Bài giảng Vật liệu xây dựng

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP. ĐÀ NẴNG 
TRƯỜNG TRUNG CẤP CHUYÊN NGHIỆP 
Ý VIỆT 
BÀI GIẢNG 
VẬT LIỆU XÂY DỰNG 
Năm 2012 
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRƯỜNG 
TCCN Ý VIỆT 
- 0 - 
MỤC LỤC 
ĐỀ CƯƠNG ......1 
CHƯƠNG MỞ ĐẦU ....7 
CHƯƠNG 1: CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU .9 
1.1. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CHỦ YẾU .....9 
1.2. CÁC TÍNH CHẤT CƠ HỌC CHỦ YẾU ..17 
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU ĐÁ THIÊN NHIÊN ....23 
2.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ..23 
2.2. THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT VÀ CÔNG DỤNG CỦA ĐÁ ......24 
2.3. SỬ DỤNG ĐÁ ..27 
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU GỐM XÂY DỰNG ....29 
3.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ..29 
3.2. NGUYÊN LIỆU VÀ SƠ LƯỢC QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO .30 
3.3. CÁC LOẠI SẢN PHẨM GỐM XÂY DỰNG ...31 
CHƯƠNG 4: CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ ....37 
4.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI .....37 
4.2. VÔI RẮN TRONG KHÔNG KHÍ .....37 
4.3. THẠCH CAO XÂY DỰNG ...40 
4.4. XI MĂNG POOCLĂNG ....42 
4.5. CÁC LOẠI XIMĂNG KHÁC ....53 
CHƯƠNG 5: BÊ TÔNG ....62 
5.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ..62 
5.2. VẬT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG NẶNG 63 
5.3. CÁC TÍNH CHẤT CHỦ YẾU CỦA HỖN HỢP BÊTÔNG&BÊTÔNG ...........69 
5.4. TÍNH TOÁN THÀNH PHẦN BÊTÔNG NẶNG .78 
5.5. MỘT SỐ LOẠI BÊ TÔNG KHÁC ...84 
ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP ....91 
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT 
- 7 - 
CHƢƠNG MỞ ĐẦU 
I. Tầm quan trọng của vật liệu: 
Trong mọi hoạt động xây dựng thì bao giờ vật liệu cũng đóng vai trò chủ yếu.Vật liệu 
quyết định chất lượng, mỹ thuật, giá thành và cả thời gian thi công công trình. 
 Thông thường chi phí về vật liệu rất lớn trong tổng giá thành xây dựng: đối với các 
công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp nó chiếm khoảng 75 - 80 %, đối với các công 
trình giao thông 70 - 75%, đối với các công trình thuỷ lợi: 50- 55%, còn lại là chi phí về 
nhân công, máy xây dựng, chi phí quản lý và chi phí khác v.v 
II. Sơ lƣợc hình thành phát triển ngành sản xuất vật liệu xây dựng: 
 Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung, ngành vật liệu xây dựng 
cũng đã phát triển từ thô sơ đến tinh vi, từ giản đơn đến phức tạp, chất lượng cũng được 
ngày càng nâng cao. 
 Từ xưa loài người đã biết dùng những loại vật liệu đơn giản có sẵn trong tự nhiên 
như: đất, rơm rạ, đá, gỗ để xây nhà cửa, cung điện, cầu cống. Ở những nơi xa núi đá, 
người ta đã biết dùng gạch mộc, rồi dần dần về sau đã biết dùng gạch ngói bằng đất sét 
nung. Để gắn các viên gạch, đá rời rạc lại với nhau người ta dùng chất kết dính như: vôi, 
thạch cao. Do nhu cầu xây dựng trong nước, người ta đã dần dần nghiên cứu tìm ra những 
chất kết dính mới có khả năng rắn trong nước như : hỗn hợp gồm vôi rắn trong không khí 
với chất phụ gia hoạt tính, sau đó phát minh ra vôi thuỷ và đến đầu thế kỷ 19 thì phát minh 
ra ximăng Pooclăng. Đến thời kỳ này người ta cũng đã sản xuất và sử dụng nhiều loại vật 
liệu kim loại: bêtông cốt thép, bêtông dự ứng lực trước, bêtông dự ứng lực sau, gạch silicát 
v.v 
Kỹ thuật sản xuất và sử dụng vật liệu trên thế giới vào những năm cuối cùng của thế kỷ 
20 này đã đạt đến trình độ cao, nhiều phương pháp và công nghệ tiên tiến được áp dụng 
như: nung vật liệu bằng lò tuy nen, nung xi măng bằng lò quay với nhiên liệu lỏng hoặc khí, 
sản xuất cấu kiện bêtông dự ứng lực trước với kích thước lớn, sản xuất vật liệu ốp lát gốm 
granite bằng phương pháp ép bán khô. 
 Ở Việt Nam từ xưa có những công trình bằng gỗ, gạch đá xây dựng rất tinh vi, ví dụ: 
công trình đá thành Nhà Hồ (Thanh Hoá), công trình đất Cổ Loa (Đông Anh - Hà Nội). 
Nhưng trong suốt thời kỳ phong kiến thực dân thống trị, kỹ thuật về vật liệu xây dựng 
không được đúc kết, đề cao và phát triển, sau chiến thắng thực dân Pháp (1945) và nhất là 
kể từ khi Ngành Xây dựng Việt Nam ra đời (29.4.1958) đến nay Ngành công nghiệp vật 
liệu xây dựng đã phát triển nhanh chóng. Trong 40 năm từ những vật liệu xây dựng truyền 
thống như: gạch, ngói, đá, cát, ximăng, ngày nay ngành vật liệu xây dựng Việt Nam đã bao 
gồm hàng trăm chủng loại khác nhau: từ vật liệu thông dụng nhất đến vật liệu cao cấp với 
chất lượng tốt, có đủ các mẫu mã, kích thước, màu sắc đáp ứng nhu cầu xây dựng trong 
nước và hướng ra xuất khẩu. 
