Bài giảng VLXD-Chương 2 GVC-ThS. Cù Khắc Trúc – ThS. Lê văn Hải Châu

1 CHƯƠNG II: VẬT LIỆU ĐÁ THIÊN NHIÊN I/ Khái niệm và phân loại:
1/ Khái niệm chung về đá thiên nhiên và vật liệu đá thiên nhiên:
a/ Đá thiên nhiên: là một khối khoáng chất bao gồm một hay nhiều loại khoáng vật khác
nhau.
Khoáng vật là một vật thể đồng nhất về thành phần hóa học, cấu trúc và tính chất vật lý.
Có những loại đá chỉ do một khoáng vật tạo nên (như đá thạch anh, đá thạch cao) → rất
ít. Đá do nhiều loại khoáng vật tạo nên thì rất nhiều như đá granite, đá basalt, đá
porphyre.
b/ Vật liệu đá thiên nhiên: là vật liệu qua quá trình khai thác và gia công từ các loại đá
thiên nhiên mà có.
- Khai thác: cát, sỏi, cuội…
- Khai thác + gia công
Ưu điểm: vật liệu đá thiên nhiên:
- Có cường độ chịu nén khá cao
- Tương đối ổn định trong môi trường sử dụng
- Dùng để chế tạo các chất kết dính
- Dùng trang trí các công trình
- Nhiều địa phương có.
Magma: là khối silicate nóng chảy nằm trong lòng quả đất, nhiệt độ nóng chảy khoảng
1000 ÷ 1300
o
C (và khi phun ra ngoài → nguội lạnh → thành đá magma)
Đá trầm tích: do quá trình phong hóa thiên nhiên (sự thay đổi nhiệt độ, mưa, gió, bão, tốc

Đá trầm tích Trầm tích cơ học Trần tích hóa học Trần tích hữu cơ Dạng rời rạc:
- Sét;- cát;- sỏi -Thạch cao; - Dolomite -Đá vôi; - Đá phấn;
Dạng liên kết: - Magnésite;- Anhydrie - Trêpen; - Diatomite
- Cuộn kết; - dăm kết - Opan; - Apoki Đá biến chất Đá gneiss (gơ nai) Phiến thạch sét - Đá hoa - Đá thạch anh
(từ đá granites) (từ đất sét) (từ CaCO
3
hoặc dolomite) (từ cát mịn SiO
2
)

II/ Các nhóm khoáng vật tạo đá:
Ở góc độ sản xuất vật liệu xây dựng, người ta chia các khoáng vật tạo đá thành 4 nhóm
chủ yếu sau:
- Nhóm oxid
- Nhóm alumino silicate
- Nhóm carbonate
- Nhóm sulfate
1/ Nhóm oxid:

2

 →
== atmpCt
oo
8,176
CaO.SiO
2
.H
2
O
(silicat calci ngậm nước)
→ chế tạo gạch silicat, bê tông silicat (gồm vôi và cát)
b) Opal (SiO
2
.nH
2
O) chứa 6-34% nước
- Màu trắng÷màu hồng (tuỳ hàm lượng tạp chất)
- γ
a
= 1,9÷2,5 g/cm
3


O
3
.6SiO
2

- Feldspar Natri: Na
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2

- Feldspar Calci: CaO.Al
2
O
3
.2SiO
2
sinh viên tự viết phương trình
+ Có màu trắng, vàng, xám, hồng đến đỏ (tuỳ hàm lượng tạp chất)
+ γ
a
= 2,55÷2,76 g/cm
3

+ R
n
= 1200÷1700 Kgf/cm

+4SiO
2

- Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O : Kaolinit - đất sét cao lanh
- Kaolinit: rất tinh khiết; rất dẻo, rất mịn hạt, màu trắng đục → để chế tạo sản phNm
gốm sứ.
b) Mica:
- Muscovite: (K
2
O.Al
2
O
3
.3SiO
2
.H
2
O)
- Có độ cứng Mohs = 2÷3, có cấu tạo dạng lớp, γ
a
=2,7÷3,1 g/cm
3

với loại đá khác, thì: người ta có thể
nhỏ lên bề mặt đá vài giọt HCl nồng độ 10% → nếu sủi bọt → CaCO
3

b/ Đolomite: (CaCO
3
.MgCO
3
)
Có độ cứng Mohs > calcit (>3). Đây là khoáng vật có CO
3
kép nên khi nung ở
- t
o
=700÷750
o
C thì phân giải MgCO
3





Bài giảng VLXD-Chương 2 GVC-ThS. Cù Khắc Trúc – ThS. Lê văn Hải Châu

4 - t
o


Chất kết dính Magné
4/ Nhóm sulfate:
a/ Thạch cao: (CaSO
4
.2H
2
O)
- Đây là khoáng vật điển hình trong nhóm đá trầm tích hóa học. Độ cứng Mohs=2.
γ
a
=2,3 g/cm
3

Được tạo thành dưới 3 dạng:
- Trầm tích hóa học
- Thuỷ hóa anhydrite (CaSO
4
)
- Tác dụng của H
2
SO
4
lên đá vôi
Ca(OH)
2
+ H
2
SO
4

 Các tính chất chủ yếu: γ
a
, γ
o
, H
p
, R
n
, K
m

2/ Phân loại: Dựa vào các chỉ tiêu
• γ
o
(khô):
- γ
o
loại nhẹ < 1800 kg/m
3
dùng làm tường, bao che
- γ
o
loại nặng ≥ 1800 kg/m
3
dùng làm tường chắn, móng, chịu lực lớn, dùng trong
công trình thủy lợi.
• R
n
(Kgf/cm
2

+ Là do sự nổ nhiệt không đều của các khoáng vật tạo đá, sẽ tạo nên các ứng suất gây phá
hủy đá
+ Là do sự tác dụng của axit hữu cơ (từ bụi vô cơ + bụi hữu cơ + Nm) → tạo nên vi
khuNn gây bào mòn bề mặt đá.
+ Là do cấu tạo của bản thân đá (vết nứt, chất dễ hoà tan) → môi trường → phá hủy.
2/ Các biện pháp đề phòng chủ yếu:
+ Ngăn ngừa sự xâm nhập của nước và các dung dịch vào sâu trong bề mặt đá, đặc biệt là
sự tác dụng của nước có chứa khí CO
2
đến đá CaCO
3
. Biện pháp Florure hóa: sử dụng
một loại hoá chất cho tác dụng lên bề mặt của đá
- Khi bề mặt đá CaCO
3
có vết lồi lõm nhỏ thì thực hiên
MgSiF
6
+ 2CaCO
3
→ 2CaF
2
↓ +MgF
2
↓ + SiO
2
+ 2CO
2
↑
2CaF

2
→ 2CaF
2
↓ + MgF
2
↓ + SiO
2
+ 2H
2
O

+ Quét hoặc phủ lên bề mặt của đá một lớp paraffine hoặc lớp goudron than đá (thành
phần tiết ra trong quá trình chưng than đá)
+ Ngâm hoặc tNm (có áp) lên bề mặt của đá một lớp dầu gai nóng, có độ sâu 1cm, để
ngăn ngừa sự xâm nhập H
2
CO
3
.
+ Gia công và thiết kế các công trình có sử dụng đá:
• Bề mặt nhẵn, phẳng
• Đối với công trình sử dụng đá để làm móng → thoát nước đối với những công
trình nằm trên mực nước ngầm, nếu công trình nằm dưới mực nước ngầm, thì
sử dụng đất sét để chống thấm (đất sét béo)