Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu “Giáo trình vật liệu điện” bao gồm các kiến thức cơ bản về cấu tạo, đặc điểm, tính chất cơ bản của kim loại và hợp kim. Những đặc tính cơ bản của vật liệu cách điện. Cách lựa chọn, sử dụng vật liệu dẫn điện, các kiến thức cơ bản về vật liệu bôi trơn và hàn
GS TSKH PHUNG VAN LU VAT LIEU XAY DUNG E SACH‘DUNG CHO CAC TRUONG DAO TAO He THCN- DAY NGH GS TSKH PHUNG VAN LY Giao trinh VAT LIEU XAY DUNG nghiệp Dạy nghề) (Danh cho dao tao Trung học chuyên NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC Le nce de Vật liệu xây dựng chiếm uị trí đặc biệt cơng trình xây dựng Chất lượng uật liệu đến chất long va tuổi thọ cơng trình Muốn sử hiệu kính tế uà kỹ thuật cao cân hiểu biết uê quan trọng có ảnh hưởng lớn dụng uật liệu đạt uật liệu xây dựng theo để cương Giáo trình "Vật liệu xây dựng" biên soạn trình bày mối chương trình đào tạo trung học kỹ thuật xây dựng, g đặc điểm quan hệ hữu thành phần nguyên liệu, nhữn dựng trình cơng nghệ uới tính chất sẵn phẩm xây - Hiện dai — Trên sở thấm nhuần quan điểm "Cơ cố gắng để nội Việt Nam”, q trình biên soạn, tác giả khoa học cơng nghệ dụng sách tiếp cận uới thành tựu sách giới uà Việt Nam Bên cạnh thử lý bám sát quy định uà phương pháp hành loại uật liệu thông dụng theo tiêu chuẩn Việt Nam học sinh Cuốn sách dùng làm tài liệu học tập cho dùng trường Trung học kỹ thuật Xây dựng, đông thời bỹ thuật, cúc cơng làm tài liệu tham khảo hữu ích cho cán nhân làm oiệc lĩnh uực xây dựng cØ khơi thiếu sót, Trong q trình biên soạn chắn không tránh bạn đọc Các ý kiến chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp - Dạy nghệ, 25 Hàn gop ý xin gửi uê Công ty cổ phần sách Đại học Thuyên, Hà Nội TÁC GIÁ Chuong CAC TINH CHAT CO BAN CUA VAT LIEU 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG Quá trình làm việc kết tải trọng bên ngồi, mơi đạng ứng suất vật liệu tồn trước tiên vật liệu phải cấu cơng trình, vật trường xung quanh Do đó, để kết cấu có tính chất liệu phải chịu tác động Tải trọng gây biến cơng trình làm việc an học u câu (tính biến đạng, cường độ, độ cứng ) Ngoài ra, vật liệu phải có đủ độ bên vững để chống lại tác dụng vật lý hố học mơi trường tác dụng khơng khí, nước, nước hợp chất tan nước, thay đổi nhiệt độ, độ ẩm ánh sáng mặt trời Trong số trường hợp, vật liệu có yêu câu riêng nhiệt, âm, chống phóng xạ Như vậy, yêu cầu tinh chất vật liệu đa dạng Các tính chất vật liệu phải xác định theo điều kiện phương pháp tiêu chuẩn nhà nước (TCVN) Ngoài TCVN cịn có tiêu chuẩn cấp Ngành, cấp Bộ 1.2 CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CHỦ YẾU 1.2.1 Khối lượng riêng 1.2.1.1 Định nghĩa Khối lượng riêng vật liệu khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái hồn tồn đặc (khơng có lỗ rỗng) Khối lượng riêng ký hiệu p tính theo công thức : Pr (g/cm? ; kg/ ; kg/m’ ; t/m*) Trong : m : Khối lượng vật liệu trang thai khé (g, kg, 1) V, : Thể tích hồn tồn đặc vật liệu (cmỶ, mỷ, 1) 1.2.1.2 Cách xác định - Việc định khối Xác lượng vật liệu thực cách sấy mẫu thí nghiệm nhiệt độ t® = 105 + 110°C khối lượng không đổi cân xác tới #0,1g — Thể tích đặc vật liệu tuỳ thuộc loại vật liệu mà có xác định cách khác + Với vật liệu đặc (thếp, kính) a) / >) Hình 1.1 Bình tỷ trọng xác định khối lượng riêng hình dạng hình tích chất lỏng dâng học rõ ràng, ta thả mẫu vật liệu vào bình chất lỏng, thể lên thể tích đặc vật liệu xác định + Vật liệu có lỗ rỗng (gạch, bê tơng, cát, đá ) Vụ nhỏ, sàng qua phương pháp bình tỷ trọng Mẫu sấy khô nghiên mụ, cho bột vật