 Nhờ có đường lối của Đảng, ngành vật liệu xây dựng đã chuyển sang một bước ngoặc 
mới, phát huy tiềm năng, nội lực sử dụng nguồn tài nguyên phong phú, đa dạng với sức lao 
động dồi dào, hợp tác liên doanh, liên kết trong và ngoài nước, ứng dụng công nghệ tiên 
tiến của thế giới vào hoàn cảnh cụ thể của nước ta. Đầu tư, liên doanh với nước ngoài xây 
dựng nhiều nhà máy mới trên khắp ba miền như : ximăng Bút Sơn (1,4 triệu tấn/năm), 
ximăng Nghi Sơn (2,27 triệu tấn/năm), ximăng Sao Mai (1,76 triệu tấn/năm)Về gốm sứ 
xây dựng có nhà máy ceramic Hữu Hưng, Thanh Thanh, Thạch Bàn, Việt Trì, Đà Nẵng, 
Đồng TâmVề kính xây dựng có nhà máy kính Đáp Cầu, với sản phẩm kính phẳng dày 2 - 
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT 
- 8 - 
5 mm, kính phản quang, kính màu, kính an toàn, gương soi đã đạt sản lượng 5,3 triệu m2 
trong năm 1997. 
III. Phân loại vật liệu xây dựng: 
Vật liệu xây dựng có nhiều loại, nhưng đều nằm trong 3 nhóm sau đây. 
1. Vật liệu vô cơ: 
 Vật liệu vô cơ bao gồm các loại vật liệu đá thiên nhiên, các vật liệu nung, các loại 
chất kết dính vô cơ, bêtông, vữa, các loại vật liệu đá nhân tạo không nung vv 
 2. Vật liệu hữu cơ: 
 Bao gồm các loại vật liệu gỗ, tre, các loại bitum và guđrông, vật liệu keo và chất 
dẻo, các loại sơn và vécni vv 
 3. Vật liệu kim loại: 
 Bao gồm các loại vật liệu và sản phẩm bằng gang, thép, các loại vật liệu bằng kim 
loại màu và hợp kim. 
 Mỗi loại vật liệu có thành phần, cấu tạo và đặc tính riêng biệt, do đó phạm vi nghiên 
cứu của môn học rất rộng. Tuy nhiên là môn học cơ sở, nhiệm vụ chủ yếu của môn học là 
nghiên cứu các tính năng của vật liệu, cách sử dụng hợp lý các loại vật liệu và sản phẩm, 
đồng thời có đề cập sơ bộ đến nguyên liệu, thành phần, dây chuyền công nghệ có ảnh 
hưởng nhiều đến tính năng của chúng. 
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT 
- 9 - 
CHƢƠNG 1: CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU 
1.1. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CHỦ YẾU 
1.1.1. Khối lƣợng riêng 
a) Định nghĩa: Khối lượng riêng (KLR) của vật liệu là khối lượng của một đơn vị thể 
tích vật liệu ở trạng thái hoàn toàn đặc (không có lỗ rỗng). 
 - KLR của vật liệu được ký hiệu bằng a (g/cm
3
, kg/lít, kg/m
3, tấn/m3) 
 - Khối lượng của vật liệu ở trạng thái khô ký hiệu bằng Ga (g, kg, tấn). 
 - Thể tích hoàn toàn đặc của vật liệu ký hiệu bằng Va (cm
3
, m
3
,lít) 
V
G
a
a
a
  
Chú ý: Trạng thái khô là trạng thái vật liệu được sấy 
khô ở nhiệt độ 1050C 
b) Cách xác định: 
- Việc xác định khối lượng của vật liệu được thực 
hiện bằng cách sấy mẫu thí nghiệm ở nhiệt độ 1050C -
110
0C cho tới khi khối lượng không đổi rồi cân chính 
xác đến khối lượng 0,1g. 
- Thể tích đặc của vật liệu thì tuỳ theo từng loại 
vật liệu mà có cách xác định khác nhau. 
+ Với vật liệu (thép, kính...) có hình dạng hình học 
rõ ràng ta đo chính xác 0,1mm rồi dùng công thức 
hình học ta tính ra Va 
Ví dụ: Hình nón: Va = ( R
2
h)/3 
 Hình cầu : 
3
R4
V
3
a
+ Với vật liệu đặc nhưng không có hình dạng hình 
học rõ ràng thì ta thả vật liệu vào bình chất lỏng, khi đó 
thể tích chất lỏng dâng lên chính là thể tích của vật liệu 
đặc. Với vật liệu rỗng (gạch, đá, bê tông...) thì Va được 
xác định bằng phương pháp bình tỷ trọng. Mẫu được 
sấy khô rồi nghiền nhỏ, sàng qua sàng tiêu chuẩn 
(< 0,2mm), cân khối lượng bột vật liệu được G1, cho 
bột vật liệu vào bình tỷ trọng (hình 1.1), nếu chất lỏng 
trong bình là V1 sau khi cho bột vật liệu vào mức chất 
lỏng dâng tới V2 đem cân lượng bột vật liệu còn lại 
được G2 khi đó: 
VV
GG
21
21
a
  ; g/cm3 
Lƣu ý: Chất lỏng dùng để thí nghiệm không có phản ứng hoá học với vật liệu. 
Ví dụ: Xác định thể tích đặc của bột ximăng ta dùng xăng không được dùng nước. 
