Đề cương ôn tập vật liệu xây dựng

n phẩm của chúng là vật liệu  cách nhiệt, cách âm tốt. Thủy tinh bọt : Độ rỗng của thủy tinh bọt rất cao (80÷90%); Thủy tinh bọt dùng để cách  nhiệt cho các kết cấu bao che của nhà như tường và trần ngăn giữ nhiệt, sàn và mái. Bê tông tổ ong cách nhiệt : Bê tông tổ ong cách nhiệt là loại vật liệu có khối lượng thể tích  không lớn hơn 500kg/m3 dùng để cách nhiệt cho các kết cấu bao nhẹ của nhà, bề mặt của các thiết bị công nghiệp, đường ống dẫn nhiệt có nhiệt độ đến 400oC.  Các sản phẩm cách nhiệt hữu cơ: Vật liệu cách nhiệt hữu cơ rất đa dạng, đó là tấm sợi gỗ, tấm lau sậy, tấm pibrôlit, tấm than bùn và các loại chất dẻo xốp cách nhiệt được sản xuất từ nguyên liệu thực vật và động vật khác nhau như phế liệu gỗ (dăm bào, mùn cưa, đầu thừa gỗ...), cói, lau, sậy, than bùn, bông rời, lanh gai, lông thú, cũng như các nguyên liệu trên cơ sở polime. Đề cương vật liệu xây dựng p2 18 Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 2015 Câu 5: Thành phần phân nhóm của Bitum dầu mỏ , ảnh hưởng của thành phần phân nhóm tới các tính chất của Bitum?  Nhóm chất dầu Đặc điểm  - Gồm những hợp chất có phân tử lượng thấp (300÷500đvc), - Không màu, khối lượng riêng nhỏ (0,91÷0,95g/cm3). Ảnh hưởng.  - Nhóm chất dầu làm cho bitum có tính dẻo. - Nếu hàm lượng nhóm này trong bitum tăng lên sẽ làm cho tính quánh giảm.Trong bitum nhóm chất dầu chiếm 45÷60%.  Nhóm chất nhựa Đặc điểm:  - Là những hợp chất có phân tử lượng cao hơn (600÷800đvc), - Màu nâu sẫm, khối lượng riêng xấp xỉ 1. Nó có thể hòa tan trong benzen, etxăng, clorofooc. Ảnh hưởng.  - Nhóm chất nhựa trung tính (tỉ lệ H/C=1,6÷1,8) làm cho bitum có tính dẻo. Nếu hàm lượng nhóm này trong bitum tăng lên sẽ làm cho tính dẻo tăng. - Nhóm chất nhựa axit (tỉ lệ H/C=1,3÷1,4) làm tăng tính bám dính của bitum với vật liệu khoáng. Trong bi tum dầu mỏ nhóm chất nhựa chiếm 15÷30%.  Nhóm asfalt Đặc điểm.  - Là những hợp chất có phân tử lượng lớn (1000÷6000đvc) và cao hơn, - Màu nâu sẫm hoặc đen, khối lượng riêng 1,1÷1,15 g/cm3. - Nhóm này không bị phân hủy bị đốt nóng. Ở nhiệt độ lớn hơn 300oC thì bị phân giải ra khí và cốc. - Nhóm asfalt rắn có tỉ lệ H/C=1,1. Nó có thể hòa tan trong clorofooc, têtracloruacacbon (CCl4), không hòa tan trong ête, dầu hỏa và axêtôn (C3H5OH). Ảnh hưởng.  - Tính quánh và sự biến đổi tính chất theo nhiệt độ của bitum phụ thuộc chủ yếu vào nhóm này. - Nếu hàm lượng nhóm này trong bitum tăng lên sẽ làm cho tính quánh và nhiệt độ hóa mềm của bitum cũng tăng lên.Trong bitum nhóm này chiếm 10÷38%.  Nhóm cacben và cacboit: Đặc điểm.  