7
CHƯƠNG 2 NHNG TÍNH CHT CHYU CA VT LIU 2.1. Các thông strng thái và đặc trưng cu trúc ca vt liu 2.1.1. Khi lượng riêng Khi lượng riêng ρ là khi lượng ca mt đơn vthtích vt liu trng thái hoàn toàn đặc. Khi lượng riêng được tính bng công thc a V G ρ = (g/cm 3 , kg/dm 3 , kg/l, kg/m 3 hay tn/m 3 ) trong đó: G-khi lượng mu vt liu trng thái hoàn toàn khô, g. V a -thtích vt liu trng thái hoàn toàn đặc, cm 3 . 2.1.2. Khi lượng thtích Khi lượng thtích γ là khi lượng ca mt đơn vthtích vt liu trng thái tnhiên (kcthtích lrng). Khi lượng thtích được tính bng công thc 0 V G = γ (g/cm 3 , kg/dm 3 , kg/m 3 hay tn/m 3 ) trong đó: G- khi lượng mu vt liu trng thái hoàn toàn khô, g. V 0 -thtích ca mu vt liu trng thái tnhiên, cm 3 . Thông thường mt loi vt liu, khi lượng thtích có thbiến động trong phm vi rng hơn nhiu so vi khi lượng riêng vì nó phthuc vào cu trúc chính ca vt liu. Đối vi mt vt liu, khi lượng thtích luôn có trsnhhơn khi lượng riêng. Chvi vt liu được xem là tuyt đối đặc thì hai trsnày mi bng nhau. Khi lượng thtích ca vt liu có ý nghĩa rt quan trng trong kthut. Thông qua khi lượng thtích ca vt có thđánh giá sơ bmt stính cht khác ca nó như: độ xp, độ hút nước, tính truyn nhit, cường độ2.1.3.Độ xp Độ xp r là tsgia thtích xp trong vt liu vi thtích tnhiên ca nó, xác định bng công thc 0 r V V r = trong đó V r -thtích xp có trong vt liu,

Nhung tinh chat chu yeu cua vat lieu.pdf

Embed Size (px)

Citation preview

  • CHNG 2 NHNG TNH CHT CH YU CA VT LIU

    2.1. Cc thng s trng thi v c trng cu trc ca vt liu 2.1.1. Khi lng ring

    Khi lng ring l khi lng ca mt n v th tch vt liu trng thi hon ton c. Khi lng ring c tnh bng cng thc

    aV

    G = (g/cm3, kg/dm3, kg/l, kg/m3 hay tn/m3)

    trong : G-khi lng mu vt liu trng thi hon ton kh, g. Va-th tch vt liu trng thi hon ton c, cm3. 2.1.2. Khi lng th tch

    Khi lng th tch l khi lng ca mt n v th tch vt liu trng thi t nhin (k c th tch l rng). Khi lng th tch c tnh bng cng thc

    0V

    G= (g/cm3, kg/dm3, kg/m3 hay tn/m3)

    trong : G- khi lng mu vt liu trng thi hon ton kh, g. V0-th tch ca mu vt liu trng thi t nhin, cm3. Thng thng mt loi vt liu, khi lng th tch c th bin ng trong phm vi rng hn nhiu so vi khi lng ring v n ph thuc vo cu trc chnh ca vt liu. i vi mt vt liu, khi lng th tch lun c tr s nh hn khi lng ring. Ch vi vt liu c xem l tuyt i c th hai tr s ny mi bng nhau. Khi lng th tch ca vt liu c ngha rt quan trng trong k thut. Thng qua khi lng th tch ca vt c th nh gi s b mt s tnh cht khc ca n nh: xp, ht nc, tnh truyn nhit, cng 2.1.3. xp xp r l t s gia th tch xp trong vt liu vi th tch t nhin ca n, xc nh bng cng thc

    0

    r

    VV

    r =

    trong Vr-th tch xp c trong vt liu,

  • V0-th tch t nhin ca vt liu. Tuy nhin xp cn hay c tnh ra % theo cng thc

    x100VV

    r0

    r= (%)

    Bit rng Vr=V0-Va, trong Va-th tch vt liu trng thi hon ton c, do

    =

    =

    =

    1

    VV

    1V

    VVr

    0

    a

    0

    a0 hoc l x1001r

    = (%)

    trong : -khi lng th tch ca vt liu, g/cm3,

    -khi lng ring ca vt liu, g/cm3. xp l mt ch tiu k thut rt quan trng ca vt liu v n nh hng

    n nhiu tnh cht khc ca chnh vt liu nh: cng , ht nc, tnh chng thm, tnh truyn nhit, kh nng chng n mn Ngoi ra, c trng cu trc ca cc l xp trong vt liu cng ng vai tr rt quan trng.

