Giáo trình Vật liệu xây dựng - Phùng Văn Lự (NXB Giáo dục 2006) - 188 trang

• Tác giả: Phùng Văn Lự
• Chuyên ngành: Vật liệu xây dựng
• Đề tài: Vật liệu xây dựng
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2006
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về giáo trình Vật liệu xây dựng của Phùng Văn Lự

Giáo trình "Vật liệu xây dựng" của tác giả Phùng Văn Lự, do Nhà xuất bản Giáo dục phát hành năm 2006, là tài liệu học tập cốt lõi. Cuốn sách dày 188 trang, được biên soạn cho hệ đào tạo Trung học chuyên nghiệp và Dạy nghề. Nội dung trình bày mối quan hệ hữu cơ giữa thành phần nguyên liệu, quy trình công nghệ và tính chất của sản phẩm xây dựng. Giáo trình tiếp cận với những thành tựu khoa học công nghệ mới, bám sát tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành. Đây là tài liệu quan trọng giúp người học nắm vững kiến thức nền tảng về vật liệu, đảm bảo sử dụng vật liệu hiệu quả và an toàn trong các công trình xây dựng.

1.1. Đối tượng và mục tiêu sử dụng

Giáo trình được thiết kế chính cho học sinh các trường Trung học kỹ thuật Xây dựng. Mục tiêu cung cấp kiến thức cơ bản, hiện đại về vật liệu xây dựng. Nội dung giúp người học hiểu rõ vai trò của vật liệu đối với chất lượng và tuổi thọ công trình. Cuốn sách cũng phục vụ như tài liệu tham khảo hữu ích cho cán bộ kỹ thuật và công nhân trong lĩnh vực xây dựng cơ bản. Kiến thức trong sách gắn liền với thực tiễn sản xuất và thi công tại Việt Nam.

1.2. Phương pháp tiếp cận và biên soạn

Phương pháp biên soạn tuân thủ quan điểm "Cơ bản - Hiện đại - Việt Nam". Tác giả đã cố gắng cập nhật những tiến bộ khoa học công nghệ mới nhất của thế giới và trong nước. Nội dung bám sát các quy định và phương pháp thử cơ lý theo tiêu chuẩn Việt Nam. Cách trình bày logic, từ cơ sở lý thuyết đến ứng dụng thực tế. Cuốn sách cung cấp một nền tảng kiến thức toàn diện, từ tính chất cơ bản của vật liệu đến các loại vật liệu cụ thể như xi măng, bê tông, gỗ.

II. Phân tích các tính chất cơ bản của vật liệu xây dựng

Giáo trình đi sâu phân tích các tính chất cơ bản mà mọi vật liệu xây dựng phải đáp ứng. Phần này nhấn mạnh mối quan hệ giữa tính chất vật lý, cơ học và độ bền của vật liệu trước các tác động của tải trọng và môi trường. Vật liệu phải có đủ cường độ, độ cứng và tính biến dạng để đảm bảo kết cấu làm việc an toàn. Ngoài ra, vật liệu cần chống lại được tác động vật lý và hóa học từ không khí, nước, nhiệt độ. Việc xác định các tính chất này được thực hiện theo những phương pháp tiêu chuẩn hóa (TCVN), đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy cao.

2.1. Tính chất vật lý và cơ học chủ yếu

Các tính chất vật lý bao gồm khối lượng riêng, độ rỗng, độ hút nước và dẫn nhiệt. Khối lượng riêng là khối lượng của đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc. Tính chất cơ học bao gồm cường độ, độ bền mỏi, độ dẻo và độ cứng. Cường độ là khả năng chống lại lực phá hoại. Giáo trình giải thích rõ định nghĩa, đơn vị đo lường và ý nghĩa thực tiễn của từng tính chất. Việc nắm vững các tính chất này là cơ sở để chọn và sử dụng vật liệu đúng công năng.

2.2. Độ bền và các yếu tố ảnh hưởng

Độ bền là khả năng vật liệu chống lại các tác động của môi trường trong điều kiện sử dụng lâu dài. Các yếu tố gây suy giảm độ bền bao gồm: tác động của nước, hơi ẩm, muối sunphat, axit, sự thay đổi nhiệt độ và băng giá. Giáo trình phân tích cơ chế phá hủy và các phương pháp nâng cao độ bền. Ví dụ, xi măng pooclăng bền sunphat được phát triển để chống lại sự ăn mòn sunphat. Bảo quản vật liệu đúng cách cũng là biện pháp quan trọng để duy trì độ bền.