- KLR của vật liệu phụ thuộc vào thành phần hoá học, khoáng vật và cấu trúc của vật 
liệu. 
Hình 1-1 Bình tỷ trọng 
xác định khối lượng riêng 
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT 
- 10 - 
- Giá trị KLR của vật liệu biến đổi trong phạm vi hẹp, đặc biệt những vật liệu cùng loại 
có KLR tương tự nhau. 
Ví dụ: + Gạch đất sét: a = 2,65 g/cm
3
 + Bê tông xi măng: a = 2,6 g/cm
3
 + Cát: a = 2,6 g/cm
3
 - Ngoài ra KLR được ứng dụng để phân biệt những vật liệu khác nhau và tính toán 
thành phần của một số loại vật liệu như: vữa, bê tông. 
1.1.2. Khối lƣợng thể tích 
a) Định nghĩa: Khối lượng thể tích của vật liệu (KLTT) là khối lượng của một đơn vị 
thể tích vật liệu ở trạng thái tự nhiên (kể cả các lỗ rỗng). 
 - KLTT được ký hiệu bằng 0 
V
G
0
a
0
  , (g/cm3, kg/lít, kg/m3, tấn/m3) 
 Trong đó: - Ga là khối lượng vật liệu ở trạng thái khô (g, kg, tấn) 
- V0 là thể tích tự nhiên của vật liệu (cm
3
, dm
3
, lít, m
3
) 
b) Cách xác định: 
- Xác định khối lượng của vật liệu được thực hiện bằng cách sấy mẫu thí nghiệm ở nhiệt 
độ 1050C -1100C cho đến khi khối lượng không đổi rồi cân chính xác đến 0,1 g. 
- Thể tích tự nhiên của vật liệu thì tuỳ theo hình dáng của mẫu thí nghiệm mà ta có 
phương pháp xác định khác nhau. 
+ Với mẫu có hình dạng hình học rõ ràng ta đo chính xác đến 0,1 mm rồi dùng công 
thức hình học tính được V0. 
+ Với mẫu không có hình dạng hình học rõ ràng thì ta dùng phương pháp chiếm chỗ 
trong chất lỏng như sau: Sau khi sấy khô cân mẫu được G1, lấy parafin đun chảy rồi nhúng 
mẫu vào parafin để parafin bao bọc quanh mẫu sau đó cân mẫu được G2. Sau đó thả mẫu 
vật liệu vào bình chất lỏng. Mức chất lỏng ban đầu là V1, khi cho mẫu vật liệu đã bao bọc 
parafin vào, mức chất lỏng dâng lên là V2, thể tích parafin bọc quanh mẫu vật liệu là Vp. 
Khi đó thể tích tự nhiên của vật được tính như sau: 
V0= V2- V1- Vp 
 Trong đó: 

op
12
p
GG
V ; cm
3
, với op: Khối lượng thể tích của parafin op = 0,9 g/cm
3 
+ Đối với vật liệu liệu rời:(ximăng, cát, sỏi,...) thì ta đổ vật liệu đã sấy khô từ một chiều 
cao nhất định xuống một cái ca có thể tích biết trước, rồi cân vật liệu ở trong ca, khối lượng 
thể tích sẽ bằng: 
V
G
0
a
0
  , (g/cm3, kg/lít) 
- Khối lượng thể tích phụ thuộc vào loại vật liệu,. cấu tạo của vật liệu, với vật liệu cùng 
loại nhưng cấu tạo (đặc, rỗng) khác nhau thì giá trị khối lượng thể tích cũng khác nhau. 
- Giá trị KLTT của vật liệu xây dựng biến đổi trong phạm vi rộng 
 Ví dụ: + Bêtông nặng o = 2400 kg/m
3 
 + Gạch đặc o = 1700 - 1900 kg/m
3 
 + Bê tông nhẹ o = 1000 kg/m
3
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT 
- 11 - 
 + Gạch rỗng o = 1200-1500 kg/m
3
- Dựa vào KLTT của vật liệu có thể phán đoán được một số tính chất như: cường độ, độ 
rỗng, độ đặc, khả năng hút nước, ...Ngoài ra KLTT còn được sử dụng để tính toán trọng 
lượng bản thân của kết cấu, tính cấp phối cho bê tông, vữa, lựa chọn phương tiện vận 
chuyển... 
1.1.3. Độ đặc và độ rỗng 
 a) Độ đặc: là tỷ số giữa thể tích đặc với thể tích tự nhiên của vật liệu 
- Độ đặc được ký hiệu bằng: đ và được xác định theo công thức: 
%100
V
V
d
0
a hoặc %100
a
0
d 


 , 
Trong đó: Va: Thể tích hoàn toàn đặc của vật liệu 
 V0: Thể tích tự nhiên của vật liệu 
- Đa số các loại vật liệu đều có độ đặc < 100%, riêng một số loại vật liệu như thép, 
kính... thì đ = 100%. 
 - Độ đặc của vật liệu phụ thuộc vào mức độ rỗng của vật liệu và biến đổi trong phạm 
vi rộng. 
 - Thông qua độ đặc của vật liệu có thể dự đoán được một số tính chất của vật liệu 
như: cường độ chịu lực, khả năng cách nhiệt, âm, mức độ hút nước... 
b) Độ rỗng: là tỷ số giữa thể tích rỗng với thể tích tự nhiên của vật liệu 
- Độ rỗng được ký hiệu là: r 
%100
V
V
r
0
r 
 Chú ý: độ rỗng luôn < 1 trừ kính, thép 
 Trong đó: Vr: Thể tích của tất cả các lỗ rỗng trong vật liệu 
 V0 : Thể tích tự nhiên của vật liệu 
- Lỗ rỗng trong vật liệu bao gồm lỗ rỗng kín và lỗ rỗng hở: 
 + Lỗ rỗng hở: là lỗ rỗng thông với môi trường bên ngoài.Vật liệu chứa nhiều 
lỗ rỗng hở thì hút ẩm và hút nước cao. 
