Chương 1
CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG
1.1. Khái niệm chung
1.1.1. Khái niệm
Vật liệu xây dựng (VLXD) là những vật thể thiên nhiên hay nhân tạo được liên kết
với nhau và tạo nên công trình xây dựng. Ví dụ: Đá, gỗ, xi măng, bê tông…
VLXD chiếm một vị trí quan trọng đặc biệt trong các công trình xây dựng, chất lượng
của vật liệu có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và tuổi thọ công trình. Mặt khác sử dụng vật
liệu để xây dựng các công trình có liên quan mật thiết đến giá thành của cả công trình, thông
thường chi phí vật liệu khoảng 74 ÷ 75% đối với công trình xây dựng dân dụng, khoảng 70%
đối với các công trình giao thông, khoảng 50% đối với các công trình thủy lợi so với tổng giá
thành công trình. Vì vậy, muốn sử dụng VLXD đạt hiệu quả kinh tế và kỹ thuật chúng ta cần
hiểu rõ từng loại VLXD về: cấu tạo, các tính chất vật lý, hóa học, cơ học cũng như những tính
chất đặc trưng khác nhau của chúng để từ đó có các phương pháp khai thác, chế tạo, sử dụng,
bảo quản vật liệu hợp lý.
1.1.2. Phân loại vật liệu xây dựng
a) Theo thành phần vật liệu
- Vật liệu vô cơ: Các vật liệu đá thiên nhiên, vật liệu nung (gạch, ngói…), các loại chất
kết dính vô cơ, bê tông, vữa các loại,…
- Vật liệu hữu cơ: Các vật liệu gỗ, tre, các loại nhựa, các loại keo và chất dẻo, các loại
sơn, vecni,…
- Vật liệu kim loại: Các loại vật liệu và sản phẩm bằng gang, thép, kim loại màu, hợp
kim…

b) Theo hình thức khai thác sử dụng
- Vật liệu thiên nhiên: Có sẵn trong thiên nhiên chỉ việc sơ chế là có thể sử dụng
được như: đá, gỗ…
- Vật liệu nhân tạo: Phải qua quá trình chế tạo sản xuất, phối hợp nhiều loại vật
liệu với nhau như: sắt thép, bê tông, vữa, vôi, xi măng, gạch ngói, ...
c) Theo cấu trúc vật liệu
- Cấu trúc vĩ mô: Dựa vào hình dạng bên ngoài của vật liệu có thể phân loại


(1.1)

Trong đó: - Gk: Là khối lượng vật liệu ở trạng thái khô hoàn toàn (g);
- Va: Là thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc (cm3).
Khối lượng riêng còn được tính theo các đơn vị: kg/dm3, kg/m3.
- Cách xác định:
Để xác định khối lượng riêng của vật liệu cần xác định khối lượng vật liệu khô
hoàn toàn (Gk) và thể tích vật liệu đặc hoàn toàn (Va).

Hình 1.1. Tủ sấy

Hình 1.2. Cân kỹ thuật

- Xác định khối lượng vật liệu khô hoàn toàn (G k): Vật liệu được sấy ở nhiệt
độ 105 oC ÷ 110 oC trong tủ sấy cho tới khi chênh lệch giữa hai lần cân kỹ thuật
không vượt quá 0,1% khối lượng. Thời gian giữa hai lần cân liên tiếp không ít hơn 30
phút.


Hình 1.3. Bình tỷ trọng
Hình 1.4. Thước kẹp
Hình 1.5. Phù kế
- Xác định thể tích vật liệu hoàn toàn đặc (Va) tùy theo loại vật liệu cụ thể:
+ Với vật liệu được xem là hoàn toàn đặc (như kim loại, kính…) có dạng hình
học (khối lập phương, khối hình hộp chữ nhật, hình trụ…) hoặc đã gia công thành
dạng hình học: đo kích thước mẫu vật liệu (dùng thước kẹp với độ chính xác đến 0,1
mm) và tính thể tích của mẫu vật liệu.
+ Với vật liệu được xem là hoàn toàn đặc có dạng bất kỳ: Phương pháp xác định
dựa vào phương pháp chiếm chỗ trong chất lỏng, bằng cách thả vật liệu vào bình tỷ