III. Giải pháp và phương pháp áp dụng vật liệu trong thực tế

Giáo trình không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn cung cấp các giải pháp và phương pháp áp dụng vật liệu một cách hiệu quả. Phần này tập trung vào cách tính toán, lựa chọn và sử dụng các loại vật liệu thông dụng như xi măng, bê tông, vữa. Nội dung hướng dẫn người học cách đọc kỹ các chỉ tiêu kỹ thuật trên nhãn sản phẩm và tuân thủ quy trình bảo quản. Các quy định về an toàn và kinh tế kỹ thuật khi sử dụng vật liệu cũng được đề cập. Mục tiêu cuối cùng là trang bị cho người học khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế thi công, đảm bảo công trình bền vững.

3.1. Sử dụng và bảo quản xi măng bê tông

Xi măng là vật liệu kết dính thủy lực quan trọng nhất. Giáo trình hướng dẫn cách nhận biết các loại xi măng (PC, PCB, PCĐ) và ứng dụng phù hợp. Ví dụ, xi măng pooclăng bền sunphat (PCĐ) dùng cho môi trường có nước sunphat. Phương pháp bảo quản xi măng phải nơi khô ráo, tránh ẩm. Đối với bê tông, sách trình bày cách tính toán cấp phối và các tính chất của hỗn hợp bê tông tươi. Việc thi công và dưỡng hộ bê tông đúng quy trình quyết định lớn đến chất lượng công trình.

3.2. Tiêu chuẩn và quy định kỹ thuật hiện hành

Mọi hoạt động liên quan đến vật liệu xây dựng đều phải tuân theo hệ thống tiêu chuẩn. Giáo trình đề cập đến các TCVN (Tiêu chuẩn Việt Nam) quy định phương pháp thử và chỉ tiêu chất lượng. Ví dụ, TCVN 4032 quy định phương pháp xác định giới hạn bền nén của xi măng. Việc kiểm định chất lượng vật liệu đầu vào là bắt buộc để đảm bảo an toàn công trình. Người kỹ thuật cần biết cách tra cứu và áp dụng các tiêu chuẩn này vào công việc hàng ngày.

IV. Kết luận về giá trị và ứng dụng của giáo trình

Giáo trình "Vật liệu xây dựng" của Phùng Văn Lự đóng vai trò quan trọng trong đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật xây dựng. Cuốn sách đã hoàn thành tốt sứ mệnh cung cấp kiến thức cơ bản, hiện đại và thực tiễn. Giá trị của giáo trình nằm ở sự kết hợp hài hòa giữa lý thuyết và ứng dụng, giữa tiến bộ quốc tế và điều kiện Việt Nam. Nội dung sách giúp người học xây dựng tư duy kỹ thuật, biết cách lựa chọn và sử dụng vật liệu một cách kinh tế, an toàn và hiệu quả. Đây là nền tảng không thể thiếu cho bất kỳ ai theo đuổi ngành xây dựng.

4.1. Ý nghĩa trong đào tạo nghề kỹ thuật xây dựng

Giáo trình là công cụ giảng dạy chính thức, giúp chuẩn hóa kiến thức cho hệ đào tạo trung học chuyên nghiệp. Nội dung sách phù hợp với trình độ học viên, từ cơ bản đến nâng cao. Nó trang bị cho người học những kỹ năng nghề nghiệp cốt lõi, từ nhận biết, phân loại đến kiểm tra chất lượng vật liệu. Kiến thức này là bước đệm để học viên tiếp cận các môn học chuyên sâu hơn về kết cấu và thi công. Giáo trình góp phần đào tạo ra đội ngũ công nhân kỹ thuật có tay nghề.

