Luận văn tính chất cơ bản của vật liệu xây dựng
6,318
696
76
Biến dạng ẩm
Khi độ ẩm thay đổi thì thể tích và kích thước của vật liệu rỗng hữu cơ hoặc
vô cơ cũng thay đổi: bị co khi sấy khô và trương nở khi hút nước.
Trong thực tế ở điều kiện khô ẩm thay đổi thường xuyên, biến dạng co nở
lặp đi lặp lại sẽ làm phát sinh vết nứt và dẫn đến phá hoại vật liệu.
Những loại vật liệu có độ rỗng cao (gỗ, bê tông nhẹ), sẽ có độ co lớn :
Dạng vật liệu Độ co, mm/m
Gỗ (ngang thớ) 30-100
Vữa xây dựng 0,5-1
Gạch đất sét 0,03-0,1
Bê tông nặng 0,3-0,7
Đá granit 0,02-0,06
1.2.4. Các tính chất của vật liệu liên quan đến nhiệt
Tính dẫn nhiệt
Tính dẫn nhiệt của vật liệu là tính chất để cho nhiệt truyền qua từ phía có
nhiệt độ cao sang phía có nhiệt độ thấp.
Khi chế độ truyền nhiệt ổn định và vật liệu có dạng tấm phẳng thì nhiệt
lượng truyền qua tấm vật liệu được xác định theo công thức:
(
)
Kca
l
,τ.
δ
ttFλ
Q
21
−⋅
=
.
Trong đó : F : Diện tích bề mặt của tấm vật liệu, m
2
.
δ : Chiều dày của tấm vật liệu, m.
t
1
, t
2
: Nhiệt độ ở hai bề mặt của tấm vật liệu,
0
C.
τ : Thời gian nhiệt truyền qua, h.
λ : Hệ số dẫn nhiệt , Kcal/m .
0
C.h .
Khi F = 1m
2
; δ = 1m; t
1
- t
2
= 1
o
C; τ = 1h thì λ = Q .
Vậy hệ số dẫn nhiệt là nhiệt lượng truyền qua một tấm vật liệu dày1m có
diện tích 1m
2
trong một giờ khi độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai mặt đối diện
là 1
o
C.
Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố : Loại vật liệu, độ
rỗng và tính chất của lỗ rỗng, độ ẩm, nhiệt độ bình quân giữa hai bề mặt vật
liệu.
Do độ dẫn nhiệt của không khí rất bé (λ = 0,02 Kcal/m.°C.h) so với độ dẫn
nhiệt của vật rắn vì vậy khi độ rỗng cao, lỗ rỗng kín và cách nhau thì hệ số dẫn
nhiệt thấp hay khả năng cách nhiệt của vật liệu tốt. Khi khối lượng thể tích của
vật liệu càng lớn thì dẫn nhiệt càng tốt. Trong điều kiện độ ẩm của vật liệu là
5÷7%, có thể dùng công thức của V.P.Necraxov để xác định hệ số dẫn nhiệt của
vật liệu.
14,0ρ22,00196,0λ
2
v
−+=
Trong đó:
ρ
v
là khối lượng thể tích của vật liệu, T/m
3
.
12
Nếu độ ẩm của vật liệu tăng thì hệ số dẫn nhiệt tăng lên, khả năng cách
nhiệt của vật liệu kém đi vì nước có λ = 0,5 Kcal/m.°C.h.
Khi nhiệt độ bình quân giữa 2 mặt tấm vật liệu tăng thì độ dẫn nhiệt cũng
lớn, thể hiện bằng công thức của Vlaxov: λ
t
= λ
0
(1+0,002 t)
Trong đó :
λ
0
-
hệ số dẫn nhiệt ở 0°C;
λ
t
- hệ số dẫn nhiệt ở nhiệt độ bình quân t.
Nhiệt độ t thích hợp để áp dụng công thức trên là trong phạm vi dưới
100°C.
Trong thực tế, hệ số dẫn nhiệt được dùng để lựa chọn vật liệu cho các kết
cấu bao che, tính toán kết cấu để bảo vệ các thiết bị nhiệt.
Giá trị hệ số dẫn nhiệt của một số loại vật liệu thông thường :
Bê tông nặng λ = 1,0 - 1,3 Kcal/m.
0
C.h .
Bê tông nhẹ λ = 0,20 - 0,3 Kcal/m.
0
C.h .
Gỗ λ = 0,15 - 0,2 Kcal/m.
0
C.h .
Gạch đất sét đặc λ = 0,5 - 0,7 Kcal/m.
0
C.h .
Gạch đất sét rỗng λ = 0,3 - 0,4 Kcal/m.
0
C.h .
Thép xây dựng λ = 50 Kcal/m.
0
C.h .
Nhiệt dung và nhiệt dung riêng
Nhiệt dung là nhiệt lượng mà vật liệu thu vào khi được đun nóng. Nhiệt
lượng vật liệu thu vào được xác định theo công thức :
Q = C . m. (t
2
- t
1
) , Kcal.
Trong đó:
m : Khối lượng của vật liệu, kg .
t
1
,t
2
: Nhiệt độ của vật liệu trước và sau khi đun ,
0
C .
C : Hệ số thu nhiệt (còn gọi là nhiệt dung riêng hay tỷ nhiệt), Kcal/kg.
0
C.
Khi m = 1kg; t
2
- t
1
= 1
0
C; thì C = Q.
Vậy hệ số thu nhiệt là nhiệt lượng cần thiết để đun nóng 1kg vật liệu lên
1
0
C.
Khả năng thu nhiệt của vật liệu phụ thuộc vào loại vật liệu, thành phần của
vật liệu và độ ẩm.
