Báo cáo chuyên Đề môn vật liệu xác Định hệ số phẩm chất của các vật liệu Đá thiên nhiên có nguồn gốc trầm tích khi sử dụng chúng làm các kết cấu chịu lực

Các nguồn nguyên liệu trên được dùng để xây dựng công trình xử lý nước cấp, mác bê tông M200, thi công cơ giới trong điều kiện khô nóng, công trình tiếp xúc với nước ngọt, kết cầu toàn k

TONG LIEN DOAN LAO DONG VIET NAM TRUONG DAI HOC TON DUC THANG KHOA MOI TRUONG VA BAO HO LAO DONG

ĐẠI HỌC TON ĐỨC THẮNG

TON DUC THANG UNIVERSITY

BAO CAO CHUYEN DE

MON VAT LIEU

MA MON HOC: 901086 HOC KY 1/ NĂM HỌC 2023-2024 GVHD: THS.NGUYEN THUY VIEN MINH

SVTH:

NHOM : 05

TP Hồ Chí Minh, tháng II năm 2023

1 Xác định hệ số phâm chất của các vật liệu đá thiên nhiên có nguồn gốc trằm tích khi sử dụng chúng làm các kết cấu chịu lực: đá vôi canxit, đá vôi vỏ sò và tuf vôi Biết giới hạn cường độ chịu nén tương ứng của chúng là: 1.000 kG/em’, 150 kG/em’, 90kG/cm’ va khối lượng thê tích là 2.600 kg/mỶ, 1.600 kg/m? , 1.200 kg/m° Biết mẫu đá thiên nhiên có hình lập phương có cạnh là 5cm, ở trạng thái khô cân được 324gr Sau khi ngâm mẫu trong nước thời gian

3 x 24h mẫu cân được 338ør Hãy xác định độ hút nước theo khối lượng và theo thể tích

Hãy xác định khối lượng thể tích của mẫu đá này

© - Độ hút nước theo khối lượng:

G,=338 gr

G=324 gr

— x100%

¿ 338-324

324

_,G H,=ở¿

x100%=4,32%

e Thể tích khối lập phương:

V=5°=125(cm’)

e Khối lượng thê tích của mẫu đá:

_G _324_ 3

= VT Ds 2,592( g/cm’)

=> Độ hút nước theo thê tích:

2600 x 125]—2,592

_| va 4 Hy= 2 x 100 %= 12448,46%

2 Để sản xuất xi măng portland nhà máy nhận được 2 loại nguyên liệu chính có thành phần hóa học như sau

Nguyên liệu | CaO(%) | MgO(%) | SiO;(%) | AbO;(%) | Fe:Os(%)

Đá vôi 48 5 § I 0.7

Dat sét 6 1 55 10 6

Hãy tính sơ bộ tỉ lệ phối hợp giữa đá vôi va đất sét để clinke xi măng có hệ số bão hòa Kin = 0.9 Kiém tra ham luong MgO trong nguyên liệu sau khi phối hợp với tỉ lệ đã tính toán

e - Gọi tỉ lệ phối hợp của đá vôi và đất sét là l-x

Theo đề bài ta có :

_ %CaO—(1,65|% AI, O,|+0,35|% Fe,O,|)

ph 2,B(% SiO,) °

« 48+6xi ~[1,65/1+ 10x) +0,35{0,7+6x)) _ 9 g

2,8 (8+55 x)

& x=0,17

Vậy tỉ lệ phối ay ti le phoi hop cua dat set va da voi la 017 hợp của đất sét và đá vôi là -T== TS 17

¢ Ham luong MgO trong nguyên liệu sau khi phối hợp với tỉ lệ đã tính

5.1+1.0,17

Mts" =4 419

1+0,17 „15

3 Cát sàng 1000ør cho kết quả phân tích như sau:

2.5 1.25 0.63 0.315 0.14

440 55 60 220 120 80

320 340 75 130 70 50

Hãy kiểm tra thành phần hạt của cát và đánh giá đặc trưng của chúng Xác định mô đun độ lớn, tỉ diện tích và đường kính trung bình của cát Biết y„c=¿ 2.65 g/cmỶ,