4.2. Giá trị tham khảo cho người trong nghề

Ngoài đối tượng học sinh, cuốn sách là tài liệu tham khảo quý giá cho kỹ sư, cán bộ kỹ thuật và công nhân xây dựng. Nó cung cấp một cái nhìn tổng quan và hệ thống về các loại vật liệu thông dụng. Những quy định và phương pháp thử trong sách vẫn mang tính thời sự, giúp người tham khảo tra cứu nhanh. Đối với các công trình nhỏ và vừa, giáo trình là cẩm nang thực tiễn. Giá trị lâu dài của nó nằm ở việc xây dựng nền tảng tư duy kỹ thuật cơ bản cho người làm nghề.

Trích đoạn nội dung tài liệu

PHUNG VAN LU Giao trinh VAT LIEU XAY DUNG (Danh cho hé dao tao Trung hoc chuyén nghiép va Day nghé) -K (TRƯỜNG ĐHDL NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC THU VIEN» Sh _900cO7 712. 10 — 2006/CXB/158 — 2018/GD _ Mã số: 7B643M6~ DAI Vật liệu xây dựng chiếm một uị trí đặc biệt quan trọng trong các công trình xây dựng. Chết lượng của uật liệu có ảnh hưởng lớn đến chốt lượng ua tuổi thọ công trinh. Muén suv dung vat liéu dat hiệu quở kinh tế uàè kỹ thuật cao cần hiểu biết uê uật liệu xây dung. Giáo trình "Vật liệu xây dựng" được biên soạn theo đề cương chương trình đòo tạo trung học bỹ thuật xây dựng, trình bày mối quan hệ hữu cơ giữa thành phân nguyên liệu, những đặc điểm của quá trình công nghệ uới tính chết của sản phẩm xây dựng. Trên cơ sở thấm nhuần quan điểm "Cơ ban - Hiện đại — Việt Nam”, trong quá trình biên soạn, tác giả đã cố gắng để nội dung cuốn sách tiếp cận uới những thành tựu khoa học công nghệ mới nhất của thế giới uà của Việt Nam. Bên cạnh đó cuốn sách còn bám sát những quy định uà những phương pháp thử cơ lý của các logi vat liệu thông dụng theo tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành. Cuốn sách được dùng làm tời liệu học tộp cho học sinh các trường Trung học kỹ thuật Xây dựng, đồng thời cũng có thể dùng: ` làm tài liệu tham khảo hữu ích cho các cán bộ hỹ thuật, các công nhân. làm uiệc trong lĩnh vue xdy dựng cơ bản. Trong quá trùuh biên soạn chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót, chúng tôi mong nhận được ý kiến đóng góp của bạn đọc. Các ý kiến ` góp ý xin gui vé Công ty cổ ' phân sách Đại học - Dạy nghệ, 25 Han Thuyén, Hò Nội. TAC GIA Chương 1 CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU -_1. KHÁI NIỆM CHUNG Quá trình làm việc trong kết cấu công trình, vật liệu phải chịu tác động của tải trọng bên ngoài, của môi trường xung quanh. Tải trọng sẽ gây ra biến dạng và ứng suất trong vật liệu. Do đó, để kết cấu công trình làm việc an toàn thì trước tiên vật liệu phải có các tính chất cơ học yêu cầu (tính biến ' dạng, cường độ, độ cứng. Ngoài ra, vật liệu phải có đủ độ bền vững để chống lại các tác dụng vật lý và hoá học của môi trường như tác dụng của không khí, hơi nước, nước và các hợp chất tan trong nước, của sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng mặt trời. Trong một số trường hợp, đối với vật liệu còn có những yêu cầu riêng về nhiệt, âm, chống phóng xạ. Nhự vậy, yêu cầu về tính chất của vật liệu rất đa dạng. Các tính chất của vật liệu phải được xác định theo những điều kiện và phương pháp tiêu chuẩn của nhà nước (TCVN). Ngoài TCVN còn có tiêu chuẩn cấp Ngành, cấp Bộ. