độ bn nhit và nhiu tính cht quan trng
khác.
Khi nghiên cu các cht có cu to tinh th, người ta phi phân bit chúng
da vào đặc đim ca mi liên kết gia các phn t để to ra mng lưới không
gian. Tùy theo kiu liên kết, mng lưới này có th được hình thành tc
nguyên t trung hòa (kim cương, SiO
2
) các ion (CaCO
3
,
kim loi), phân t
(nước đá) .
Liên kết cng hóa tr được hình thành t nhng đôi đin t dùng chung,
trong nhng tinh th ca các cht đơn gin (kim cương, than chì) hay trong các
tinh th ca hp cht gm hai nguyên t (thch anh). Nếu hai nguyên t ging
nhau thì cp đin t dùng chung thuc c hai nguyên t đó. Nếu hai nguyên t
có tính cht khác nhau thì cp đin t b lch v phía nguyên t có tính cht á
kim mnh hơn, to ra liên kết cng hóa tr có cc (H
2
O). Nhng vt liu có liên
kết dng này có cường độ, độ cng cao và rt khó chy.
4
LIÊN HỆ QUẢNG CÁO 0906.345.800
Liên kết ion được hình thành trong các tinh th vt liu mà các nguyên t
khi tương tác vi nhau nhường đin t cho nhau hình thành các ion âm và ion
dương. Các ion trái du hút nhau để to ra phân t. Vt liu xây dng có liên kết
loi này (thch cao, anhiđrit) có cường độđộ cng thp, không bn nước,
trong nhng loi VLXD thường gp như canxit, fenspat vi nhng tinh th phc
tp gm nhng tinh th gm c liên kết cng hóa tr và liên kết ion. Bên trong
ion phc tp là liên kết cng hóa tr. Nhưng chính nó liên kết vi Ca
2
3
CO
2+
bng liên kết ion (CaCO
3
) có cường độ khá cao.
Liên kết phân t được hình thành ch yếu trong nhng tinh th ca các cht
có liên kết cng hóa tr.
Liên kết silicat là liên kết phc tp, được to thành t khi 4 mt SiO
4
liên
kết vi nhau bng nhng đỉnh chung (nhng nguyên t oxi chung) to thành
mng lưới không gian ba chiu vi nhng tính cht đặc bit cho VLXD. Điu đó
cho phép coi chúng như là các polime vô cơ.
1.1.3. Quan h gia thành phn và tính cht
Vt liu xây dng được đặc trưng bng 3 thành phn: Hóa hc, khoáng vt
và thành phn pha.
Thành phn hóa hc được biu th bng % hàm lượng các oxyt có trong
vt liu. Nó cho phép phán đoán hàng lot các tính cht ca VLXD: tính cht
chu la, bn sinh vt, các đặc trưng cơ hc và các đặc tính k thut khác. Riêng
đối vi kim loi hoc hp kim thì thành phn hóa hc được tính bng % các
nguyên t hóa hc
Thành phn hóa hc được xác định bng cách phân tích hóa hc (kết qu
phân tích được biu din dưới dng các oxyt)
Các oxyt trong vt liu vô cơ liên kết vi nhau thành các mui kép, được
gi là thành phn khoáng vt.
Thành phn khoáng vt
Thành phn khoáng vt quyết định các tính cht cơ bn ca vt liu.
Khoáng 3CaO.SiO
2
và 3CaO.Al
2
O
3
trong xi măng pooc lăng quyết định tính
đóng rn nhanh, chm ca xi măng, khoáng 3Al
2
O
3
2SiO
2
quyết định tính cht
ca vt liu gm.
Biết được thành phn khoáng vt ta có th ta có th phán đoán tương đối
chính xác các tính cht ca VLXD.
Vic xác định thành phn khoáng vt khá phc tp, đặc bit là v mt định
lượng. Vì vy người ta phi dùng nhiu phương pháp để h tr cho nhau : phân
tích nhit vi sai, phân tích ph rơnghen, laze, kính hin vi đin t v.v...
Thành phn pha
Đa s vt liu khi làm vic đều tn ti pha rn. Nhưng trong vt liu luôn
cha mt lượng l rng, bên ngoài pha rn nó còn cha c pha khí (khi khô)
pha lng (khi m). T l ca các pha này trong vt liu có nh hưởng đến cht
lượng ca nó, đặc bit là các tính cht v âm, nhit, tính chng ăn mòn, cường
độ v.v...