 + Lỗ rỗng kín: là lỗ rỗng không thông với môi trường bên ngoài. Vật liệu 
chứa nhiều lỗ rỗng kín thì cách nhiệt tốt. 
 - Độ rỗng của vật liệu biến động trong phạm vi rộng. 
Ví dụ: + Gạch đất sét đặc r = 15-20%; kính r = 0,2% 
 + Gạch đất sét rỗng r = 30-50%; bê tông nặng r = 
5-10% 
 - Cũng giống như độ đặc thông qua độ rỗng có thể dự đoán được một số tính chất 
của vật liệu như: cường độ chịu lực, khả năng cách nhiệt, độ hút nước... 
 * Mối quan hệ giữa KLR, KLTT và độ đặc, độ rỗng: 
 + Đối với vật liệu hoàn toàn đặc thì o = a , đ = 1, r = 0 
Ví dụ: nhựa đường, thuỷ tinh, parafin, thép 
 + Đối với vật liệu rỗng thì o 0 
Ví dụ: gạch, đá, bêtông, gỗ....... 
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT 
- 12 - 
 Giá trị o và a của vật liệu càng chênh lệnh thì vật liệu đó càng rỗng. 
1.1.4. Các tính chất của vật liên quan đến nƣớc 
 a) Độ ẩm: là chỉ tiêu đánh giá lượng nước có thật Gn trong vật liệu tại thời 
điểm thí nghiệm. Là tỷ số giữa khối luợng nước có trong vật liệu với khối lượng vật liệu 
khô. 
 - Độ ẩm được ký hiệu là W và được xác định theo công thức: 
%100%100
G
GG
G
G
W
k
kam
k
n 
Trong đó: + Gn: là khối lượng nước có trong vật liệu do hút ẩm trong không khí tại thời 
điểm thí nghiệm 
 + Gam Ga: là khối lượng vật liệu khi ẩm và khi khô 
- Cách xác định độ ẩm của vật liệu: Ta lấy vật liệu trong không khí đem ra cân được 
Gam. Mang mẫu này sấy khô ở nhiệt độ 105
0
C-110
0C cho tới khối lượng không đổi khi đó 
xác định khối lượng của mẫu tại thời điểm đó là Ga, rồi dùng công thức tính độ ẩm để tính. 
 - Trong không khí vật liệu có thể hút hơi nước của môi trường vào trong các lỗ rỗng 
và ngưng tụ thành pha lỏng. Đây là quá trình thuận nghịch, hiện tưọng này xảy ra hoàn toàn 
tự nhiên mà không có sự tác động nào. 
 - Trong cùng một điều kiện môi trường nếu vật liệu càng rỗng thì độ ẩm càng cao. 
Đồng thời độ ẩm còn phụ thuộc vào bản chất vật liệu và đặc tính của lỗ rỗng. Ở môi trường 
không khí khi áp lực hơi nước tăng (độ ẩm tương đối của không khí tăng) thì độ ẩm của vật 
liệu tăng. 
 Khi độ ẩm của vật liệu tăng làm thể tích của vật tăng, khả năng thu nhiệt cũng tăng 
nhưng cường độ chịu lực và khả năng cách nhiệt giảm đi. 
 b) Độ hút nƣớc: 
 - Độ hút nước của vật liệu là khả năng hút và giữ nước của nó ở điều kiện thường và 
được xác định bằng cách ngâm mẫu vào trong nước ở nhiệt độ 20 50C. Trong điều kiện 
đó nước có thể chui vào các lỗ rỗng hở. Do đó, thông thường độ hút nước luôn nhỏ hơn độ 
rỗng của vật liệu. 
 Ví dụ: độ rỗng của bêtông nhẹ có thể là 50-60% nhưng độ hút nước của nó chỉ đến 
20-30% 
 - Độ hút nước được xác định theo khối lượng và theo thể tích. 
 + Độ hút nước theo khối lượng: ký hiệu là Hp (%) là tỷ số giữa khối lượng 
nước mà vật liệu hút vào với khối lượng của vật liệu khô: 
%100%100
G
GG
G
G
H
a
au
a
n
p
+ Độ hút nước theo thể tích: ký hiệu: Hv (%) là tỷ số giữa thể tích nước mà vật liệu 
hút vào Vn với thể tích tự nhiên V0 
%100%100
ana
au
0
n
v
V
GG
V
V
H 

Trong đó: + Gn, Vn là khối lượng và thể tích nước mà vật đó đã hút 
 + an là khối lượng riêng của nước = 1g/cm
3 
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT 
- 13 - ...  lò cao nghiền mịn và nước. 
 Hỗn hợp bọt được chế tạo từ chất tạo bọt như alumosunfonaftan, keo nhựa 
thông và các chất tạo bột tổng hợp. 
 Tính chất: tínhchất củ bêtông bọt tương tự như bêtông khí nhưng lỗ rỗng của 
chúng lớn hơn khả năng cách nhiệt kém hơn,. Hệ số dẫn nhiệt của bêtông bọt dao động từ 
0,08-0,6kcal/m.
o
C.h. 
5.5.2. Bêtông bền axit 
 a) Nguyên vật liệu chế tạo 
 Chất kết dính trong bêtông bền axit là thuỷ tinh lỏng- loại silicat natri hoặc kali ở 
dạng lỏng có khối lượng riêng khoảng 1,4 kg/l. 