sàng tiêu chuẩn (0,2 mm) cân khối lượng bột vật liệu bình liệu vào bình tỷ trọng (hình 1.1) có chứa nước Nếu chất lỏng tới V„, đem cân V, sau cho bột vật liệu vào, mức chất lỏng dâng lên lượng bột vật liệu lại mạ, : — mM, p= myD2 x (g/em") ứng hố Luu ¥ : Chat lỏng dùng để thí nghiệm phải khơng có phản xi măng ta dùng, học với vật liệu Ví dụ : Khi xác định thể tích đặc bột xăng mà khơng dùng nước phần khoáng Khối lượng riêng phụ thuộc vào thành phân hoá học, thành vật cấu trúc vật liệu phạm vi hẹp, đặc Giá trị khối lượng riêng vật liệu biến đổi riêng tương tự biệt vật liệu loại có khối lượng 2,6 g/cm’ Ví dụ : Gạch đất sét: 2,65 g/cm?, bê tông xi măng 2,6 gicm’, cat loại vật liệu khác Khối lượng riêng ứng dung để phân biệt bê tơng tính tốn thành phần số loại vật liệu vữa, 1.2.2 Khối lượng thể tích 1.2.2.1 Định nghĩa thể tích vật Khối lượng thể tích vật liệu khối lượng đơn vị liệu trạng thái tự nhiên (kế lỗ rỗng) công thức : Khối lượng thể tích ký hiệu p, xác định => W (g/cm? ; kg/l ; kg/m’ ; t/m*) Trong : m : Khối lượng vật liệu trạng thái khơ Vo: Thé tích tự nhiên vật liệu (8, kg, t) (em, m’, dm’, 1) 1.2.2.2 Cách xác định cách sấy _ Việc xác định khối lượng vật liệu thực lượng không mẫu thí nghiệm nhiệt độ t° = 105 + 110°C khối đổi cân xác tới + 0,1 g có phương ~ Thể tích tự nhiên vật liệu tuỳ theo trường hợp mà pháp xác định khác xác tới + Với mẫu có hình đạng hình học rõ ràng ta đo kích thước + 0,1mm dùng cơng thức hình học dé tinh Vo sấy khô cân + Với mẫu khơng có hình dạng hình học rõ ràng, sau bao bọc mẫu vật mẫu mị, lấy parafin đun chảy dùng bút lông quết lỏng Mức chất liệu đem cân mạ Thả mẫu vật liệu vào bình chứa chất n vào, mức chất lông ban đầu V,, cho mẫu vật liệu bao bọc parafi Vụ thể lỏng dâng lên Vạ, thể tích parafin bao bọc mẫu vật liệu tích tự nhiên vật liệu : Vo=V2-Vi-Vp Trong đó: m,—™% : Vạ=—“—— “ụ cm p„„: Khối lượng thể tích parafin (0,93 g/cm’) vật liệu sấy khô Với loại vật liệu rời (xi măng, cất, sồi), ta đổ biết trước, cân từ chiêu cao định xuống ca tích : khối lượng vật liệu ca, khối lượng thể tích (g Jem’, kị g/l) p v= vy, Khối lượng vật liệu đổ vào ca (g, kg) Trong đó: m: Vụ : Thể tích ca (cm’, lit) tạo vật liệu Với Khối lượng thể tích phụ thuộc vào loại vật liệu, cấu giá trị khối lượng vật liệu loại cấu (ạo (đặc, rỗng) khác thể tích khác đổi phạm Giá trị khối lượng thể tích vật liệu xây đựng biến từ 1200 + 1900 (kg/m’) rộng Ví dụ : bê tơng từ 500 + 2400 (kg/m?), gạch tính chất vật Khối lượng thể tích ứng dụng để dự đốn số nước Ngoài liệu : cường độ chịu lực, độ đặc, độ rỗng, khả hút lượng thân kết khối lượng thể tích cịn sử đụng để tính tốn khối cấu, tính tốn cấp phối cho bê tông, vữa 1.2.3 Độ đặc độ rỗng 1.2.3.1 Độ đặc tự nhiên vật liệu Độ đặc vật liệu tỷ số thể tích đặc với thể tích thức : Độ đặc ký hiệu “đ” xác định theo công = Vo đ= Va „100% yy h% Vì V,=”” vàVạ=-— p Py nên az >=*x100% ye Pp riêng số loại Đa số loại vật liệu có độ đặc nhd hon 100%, vật liệu thép, kính đ = 100% vật liệu biến đổi Độ đặc vật liệu phụ thuộc vào mức độ rỗng phạm vỉ rộng số tính chất vật Thơng qua độ đặc vật liệu dự đốn mức độ bút THƯỚC liệu cường độ chịu lực, khả cách nhiệt, 1.2.3.2 Độ rỗng thể tích tự nhiên Độ rỗng vật liệu tỷ số thể tích rỗng với vật liệu Độ rỗng ký hiệu r tính theo cơng thức : V, ho§c r= — r= x100% W liệu Trong :V,: Thể tích tất lỗ rỗng vật Vẹ: Thể tích tự nhiên vật liệu Vì: Nên : V.