Bài giảng môn Vật liệu xây dựng - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

Bài giảng môn Vật liệu xây dựng gồm có những nội dung chính sau: Chương 1 các tính chất cơ bản của vật liệu xây dựng, chương 2 vật liệu đá thiên nhiên và gốm xây dựng, chương 3 vật liệu kim loại, chương 4 chất kết dính vô cơ, chương 5 bê tông dùng chất kết dính vô cơ, chương 6 vữa xây dựng, chương 7 vật liệu gỗ. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm những nội dung chi tiết!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng môn Vật liệu xây dựng - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệpTRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA XÂY DỰNG VÀ MÔI TRƯỜNG BỘ MÔN: XÂY DỰNG ---------***--------- BÀI GIẢNG MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG Thái Nguyên, năm 20… 1 Chương 1 CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG Mục tiêu: − Giúp sinh viên phát huy được khả năng tự tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu dưới sựhướng dẫn của giáo viên về các loại vật liệu trong xây dựng. − Củng cố và nâng cao kiến thức cơ sở chuyên ngành − Sinh viên nắm được các tính chất cơ bản của vật liệu xây dựng và giải quyết đượcnhững nội dung trong phần thảo luận chương. − Giải quyết các bài tập cuối chương. − Tạo điều kiện cho sinh viên nâng cao khả năng tự nghiên cứu và làm việc theonhóm trong giờ thảo luận. Tóm tắt nội dung: − Các yếu tố hình thành tính chất của vật liệu − Cách phân loại và quá trình hình thành của Vật liệu Xây dựng − Các loại tính chất của vật liệu − Các tính chất cơ bản của vật liệu xây dựng A. PHẦN LÝ THUYẾT 1.1. CÁC YẾU TỐ HÌNH THÀNH TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU Quá trình làm việc trong kết cấu công trình, vật liệu sẽ chịu tác động của tảitrọng bên ngoài, của môi trường xung quanh. Tải trọng sẽ gây ra biến dạng và ứng suấttrong vật liệu. do đó, để kết cấu công trình làm việc an toàn thì trước tiên vật liệu phảicó đủ các tính chất cơ học yêu cầu (tính biến dạng, cường độ, độ cứng…). Ngoài ra vậtliệu phải có đủ độ bền vững để chống lại các tác dụng vật lí và hóa học của môi trườngnhư tác dụng của không khí, hơi nước, nước và các hợp chất tan trong nước, của sựthay đổi nhiệt độ, độ ẩm và sánh sáng mặt trời… trong một số trường hợp, đối với vậtliệu còn có những yêu cầu riêng về nhiệt, âm, chống phóng xạ… Các tham số đặc trưng cho trạng thái và cấu trúc của vật liệu là những tính chấtđặc trưng cho quá trình công nghệ, thành phần pha, thành phần khoáng hóa… Những tính chất vật lí xác định mối quan hệ của vật liệu với môi trường Những tính chất cơ học xác định quan hệ của vật liệu với biến dạng Các tính chất hóa học có liên quan đến những biến đổi hóa học và độ bền vữngcủa vật liệu.1.1.1. Thành phần và quan hệ giữa thành phần và tính chất a) Thành phần hóa học − Được biểu thị bằng % hàm lượng các oxyt có trong vật liệu. Ví dụ: CaO, SiO2;Al2O3; Fe2O3;… Riêng đối với kim loại hoặc các hợp kim thì thành phần hóa học được đặctrưng bằng % các nguyên tố hoá học. − Công dụng 2 + Cho phép phán đoán