CHƯƠNG 1

CÁC TÍNH CHẤT CƠ-LÝ
CHỦ YẾU CỦA
VẬT LIỆU XÂY DỰNG
1


1. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ :
1.1. Khối lượng riêng - a (g/cm3) :
1.1.1. Khái niệm :
- Khối lượng riêng (γa) là khối lượng của một
đơn vò thể tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc.
1.1.2. Công thức :

G (g/cm3, kg/m3, T/m3)
a 
Va
G : khối lượng mẫu thí nghiệm ở trạng thái hoàn toàn
khô (g).
Va : thể tích đặc tuyệt đối của mẫu thí nghiệm (cm3)
2


1.1.3. Phương pháp xác đònh :
 Vật liệu đặc hoàn toàn, có kích thước hình học rõ ràng như thép,
kính : dùng cân kỹ thuật, thước đo,… để xác đònh.
 Vật liệu đặc hoàn toàn nhưng không có kích
thước hình học rõ ràng : dùng ống
đong có chia tỉ lệ về thể tích để xác đònh,
hoặc sử dụng phương pháp cân trong nước.

2,60 – 2,65 g/cm3
2,10 – 2,60 g/cm3

5


1.2.

Khối lượng thể tích - o (g/cm3) :

1.2.1. Khái niệm :
- Khối lượng thể tích (γo) là khối lượng của một đơn vò thể
tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên.
1.2.2. Công thức :

o

G

Vo

(g/cm3, kg/m3, T/m3)

G : khối lượng mẫu thí nghiệm ở trạng thái hoàn toàn khô
(g)
Vo: thể tích mẫu thí nghiệm ở trạng thái tự nhiên (cm3)
6


1.2.3. Phương pháp xác đònh :

-Đá sỏi
-Gỗ thông
-Gạch đất sét nung
-Betong
-Đá vôi

1400 – 1700 kg/m3
400 – 700 kg/m3
1600 – 1900 kg/m3
2000 – 2400kg/m3
1800 – 2400 kg/m3

9


1.2.4. Ý nghóa :
Vật liệu càng ẩm, o càng cao.
Biết o có thể dự đoán cường độ, khả năng dẫn nhiệt
của vật liệu.
Tính độ đặc, độ rỗng của vật liệu, trọng lượng cấu kiện
Chọn phương tiện vận chuyển
Tính cấp phối be âtông.
 o  a
ow : khối lượng thể tích ở trạng thái ẩm của vật liệu
được xác đònh theo công thức:

 ow

G W G(1  W)


1.4.1. Khái niệm :
- Độ rỗng của vật liệu là tỉ số giữa thể tích phần rỗng và thể
tích tự nhiên của vật liệu đó.
1.4.2. Công thức :
o
Vr
Vr : thể tích phần rỗng của vật liệu (ml)
r
 1
(%)
Vo
a
Vo : thể tích tự nhiên của vật liệu(ml)
1.4.3. Ý nghóa:
- Vật liệu có độ rỗng nhỏ sẽ có cường độ cao, chống thấm
tốt.
- Vật liệu có độ rỗng lớn sẽ có tính cách nhiệt tốt.
12


1.5 Các tính chất có liên quan đến nước :
1.5.1 Độ hút nước – Hp, Hv (%):

1.5.1.1 Khái niệm :
Độ hút nước là khả năng hút và giữ nước của vật liệu dưới
áp suất bình thường trong 1 thời gian nhất đònh.
1.5.1.2. Công thức :
Độ hút nước của vật liệu có thể biểu diễn theo khối lượng
(Hp, %) hay thể tích (Hv, %)
Gn : khối lượng mẫu đã ngâm

Vd :

Gạch đất sét :
Đá granite :
Bêtông nặng :
Vật liệu cách nhiệt rỗng :

Hp = (818) %
Hp = (0.020.7) %
Hp = (24) %
Hp  100 %

1.5.1.3. Ý nghóa :
- Độ hút nước phụ thuộc độ rỗng r và tính chất lỗ rỗng
của vật liệu. Vì vậy có thể dùng Hp và Hv để đánh giá
độ rỗng r, cường độ R, hệ số dẫn nhiệt , khối lượng
thể tích o
14


