Cường độ và sử dụng
Rnén sau 28 ngày đạt 2-5MPa tùy thuộc chất
lượng vôi, hàm lượn sét tạo khoáng thủy lực.
Vật liệu san nền, gia cường
Vữa trét ngoài trời
Trộn sợi thực vật làm bê-tông sợi cách nhiệt
Dùng kết hợp xi măng ⇒ cường độ cao, thi công
dễ, dẻo
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-32
Xi măng La Mã
Xi măng có tính đóng rắn nhanh, sử dụng trước
xi măng Portland
Sản phẩm nung đá vôi mác-nơ tự nhiên có sét
khoảng 50% ở 900-1000°C. Thành phần thu
được có hàm lượng 3CaO.Al2O3 (C3A) cao cho
phép tính đóng rắn nhanh.
Dùng 5% thạch cao phụ gia, cho cường độ cao.
Vôi sống cũng chiếm một phần nhỏ trong sản
phẩm.
Ứng dụng sửa chữa nhanh
12 trang |
Chia sẻ: trungkhoi17 | Lượt xem: 492 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Bài giảng Vật liệu xây dựng - Chương 5: Vật liệu kết dính trong xây dựng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1Vật Liệu Xây Dựng
(Construction Materials)
Bô ̣ môn Vật liệu Silicat
Khoa Công Nghệ Vật Liệu
Đại học Bách Khoa Tp. Hô ̀ Chı ́Minh
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-2
Vật liệu kết dính trong xây dựng
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-3
Khái niệm
Là thành phần liên kết giữa các nguyên liệu khác
tạo thành 1 sản phẩm chung, ứng dụng trong xây
dựng.
Chất kết dính vô cơ-khoáng
Chất kết dính hữu cơ
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-4
Chất kết dính
Vô cơ - khoáng Hữu cơ
Không khí Thủy lực Bitume nhựa Nhựa
- Sét
- Vôi
- Thạch cao
- Vôi thủy
lực
- XM La mã
Xi măng
Portland Portland hỗn hợp Khác
- Nhựa phủ đương, vỉa
hè,
- Nhựa chống thấm
- Nhựa thiên nhiên,
- Nhựa tổng hợp
Acrylic, vinylic,
polyester, epoxy
- XM Cao nhôm
- XM pozzolan
- XM xi lò cao
- XM sulfat
- XM thường
- XM trắng
- XM bền sulfat
- XM tỏa nhiệt thấp
2VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-5
Tự
nhiên
Không
khí
Thủy
lực
Hữu cơ
Sét
Nhựa cây
Thạch cao
Vôi
Tiền sử Cổ đại Trung đại Hiện đại
Vôi pozzolanic
XI-MĂNG PORTLAND
XM La mã
XM thường, XM đặc biệt
XM khác
XM cao nhôm
Nhựa tổng hợp
Nhựa đường
1800 1850 1900 1950
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-6
Sét, VL kết dính tự nhiên
Sét bao gồm các lớp alumino silicate liên kết với
nước, đặc trưng khác nhau ở các loại sét.
Đặc trưng bởi;
• Kích thước
• Trạng thái, tính dẻo
• Ái lực giữ nước
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-7
Diện tích bề
mặt riêng,
m2/g
Trương nở
thể tích
ít ít trung bình lớn
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-8
Tính dẻo của sét
Lớp sét Nước liên kết
Nước ẩm
Hút nước, hồ đất sét
3VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-9
Tính đóng rắn
Công thức Laplace: lực mao quản khi xuất hiện mặt khum trong ống
∆p : chênh lệch áp suất
γ : sức căng bề mặt
R1, R2: bán kính cong mặt khum trong 2 mặt phẳng trực giao
Lớp sét Nước liên kết
Nước ẩm
Mất nước, đóng rắn
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-10
Bê-tông đất sét
Ưu điểm
Không tốn nhiên liệu
Nơi hẻo lánh, tự xây dựng
Thi công thô sơ
Tạo hình đa dạng
Chịu lửa, cách nhiệt bảo ôn
Sử dụng kèm chất thải nông nghiệp
Nhược điểm
Chịu nước kém
Bê-tông đất sét sét bùn cát nước
Kết dính
Chịu nước kém
Cần thành phần ổn định
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-11
Biện pháp tăng tính chịu nước
Cơ học; đầm lèn cố kết chặt → giúp giảm độ rỗng
Gia cường, dùng sợi rơm rạ, lá cây → giúp giảm
hiện tượng nứt
Chống thấm, giảm tiếp xúc với ẩm ⇒ không cho
nước xâm nhập mao quản.
Kết hợp dùng cùng các chất kết dính khác; nhựa,
vôi, xi-măng...
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-12
Xây dựng bằng đất sét
4VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-13
Xây dựng bằng đất sét
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-14
Xây dựng bằng đất sét
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-15
Thạch cao xây dựng
Là sp khi nung khoáng gypsum ở nhiệt độ thấp
để dehydrat hóa một phần.