- Vo là thể tích của mẫu vật liệu ở trạng thái tự nhiên, đã được sấy khô,
3

(cm ).
Bên cạnh khối lượng thể tích tiêu chuẩn còn sử dụng khối lượng thể tích ẩm của
w
vật liệu, ký hiệu là γ 0 đơn vị g/cm3 và xác định theo công thức:
γ ow =

Gw
, (g/cm3)
Vow

(1.3)

Trong đó: - Gw là khối lượng vật liệu ở trạng thái tự nhiên, có kể đến lượng nước
bên trong, (g);
w
- V o là thể tích của mẫu vật liệu ở trạng thái tự nhiên, có kể đến
lượng nước bên trong (cm3).
Khối lượng thể tích cũng được tính theo các đơn vị kg/dm3, kg/m3.
Ngoài ra, đối với vật liệu hạt rời rạc còn có khái niệm khối lượng thể tích xốp khi xét
đến cả phần thể tích rỗng nằm giữa các hạt, ký hiệu γ o .
G
γ ox = VL , (g/cm3)
Vth
x

(1.4)


x
rạc ( γ o ) còn phụ thuộc kích thước hạt và sự sắp xếp giữa các hạt.
Khối lượng thể tích được dùng để đánh giá sơ bộ một số tính chất của vật liệu:
độ đặc, độ hút nước, cường độ, mức độ truyền nhiệt. Ngoài ra, có thể tính toán thành
phần vật liệu hỗn hợp (bê tông xi măng, vữa,…), tính toán vận chuyển vật liệu, kho
bãi, tính kết cấu xây dựng…
c) Độ đặc, độ rỗng
- Khái niệm:
+ Độ đặc là tỷ lệ giữa thể tích vật liệu đặc hoàn toàn và thể tích tự nhiên của vật liệu.
Độ đặc ký hiệu là đ, đơn vị %, được tính theo công thức:
Va
γo
đ = .100%
hoặc đ = .100% , (%)
(1.5)
Vo
γa
+ Độ rỗng là tỷ lệ giữa thể tích phần lỗ rỗng có trong vật liệu và thể tích tự nhiên của
vật liệu.
Độ rỗng ký hiệu là r, đơn vị %, được tính theo công thức:
r=

Vr
.100% (%)
Vo

(1.6)

Trong đó: - Vr là thể tích lỗ rỗng có trong vật liệu, (cm3);
- Vo là thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên, (cm3).

ong
Bê tông atphan
Gạch đất sét thường
Gạch đất sét rỗng ruột
Đá vôi đặc
Đá vôi vỏ sò
Cát xây dựng
Thủy tinh đặc
Kính xốp
Nhôm
Thép xây dựng
...

Khối lượng riêng
γa (g/cm3)

Khối lượng thể tích
γo (g/cm3)

Độ rỗng
r (%)