1.5. 2 Độ bão hòa nước :
1.5.2.1. Khái niệm :
- Độ bão hòa nước là khả năng hút nước tối đa của vật liệu
ở áp suất 20 mmHg, hoặc trong 1 thời gian vô hạn đònh.
- Hệ số bão hòa nước Cbh(%) là tỉ số tính bằng % giữa thể
tích nước ở trạng thái bão hòa với thể tích phần rỗng của
vật liệu.
1.5.2.2 Công thức :

Với : Hv

16


1.5.3 Hệ số mềm - Km :

1.5.3.1. Khái niệm :
- Hệ số mềm là tỉ số giữa cường độ của vật liệu đã bão hòa
nước với cường độ của mẫu ở trạng thái khô.
1.5.3.2. Công thức :

R bh
Km 
R

Rbh
: cường độ mẫu thí nghiệm ở trạng thái bão hòa
nước(daN/cm2)
R
: cường độ mẫu thí nghiệm ở trạng thái khô hoàn
toàn (daN/cm2)
Km  [0;1] : từ vật liệu đất sét không nung đến thép, kính
Km > 0.75 : vật liệu bền nước
Km < 0.75 : vật liệu kém bền nước, không nên sử dụng
trong điều kiện có tác dụng của nước
17


1.5.4 Độ ẩm – W(%) :
1.5.4.1. Khái niệm :
- Độ ẩm là tỉ sốä tính bằng phần trăm lượng nước có thật

Kt 
H

F.   .
d

K: hệ số thấm (cm/sec)
Q: lượng nước thấm qua (cm3)
F: diện tích thấm (cm2)
d: chiều dày mẫu TN (cm)
t: thời gian thấm (sec)
19


Mức độ thấm phụ thuộc vào các yếu tố:
-Độ rỗng.
-Bản chất của vật liệu
-Tính chất của vật liệu
-Áp lực nước lên vật liệu
Hệ số thấm của một số vật liệu (cm/sec)
Đất sét
1-6.10-6
Cát pha sét
1-6.10-4
Cát hạt nhỏ
1-6.10-3
Cát hạt thô
1-6.10-2
Đá granite
5,35.10-9

21


• Đối với vật liệu khô trong không khí,  có thể xác đònh bằng
công thức thực nghiệm gần đúng của Giáo sư Necraxov :

 
•

0, 0196 

2
0 , 2 2 . o

 0 ,1 4

Hoặc theo công thức của Vlaxov :

 t   o (1  0,002t)   o (1   t)
t, o : hệ số dẫn nhiệt ở nhiệt độ toC và 0oC
t : nhiệt độ trung bình khi tiến hành thí nghiệm (sử dụng
khi t < 100oC)

Với

22


1.6.2 Nhiệt dung và nhiệt dung riêng (tỉ nhiệt):
1.6.2.1 Nhiệt dung:


 Ci.Gi   Ci.Gi 

C1.G1  C2.G2  ...  Cn .Gn i1
Chh 
 n
G1  G2  ...  Gn

 Gi 

 i1

Ghh

i1

24


2. CÁC TÍNH CHẤT CƠ HỌC :
2.1. Tính biến hình :
- Là tính chất biến đổi về hình dáng, và thay đổi về kích
thước của mẫu vật liệu khi chòu tác dụng của ngoại lực
- Có các loại biến dạng như sau:
2.1.1 Biến dạng đàn hồi : xuất hiện khi có ngoại lực tác
dụng lên vật liệu, nhưng khi ngưng tác dụng ngoại lực
thì biến dạng triệt tiêu. Ngoại lực tác dụng lên vật liệu
trong trươnøg hợp này < nội lực (lực liên kết giữa các
phân tử bên trong cấu trúc vật liệu) nên chỉ làm cho các
phân tử bên trong cấu trúc vật liệu dòch chuyển xung