Đề cương vật liệu xây dựng p2 19 Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 2015 - Gồm những phân tử có phân tử lượng rất lớn, màu đen sẫm, khối lượng riêng lớn hơn 1, rắn và dòn. - Cacben có tính chất gần như asfalt, chỉ khác là không hòa tan trong benzen, tetraclorua cacbon mà chỉ tan trong CS2. - Cacboit là chất rắn ở dạng muội, không tan trong bất cứ dung môi hữu cơ nào. Ảnh hưởng:  - Các chất này làm cho bitum kém dẻo  Nhóm axit atphan và anhydrite: Đặc điểm  - Nhóm này là những chất nhựa hoá (nhựa axit) mang cực tính (gồm những phân tử có chứa gốc cacboxyl – COOH); - Axit asphalt có khối lượng riêng lớn hơn 1, màu nâu sẫm, hàm lượng trong bitum nhỏ hơn 1%. - Là thành phần hoạt tính bề mặt lớn nhất của bitum, dễ hoà tan trong rượu cồn, benzene, clorofooc và khó hoà tan trong etxăng. Ảnh hưởng.  - Tạo được liên kết hóa học với các vật liệu khoáng dạng Bazo. - Khi hàm lượng tăng lên, khả năng thấm ướt và cường độ liên kết của bitum với bề mặt vật liệu khoáng dạng cácbonat tăng lên.  Nhóm parafin Đặc điểm.  - Là những phân tử có dạng ankan, ở dạng rắn và dòn. - Nhạy cảm với nhiệt độ, khối lượng riêng 0,93 g/cm3 Ảnh hưởng.  - Parafin có thể làm giảm khả năng phân tán và hoà tan của atphan vào trong các nhóm khác, có thể làm giảm tính đồng nhất của bitum. - Nếu tỷ lệ paraffin tăng lên, nhiệt độ hoá mềm, tính giòn của bitum ở nhiệt độ thấp sẽ tăng lên, bitum hoá lỏng ở nhiệt độ thấp hơn so với bitum không chứa paraffin. Tỷ lệ của paraffin trong bitum dầu mỏ đến 5%. Câu 6: Các tính chất của bitum dầu mỏ xây dựng đường, yếu tố ảnh hưởng?  Tính quánh Khái niệm:  - Tính quánh là khả năng của bitum chống lại sự di chuyển của các hạt bitum dưới tác dụng của tải trọng, là nội ma sát phát sinh khi các tầng bitum di động. Đề cương vật liệu xây dựng p2 20 Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 2015 - Tính quánh của bitum có một giá trị lớn. Nó ảnh hưởng nhiều đến các tính chất cơ học của hỗn hợp vật liệu khoáng với chất kết dính, đồng thời quyết định đặc trưng công nghệ chế tạo và thi công loại vật liệu có dùng bitum. Các yếu tố ảnh hưởng.  - Thành phần phân nhóm: hàm lượng asfalt tăng → tính quánh tăng, hàm lượng chất dầu tăng → tính quánh giảm. - Nhiệt độ tăng nhóm nhựa sẽ chảy lỏng → độ quánh của bitum giảm.  Tính dẻo Khái niệm :Tính dẻo đặc trưng cho khả năng biến dạng của bitum khi chịu tác dụng của  ngoại lực. Các yếu tố ảnh hưởng.  - Thành phần phần nhóm : hàm lượng chất nhựa tăng→ tinhd dẻo tăng, hàm lượng nhóm parafin tăng→ tính dẻo giảm - Nhiệt độ tăng→ tính dẻo của bitum tăng.  Tính ổn định nhiệt Khái niệm : Khi nhiệt độ thay đổi, tính quánh, tính dẻo của bitum thay đổi, sự thay đổi đó  càng nhỏ thì bitum có tính ổn định nhiệt độ càng cao. Các yếu tố ảnh hưởng.  - Thành phần phân nhóm : hàm lượng nhóm asfalt tăng → tính ổn định nhiệt tăng, hàm lượng parafin tăng → tính ổn định nhiệt giảm.  Tính ổn định thời tiết ( tính hóa già ) Khái niệm:  - Tính ổn định thời tiết là khả năng của bitum chống lại tác dụng của môi trường xung quanh trong thời kỳ nó làm việc trong công trình - Do ảnh hưởng của thời tiết mà tính chất và thành phần của bitum thay đổi, độ quánh tăng, độ dẻo giảm → sự hóa già của bitum. Các yếu tố ảnh hưởng: Sự thay đổi thành phần phân nhóm : tác dụng của thời tiết → nhóm  chất dầu sẽ bay hơi → nồng độ nhóm chất nhựa, nhóm asfalt tăng lên → tính quánh bitum tăng lên → một bộ phận của nhóm chất nhựa chuyển thành nhóm asfalt → tính dẻo của bitum giảm.  