 Chất độn là bột khoáng bền axit nghiền từ cát thchj anh tinh khiết, bazan và đi aba. 
 Chất đóng rắn thường là floruasilicat natri (Na2SiF6) 
 Cốt liệu dùng cho bêtông bền axit là cát thạch anh, đá dăm nghiền từ đá granit, 
anđêzit vv..thành phần hạt phải đảm bảo để chế tạo bêtông có độ đặc cao. 
 b) Tính chất 
 Bêtông bền axit khá bền vững với axit đậm đặc, kém bền vững với dung dịch kiềm. 
Nước có thể phá huỷ bêtông bền axit trong vòng 5 ÷10 năm. 
 Bêtông bền axit được dùng làm lớp bảo vệ cho bêtông cốt thép và kim loại, xây dựng 
các bể chứa, đường ống các thiết bị khác trong công nghiệp hoá học, thay thế cho các loại 
vật liệu đắt tiền như chì lá, gốm chịu axit. 
5.6. BÀI TẬP 
5.6.1. Tính toán kiểm tra thành phần cấp phối cát, đá dùng cho bêtông. 
5.6.2. Thiết kế thành phần bêtông nặng. 
5.6.3. Tính toán thành phần bêbông nặng theo vật liệu ở hiện trƣờng. 
BÀI TẬP CHƢƠNG 5 
Bài 5.1: Kiểm tra thành phần hạt của hai loại cát dựa vào kết quả sàng phân tích 
1000g cát khô mỗi loại cho ở bảng 1 dưới đây. Căn cứ vào qui phạm của nhà nước TCVN 
1770-86 đối với cấp phối liên tục của cát dùng để chế tạo bêtông nặng. 
 Bảng 1 
Loại 
cát 
Lƣợng sót riêng biệt (gam) trên sàng 
5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT 
- 86 - 
1 0 160 240 320 210 70 
2 93 137 421 219 100 20 
Bài 5.2: Thí nghiệm sàng 3 kg đá (khô) trên sàng tiêu chuẩn. Biết lượng sót riêng biệt 
(gam) cho trong bảng 2 như sau: 
 Bảng 2 
Lƣợng sót riêng biệt (gam) trên sàng 
Cỡ sàng 70 40 20 10 5 
Lƣợng sót 90 60 120 2550 180 
Xác định lượng sót riêng biệt, lượng sót tích luỹ, Dmax , Dmin và kiểm tra thành phần 
hạt của chúng theo yêu cầu của cấp phối 
Bài 5.3: Cho số liệu như ở trong bảng 3. Với mỗi loại cát hãy xác định luợng sót riêng 
biệt trên mỗi cỡ sàng tiêu chuẩn, kiểm tra thành phần hạt theo yêu cầu của cấp phối liên tục 
tiêu chẩn. 
 Bảng 3 
Loại cát 
Lƣợng sót riêng biệt (gam) trên sàng 
5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 
1 0 16 40 70 88 97 
2 9 37 70 86 100 - 
Bài 5.4: Hãy thiết kế sơ bộ thành phần một loại bêtông nặng mác 300 dùng cho kết 
cấu lớn không có cốt thép, công trình không tiếp xúc với nước ngầm. Vật liệu sử dụng có 
những đặc trưng kỹ thuật sau: 
 - Ximăng pooclăng (cứng); ax =3100 kg/m
3
 - Cát có Nyc = 7,8%, chất lượng chung bình, thành phần hạt và hàn lượng tập chất 
hợp quy phạm; ac = 2600 kg/m
3
 - Đá dăm granit Rn = 1300kG/cm
2
 , Dmax = 40mm, ođ = 1500kg/m
3
 ; rđ = 40% , cấp 
phối hợp quy phạm, tạp chất không đáng kể. 
 Bêtông thi công cơ giới, điều kiện khí hậu tốt. 
Bài 5.5: Thiết kế sơ bộ thành phần một loại bêtông nặng mác 200 dùng cho kết cấu 
móng nhà công nghiệp tác dụng của nước ngầm có tính ăn mòn mạnh, hàm lượng cốt thép 
> 1%. Công trình thi công bằng cơ giới và dùng các loại vật liệu như sau: 
 - Ximăng pooclăng puzôlan PP400(cứng); ax = 2900 kg/m
3
 - Đá dăm từ đá vôi canxit Rn = 800 kG/cm
2
, ađ
= 2600 kg/m
3
, ođ = 1600 
kg/m
3
 , Dmax = 40mm. Đá sạch, cấp phối hợp quy phạm. 
 - Cát vàng Nyc = 7%, ac = 2650kg/m
3
 , tạp chất ít, cấp phối hợp quy phạm. 
 - Nước máy thành phố đã sử lí sạch. 
Bài 5.6: Tính toán dự trù sơ bộ lượng vật liệu để thi công 2000 m3 bêtông móng đập 
tràn cho công trình thuỷ điện Ialy (Tây Nguyên) theo các tài liệu sau đây: 
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT 
- 87 - 
- Bêtông khối lớn không có cốt thép; mác bêtông 250. 
- Nước môi trường không chứa muối ăn mòn. 
- Ximăng poóclăng puzolan PP400 (cứng), γax = 2850kg/m
3
. 
- Cát vàng: Nyc = 6%, γac = 2600kg/m
3, sạch, cấp phối tốt. 
- Đá bazan nghiền: Rđ = 3000kG/cm
2
, Dmax = 80mm, γ0đ =1600kg/m
3
, rđ = 40%, cấp 
phối hợp qui phạm. 
- Nước sông sạch không lẫn tạp chất. 
- Thi công cơ giới, thời tiết thuận lợi. 