2,6
2,6

2,2 ÷ 2,5
0,5 ÷ 1,8

3,8 ÷ 15,4
30,8 ÷ 80,8

28,3 ÷ 40,7
45,3 ÷ 51,9
12,9 ÷ 40,7
38,5 ÷ 59,3
33,5 ÷ 42,3
0
80,8 ÷ 88,5
0
0

d) Độ mịn
- Khái niệm:
Độ mịn (còn gọi là độ lớn) là chỉ tiêu kỹ thuật để đánh giá kích thước hạt của vật liệu
dạng hạt rời rạc hoặc dạng bột.
- Cách xác định:
Độ mịn của vật liệu dạng hạt có thể được đánh giá bằng cách sàng chúng
bằng các cỡ sàng có đường kính quy định theo tiêu chuẩn rồi tính tỷ lệ khối
lượng hạt lọt qua sàng (%).
Độ mịn còn có thể được đánh giá bằng diện tích bề mặt riêng (tổng diện tích bề mặt
của tất cả các hạt vật liệu có trong 1g vật liệu đó, đơn vị đo, cm 2/g) hay bằng khả năng lắng
đọng trong chất lỏng …
- Ảnh hưởng của độ mịn đến tính chất của vật liệu:
Sự thay đổi độ mịn sẽ làm thay đổi độ rỗng giữa các hạt, thay đổi khả năng tương tác,
phân tán của vật liệu trong các môi trường. Vì vậy, tùy từng vật liệu và mục đích sử dụng
mà tăng giảm độ mịn.
Đối với các vật liệu hạt rời rạc khi xác định độ mịn còn phải chú ý đến hàm lượng các
nhóm cỡ hạt, hình dạng và tính chất các hạt (góc thấm ướt, tính nhám ráp, khả năng hấp thụ,
khả năng liên kết với các vật liệu khác,…).
1.2.2. Các tính chất có liên quan đến nước
a) Nước ở trong vật liệu

.100% ,(%)
Hay W =
Gk
G
Gk = w
Từ đó:
Gw = Gk.(1 + W) và
(1.8)
1+ W
Trong đó:
- Gn: Là khối lượng nước có trong vật liệu tại thời điểm thí nghiệm, (g);
- Gk: Là khối lượng vật liệu ở trạng thái khô hoàn toàn, (g);
- Gw: Là khối lượng vật liệu ở trạng thái tự nhiên kể cả lượng nước bên trong, (g).
- Cách xác định:
Lấy mẫu vật liệu, cân mẫu ở trạng thái tự nhiên tại thời điểm thí nghiệm. Sấy khô mẫu
đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 105 oC ÷ 110 oC, cân xác định khối lượng vật liệu khô
rồi tính theo công thức.
- Tính hút ẩm:
Khi để vật liệu trong môi trường không khí, tùy thuộc độ ẩm, nhiệt độ, áp suất không
khí vật liệu có thể hút hoặc nhả hơi ẩm làm thay đổi độ ẩm của vật liệu. Mức độ hút ẩm và
nhả hơi ẩm phụ thuộc vào bản chất của vật liệu, đặc tính của lỗ rỗng và môi trường. Trong
cùng một điều kiện môi trường nếu vật liệu càng rỗng thì độ ẩm của nó càng cao. Ở môi
trường không khí khi áp lực hơi nước tăng (độ ẩm tương đối của không khí tăng) thì độ ẩm
của vật liệu tăng. Độ ẩm tăng kéo theo sự thay đổi các tính chất khác của vật liệu như cường
độ, độ cứng giảm và ngược lại.
Đặc biệt, đối với một số vật liệu hữu cơ hay vô cơ khi bị thay đổi độ ẩm thì kích thước
và thể tích vật liệu cũng bị thay đổi. Khi độ ẩm giảm, vật liệu co lại do chiều dày lớp nước
hấp phụ quanh các phần tử vật liệu giảm xuống, các phần tử xích lại gần nhau, nó khác với
sự bay hơi nước tự do trong các lỗ rỗng lớn không làm các phần tử xích lại gần nhau nên tuy
giảm độ ẩm nhưng không gây co. Khi độ ẩm tăng, vật liệu nở ra do các phần tử nước có cực