Y.c=¿ 1.45 g/em?, W = 2.5% Nhận xét cát có phù hợp quy chuẩn đề dùng làm vật liệu xây dựng không? Nếu không, chọn 1 loại dé điều chỉnh lại cho phủ hợp

Dựa vào số liệu đề bài cho cùng với công thức lượng sót riêng biệt:

Gi

a: (%)=— 100% G

Ta có thông tin của lượng sót riêng biệt vả tích lũy:

Cát Loại 1:

5 440 44 44

1,25 60 6 55,5 0,63 220 22 77,5 0,315 120 12 89,5

0,14 80 8 97,5 Day Sang 25 2,5 100

Cat Loai 2:

5 320 32 32 2,5 340 34 66

0,63 130 13 86,5 0,315 70 7 93,5

0,14 50 5 98,5 Day Sang 15 1,5 100

© Modul do lớn:

Cat loai 1: Ma= 49,5+55,5+ 78 +89,5+97,5 =37

Cat loai 2: Ma= sere r te ee 93,5+98,5 =42

Vậy dựa vao bang 5.5 thi:

Cat loai 1 thuéc loại cát rat to >3,5

Cát loại 2 thuộc loại cát rat to >3,5

® Tỉ diện tích S:

S- PSK (0,5 05+02,5+241,25+4g0,63+840,315+1640,14+32g<0,14)

Dựa vào đề bài ta biết được cát thuộc loại cát sông, hạt to (từ bảng 5.5) => K=l,3

Cát loại 1: S= oe 0,5.44+5,5+2.6+4.22+8.12+16.8]2,9

Cát loại 2: S= Ta 0,5.32+34+2.7,5+4.13+8.7 +16.7]2,3

® Đường kính trung bình:

| 2,5+g1,25+a0,63+a0,315+đ0,14

Dụ= 0,5

11g2,5+1,37g1,25+1,17 a0,63+0,02a0,315+0,024a0,14

,

Cat loai 1:

6 sị 5,5+6+22+12+8

ˆ~ Ý 60,5+8,22+25,74+0,24+0,192

=0,48

Cát loại 2:

~0 sj 34+7,5+13+7+7

“Ý374+10,275+15,21+0,14+0,168

=0,27

Nhận xét: Vậy cả 2 loại cát đều không phù hợp quy chuẩn đề dùng làm vật liệu xây dựng

Sửa cát loại 2:

2,5 150 15 15

1,25 250 25 40 0,63 250 25 64

0,315 200 20 85

0,14 120 12 97 Day Sang 30 3 100

* Modul do lớn:

15+40+65+85+97

— =3,0

dl 100 3,0

Vậy dựa vao bang 5.5 thi:

Cát loại 2 đã sửa thuộc loại cát to, lượng sót tích lũy trên sảng No 0,63 tir 50 - 75%

® Tỉ diện tích S:

_ 6,35.1,3 |

S= "1000 0+15+2.25+4.25+8.20+16.12]x4,3

® Đường kính trung bình:

15+25+25+20+12 165+33,75+29,25+0,4+0,288

D045)

=0,38

® Đường biểu diễn cấp phối hạt (Cát)

—

4 Sỏi sàng 3000ør cho kết quả phân tích như sau:

32 25 20 12.5 10 5

I 560 940 360 250 200 160

2 710 890 500 300 400 200

Hãy kiếm tra thành phần hạt của sỏi khô và đánh giá khả năng chịu lực đề dùng làm

bê tông xi măng không? Xác định D„„‹, D„¡„ và D trung bình? Biết y„¿=¿ 2.6 g/cm’, Yus=¿ 1.62 g/cm°?, Ws = 4% Nhận xét sỏi có phù hợp quy chuân để đùng làm vật liệu xây dựng không? Nếu không, chọn 1 loại dé điều chỉnh lại cho phủ hợp