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CHỦ YẾU 1. Khối lượng riêng ˆ 1. Định nghĩá Khối lượng riêng của vật liệu là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu trạng thái hoàn toàn đặc (không có lỗ rỗng). Khối lượng riêng được ký hiệu bằng p và tính theo công thức : m p= (g/cm? ; kg/l ; kg/m? ; t/m’) a Trong đó : mì : Khối lượng của vật liệu ở trạng thái khô (g, kg, t). - V, : Thể tích hoàn toàn đặc của vật liệu (cm’, m’, 1). Việc xác định khối lượng ~—59 „i của vật liệu được \ g thực hiện bang cách sấy mẫu thí = ly PEREE nghiệm ở nhiệt độ = 105 + 110°C 8 cho đến khi khối ND = 243 lượng không đổi n rồi cân chính xác ° tới +0,1g. _ ẻ —# — Thể tích đặc Ỉ của vật liệu tuỳ thuộc từng loại vật - liệu mà có cách er „2Ÿ \ : 65 | xác định khác 90 nhau. " ca) b) + Với vật liệu Hình 1. Bình tỷ trọng xác định khối lượng riêng đặc (thép, kính) hình dạng hình học rõ ràng, ta thả mẫu vật liệu vào bình chất lỏng, thể tích chất lỏng dâng lên chính là thể tích đặc của vật liệu. + Vật liệu có lỗ rỗng (gạch, bê tông, cát, đá.) thì V, được xác định . bằng phương pháp bình tỷ trọng. Mẫu được sấy khô rồi nghiền nhỏ, sàng qua sàng tiêu chuẩn (0,2 mm) cân khối lượng bột vật liệu được mạ, cho bột vật : liệu vào bình tỷ trọng (hình 1. Nếu chất lỏng trong bình là V, sau khi cho bột vật liệu vào, mức chất lỏng dâng lên tới V,, đem cân lượng bột vật liệu cdn lai duoc m,, thi: m —m, ca 3 p —?,-P, p= (g /cm”) % Lưu ý : Chất lỏng dùng để thí nghiệm phải không có phản ứng hoá học với vật liệu. Ví đụ: Khi xác định thể tích đặc của bột xi mang ta ding xăng mà không được dùng nước. Khối lượng riêng phụ thuộc vào thành phần hoá học, thành phần khoáng _ vật và cấu trúc của vật liệu. Giá trị khối lượng riêng của vật liệu biến đổi trong một phạm vi hẹp, đặc biệt những vật liệu cùng loại có khối lượng riêng tương tự nhau. Ví dụ : Gạch đất sét: 2,65 g/cm’, bé tong xi mang 2,6 g/cm’, cat 2,6 g/cm’. Khối lượng riêng được ứng dụng dé phân biệt những loại vật liệu khác nhau và tính toán thành phần của một số loại vật liệu như vữa, bê tông. Khối lượng thể tích 1. Định nghĩa Khối lượng thể tích của vật liệu là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên (kể cả các lỗ rỗng). Khối lượng thể tích được ký hiệu bằng p, và được xác định bằng công thức : py = 7 ˆ (g/emˆ; kg/1; kg/m°; t/m°) 0 Trong đó: m : Khối lượng của vật liệu ở trạng thái khô Œ, kg, t) . Vo : Thể tích tự nhiên của vật liệu (cm, mỶ, dm’, 1). Cách xác định - Việc xác định khối lượng của vật liệu được thực hiện bằng cách sấy mẫu thí nghiệm ở nhiệt độ t? = 105 + 110°C cho đến khi khối lượng không đổi rồi cân chính xác tới + 0,1 g. - Thể tích tự nhiên của vật liệu tuỳ theo từng trường hợp mà có phương _ pháp xác định khác nhau. + Với mẫu có hình đạng hình học rõ ràng ta đo kích thước chính xác tới + 0,Imm rồi dùng công thức hình học để tinh Vo. + Với mẫu không có hình dạng ` hình học rõ ràng, sau khi sấy khô cân - , mau được mạ, lấy parafin đun chảy rồi dùng bút lông quét bao bọc mâu vat - liệu đem cân được mạ. Thả mẫu vật liệu vào bình chứa chất lỏng. Mức chất lỏng ban dau 1a V,, khi cho mẫu vật liệu đã bao bọc parafin