- Gw: Là khối lượng của mẫu vật liệu sau khi ngâm nước, (g);
- Gn: Là khối lượng nước mà mẫu vật liệu hút vào sau khi đã ngâm nước, (cm3);
- γan: Là khối lượng riêng của nước; γan ≈ 1 (g/cm3).
Độ hút nước theo khối lượng và độ hút nước theo thể tích có quan hệ với nhau:
V
(G − Gk ) γ o
γ
H v = n .100% = w
. .100% = H p . o
(1.11)
V0
γ an
Gk
γ an
- Cách xác định:
Sấy khô mẫu vật liệu để xác định khối lượng khô hoàn toàn, ngâm mẫu vật liệu đã
được sấy khô vào nước ở nhiệt độ 27 oC ± 5 oC. Sau khi vật liệu hút no nước, vớt mẫu vật
liệu ra lau khô bề mặt mẫu vật liệu và cân xác định khối khối lượng vật liệu ẩm rồi tính độ
hút nước theo công thức.
Tùy từng loại vật liệu mà thời gian ngâm mẫu khác nhau. Thời gian ngâm mẫu thí
nghiệm được quy định trong các quy trình. Ví dụ: thời gian ngâm mẫu đá dăm có kích thước
hạt không lớn hơn 40 mm là (24 ± 4) giờ (TCVN 7572-4:2006), kích thước hạt lớn hơn 40
mm là 48 giờ (TCVN 7572-5:2006)...
- Các yếu tố ảnh hưởng và ý nghĩa của độ hút nước:
Độ hút nước của vật liệu phụ thuộc vào độ rỗng, đặc tính của lỗ rỗng, bản chất ưa
nước hay kỵ nước của vật liệu. Do nước chỉ có thể chui vào các lỗ rỗng hở nên độ hút nước
luôn luôn nhỏ hơn độ rỗng của vật liệu.
Độ hút nước được tạo thành khi ngâm trực tiếp vật liệu vào nước, do đó với cùng một
mẫu vật liệu đem thí nghiệm thì độ hút nước lớn hơn độ ẩm.
Khi độ hút nước tăng lên sẽ làm cho thể tích của một số vật liệu tăng và khả năng thu

γ an
Gk
Trong đó:
- Gk: Là khối lượng của mẫu vật liệu khô hoàn toàn, (g);
bh
- Gw : Là khối lượng của mẫu vật liệu sau khi ngâm nước bão hòa, (g);
- Gnbh: Là khối lượng nước mà vật liệu đã hút vào khi ngâm nước bão hòa, (g);
- Vnbh: Là thể tích nước mà mẫu vật liệu đã hút vào sau khi ngâm nước bão hòa,
(cm3);
- γan: Là khối lượng riêng của nước.
+ Hệ số bão hòa nước: Là tỷ lệ giữa lượng nước mà vật liệu đã hút được ở trạng thái
cưỡng bức với thể tích lỗ rỗng của vật liệu. Hệ số bão hòa nước ký hiệu là C bh là đại lượng
không thứ nguyên được xác định theo công thức:
V bh H bh
Cbh = n = v
(1.14)
Vr
r

Cbh có thể thay đổi từ 0 (khi tất cả lỗ rỗng trong vật liệu đều kín) đến 1 (khi tất
cả lỗ rỗng trong vật liệu đều hở). Hệ số bão hòa lớn tức là trong vật liệu có nhiều lỗ
rỗng hở.
- Cách xác định:
Để xác định độ bão hòa nước phải tạo điều kiện cho vật liệu hút nước tối đa
bằng việc thực hiện một trong hai phương pháp cưỡng bức theo nhiệt độ hay theo áp
suất.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bão hòa nước:
Độ bão hòa nước của vật liệu phụ thuộc vào độ rỗng, đặc tính của lỗ rỗng, bản
chất ưa nước hay kỵ nước của vật liệu.
- Ảnh hưởng của độ bão hòa nước đến tính chất vật liệu:

quy định trong một khoảng thời gian quy định.
B¬mn í c
mÉu

mÉu

B¬mn í c
Hình 1.6. Xác định tính chống thấm

Với mẫu thí nghiệm có dạng hình trụ, khối: Các mặt bên của mẫu được bọc vật liệu
cách nước, trên dưới để trống. Áp lực nước ban đầu p o, sau t giờ tăng áp lực nước Δp nữa
cho đến khi xuất hiện vết thấm.
Với mẫu thí nghiệm hình tròn có chiều dày bằng mẫu chiều dày làm việc. Mức
nước ban đầu (chiều cao cột nước) là 100 mm được giữ trong 5 phút, sau đó cứ t phút
tăng thêm mực nước Δ h cho đến khi xuất hiện vết thấm.
- Yếu tố ảnh hưởng và ý nghĩa của tính thấm và chống thấm
+ Mức độ thấm và khả năng chống thấm của vật liệu phụ thuộc vào cấu tạo bản thân
vật liệu (độ đặc, độ rỗng, tính chất lỗ rỗng), bản chất ưa nước hay kỵ nước của vật liệu.
+ Sự thấm còn phụ thuộc vào áp lực nước tác dụng lên vật liệu và thời gian thấm.
+ Tính thấm đặc biệt quan trọng đối với vật liệu làm việc trong môi trường chịu ảnh
hưởng của mưa gió, thường xuyên ẩm ướt hoặc trong nước (công trình thủy công).
1.2.4. Các tính chất liên quan đến nhiệt
a) Tính dẫn nhiệt
- Khái niệm:
Tính dẫn nhiệt của vật liệu là tính chất để cho nhiệt truyền qua từ phía có nhiệt độ cao
sang phía có nhiệt độ thấp (truyền qua từ mặt này sang mặt khác).
Nhiệt lượng truyền qua vật liệu được tính theo công thức:
F .∆t.τ
Q = λ.
, (kCal)