Dựa vào số liệu đề bài cho cùng với công thức lượng sót riêng biệt:

Gi

ai (%)= ¢ 100%

Ta có thông tin của lượng sót riêng biệt vả tích lũy:

S6i loai 1:

32 560 18,7 18,7

25 940 31,3 50

20 360 12 62 12,5 250 8,3 70,3

10 200 6,7 77

5 160 5,3 82,3 Day Sang 530 17,7 100

Sói loại 2:

32 710 23,7 23,7

25 890 29,7 53,4

20 500 16,7 70,1 12,5 300 10 80,1

Day Sang

Dựa vào bảng 5.8 ta có:

Sói loại Í:

- Dna: khong c6 (vi <10% va gan 10% nhat)

- Dạ không có (vi >90% và gần 90% nhất)

- 0,5(Dmax+Dmnin)= 0%

Sói loại 2:

-_ D„„ không có (vì <10% và gần 10% nhất)

- Drin= 10% (vi >90% va gan 90% nhat)

- 0,5(Dmax+Dmin)J= 5%

Nhân xét: Vậy cả 2 loại đều không phù hợp quy chuẩn đề dùng làm vật liệu xây dựng

Sói loại 2 đã sửa:

25 1000 3 3

20 100 30 33 12,5 100 30 63

10 100 30 93

5 1100 2 95 Day Sang 600 6 46

Sói loại 2 đã sửa:

- Drx= 25% (vi <10% va gan 10% nhat)

- Drin= 10% (vi >90% va gan 90% nhat)

- 1,25D nax= 17,5%

- — 0,5(DynaxDminJ= 31,25%

Đường biểu diễn cấp phối hat (Soi)

5 Các nguồn nguyên liệu trên được dùng để xây dựng công trình xử lý nước cấp, mác bê tông M200, thi công cơ giới trong điều kiện khô nóng, công trình tiếp xúc với nước ngọt, kết cầu toàn khối có hàm lượng cốt thép

ít, chất lượng cốt liệu trung bình, thí công theo TCVN Hãy tính toán Cấp phối bê tông cần đề sử dụng xây dựng bê xử lý có kích thước 4.5 x 12 x 6m

XI măng : y„= 3.l g/cm3, yø«= l.2 ø/em3

Cát: ya= 2.65 ø/cm3, yø= 1.45 øg/cm3, W; = 2.5%

Da dam: y.n= 2.6 øg/cm3, ysø= 1.62 g/cm3, Wp = 4%

Mác 200: Rs=200: R,=300 kg/m”

Theo đề bài Mác 200 xác định theo phương pháp đẻo và cốt liệu có chất lượng trung

bình, từ bang tra 5.18 ( hệ số A,„4¡¿ có A =0,55

Ta co: R,=A.R,( X/N — 0,5)

‘>200=0,55.300| 4-05

¿>300, Ấ —1s0= 2009 N 1

¿>Ã=171 N

s* Xác định lượng nước

bảng 5.13 bảng 5.19 =‹ lượng nước xác định được là 185 lít

Từ độ sụt

Do xI măng sử dụng là xi măng Portland (PCB) lượng nước tăng thêm L0 lít

N= 185+10 = 195 lit

“* Xac dinh xi mang:

X=N A-=iX=195.1,71=333,45

s% Hệ sôœ:

Y,|X —X,]*Yii X;—X| _ 1,42 (333—300)+ 1,48350—333]

Y= X,—X, 350—300 =1,44 ,

s* Độ rỗng:

Y

R,=li-c”= 100=|1- 1,62 | 100= 37,69%

aD 2,6

“+ Luong da:

p=—1000 _ R,œ 1 3769%.14, 1000 1, =1407,79 kg

“Vop Van 162 2,6

“+ Luong cat:

› XD

Có 1000~[-ÿ—+ Y., +N) Voc

bŠ Trạng thái khô Trạng thái âm

xX=333kp XI =333 kg

€ =413,73 kg CI =C(11W,)= 1448 kg

10

N=195 lit NI =N-(C.W,+Ð.W¿) =-6470,5 lít

D = 1407,79 kg D1 =P( 1+W,) = 7035 kg

6 Hãy nhận xét và giải thích nguyên nhân céng trinh co kha nang bi ăn mòn

và giải pháp khắc phục là gì?