Bài 5.7: Một loại bêtông nặng sau khi tính toán sơ bộ có lượng dùng vật liệu cho 1m3 
bêtông là: X = 320kg, N = 195l, C = 580kg, Đ = 1350kg. sau khi kiểm tra độ dẻo bằng thí 
nghiệm hình nón cụt tiêu chuẩn, kỹ thuật viên phải tăng 12% lượng dùng nước và 12% 
lượng dùng ximăng mới đạt SNyc. Hãy tính lượng dùng vật liệu đủ cho thí nghiệm kiểm tra 
cường độ bêtông. Biết γax = 3100kg/m
3, γan = 980kg/m
3
. 
Bài 5.8: Một loại bêtông nặng có lượng dùng vật liệu khi thí nghiệm kiểm tra độ dẻo 
như sau: x = 3,2kg; n = 1,9l; c = 5,72kg; đ 
= 13,5kg. 
kỹ thuật viên thí nghiệm quyết định tăng thêm 10% ximăng để đảm bảo an toàn cho 
mác thiết kế. Hãy tính lại cấp phối bêtông và cho biết nếu sử dụng cấp phối bêtông trên cho 
một công trình có dung tích tổng hợp là 100m3 bêtông thì lượng ximăng sẽ phải tiêu phí 
thêm là bao nhiêu theo quyết định của kỹ thuật viên này? 
Cho biết: γax = 3.1T/m
3; γan = 1000kg/m
3; γac = 2.6T/m
3; γađ = 2.5T/m
3
. 
Bài 5.9: Tính toán lượng dùng vật liệu thực tế cho một mẻ trộn của máy trôn bêtông 
Vm = 425lít, nếu lượng dùng vật liệu khô cho 1m
3
 bêtông theo thiết kế là X = 312kg, N = 
182l, C = 612kg, Đ = 1296kg. Tại công trường vật liệu có độ ẩm Wc = 2% và Wđ = 0.5%. 
Hệ số sản lượng bêtông β theo thí nghiệm xác định được là 0,70. 
Bài 5.10: Đội thi công công trường B nhận được cấp phối bêtông theo thiết kế là: 
1 : x : y = 1 : 1,8 : 4,2. tỉ lệ N/X = 0,70. Tại hiện trường độ ẩm của cát và đá lần lược là 2% 
và 1%. Hãy tính lượng dùng vật liệu cho 1m3 bêtông thực tế tại hiện trường khi các số liệu 
thí nghiệm xác định được là: 
γ0c = 1,5g/cm
3
, γac=2,5g/cm
3
. 
γ0đ = 1,6g/cm
3
, γađ = 2,6g/cm
3
. 
 γ0x = 1,2g/cm
3
, γax = 3,0g/cm
3
. 
 γ0n = γan = 1T/m
3
. 
Bài 5.11: Hổn hợp bêtông sau khi đầm chặt có khối lượng thể tích là 2420kg/m3. Tỉ lệ 
thành phần vật liệu 1 : x : y = 1 : 2 : 4. Tỉ lệ N/X = 0,50. Đá dăm có r = 36% và 
γađ = 2600kg/m
3. Hãy tính thành phần cấp phối bêtông trên theo khối lượng và xác định hệ 
số dư vữa α của bêtông? 
Bài 5.12: Một mét khối hổn hợp bêtông thực tế sau khi đầm chặt dùng lượng vật liệu 
như sau: X = 300kg; C = 685kg; Đ = 1200kg; N = 165lít.Khối lượng riêng của nó như sau: 
γax = 3,1kg/l; γađ = 2,6kg/l; γac = 2,65kg/l. Tính hệ số lèn chặc của hổn hợp bêtông. 
Bài 5.13: Theo thiết kế 1m3 bêtông phải dùng lượng vật liệu như sau: X = 300kg; 
C = 685kg; Đ = 1200kg; N = 186 lít. Khối lượng riêng của vật liệu là: γax = 3100kg/m
3
; 
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT 
- 88 - 
γađ = 2610kg/m
3; γac = 2650kg/m
3; γan = 1000kg/m
3. Quá trình thi công, do đầm chặt không 
kĩ trong bêtông mới đổ khuôn còn 3% bọt khí chưa thoát ra hết. Hãy tính xem những người 
thi công công trình 1000m
3
 bêtông này đã bớt đi bao nhiêu vật liệu so với dự toán ban đầu? 
Khối lượng thể tích bêtông mới bay giờ là bao nhiêu? 
Bài 5.14: Tính lượng vật tư cần để đổ 4 dầm bêtông kích thước 200x200x3500mm 
nếu theo thiết kế kỹ thuật cấp phối bêtông là 1 : x : y = 1 : 2,1 : 3,5; tỉ lệ N/X = 0,70; hổn 
hợp bêtông sau khi đầm chặt có γ0b = 2400kg/m
3. Độ ẩm của cát và đá xác định được Wc = 
3% và Wđ = 1%. 
Bài 5.15: Một loại bêtông nặng theo thiết kế có lượng dùng vật liệu cho 1m3 hổn hợp 
bêtông là: X = 300kg; C = 685kg; Đ = 1200kg; N = 185lít. Vật liệu dùng chế tạo bêtông có 
các chỉ tiêu: 
Nước: γ0n = γan = 1,00g/cm
3 
Ximăng: γ0x = 1,2g/cm
3 γax = 3,1g/cm
3
Cát: γ0c = 1,60g/cm
3 γac = 2,65g/cm
3
Đá: γ0đ = 1,56g/cm
3 γađ = 2,61g/cm
3 
Khi thi công người ta đúc 3 mẫu để thử cường độ tiêu chuẩn của bêtông và xác định 
được các số liệu: 
kgGkhuon 18  
 kgG maukhuon 900,72  
 Hãy xác định hệ số sản lượng β của loại bêtông này? 