Ưu điểm
Kiểm soát được thời gian đóng rắn
Thi công theo từng lớp, dễ dàng
điều chỉnh theo yêu cầu chịu lực,
trang trí tiết kiệm nguyên liệu
Ít bị co
Cách âm, nhiệt tốt
Chống cháy rất tốt
Nhược điểm
Tránh tiếp xúc trực tiếp với nước
Tính acid, ăn mòn
Thời gian đóng rắn lâu => sp chế
tạo sẵn
Bụi, phế thải => sx nhà máy
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-16
Sản xuất thạch cao
Khai thác khoáng gýp từ mỏ,
bằng nổ mìn, đào, xúc, ủi với mỏ lộ thiên
Gia công đập nghiền
Sàng phân loại theo đk < 40 mm
Lưu kho, đồng nhất hóa
Nung nhiệt độ 150°c.
Ủ trong silo trong vòng 3 ngày
5VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-17
Sản xuất thạch cao
Trộn 100 kg thạch cao + 70 kg chất độn
Hồ tinh bột, khoai mì
Phụ gia điều chỉnh thời gian đóng rắn
Phụ gia khác
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-18
Tính đóng rắn
CaSO4.1/2H2O hòa tan tốt CaSO4.2H2O hòa tan
kém hơn 5 lần
Cơ chế đóng rắn gồm bước hòa tan và bước kết tinh
sản phẩm.
8 phút san phẳng và 15 phút làm bằng mặt hồ
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-19
Phụ gia điều chỉnh
Làm chậm đóng rắn: Na2SO4, Na3PO4, đường
glucô..., đồng thời giảm nước cường độ cao
Tăng tốc quá trình đóng rắn: phèn nhôm
Al2(SO4)3, K2SO4.
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-20
Cường độ
Phụ thuộc lớn vào lượng nước hào trộn W/P
Dùng dư nước W/P ↑ có thể cường độ thấp,
tính chịu nước càng kém đi.
Rnén sau 28 ngày = 10MPa và Rkéo = 2MPa.
Khi bị thấm ẩm Rnén=3MPa và Rkéo = 0,6MPa.
6VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-21
Tính chất khác
Khối lượng thể tích 600 - 3000 kg/m3
Diện tích bề mặt riêng 1500 - 8000 kg/m2
Khi chịu nhiệt, xảy ra phản ứng phân hủy, chuyển
trạng thái, pha
• < 80C : ngậm 2 phân tử nước CaSO4.2H2O
• 130-180C: ngậm 0,5 phân tử nước α,β CaSO4.0,5H2O
• 600-700C: sản phẩm anhydrit I, II, III CaSO4
• 800-1100C: Phân hủy CaSO4 CaO + SO3
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-22
Sử dụng trong xây dựng
Khoảng ½ sử dụng trong phụ gia xi măng
Còn lại ½
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-23
Tấm thạch cao
Cấu tạo sandwich kẹp giữa 2 lớp cạc-tông chịu
nước tốt hơn, độ phẳng cần thiết thi công
Chống cháy:
• Tấm dày 6cm
ngăn cháy lan
• Tấm dày 8-10cm,
vai trò chống cháy
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-24
Vôi
Là sản phẩm khi nung ở nhiệt độ cao đá vôi tự
nhiên
7VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-25
Phân biệt 3 loại vôi
Vôi sống: dạng cục CaO
Vôi tôi: Ca(OH)2 + H2O
Hồ, sữa vôi tôi: Ca(OH)2 + nH2O
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-26
Sản xuất
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-27
Tính đóng rắn
Bao gồm một số cơ chế như sau:
từ quá trình mất nước
từ quá trình kết tinh sản phẩm
từ phản ứng carbonat hóa
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-28
Cường độ và ứng dụng
Vữa vôi : gồm trộn 1 phần hồ vôi + 3-5 phần cát
• Rnén sau 28 ngày: 0,5 - 1 N/mm2
• Rnén sau 1 năm: 5 - 7 N/mm2
Lưu ý, còn phụ thuộc độ tinh khiết vôi
Dùng trát, tô trang trí, xây,
Xử lý nền sình: 2-4% vôi sống+đất sét bay hơi
nước, pứng pozzolanic về lâu dài gia cường
Viên xây bê-tông khí chưng áp AAC
8VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-29
vôi
nước
định lượng
nghiền mịn cát
cát
mịn
cát
thô
bãi
sàng
sơ bộ̣
phản ứng
đổ ̉ khuôn, tạo
hình ép
cắt, tạo viên autoclave
lưu kho viên silicate-calcium, chưng áp
Viên xây
silicate-
calcium,
chưng áp
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-30
Vôi thủy lực
Là sản phẩm nung kết hợp đá vôi với đất sét, tồn
tại đồng thời ở một số mỏ khai thác đá vôi
ĐÁ VÔI
6-20% SÉT
900-1200C CaO + tp thủy lực
(C2S, F, A, C, S)
Đóng rắn
không khí
Đóng rắn thủy
hóa như XM
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-31
Cường độ và sử dụng
Rnén sau 28 ngày đạt 2-5MPa tùy thuộc chất
lượng vôi, hàm lượn sét tạo khoáng thủy lực.