hàng loạt các tính chất của vật liệu xây dựng: tính chịu lửa, bềnsinh vật, các đặc trưng cơ học và các đặc tính kỹ thuật khác. + Lựa chọn thành phần nguyên liệu cho sản xuất các loại vật liệu. − Cách xác định. Được xác định bằng cách phân tích hóa học Các ôxyt trong vật liệu vô cơ thường liên kết với nhau thành các muối kép, đựơc gọi làthành phần khoáng vật. b) Thành phần khoáng vật − Được biểu thị bằng % hàm lượng các khoáng vật có trong vật liệu. Ví dụ:3CaO.SiO2; 3CaO.Al2O3; 3Al2O3 .SiO2;… − Công dụng + Quyết định những tính chất cơ lý của vật liệu. Trong xi măng pooclăng: Khoáng C3S và C3A quyết định tính đóng rắn Trong vật liệu gốm: Khoáng A3S2 quyết định tính chất của vật liệu gốm. + Phán đoán tương đối chính xác các tính chất của vật liệu xây dựng. − Cách xác định. Khá phức tạp, đặc biệt là về mặt định lượng. Vì vậy phải dùng nhiềuphương pháp để hỗ trợ cho nhau như: phân tích nhiệt vi sai, phân tích quang phổ rơnghen,kính hiên vi điện tử… c) Thành phần pha − Vật liệu xây dựng đa số đều tồn tại ở pha rắn. Ngoài ra, trong vật liệu còn có cácpha khí (khi khô) và pha lỏng (hơi nước) tồn tại trong các lỗ rỗng. − Tỷ lệ của các pha này trong vật liệu có ảnh hưởng đến chất lượng của nó, đặc biệt làcác tính chất và âm, nhiệt, tính chống ăn mòn, cường độ… − Thành phần các pha biến đổi trong quá trình công nghệ và dưới tác động của môitrường. Sự thay đổi pha làm tính chất của vật liệu cũng thay đổi. Ví dụ nước ngâm nhiềutrong các lỗ rỗng của vật liệu sẽ ảnh hưởng xấu đến tính chất nhiệt, âm và cường độ củavật liệu, làm cho vật liệu bị nở ra…1.1.2. Cấu trúc của vật liệu − Cấu trúc của vật liệu là các hình thức tổ vật chất trong vật liệu. − Cấu trúc của vật liệu được đặc trưng bằng quan hệ giữa chất lượng và số lượng củacác thành phần hợp thành, sự phân bố và liên kết giữa các thành phần ấy. − Cấu trúc của vật liệu rất phức tạp vì thế nó được nghiên cứu bằng nhiều phươngpháp khác nhau. a) Cấu trúc vĩ mô Cấu trúc vĩ mô là cấu trúc lớn, bằng mắt thường có thể quan sát được như: cấu trúc đánhân tạo đặc, cấu trúc tổ ong, cấu trúc dạng sợi, cấu trúc dạng hạt rời, ... 3 Cấu trúc dạng hạt rời Cấu trúc sợi composit Cấu trúc vữa xi măng Hình 1.1. Cấu trúc vĩ mô của vật liệu xây dựng Bằng mắt thường có thể quan sát được: − Màu sắc, hình dạng. − Vật chất đặc và lỗ rỗng. − Cấu tạo thô: dạng thô, dạng sợi, dạng hạt, dạng tấm lớp, … − Các mối liên kết nhân tạo. b) Cấu trúc vi mô − Cấu trúc vi mô là cấu trúc xác định mối liên hệ giữa chất lượng và số lượng của cácthành phần hợp thành, bằng sự phân bố và liên kết giữa các thành phần ấy. − Cấu trúc vi mô được quan sát bằng kính hiển vi và chúng có thể là cấu tạo tinh thểhay vô định hình. Cấu trúc tinh thể hay vô định hình chỉ là hai trạng thái khác nhau củacung một chất. Ví dụ SiO2có thể tồn tại ở hai dạng là tinh thể thạch anh hay dạng vô địnhhình. Dạng tinh thể có độ bền và độ ổn định lớn hơn dạng vô định hình. SiO2 tinh thểkhông tương tác với Ca(OH)2 ở điều kiện thường, trong khi đó SiO2 vô định hình lại có thểtương tác với Ca(OH)2 ngay ở nhiệt độ th ...