    2.1.4. mn mn l ch tiu k thut nh gi kch thc ht ca vt liu dng ht

    ri rc. i vi vt liu ri rc, bn cnh vic xc nh mn cn cn phi quan

    tm n hm lng ca cc nhm c ht, hnh dng ht v tnh cht b mt ca ht (gc thm t, tnh nhm rp, kh nng hp ph v lin kt vi cc vt liu khc). 2.2. Tnh cht vt l c lin quan n nc 2.2.1. m m W l t l phn trm ca nc c thc trong vt liu ti thi im th nghim. 2.2.2. ht nc ht nc ca vt liu l kh nng ht v gi nc ca n iu kin bnh thng. ht nc theo khi lng Hp l t s phn trm gia khi lng nc m vt liu ht c vi khi lng ca vt liu trng thi kh. Hp c tnh ton theo cng thc sau

    .100G

    GG.100

    GGH unp

    == (%)

    trong : Gn-khi lng nc m mu vt liu ht c, g, Gu-khi lng mu vt liu t sau khi ht nc, g,

  • G-khi lng mu vt liu trng thi hon ton kh, g. 2.2.3. Tnh thm nc Tnh thm nc l tnh cht cho nc thm qua chiu dy ca n khi gia hai b mt vt liu c chnh lch p sut thu tnh. 2.2.4. co dn m Mt s vt liu rng c ngun gc hu c hoc v c nh g, b tng khi m thay i th th tch v kch thc ca chngcng thay i: co khi m gim, n khi m tng ln. 2.3. Tnh cht vt l c lin quan n nhit 2.3.1.Tnh truyn nhit Tnh truyn nhit ca vt liu l tnh cht cho nhit truyn qua chiu dy ca khi vt liu, t pha mt gii hn c nhit cao sang pha mt gii hn c nhit thp. Tnh truyn nhit c ngha rt quan trng i vi nhng vt liu dng trong cc b phn cng trnh xy dng dn dng (nh tng bao che, mi, trn) v c bit l i vi nhng vt liu cch nhit chuyn dng gi nhit cho cc bung v thit b nhit. 2.3.2.Tnh chng chy v tnh chu la Tnh chng chy l kh nng ca vt liu chu c tc dng ca ngn la trong mt thi gian nht nh. Vt liu khng chy l vt liu di tc dng ca ngn la hay nhit cao cng khng b bt la, khng chy m v cng khng b cacbon ho. N c th c bin dng nh khng ng k nh gch ngi, b tng, aming hay nhng vt liu c bin dng ln nh thp. Vt liu kh chy di tc dng ca ngn la hay nhit cao c th b bt la, chy m hay b cacbon ho mt cch kh khn. Vt liu d chy di tc dng ca ngn la hay nhit cao s bt la v tip tc chy sau khi b ngun chy. Tnh chu la l tnh cht ca vt liu chu c tc dng lu di ca nhit cao m khng b chy v bin hnh. Vt liu chu la c kh nng tc dng lu di ca nhit cao hn 15800C nh gch chu la samt, inas Cc vt liu ny dng lt bn trong cc l cng nghip. Vt liu kh chy chu c nhit t 13500C n 15800C gm nhng loi gch c bit xy l v xy ng khi.

  • Vt liu d chy chu c nhit thp hn 13500C nh gch t st nung thng thng. 2.4. Tnh cht c hc 2.4.1. Tnh bin dng ca vt liu Tnh bin dng l tnh cht thay i hnh dng v kch thc ca vt liu khi chu tc dng ca ngoi lc. Thc cht ca bin dng l ngoi lc tc dng ln vt lm thay i hay ph v v tr cn bng ca cht im trong vt liu v lm cho cc cht im ny c chuyn v tng i. Bin dng ca vt liu c xc nh bng bin ng tuyt i v bin dng tng i.

    Bin dng tuyt i l (mm) tnh theo cng thc l = l1 l0, trong l0 v l1 l chiu di ban u v chiu di sau khi bin dng ca mu th.

    Bin dng tng i tnh bng cng thc

    x100ll

    0

    = (%)

    Bin dng n hi: sau khi b ngoi lc th bin dng mt i hon ton. Tnh cht hi phc hnh dng v kch thc ban u ca vt liu sau khi d b ngoi lc gi l tnh n hi. iu kin bin dng n hi l: xut hin khi ngoi lc tc dng cha vt qu lc tng tc gia cc cht im ca vt liu. Cng c ngoi lc s chuyn ho thnh ni nng nng lng n hi. Nu b ngoi lc i, tc l nng lng n hi s sinh cng khi phc v tr cn bng ban u cho cc cht im. Khi bin dng ca vt liu s trit tiu. Bin dng n hi thng xy ra khi ti trng nh v tc dng ngn hn. Tnh n hi ca vt liu c c trng bng mun n hi Eh.

    Edh = (daN/cm

    2 hay MPa)

    trong -ng sut giai on n hi, daN/cm2 hay MPa.

    -bin dng n hi tng i, %. Khi ngoi lc tc dng ln vt liu ln hn lc tng h gia cc cht im ca vt liu s gy nn s ph hoi cc b hay ton b i vi cu trc ca vt liu. Lc ny cng do ngoi lc gy ra khng chuyn ho thnh ni nng v gy ph hoi cu trc ni b vt liu v do bin dng khng th b trit tiu. Vt liu dn: cho ti trc khi ph hoi vn khng c hin tng bin dng do r rt (gang, thin nhin, b tng).