5
Tải xuống 5,000₫ (17 trang)
Thông tin tài liệu
Ngày đăng: 2011-10-17 05:16:50
Qúa trình làm việc trong kết cấu công trình, vật liệu phải chịu sự tác dụng của tải trọng bên ngoài và môi trường xung quanh. Tải trọng sẽ gây ra biến dạng và ứng dụng trong vật liệu. Qúa trình làm việc trong kết cấu công trình, vật liệu phải chịu sự tác dụng của tải trọng bên ngoài và môi trường xung quanh. Tải trọng sẽ gây ra biến dạng và ứng dụng trong vật liệu. CHƯƠ NG I CÁC TÍNH CH ẤT C Ơ B ẢN CỦ A VẬ T LIỆU XÂY D ỰNG 1.1. Khái ni ệm chung 1.1.1. Phân lo ại tính ch ất c ủa vậ t liệu xây dự ng (VLXD) Quá trình làm việ c trong kết c ấu công trình, v ật liệ u phả i chịu s ự tác d ụng c ủ a t ải trọ ng bên ngoài và môi tr ường xung quanh. T ải trọ ng sẽ gây ra bi ến dạ ng và ứng su ất trong v ật liệ u. Do đ ó, để kết c ấu công trình làm vi ệc an toàn thì trướ c tiên v ật liệ u phả i có các tính ch ất c ơ h ọc theo yêu c ầu. Ngoài ra, v ật liệ u còn ph ải có đủ độ bền vững ch ống l ại các tác d ụng vậ t lý và hóa h ọc củ a môi trườ ng. Trong m ột s ố trườ ng hợp đối với vật liệ u còn có m ột số yêu c ầu riêng v ề nhi ệt, âm, ch ống phóng xạ v.v... Như v ậy, yêu cầ u về tính ch ất c ủa v ật li ệu rấ t đ a d ạng. Song để nghiên cứu và sử d ụng vậ t liệu, có th ể phân tính ch ất c ủa nó thành nh ững nhóm như: nhóm tính ch ất đặ c tr ưng cho tr ạng thái và cấ u trúc, nhóm tính ch ất v ật lý, tính ch ất c ơ h ọc, tính ch ất hóa h ọc và m ột số tính ch ất mang ý ngh ĩa t ổng h ợp khác nh ư tính công tác, tính tu ổi th ọ v.v... Các tham s ố đặ c tr ưng cho trạ ng thái và c ấu trúc củ a vật liệ u là nh ững tính ch ất đặ c tr ưng cho quá trình công ngh ệ, thành ph ần pha, thành ph ần khoáng hóa, thí d ụ kh ối l ượ ng riêng, kh ối lượ ng th ể tích, độ rỗng, độ đặc, độ mịn, v.v... Nh ững tính ch ất v ật lý xác định m ối quan hệ của v ật liệ u với môi trườ ng như tính ch ất có liên quan đến nướ c, đến nhi ệt, điệ n, âm, tính lưu bi ến c ủa v ật liệ u nhớt, d ẻo... Nh ững tính ch ất c ơ h ọc xác định quan h ệ c ủa v ật li ệu với bi ến dạ ng và sự phá h ủy nó d ưới tác d ụng c ủa t ải trọ ng nh ư cường độ, độ c ứng, độ dẻo v.v... Các tính chấ t hóa học có liên quan đế n những biến đổi hóa h ọc và độ bền v ững c ủa v ật liệ u đối v ới tác d ụng c ủa các nhân t ố hóa h ọc. Để tránh nh ững ảnh h ưởng c ủa các y ếu t ố khách quan trong quá trình thí nghi ệm, các tính ch ất c ủa v ật li ệu phả i đượ c xác định trong điề u ki ện và ph ương pháp chu ẩn theo quy định của tiêu chu ẩn nhà nướ c Việt Nam. Khi đ ó tính chất được xác định là nh ững tính ch ất tiêu chu ẩn. Ngoài các tiêu chu ẩn nhà nướ c còn các tiêu chu ẩn c ấp ngành, c ấp bộ . Các tiêu chu ẩn có th ể được b ổ sung và ch ỉnh lí tùy theo trình độ sản xu ất và yêu c ầu s ử d ụng vậ t liệu. Hiện nay ở nước ta, đối v ới 1 s ố lo ại VLXD ch ưa có tiêu chu ẩn và yêu c ầu k ỹ thu ật quy định thì có th ể dùng các tiêu chu ẩn c ủa n ước ngoài. 1.1.2 Quan h ệ gi ữa c ấu trúc và tính ch ất C ấu trúc củ a vật liệ u đượ c biểu th ị ở 3 m ức: cấu trúc v ĩ mô (c ấu trúc có thể quan sát bằ ng mắt th ường), c ấu trúc vi mô (ch ỉ quan sát bằ ng kính hiển vi) và c ấu trúc trong hay c ấu t ạo ch ất (ph ải dùng những thi ết b ị hi ện đạ i để quan sát và nghiên c ứu như kính hi ển vi đ iệ n t ử, phân tích r ơngen) Cấu trúc v ĩ mô .B ằng m ắt th ường ngườ i ta thể phân bi ệt các d ạng c ấu trúc này nh ư: đá nhân t ạo đặ c, cấ u trúc t ổ ong, c ấu trúc d ạng sợi, d ạng l ớp, d ạng hạ t r ời... 3 Vật liệ u đá nhân t ạo đặc rất phổ biến trong xây dựng như bê tông n ặng, g ạch ốp lát, gạ ch silicat. Nh ững loại v ật li ệu này th ường có cườ ng độ, kh ả n ăng ch ống th ấm, ch ống ăn mòn t ốt ...
— Xem thêm —
Bình luận