b) Nhiệt dung và nhiệt dung riêng
- Khái niệm: Nhiệt dung là nhiệt lượng mà vật thu vào khi được đun nóng.
Nhiệt lượng vật liệu thu vào, ký hiệu là Q, đơn vị kCal và được xác định theo công
thức:
Q = C.G.(t2 – t1) , (kCal)
(1.17)
Trong đó:
- C là nhiệt dung riêng của vật liệu, (kCal/kg.oC);
- t1, t2 là nhiệt độ của vật liệu sau và trước khi đun nóng, (oC);
Vậy nhiệt dung riêng là nhiệt lượng cần để đun nóng 1kg vật liệu tăng thêm 1oC.
Nhiệt dung riêng ký hiệu là C, đơn vị kCal/kg.oC và xác định theo công thức:
Q
C=
, (kCal/kg.oC)
(1.18)
G.(t2 − t1 )
- Yếu tố ảnh hưởng đến tính truyền nhiệt và ứng dụng:
Nhiệt dung và nhiệt dung riêng của vật liệu phụ thuộc vào loại vật liệu, thành phần của
vật liệu và độ ẩm.
+ Khi độ ẩm tăng thì nhiệt dung riêng tăng lên.
+ Khi vật liệu hỗn hợp bao gồm nhiều vật liệu thì nhiệt dung riêng được tính trung
bình tùy thuộc tỷ lệ các chất có trong hỗn hợp.
G .C + G2 .C2 + .... + Gn .Cn
C= 1 1
(1.19)
G1 + G2 + ... + G n
Trong đó: - G1, G2,... là khối lượng vật liệu thành phần thứ 1, 2, ..., (kg);
- C1, C2, ... là nhiệt dung riêng của vật liệu thành phần thứ 1, 2, ...,

(kCal/kg.oC).

a) Khái niệm
Tính biến dạng của vật liệu là tính chất của nó có thể thay đổi hình dáng, kích
thước dưới sự tác dụng của tải trọng bên ngoài.
b) Phân loại biến dạng
- Căn cứ vào khả năng phục hồi biến dạng:
+ Biến dạng đàn hồi: Là biến dạng bị triệt tiêu hoàn toàn khi bỏ ngoại lực tác dụng. Tính
chất hồi phục về hình dáng và kích thước ban đầu của vật liệu sau khi bỏ ngoại lực gọi là tính
đàn hồi.

Biến dạng đàn hồi thường xảy ra khi tải trọng tác dụng bé chưa vượt quá lực
tương tác giữa các chất điểm trong vật liệu.
+ Biến dạng dẻo (biến dạng dư): Là biến dạng của vật liệu xảy ra khi chịu tác
dụng của ngoại lực mà sau khi bỏ ngoại lực đi thì hình dạng cũ không được phục hồi.
Nguyên nhân của biến dạng dẻo là lực tác dụng đã vượt quá lực tương tác giữa
các chất điểm, phá vỡ cấu trúc của vật liệu làm các chất điểm có chuyển dịch tương
đối do đó biến dạng vẫn còn tồn tại khi loại bỏ ngoại lực.
- Căn cứ vào thời điểm xuất hiện biến dạng:
+ Biến dạng tức thời: Biến dạng xuất hiện ngay sau khi đặt lực tác dụng.
+ Biến dạng theo thời gian: Biến dạng chỉ xuất hiện sau một thời gian chịu lực.