Tính ổn định khi đun nóng Khi dùng bitum người ta thường phải đun nóng lên đến nhiệt độ 160oC trong thời gian khá dài, do đó các thành phần nhẹ có thể bốc hơi, làm thay đổi tính chất của bitum. Đề cương vật liệu xây dựng p2 21 Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 2015  Nhiệt độ bắt lửa và nhiệt độ bốc cháy. Khi gia công nhiệt cho bitum nhóm chất dầu sẽ bay hơi trộn lẫn với không khí tạo thành hỗn hợp dễ cháy. Do đó để đảm bảo an toàn khi thi công phải xác định được nhiệt độ bốc cháy.  Tính bám dính. Khái niệm :  - Bitum thường làm việc chung với vật liệu khoáng, khi nhào trộn bitum bọc xung quanh vật liệu khoáng và tạo thành lớp hấp phụ. Khi đó các phân tử của bitum ở trong lớp hấp phụ sẽ tương tác với các phân tử của vật liệu khoáng ở lớp bề mặt. Các yếu tố ảnh hưởng:  - Độ bám dính hay liên kết bề mặt giữa bi tum và VLK phụ thuộc vào độ phân cực của bitum. Độ phân cực là tỷ lệ giữa độ hoà tan của CKDHC trong dung môi là chất phân cực và không phân cực ݊ ൌ ܣܤ . 100% A –độ hoà tan của bitum và guđrông trong rượu mêtilic,% B –độ hoà tan của bitum và guđrông trong benzen,% n = 5 ÷ 35% của bitum Bitum : độ hoạt tính lớn hay sức căng bề mặt lớn ( độ quánh tăng ) thì khả năng dính bám với vật liệu khoáng tăng. Vật liệu khoáng : bề mặt vật liệu sạch, nhám thì liên kết với bitum chắc chắn. Vật liệu dạng bazo liên kết với bitum tốt hơn so với vật liệu khoáng acid.  Tính ngăn nước : Bitum là vật liệu ngăn nước tốt vì nó khó hòa tan trong nước và góc thấm ướt lớn hơn 90o,do đó người ta sử dụng bitum làm vật liệu lợp, vật liệu chống thấm. Khi bitum làm việc chung với vật liệu khoáng, dưới tác dụng của nước áp lực nó sẽ bị thấm khuếch tán. Câu 7: Tính chất cơ bản của bê-tông atphan?  Cường độ Cường độ chịu nén:  -Cường độ chịu nén là cường độ giới hạn khi nén các mẫu chuẩn trong điều kiện nhiệt độ và đặt tải theo quy định. Kích thước mẫu chuẩn có đường kính bằng chiều cao (d=h=101mm hoặc 71,4mm hoặc 50,5mm tuỳ theo độ lớn của vật liệu khoáng) được chế tạo ở nhiệt độ thi công. -Cường độ chịu nén được xác định trên máy nén thuỷ lực có công suất tới 10 tấn, tốc độ chuyển dịch của pittông 3  0,5mm/phút. Cường độ chịu nén được tính theo công thức: Đề cương vật liệu xây dựng p2 22 Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 2015 ,n PR MPaF Trong đó: P – tải trọng phá hoại, N. F – diện tích mặt cắt ngang của mẫu thử, mm2. Cường độ chịu kéo, Rk  -Ngoài cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo của bê tông atphan cũng là chỉ tiêu quan trọng để xác định khả năng chống nứt của bê tông. Cường độ chịu kéo gián tiếp được thử bằng phương pháp ép ngang mẫu thử hình trụ kích thước 40x40x460mm, và xác định theo công thức: dh FRk  Trong đó: F – tải trọng phá hoại mẫu, N.  - hệ số (đối với bêtông atphan  = 1). -Cường độ bê tông asfalt phụ thuộc vào tỷ lệ thành phần vật liệu chế tạo, đặc biệt là sự thay đổi lượng bitum, lượng bột khoáng làm thay đổi đáng kể cường độ. Ngoài ra, cường độ còn phụ thuộc vào công nghệ làm đặc bê tông, nhiệt độ và tốc độ biến dạng.  Độ ổn định ( độ bền ), độ dẻo và cường độ cứng quy ước của bê tông asfalt theo phương pháp Marshall. -Độ bền Marshall là độ lớn của lực phá hoại mẫu có kích thước tiêu chuẩn, daN. Nếu mẫu có chiều cao khác nhau thì độ bền được điều chỉnh theo bảng. -Độ dẻo Marshall tính theo đơn vị 0,1mm là độ biến dạng của mẫu bị phá hoại, đọc trực tiếp trên đồng hồ đo biến dạng ở thời điểm mẫu bị phá hoại.  Tính biến dạng: Đặc trưng biến dạng của bêtông atphan được thể hiện qua hai chỉ tiêu: môđun đàn hồi và độ nhớt. Môđun đàn hồi:  -Ứng với hai trạng thái biến dạng đàn hồi có thể xác định hai trị số môđun đàn hồi: -Mô đun đàn hồi ban đầu: 01  PE  Đề cương vật liệu xây dựng p2 23 Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 2015 -Môđun đàn hồi sau: s PE 2 Độ nhớt:  Độ nhớt của bêtông atphan không có giá trị cố định, tuỳ theo tính chất vật liệu và tốc độ biến dạng: ( ε’ = dε/dt). Có thể xác định một số độ nhớt sau: Độ nhớt giới hạn lớn nhất 0 xuất hiện ở vùng thực tế cấu trúc bị phá hoại. Độ nhớt nhỏ nhất min – đối với vùng phá hoại kết cấu. Độ nhớt hiệu quả:    dtd P Độ nhớt dẻo:     dt d PP km  Trong đó: Pk - giới hạn chảy, daN/cm2. Biến dạng tổng cộng:  1 Eddhm  Độ mài mòn: Độ mài mòn của bê tông atphan xảy ra do tác dụng của lực ma sát. Độ chống mài mòn càng cao khi độ đặc của bê tông, độ cứng của cốt liệu và sự dính bám của đá với bitum càng lớn. Loại bê tông dùng đá granit (độ cứng 6 – 7 Morh) chống mài mòn tốt hơn dùng đá vôi.  Độ ổn định nước:Tính ổn định nước phụ thuộc vào độ đặc và sự ổn định của độ dính bám. Độ ổn định nước của bê tông atphan được xác định thông qua độ bão hòa nước độ trương phồng và hệ số mềm Km ( tỷ lệ giữa cường độ mẫu bê tông asfalt thí nghiệm ở trạng thái bão hòa nước và trạng thái khô ở nhiệt độ 20oC ). ܭ௠ ൌ ܴ௕௛ଶ଴ܴ௞ଶ଴ Hệ số mềm yêu cầu trong khoảng 0,6 ÷ 0,9  Độ rỗng của bêtông atphan -Độ rỗng của bê tông atphan (thường là 3÷7%) có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định nước. Lỗ rỗng trong bê tông có thể là lỗ rỗng hở hoặc lỗ rỗng kín. Giảm kích thước hạt thì số lượng lỗ rỗng kín không thấm nước tăng lên.  Độ ổn định nhiệt: Hệ số ổn định nhiệt tính chính xác bằng 0,01 được xác định theo công thức: ' Đề cương vật liệu xây dựng p2 24 Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 2015 20 60R RKt  Trong đó: R20, R60 là cường độ chịu nén của mẫu bêtông atphan khô ở nhiệt độ 20 và 600C.  