=Vạ~V, " , Vy Yo toạcr= [1t x08 87 rỗng hở, lỗ rỗng hở Lỗ rỗng vật liệu bao gồm lỗ rỗng kín lỗ chứa nhiều lỗ rỗng kín lỗ rỗng thơng với mơi trường bên ngồi Vật liệu húi nước cao cách nhiệt tốt, chứa nhiều lỗ rỗng hở hút ầm, rong Vi dy : Gạch dat Độ rỗng vật liệu biến đổi phạm vi + 88 (%) sét 15 + 50 (%), bé tong 10 + 81(%), thuy tinh thể dự đoán số tính Cũng giống độ đặc, thơng qua độ rỗng có cách nhiệt, độ hút nước chất vật liệu : cường độ chịu lực, khả nước 1.2.4 Các tính chất vật liệu liên quan đến 1.2.4.1 Độ ẩm có vật liệu với khối Độ ẩm tỷ số khối lượng nước tự nhiên lượng vật liệu khô thức : Độ ẩm ký hiệu W xác định theo công my We m, m,—m, x100% x100% = m, liệu hút vào từ khơng, khí Trong :m, : Khối lượng nước mà vật thời điểm thí nghiệm khơ m„ mụ : Khối lượng vật liệu ẩm vật liệu môi trường Đề xác định độ ẩm vật liệu ta lấy mẫu sấy khô nhiệt độ tÐ = 105 + khơng khí đem cân mụ, mang mẫu thức đổi đem cân my, đùng cơng, 110°C cho t6i khối lượng khơng tính tìm độ ẩm khơng khí, độ rỗng, đặc Độ ẩm vật liệu phụ thuộc vào độ ẩm Độ rỗng lớn, lố rỗng tính lỗ rỗng thành phần vật liệu hở độ ẩm cao tích số vật liệu tăng, Khi độ ẩm vật liệu tăng làm cho thể cường độ chịu lực khả cách khả thu nhiệt tăng nhiệt giảm 1.2.4.2 Độ hút nước hút giữ nước vật liệu Độ hút nước tiêu đánh giá khả ng ta ngâm vật liệu vào nước điều kiện thườ g theo thể tích Độ hút nước xác định theo khối lượn khối lượng nước mà vật liệu Độ hút nước theo khối lượng tỷ số hút vào với khối lượng vật liệu khô W, xác định theo công thức : Độ hút nước theo khối lượng ký hiệu w,= 22 x100% = m, m, x100% thể tích nước mà vật liệu hút vào Độ hút nước theo thể tích tỷ số với thể tích tự nhiên vật liệu : hiệu W, xác định theo cơng thức 'Độ hút nước theo thể tích ký y, Wy= y2 x100%=TT "Trong :m„, V„: ø ” x100% hay Wy= px W —? n hút Khối lượng thể tích nước mà vật liệu Pat Khối lượng riêng nude (Pp, = g/cm’) Vo: Thể tích tự nhiên vật liệu (ướt) khô mụ mụ : Khối lượng vật liệu hút nước vật liệu sấy khô đem Để xác định độ hút nước vật liệu, ta lấy mẫu vật liệu mà thời gian ngâm cân m, ngâm vào nước Tuy timg loại no nước, vớt đem cân trước nước đài ngắn khác Sau vật liệu hút theo thể tích mự xác định độ hút nước theo khối lượng cơng thức tính lỗ rỗng Độ hút nước vật liệu phụ thuộc vào độ rỗng, đặc khối lượng đá granit thành phần vật liệu Ví đụ : Độ hút nước theo + 20% 0,02 + 0,7%, bê tông nặng + 4%, gạch đất sét vật liệu khả Khi độ hút nước tăng lên làm cho thể tích cách nhiệt giảm thu nhiệt tăng cường độ chịu lực khả 1.2.4.3 Độ bão hoà nước nước lớn vật Độ bão hoà nước tiêu đánh giá khả hút liệu điều kiện cưỡng nhiệt độ hay áp suất lượng theo thể tích, Độ bão hồ nước xác định theo khối tương tự độ hút nước điều kiện thường Độ bão hoà nước theo khối lượng : BH BH _ m, my W,, =— x100% hay W,” = Ma =": x100% Độ bão hoà nước theo thể tích : wt = BỊ Vo Trong : 190% = BH x wet =" «100% hay W."" = POPn er _ Vox Pp m,?”; hoà Khối lượng thể tích nước mà vật liệu hút vào bão Vo: Thể tích tự nhiên vật liệu hồ nước khơ m2", m, : Khoi lượng mẫu vật liệu bão 10 ... thấp, độ bình quân tăng nhiệt vật liệu tốt Nếu độ ẩm vật liệu nhiệt hệ số dẫn nhiệt tăng lên, khả cách nhiệt vật liệu vật liệu cho Trong thực tế, hệ số dẫn nhiệt dùng để lựa chọn nhiệt kết cấu... uật liệu đạt uật liệu xây dựng theo để cương Giáo trình "Vật liệu xây dựng" biên soạn trình bày mối chương trình đào tạo trung học kỹ thuật xây dựng, g đặc điểm quan hệ hữu thành phần nguyên liệu, ... nhiệt lượng cần thiết để đun nóng kg vật liệu lên 1C thành phần Khả thu nhiệt vật liệu phụ thuộc vào loại vật liệu, vật liệu độ ẩm 13 : Vật liệu vô từ Mỗi loại vật liệu có giá trị nhiệt dung riêng