Bài 5.16: Một loại bêtông nặng có tỉ lệ dùng vật liệu theo thiết kế là 
1 : x : y=1 : 2,2 : 4; tỉ lệ N/X = 0.80. Lượng nước dùng cho mỗi mét khối bêtông là 240lít. 
Bêtông dùng cốt liệu chất lượng trung bình, ximăng poóclăng P400(cứng). Sau khi đưa máy 
trộn và máy đầm vào thi công thay cho thủ công, người ta giảm độ dẻo của hổn hợp bêtông 
xuống do đó lượng nước trộn giảm đi 15%. Hỏi khi đó nếu không giảm lượng ximăng thì 
mác bêtông tăng bao nhiêu phần trăm? Nếu giữ nguyên mác bêtông thì mỗi mét khối 
bêtông sẽ tiết kiệm được bao nhiêu ximăng nhờ đưa cơ giới vào thi công? 
Bài 5.17: Một loại bêtông nặng có thành phần cấp phối 1 : x : y = 1 : 2 : 4 theo khối 
lượng. Tỉ lệ N/X = 0.70. Khối lượng riêng của các vật liệu thành phần ximăng, cát, đá, nước 
lần lượt là 3,1; 2,55; 2,6; 0,98T/m3. Sau khi đầm chắc bêtông còn chứa 4% bọt khí. Trong 
quá trình rắn chắc, bêtông co ngót 1% và có 20% lượng nước (tính theo khối lượng ximăng) 
tham gia vào cấu trúc đá ximăng trong bêtông. Hãy xác định khối lượng thể tích tiêu chuẩn 
của đá bêtông, độ đặc, độ rỗng và khối lượng riêng của nó? 
Bài 5.18: Một loại bêtông nặng có thành phần cấp phối như sau:X = 300kg; N =180lít; 
C = 358kg; Đ = 1260kg. Bêtông dùng cốt liệu chất lượng trung bình và ximăng poóclăng 
P400 (mác cứng). Bằng thực nghiệm thấy, nếu thêm vào hỗn hợp bêtông 0,2% chất phụ gia 
tăng dẻo CCB thì có thể giảm 10% lượng nước nhào trộn mà vẫn giữ nguyên độ dẻo của 
hỗn hợp bêtông. 
Hãy xác định % của hỗn hợp bêtông sau khi đầm chặc và Rb tiêu chuẩn trong cả hai 
trường hợp có và không có phụ gia CCB. 
Bài 5.19: Một loại bêtông nặng có tỉ lệ dùng vật liệu theo khối lượng 1: x : y = 1 : 2: 
4. Tỉ lệ N/X = 0,61. Lượng dùng ximăng X = 320kg/m3 bê tông. Khi cho thêm vào hỗn hợp 
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT 
- 89 - 
bêtông 0,15% phụ gia tăng dẻo hữu cơ mà vẫn giữ nguyên cường độ của hỗn hợp bêtông, 
thì tỷ lệ N/X giảm được 8%. Hãy tính lượng dùng vật liệu cho một mẻ trộn 425l khi bêtông 
đã có phụ gia. Vật liệu có các chỉ tiêu cơ lí như sau: 
γ0c = 1,6T/m
3
, γac=2,6T/m
3
. 
γ0đ = 1,65T/m
3
, γađ = 2,8T/m
3
. 
 γ0x = 1,3T/m
3
, γax = 3,1T/m
3
. 
 γ0n = γan = 1000kg/m
3
. 
Bài 5.20: Một loại bêtông nặng có cấp phối thiết kế ban đầu 1: x : y = 1 : 2: 4, tỉ lệ 
N/X = 0,70. Hổn hợp bêtông có γ0 = 2400kg/m
3. khi cho thêm vào hổn hợp bêtông một 
lượng nhỏ phụ gia CCB và giữ nguyên độ dẻo người ta bớt được 30 lít nước nhào trộn cho 
1m
3
 bêtông. Hỏi khi đó mác của bêtông tăng được bao nhiêu phần trăm theo lí thuyết (bỏ 
qua tác dụng phụ của CCB đến cường độ của bêtông). Biết rằng bêtông dùng ximăng PC40 
(mềm) và vật liệu sử dụng có chất lượng trung bình. 
BÀI GIẢNG VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRƢỜNG TCCN Ý VIỆT 
- 90 - 
ĐỀ CƢƠNG ÔN TẬP MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG 
A/ LÝ THUYẾT: 
Câu 1: Tình bày định nghĩa khối lượng riêng, khối lượng thể tích, độ đặc, độ rỗng của 
vật liệu? (Định nghĩa, công thức, đại lượng và đơn vị các đại lượng). 
Câu 2: Trình bày khái niệm về độ ẩm, độ hút nước và độ bão hoà nước? 
Câu 3: Hệ số bão hoà là gì? hệ số mềm là gì? 
Câu 4: Tình bày phương pháp xác định cường độ chịu lực của vật liệu? (cường độ chịu 
uốn và cường độ chịu nén). 
Câu 5: Điều kiện hình thành và phân loại đá trầm tích? 
Câu 6: Trình bày phương pháp xác định cường độ chịu nén và cường độ chịu uốn của 
gạch chỉ? (vẽ hình). 
Câu 7: Độ mịn của ximăng được đánh giá như thế nào? 
Câu 8: Trình bày lượng nước tiêu chuẩn của ximăng? 
Câu 9: Trình bày thời gian đông kết của ximăng? 
Câu 10: Vì sao ximăng phải đảm bảo tính ổn định thể tích? 