Tính dễ tạo hình của bê tông Atphan: -Tính dễ tạo hình của hỗn hợp bêtông atphan là đảm bảo cho việc vận chuyển, rải đầm chắc bêtông atphan cũng như chất lượng của bêtông sau khi thi công đạt các yêu cầu kỹ thuật trên cơ sở thành phần vật liệu đã lựa chọn đúng. Câu 8: Bê tông atphan là gì? Vật liệu chế tạo be tông at phan ?  Khái niệm về bê tông asfalt (atphan): - Bê tông asfalt là một loại đá nhân tạo nhận được sau khi rải và làm đặc hỗn hợp asfalt, được sử dụng chủ yêu trong xây dựng đường ô tô và sân bay. - Hỗn hợp asfalt bao gồm vật liệu khoáng và bitum. Phổ biến nhất và có chất lượng cao nhất từ hỗn hợp vật liệu khoáng – bitum là bê tông asfalt. - Bê tông asfalt phải đảm bảo tính ổn định, an toàn và độ bền cho lớp mặt đường phù hợp với điều kiện giao thông và khí hậu.  Vật liệu chế tạo bê tông atphan: Đá dăm hay sỏi:  - Hàm lượng của đá dăm trong hỗn hợp vật liệu khoáng từ 20-65%. - Chất lượng của đá dăm hay sỏi về cường độ, tính đồng nhất, hình dạng, trạng thái bề mặt, thành phần khoáng vật, có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của bêtông atphan. - Các chỉ tiêu chất lượng của đá dăm hay sỏi để chế tạo bêtông atphan cũng được xác định như khi chế tạo bêtông xi măng nặng. - Nguồn gốc của đá dăm từ đá thiên nhiên, đá dăm chế tạo từ cuội, cũng như đá dăm chế tạo từ xỉ lò cao, nhưng phải phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn, không cho phép dùng đá dăm chế tạo từ đá vôi sét, sa thạch sét và phiến thạch sét. - Đá dăm cần phải liên kết tốt với bitum. Nếu dùng loại đá liên kết kém với bitum phải gia công đá . Cát:  - Hàm lượng của cát trong hỗn hợp vật liệu khoáng thường từ 15-50%. - Vai trò của cát trong hỗnhợp bêtông atphan là chèn kẽ hở giữa các hạt cốt liệu lớn, làm tăng độ đặc của hỗn hợp. Có thể dùng cát thiên nhiên hay cát nhân tạo. - Cát nghiền cần phải chế tạo từ đá có cường độ không nhỏ hơn cường độ của đá dùng làm đá dăm (60÷100MPa). Bột khoáng : là một thành phần quan trọng trong hỗn hợp bêtông atphan. Nó không những  Đề cương vật liệu xây dựng p2 25 Tong Van Chung-13x5-facebook.com/tongchungdb-29/09/15 2015 nhét đầy lỗ rỗng giữa các loại cốt liệu lớn hơn (cát, đá dăm hay sỏi) làm tăng độ đặc của hỗn hợp mà còn làm tăng diện tích tiếp xúc, làm cho màng bitum trên mặt hạt khoáng càng mỏng và như vậy lực tương tác giữa chúng tăng lên, cường độ của bêtông atphan tăng lên. Hàm lượng của bột khoáng trong hỗn hợp vật liệu khoáng biến đổi từ 4-14%. Bitum  - Hàm lượng của bitum trong bêtông atphan tính theo khối lượng vật liệu khoáng chiếm từ 4-7%. - Hỗn hợp bêtông atphan nóng và ấm thường dùng bitum dầu mỏ đặc quánh xây dựng đường làm chất kết dính. - Bitum cần phải dính bám tốt với đá dăm. - Theo phương pháp rải, tính chất xe chạy, điều kiện khí hậu mà chọn mác bitum cho hợp lý. Ở những đường xe chạy nhiều thuộc vùng khí hậu nóng thì dùng loại bitum mác cao. Phụ gia : Để tăng tính ổn định nhiệt, ổn định nước cho bêtông atphan có thể sử dụng các phụ  gia khoáng, bột cao su, hoặc các phụ gia polime.