Khả năng ăn mòn của công trình xây dựng là mức độ mà công trình bị hao mòn, suy giảm hoặc mất đi các tính chất ban đầu do tác động của các yếu tô bên ngoài

Công trình xây dựng có khả năng bị ăn mòn do nhiều nguyên nhân khác nhau, tùy thuộc vảo loại vật liệu, môi trường xung quanh, thời gian sử dụng và cách bảo trì Một

sô nguyên nhân phô biên gây ăn mòn cho công trình xây dựng là:

Ảnh hưởng của nước, đặc biệt là nước biến, nước mưa, nước ngầm, nước thải, nước rỉ

từ ống nước hoặc máy lạnh Nước có thể xâm nhập vào các khe nứt, lỗ rỗng, gây âm ướt, phông rộp, bong tróc, mốc, rêu, rỉ sét, hoặc phản ứng hóa học với các thành phần trong vật liệu, làm giảm độ bền và thâm mỹ của công trình

Ảnh hưởng của không khí, đặc biệt là không khí ô nhiễm, chứa nhiều khí độc như CO,

SO;, NO,, Os, hoặc các hạt bụi, khói, sương muối Không khí có thê gây oxi hóa, ăn mòn, hoặc phản ứng hóa học với các vật liệu xây đựng, làm thay đổi màu sắc, kết cấu, tính chất cơ học và hóa học của chúng

Ảnh hưởng của nhiệt độ, đặc biệt là nhiệt độ cao hoặc thay đổi đột ngột Nhiệt độ có thê gây nứt, co ngót, giãn nở, hoặc biến dạng cho các vật liệu xây dựng, làm mất cân bằng cấu trúc và hình dạng của công trình

Ảnh hưởng của tải trọng, đặc biệt là tải trọng vượt quá khả năng chịu lực của vật liệu hoặc thiết kế Tải trọng có thể gây cong vênh, lún, sụt, hoặc gãy vỡ cho các bộ phận công trinh, làm giảm độ an toàn va ôn định của công trinh

Đề khắc phục và phòng ngừa ăn mòn cho công trình xây dựng, có thể áp dụng một số giải pháp sau:

Chọn loại vật liệu phù hợp với môi trường xây dựng, có khả năng chống ăn mòn, chịu được các yếu tô bên ngoài, có độ bền cao và để bảo trì Ví dụ: sử dụng bê tông cốt thép, gạch men, sơn chống thấm, chống nóng, chống ăn mòn, vật liệu nhựa, vật liệu composite, vật liệu nano, v.v

11

Thiết kế công trình hợp lý, đảm bao tính thâm mỹ, kỹ thuật, an toàn và bền vững Ví

dụ: tính toán chính xác tải trọng, độ cứng, độ déo, độ ôn định, độ bền của các bộ phận công trình, tránh sử dụng các chị tiết phức tap, khó kiêm tra, khó sửa chữa, v.v

Thực hiện bảo trì, bảo đưỡng, kiểm tra, sửa chữa định kỳ và kịp thời cho công trình xây dựng Ví dụ: vệ sinh, lau chùi, sơn phủ, thay thế, bổ sung, cải tạo các bộ phận bị

hư hỏng, ăn mòn, lão hóa, v.v

Áp dụng các biện pháp bảo vệ, cải thiện, tăng cường khả năng chống ăn mòn cho công trình xây dựng VÍ dụ: sử dụng các vật liệu phủ, chống ăn mòn, chống thấm, chống nóng, chống oxi hóa, chống phản ứng hóa học, v.v

12