Câu 11: Phân tích ảnh hưởng của sự toả nhiệt của ximăng đến sản phẩm của ximăng? 
Câu 12: Trình bày cường độ chịu lực và mác của ximăng? 
Câu 13: Trình bày phương pháp xác định mác của ximăng? 
Câu 14: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ chịu lực của ximăng? 
Câu 15: Trình bày vai trò và yêu cầu về thành phần hạt của cát dùng cho bê tông nặng? 
Câu 16: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo của hổn hợp bêtông? 
Câu 17: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ chịu lực của bêtông? 
Câu 18: Định nghĩa mác của bêtông theo cường độ chịu nén? 
B/ BÀI TẬP: 
Dạng 1: Tính toán xác định các chỉ tiêu vật lí của vật liệu? 
Dạng 2: Tính toán kiểm tra các đặc trưng cơ học của vật liệu? 
Dạng 3: Tính toán kiểm tra thành phần cấp phối cát, đá dùng cho bêtông? 
Dạng 4: Tính toán thiết kế thành phần bêtông nặng? 
Dạng 5: Tính toán thành phần bêtông nặng theo vật liệu ở hiện trường? 
Dạng 6: Tính toán cấp phối vữa cho mẻ trộn? 
 1 
BẢNG TRA VẬT LIỆU XÂY DỰNG 
Chương 1: 
1. KLR: 
a
a
V
G
  2. KLTT: 
0
0
V
G
  
3. Độ đặc: %100.
0V
V
d a %100.0
a
d


 4. Độ rỗng: d
V
V
r r 1%100.
0
5. Độ hút nước: %100.
0V
GG
H nv
 %100.
G
GG
H np
 0
0
 
V
G
H
H
p
v 
 %100.
0V
V
H nv 
6. Độ bão hòa nước: 
r
H
Vr
GG
V
V
C vn
r
n
bh 
0.
 7. Độ ẩm: %100.
G
GG
W w
Chương 5: 
Bảng 5-3 
Kích thước mắt sàng (mm) 5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 
Lượng sót tích lũy trên sàng (%) 0 0-20 15-45 35-70 70-90 90-100 
Bảng 5-4 
Tên các tiêu đề 
Mức theo nhóm cát 
To Vừa Nhỏ Rất nhỏ 
1.Mô đun độ lớn Lớn hơn 2,5 đến 3,3 2 đến 2,5 1 đến nhỏ hơn 2 0,7 đến nhỏ hơn 1 
Bảng 5-9 
Kích thước mắt sàng (mm) 
Dmin 
2
1
(Dmin + Dmax) Dmax 1,25Dmax 
Lượng sót tích luỹ trên sàng (%) 90 ÷ 100 40 ÷ 70 0 ÷ 10 0 
Bảng 5-12 
Loại kết cấu 
Phương pháp thi công 
Cơ giới Thủ công 
SN, cm ĐC, s SN, cm 
- Bêtông nền - móng công trình 1 ÷2 25 ÷ 35 2 ÷ 3 
- Bêtông khối lớn ít hay không có cốt thép 2 ÷ 4 15 ÷ 25 3 ÷ 6 
- Bảng, dầm, cột, lanh tô, ôvang 4 ÷ 6 12 ÷15 3 ÷ 6 
- Bêtông có hàm lượng cốt thép trung bình 6 ÷8 10 ÷12 8 ÷ 12 
- Bêtông có hàm cốt thép dày 8 ÷12 5 ÷ 10 12 ÷15 
- Bêtông đổ trong nước 12 ÷18 <5 - 
- Bêtông Ximăng mặt đường 1 ÷4 25 ÷35 2 ÷6 
 2 Tỷ lệ nước ximăng (N/X) 
H
ệ 
số
 t
rư
ợ
t 
Hình 5-10:Biểu đồ để xác định hệ số trượt 
Bảng 5-18 
Chỉ tiêu độ dẻo Khi sỏi có Dmax là,mm Khi đá có Dmax là,mm 
SN, cm ĐC, S 10 20 40 70 10 20 40 70 
9  12 < 5 215 200 185 170 230 215 200 185 
6  8 5  10 205 190 175 160 220 205 190 175 
3  5 10  15 195 180 165 150 210 195 180 165 
1  2 15  30 185 170 155 140 200 185 170 155 
- 30  50 165 160 150 - 175 170 160 - 
- 50  80 155 150 140 - 165 160 150 - 
- 80 120 145 140 135 - 160 155 140 - 
- 120  200 135 130 128 - 150 145 135 - 
Bảng 5-1 
Mác Bêtông 100 150 200 250 300 350 400 500 600 
Mác xi măng 200 300 300-400 400 400-500 400-500 500-600 600 600 
Bảng 5-16 
Chất lượng cốt 
liệu 
A khi mác ximăng xác định theo 
phương pháp 
A1 khi mác ximăng xác định theo 
phương pháp 
 Cứng Mềm Cứng Mềm 
Chất lượng cao 0.5 0.65 0.33 0.43 
Chất lượng 
trung bình 
0.45 0.6 0.3 0.4 
Chất lượng thấp 0.4 0.55 0.27 0.37 
Bảng 5-2 
Điều kiện làm việc của kết cấu công trình Phương pháp đầm chặt 
Bằng tay Bằng máy 
- Trực tiếp tiếp xúc với nước 265 240 
- Bị ảnh hưởng của mưa gió không có phương tiện bảo vệ 250 220 
- Không bị ảnh hưởng của mưa gió 220 200 
D
oD aD
1000
D
.r 1
 
oD
D
aD
r 1
 
 
 28B x XR A.R . 0,5N 
1000 ac
aD ax
D X
C N 
 