  • Bin dng do: sau khi d b ngoi lc vt liu khng tr li hnh dng v kch thc ban u. Tnh cht ny gi l tnh do.

    Vt liu do: vt liu trc khi ph hoi c bin dng do v rt r rt thp t cacbon, bitum Nh trn ni, iu kin ca bin dng n hi l ngoi lc tc dng ln vt liu cha vt qu lc tng tc gia cc cht im (phn t) ca vt liu. Khi lc ln v di hn th ngoi bin dng n hi cn xut hin bin dng do. Vt liu n hi l tng c bin dng n hi ca tun theo nh lut Hooke. Vt liu do l tng (nh cht lng l tng) c bin dng tng i tun theo nh lut Newton:

    .t = (%)

    trong -ng sut trt, daN/cm2 hay MPa, t-thi gian, s,

    - nht, daN.s/cm2 hay MPa.s. Khi vt liu c c tnh n hi v tnh do (b tng atphan hay cht do), bin dng tng hp bao gm hai thnh phn: bin dng n hi h v bin dng do d.

    = h + d

    .t

    E += hay

    +=t

    E1

    Khi mt ngoi lc khng i tc dng lu di ln vt liu c th lm cho bin dng ca vt liu tng theo thi gian v hin tng ny c gi l t bin. Nguyn nhn gy ra t bin l do b phn phi tinh th trong vt liu c tnh cht gn ging vi cht lng v mt khc, bn thn mng li tinh th cng c nhng khuyt tt (hin tng sai lch cu trc). Hin tng bin dng ca vt liu di tc dng ca ngoa lc khng thay i theo thi gian, m ng sut trong vt liu gim dn theo thi gian, c gi l hin tng chng ng sut. Nguyn nhn ca hin tng chng ng sut l do mt b phn vt liu c bin dng n hi chuyn sang bin dng do, nng lng n hi chuyn dn thnh nhit nng v mt i. 2.4.2. Cng Cng l kh nng ln nht ca vt liu chng li s ph hoi do ti trng hoc tc ng mi trng gy ra v c xc nh bng ng sut ti hn khi mu vt liu b ph hoi.

  • Vt liu phi chu cc ti trng khc nhau nh: ko, nn, un, ct tng ng vi mi dng chu ti ny s c cc loi cng : cng chu ko, cng chu nn, cng chu un, cng chu ct Cng l ch tiu k thut quan trng ti thiu nh gi cht lng ca nhng vt liu dng cho cc b phn chu lc ca cng trnh. Bi vy cng c dng lm cn c ch yu nh ra mc ca cc vt liu. i vi cc vt liu c kh nng chu nn cao ( thin nhin, b tng xi mng, cng chu nn thng cao hn cng chu ko t 8 n 15 ln) thng c dng lm cc b phn chu nn ca cng trnh: cng chu nn dng nh ra mc. i vi vt liu c kh nng chu ko cao (thp xy dng): cn c vo cng chu ko nh ra mc. Cng ca vt liu thng c xc nh bng phng php th nghim ph hoi mu: t cc mu vt liu c gia cng thch hpln my gia ti tng ti cho n khi mu b ph hoi. Cng ca vt liu c tnh ton t cc kt qu xc nh trong th nghim theo cc cng thc tng ng vi dng chu lc c nghin cu trong mn sc bn vt liu. Chng hn nh cng chu nn Rn v cng chu ko Rk ca vt liu c tnh bng cng thc

    F

    PR maxn = (daN/cm

    2 hay MPa)

    hay F

    PR maxk = (daN/cm

    2 hay MPa)

    trong : Pmax-ti trng nn hoc ko ph hoi mu, daN hay N, F-tit din chu lc ca mu, m2 hay mm2. Cng chu un Ru ca vt liu c tnh bng cng thc

    WMR u = (daN/cm

    2 hay MPa)

    trong : M-mmen un ph hoi, daN.cm hay N.mm, W-mmen chng un ca tit din chu un, cm3 hay mm3. 2.4.3. cng cng l tnh cht ca vt liu chng li tc dng m xuyn ca vt liu khc cng hn n.

    Vi vt liu khong, cng c nh gi bng thang Mohr. Thang Mohr gm c 10 khong vt mu c sp xp theo mc cng tng dn t 1n 10 (xem bng).

  • 2.4.4. mi mn mi mn l mn khi lng trn mt n v din tch mu b mi

    mn trn my th nghim. mi mn ca vt liu ph thuc vo cng, cng v cu to bn

    trong ca vt liu. 2.4.5. Tnh chng va p Tnh chng va p l kh nng ca vt liu chng li s ph hu do tc

    dng ca ti trng va p gy ra v c biu th bng cng cn thit p v mt n v th tch mu vt liu.