vào, mức chất lỏng dâng lền là V¿, thể tích parafin đã bao bọc mẫu vật liệu là V, thì thể tích tự nhiên của vật liệu sẽ là : Trong đó: V,= =! cm p›p: Khối lượng thé tich cia parafin (0,93 g/cm’). Với các loại vật liệu rời (xi măng, cát, sỏi), thì ta đổ vật liệu đã sấy khô từ một chiều cao nhất định xuống một cái ca có thể tích biết trước, rồi cân khối lượng của vật liệu ở trong ca, khối lượng thể tích sẽ bằng: Py = (g/cmỶ, kg/1) Trong đó : m: Khối lượng vật liệu đã đổ đầy vào ca (g, kg) Vọạ : Thể tích của ca (cmỶ, lít). Khối lượng thể tích phụ thuộc vào loại vật liệu, cấu tạo của vật liệu. Với vật liệu cùng loại nhưng cấu tạo (đặc, rỗng) khác nhau thì giá trị khối lượng thể tích cũng khác nhau. Giá trị khối lượng thể tích của vật liệu xây dựng biến đổi trong phạm vì - rộng. Ví dụ : bê tông từ 500 + 2400 (kg/m)), gạch từ 1200 + 1900 (kg/m)). Khối lượng thể tích được ứng dụng để dự đoán một số tính chất của vật liệu như : cường độ chịu lực, độ đặc, độ rỗng, khả năng hút nước. Ngoài ra khối lượng thể tích còn được sử dụng để tính toán khối lượng bản thân kết cấu, tính toán cấp phối cho bê tông, vữa. Độ đặc và độ rỗng 1. Độ đặc Độ đặc của vật liệu là tỷ số giữa thể tích đặc với thể tích tự nhiên của vật liệu. Độ đặc được ký hiệu bằng “d” và xác định theo công thức : đ= a hoặc đ = Pe 100% VY, Yo Vi Vv~“ va Vo= nén d= = 100% Ø - Py Vy 0 Đa số các loại vật liệu đều có độ đặc nhỏ hơn 100%, riêng một số loại vật liệu như thép, kính thì đ = 100%. s HS "¬ Độ đặc của vật liệu phụ thuộc vào mức độ rồng của vật liệu và biến đối trong phạm vi rộng. : Thông qua độ đặc của vật liệu có thể dự đoán một số tính chất của vật liệu như cường độ chịu lực, khả năng cách nhiệt, mức độ hút nước.2, Độ rỗng Độ rỗng của vật liệu là tỷ số giữa thể tích rỗng với thể tích tự nhiên của vật liệu. Độ rỗng được ký hiệu bằng r và tính theo công thức : V, V, r=— hoặc r = — x100% 0 , W Trong đó :V, : Thể tích của tất cả các lỗ rỗng trong vật liệu. Vọ : Thể tích tự nhiên của vật liệu. Vì: V,=Vạ—V, -V Nén: r= lo @ jlo y_ hoặc = (1-2: 100% Vo Vo Ø Ø - Lỗ rỗng trong vật liệu baø gồm lỗ rỗng kín và lỗ rỗng hở, lỗ rỗng hở là lỗ rỗng thông với môi trường bên ngoài. Vật liệu chứa nhiều lỗ rỗng kín thì cách nhiệt tốt, chứa nhiều lỗ rỗng hở thì hút ẩm, hút nước cao. Độ rỗng của vật liệu cũng biến đổi trong phạm vi rộng. Ví đụ : Gạch đất sét 15 + 50 (%), bê tông 10 + 81(%), thuỷ tỉnh 0 + 88 (%). Cũng giống như độ đặc, thông qua độ rỗng có thể dự đoán một số tính chất của vật liệu như : cường độ chịu lực, khả năng cách nhiệt, độ hút nước. Các tính chất của vật liệu liên quan đến nước 1. Độ ẩm | Độ ẩm là tỷ số giữa khối lượng nước tự nhiên có trong vật liệu với khối - lượng vật liệu khô. Độ ẩm được ký hiệu là W và xác định theo công thức : »x, đẹp _ _ Ma x100% m, m, Trong đó :m, : Khối lượng của nước mà Vật liệu hút vào từ Khong khí tại thời điểm thí nghiệm. m,, m, : Khối lượng của vật liệu khi ẩm và khi khô. Để xác định độ ẩm của vật liệu ta lấy mẫu vật liệu trong môi trường không khí đem cân được m,, mang mẫu này sấy khô ở nhiệt độ t°= 105 +. 110°C cho tới khi khối lượng không đổi đem cân được m,, dùng công thức tính tìm độ ẩm.