c) Phân loại vật liệu theo biến dạng
Căn cứ vào quan hệ giữa ứng suất và biến dạng, hay nói cách khác căn cứ vào
hiện tượng biến dạng tới trước khi bị phá hoại, chia vật liệu thành:
- Vật liệu có tính dẻo: Là vật liệu mà từ khi đặt lực cho đến trước khi bị phá
hoại quan sát được biến dạng dẻo rất rõ ràng. Ví dụ: thép ít cacbon, bitum...
- Vật liệu có tính giòn: Là vật liệu mà từ khi đặt lực cho đến trước khi bị phá
hoại không quan sát thấy biến dạng một cách rõ ràng. Ví dụ: gang, đá thiên nhiên, bê
tông, gạch...
- Vật liệu có tính đàn hồi: Là vật liệu mà khả năng biến dạng đàn hồi lớn hơn

mác của vật liệu dẻo dựa vào cường độ chịu kéo.
Ví dụ: Bê tông xi măng có mác M10; M12,5; M15; M20;... tương ứng cường
độ chịu nén của bê tông ở tuổi 28 ngày đạt giá trị tối thiểu là 10; 12,5; 15; 20,...
(N/mm2).
Xi măng pooclăng hỗn hợp có mác PCB30, PCB40,...tương ứng cường độ chịu
nén của đá xi măng ở 28 ngày tuổi đạt giá trị tối thiểu là 30, 40,... (N/mm2).
- Cường độ tính toán: Trong tính toán thiết kế công trình để đảm bảo an toàn,
loại trừ các sai số do thực tế vật liệu làm việc trong những điều kiện tiêu chuẩn
trong các thí nghiệm, chỉ được phép sử dụng cường độ tính toán (R tt) có trị số nhỏ
hơn cường độ giới hạn của vật liệu theo thí nghiệm là (Rgh).
Rtt =

Rgh
K

(1.20)
Hệ số K > 1 được gọi là hệ số an toàn, K càng lớn công trình càng bền vững
song chi phí xây dựng càng tốn kém. Lựa chọn K tùy thuộc vào mức độ chính xác
tính toán, trình độ nắm chắc tính chất của vật liệu, mức độ thành thạo trong thi công,
yêu cầu tuổi thọ công trình...
- Hệ số phẩm chất: Là đại lượng dùng để đánh giá chất lượng vật liệu dùng cho
công trình khẩu độ lớn, chịu lực lớn, tháo lắp cơ động... Hệ số phẩm chất đặc trưng
bằng tỷ số cường độ tiêu chuẩn và cường độ thể tích tiêu chuẩn.
K pc =

Rtc
γ otc

(1.21)
Vật liệu có hệ số phẩm chất càng lớn thì kết cấu xây dựng càng nhẹ và chịu lực

bề mặt vật liệu

Hình 1.9. Máy uốn xác định
cường độ vật liệu

Hình 1.11. Xác định cường độ vật liệu
bằng máy siêu âm

c) Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ vật liệu


Cường độ vật liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Thành phần cấu trúc vật liệu,
hình dạng kích thước mẫu thí nghiệm, phương pháp thí nghiệm, điều kiện môi
trường...
Hình dáng kích thước mẫu và công thức tính khi xác định cường độ chịu lực
của một số loại vật liệu được mô tả trong bảng 1.2.
Bảng 1.2. Hình dáng kích thước một số mẫu thí nghiệm tiêu chuẩn