Vật liệu san nền, gia cường
Vữa trét ngoài trời
Trộn sợi thực vật làm bê-tông sợi cách nhiệt
Dùng kết hợp xi măng ⇒ cường độ cao, thi công
dễ, dẻo
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-32
Xi măng La Mã
Xi măng có tính đóng rắn nhanh, sử dụng trước
xi măng Portland
Sản phẩm nung đá vôi mác-nơ tự nhiên có sét
khoảng 50% ở 900-1000°C. Thành phần thu
được có hàm lượng 3CaO.Al2O3 (C3A) cao cho
phép tính đóng rắn nhanh.
Dùng 5% thạch cao phụ gia, cho cường độ cao.
Vôi sống cũng chiếm một phần nhỏ trong sản
phẩm.
Ứng dụng sửa chữa nhanh
9VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-33
Vật liệu polymer-composite
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-34
Khái niệm và thành phần
Vật liệu polymer hay vật liệu nhựa dẻo
Có đặc tính chung tính dẻo khi ở trạng thái gia
nhiệt
Khoảng 30-40% dùng trong lĩnh vực xây dựng
Nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp, VD; cao su, da,
sợi
Trạng thái sử dụng, dạng khối, sợi, lá, tấm, kết
dính, nở phồng...
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-35
Ưu nhược điểm
Ưu điểm
Khối lượng thể tích bé (tấm
<1000; mút <100kg/m3)
Khả năng biến tính rất đa dạng
Tính trơ
Tạo hình dễ dàng
Cách nhiệt rất tốt, cách điện
Nhược điểm
Bị lão hóa
Lưu ý tiếp xúc nhiệt độ
Mềm, đàn hồi kém
Bắt cháy
Nguyên liệu sản xuất
hạn chế
Ứng dụng thành phần không chịu lực, để bao che,
cách nhiệt âm, bảo vệ, hoàn thiện trang trí
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-36
Nguyên liệu và tổng hợp
Chế phẩm từ dầu mỏ, hoặc có thể từ khí gaz,
than đá...
Craking và chưng cất chế tạo các monomer
liên kết chúng thành polymer
Sản phẩm PVC, PMMA từ trùng ngưng 1 loại
monomer
Sản phẩm polyester PET, polyamid (PA),
polyurethan từ trùng ngưng nhiều loại monomer
10
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-37
Nhựa nhiệt dẻo PE
Polyethylen (PE); dưới áp suất 1000-2000MPa ở
nhiệt độ 150-300°C
Monomer: CH2=CH2
Polymer: -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-38
Nhựa nhiệt dẻo PTFE
Poly tetra fluoro ethylen (PTFE Teflon)
Monomer: CF2=CF2
Polymer: -CF2-CF2-CF2-CF2-CF2-
Bền, kết hợp
với sợi thủy tinh thành
hệ composite
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-39
Nhựa nhiệt dẻo PVC
Poly vinyle chlorure (PVC)
Polymer: -CH2-CHCl-CH2-CHCl-CH2-CHCl-
Cứng, không cháy, bền môi trường, chịu tẩy rửa
tốt
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-40
PVC
11
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-41
Nhựa nhiệt dẻo PP
Polypropylen (PP)
CT: -CH2-CHCH3-CH2-CHCH3-CH2-CHCH3-
Bền, không tan, dưới 100C cho cường độ tốt nên
dùng làm sợi gia cường bê-tông
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-42
Nhựa nhiệt dẻo PS
Polystyren (PS)
Công thức;
Mềm, dễ tạo hình
Có tính nở phồng tấm cách nhiệt
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-43
Nhựa nhiệt rắn PF, MF, UP, EP
Nhựa phenol (PF)
Nhựa melamin (MF)
Nhựa polyester (UP)
Nhựa epoxid (EP)
Đặc tính bền,
không cháy, chịu ăn mòn...
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-44
Nhựa dẻo
Biến dạng lớn >100%
Khe co dãn, lót đỡ dầm cầu
Chống rung, chống thấm
12
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-45
2 loại composite trên nền nhựa
Composite dùng sợi gia cường
Composite cấu tạo xếp lớp
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-46
Composite dùng sợi gia cường
Ma trận nhựa nhiệt cứng epoxid, polyester
Ma trận nhựa nhiệt dẻo
Sợi thủy tinh
Sợi PP, sợi carbon
Phụ thuộc rất lớn vào đặc điểm sợi bao gồm độ
bền, chiều dài, phương
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-47
Composite cấu tạo xếp lớp
Cấu tạo sandwich gồm 3 lớp trong đó 2 lớp da
cứng chịu lực uốn chính, 1 lớp lõi có đặc tính
nhẹ, chịu lực nén chính.
Ứng dụng làm mái, sàn, tường, gia cường cầu.
VLXD-CKD & Vật liệu Polymer-Composite 5-48
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- bai_giang_vat_lieu_xay_dung_chuong_5_vat_lieu_ket_dinh_trong.pdf