Hình dáng
Công
mẫu
thức
Cường độ chịu nén

a

Rn =

a


a = 70,7

TCVN 7572-10:2006

a = 40 ÷ 50

Bê tông

TCVN 3118:1993

TCVN 5276:1993

Đá thiên
nhiên

TCVN 363:1970

Gỗ

TCVN 6355-1:1998

d = 150 (100, 200)

h = 300 (200,
400)
d = 40 ÷ 50
h = 40 ÷ 50
a = 20

h = 30


l2
l

l2

TCVN 6016:1995
Xi măng
3Pl
Ru =
2bh 2
Gạch đặc

Ru =

Pl
bh 2

Bê tông

Hình hộp chữ nhật

40 x 40 x 60
TCVN 6355-2:1998

Hình hộp chữ nhật
220 x 105 x 60

TCVN 3119:1993


Thép

TCVN 197:1985

P

l3 l3 l3
l
Cường độ chịu kéo
P

P

Rk =
a

P
ab

a x b = 4 x 20

l = 35

l

d
d
P

Rk =

vật đứng ngay sau nó lại dễ dàng rạch được vật liệu.

Độ cứng của khoáng vật được xác định chỉ mang ý nghĩa định tính thể hiện
chúng hơn kém nhau về độ cứng, không có ý nghĩa định lượng chính xác.
- Phương pháp bi thép Brinen (Brinell)


Độ cứng của kim loại, gỗ, bê tông... có thể đánh giá theo phương pháp bi thép
Brinen dựa vào lực ép P = K.D 2 (daN) lên viên bi thép có đường kính D = 1; 2,5; 5; 10
mm và tạo ra vết lõm có đường kính d (mm) ở trên bề mặt vật liệu.
Bảng 1.3. Thang độ cứng Friedrich Mohs

Độ cứng
tương đối
(tuyệt đối)
1 (1)
2 (2)
3 (9)

Tên và công thức của khoáng
vật mẫu

Đặc điểm độ cứng
P

Mg3(Si4O10)(OH)2 Rạch dễ dàng bằng móng tay
Rạch được bằngDmóng tay
CaSO4.2H2O
Rạch dễ dàng bằng dao thép
CaCO3

10 (1500)

Kim cương C

K(AlSi3O8)
SiO2
Al2(SiO4)(F,OH)2
Al2O3

Làm xước kính
Rạch được kính theo mức độ
tăng dần

Độ cứng được xác định theo công thức:

HB =

P
2 KD 2
=
, (daN/mm2)
F π .D.( D − D 2 − d 2 )

(1.22)

Trong đó:
- F là diện tích chỏm cầu của vết lõm;
- D là dường kính bi thép (mm);

- D là đường kính vết lõm (mm);


Độ cứng được tính như sau (bảng 1.4):
Bảng 1.4. Xác định độ cứng theo phương pháp Rockwell

Dụng cụ
P1 (kg) Độ cứng
o
Hình nón kim cương góc mở 120 , bán
150
HRc = 100 – e
kính 0,2 mm
Bi có đường kính D = 1,59 mm
60
HRb = 130 – e
Bi có đường kính D = 1,59 mm
100
HRf = 130 – e
Bi có đường kính D = 3,175 mm
100
HRe = 130 - e
1.3.4. Độ hao mòn
Độ hao mòn là tổn thất khối lượng của các hạt cốt liệu khi bị va đập và mài mòn
trong thùng quay đựng mẫu cốt liệu và bi thép, tính bằng phần trăm (%) khối lượng.
Độ hao mòn xác định theo công thức:
Hm =

G − G1
.100% , (%)
G


có rắc thêm 2,5 (l) cát thạch anh cỡ 0,3 ÷ 0,6 mm để tăng ma sát.
- Độ mài mòn phụ thuộc vào độ cứng, cường độ và cấu trúc của vật liệu. Độ mài
mòn có ý nghĩa trong việc lựa chọn và sử dụng vật liệu làm đường, lát sàn, cầu thang.
1.3.6. Tính chống va chạm
Tính chống va chạm là khả năng của vật liệu chống lại sự phá hủy do tác dụng
của tải trọng va chạm gây ra và được biểu thị bằng công cần thiết để đập vỡ một đơn
vị thể tích mẫu vật liệu.
Để xác định khả năng chống va chạm của vật liệu phải sử dụng máy búa chuyên
dụng.
Độ bền chống va chạm có ý nghĩa trong việc lựa chọn và sử dụng vật liệu làm
đường, lát sàn.