Mỗi loại vật liệu có giá trị hệ số thu nhiệt khác nhau. Vật liệu vô cơ thường
có hệ số thu nhiệt từ 0,75 đến 0,92 Kcal/kg.
0
C, của vật liệu gỗ là 0,7 Kcal/kg
.
0
C.
Nước có hệ số thu nhiệt lớn nhất: 1 Kcal/kg.
0
C. Do đó khi độ ẩm của vật
liệu tăng thì hệ số thu nhiệt cũng tăng:
0,01W1
C0,01WC
C
nK
W
+
⋅
+
=
Trong đó : C
K
, C
w
, C
n
: Hệ số thu nhiệt của vật liệu khô, vật liệu có độ ẩm
W và của nước.
Khi vật liệu là hỗn hợp của nhiều vật liệu thành phần có hệ số thu nhiệt C
1
,
C
2
... C
n
và khối lượng tương ứng là m
1
, m
2
... m
n
thì hệ số thu nhiệt của vật liệu
hỗn hợp này sẽ được tính theo công thức :
13
n21
nn2211
mmm
mCmCmC
C
+⋅⋅⋅++
+
⋅
⋅
⋅
+
+
=
.
Hệ số thu nhiệt được sử dụng để tính toán nhiệt lượng khi gia công nhiệt
cho vật liệu xây dựng và lựa chọn vật liệu trong các trạm nhiệt .
Tính chống cháy
Là khả năng của vật liệu chịu được tác dụng của ngọn lửa trong một thời
gian nhất định.
Dựa vào khả năng chống cháy, vật liệu được chia ra 3 nhóm:
Vật liệu không cháy: Là những vật liệu không cháy và không biến hình khi
ở nhiệt độ cao như gạch, ngói, bê tông hoặc không cháy nhưng biến hình như
thép, hoặc bị phân hủy ở nhiệt độ cao như: đá vôi, đá đôlômit.
Vật liệu khó cháy: Là những vật liệu mà bản thân thì cháy được nhưng nhờ
có lớp bảo vệ nên khó cháy, như tấm vỏ bào ép có trát vữa xi măng ở ngoài.
Vật liệu dễ cháy : Là những vật liệu có thể cháy bùng lên dưới tác dụng
của ngọn lửa hay nhiệt độ cao, như: tre, gỗ, vật liệu chất dẻo.
Tính chịu lửa
Là tính chất của vật liệu chịu được tác dụng lâu dài của nhiệt độ cao mà
không bị chảy và biến hình. Dựa vào khả năng chịu lửa chia vật liệu thành 3
nhóm.
Vật liệu chịu lửa : Chịu được nhiệt độ ≥ 1580
0
C trong thời gian lâu dài.
Vật liệu khó chảy : Chịu được nhiệt độ từ 1350 - 1580
0
C trong thời gian
lâu dài.
Vật liệu dễ chảy : Chịu được nhiệt độ < 1350
0
C trong thời gian lâu dài.
1.3. Tính chất cơ học
1.3.1. Tính biến dạng của vật liệu
Tính biến dạng của vật liệu là tính chất của nó có thể thay đổi hình dáng,
kích thước dưới sự tác dụng của tải trọng bên ngoài.
Dựa vào đặc tính biến dạng, người ta chia biến dạng ra 2 loại: Biến dạng
đàn hồi và biến dạng dẻo.
Biến dạng đàn hồi
Là tính chất của vật liệu khi chịu tác dụng của ngoại lực thì bị biến dạng
nhưng khi bỏ ngoại lực đi thì hình dạng cũ được phục hồi.
Biến dạng đàn hồi thường xảy ra khi tải trọng tác dụng bé và trong thời
gian ngắn .
Biến dạng đàn hồi xảy ra khi ngoại lực tác dụng lên vật liệu chưa vượt quá
lực tương tác giữa các chất điểm của nó.
Biến dạng dẻo
Là biến dạng của vật liệu xảy ra khi chịu tác dụng của ngoại lực mà sau khi
bỏ ngoại lực đi thì hình dạng cũ không được phục hồi.
Nguyên nhân của biến dạng dẻo là lực tác dụng đã vượt quá lực tương tác
giữa các chất điểm, phá vỡ cấu trúc của vật liệu làm các chất điểm có chuyển
dịch tương đối do đó biến dạng vẫn còn tồn tại khi loại bỏ ngoại lực.
14
Dựa vào quan hệ giữa ứng suất và biến dạng người ta chia vật liệu ra loại
dẻo, loại giòn và loại đàn hồi (hình 1 - 2).
Vật liệu dẻo là vật liệu trước khi phá hoại có hiện tượng biến hình dẻo rõ
rệt (thép), còn vật liệu giòn trước khi phá hoại không có hiện tượng biến hình
dẻo rõ rệt (bê tông).
Hình 1 - 2: Sơ đồ biến dạng:
a) Thép; b) Bêtông; c) Chất đàn hồi
Tính dẻo và tính giòn của vật liệu biến đổi tuỳ thuộc vào nhiệt độ, lượng
ngậm nước, tốc độ tăng lực v.v... Ví dụ: bitum khi tăng lực nén nhanh hay nén ở
nhiệt độ thấp là vật liệu có tính giòn, khi tăng lực từ từ hay nén ở nhiệt độ
cao là
vật liệu dẻo. Đất sét khi khô là vật liệu giòn, khi ẩm là vật liệu dẻo.
Tính giòn
Là tính chất của vật liệu khi chịu tác dụng của ngoại lực tới mức nào đó thì
bị phá hoại mà trước khi xảy ra sự phá hoại thì hầu như không có hiện tượng
biến dạng dẻo. Ví dụ : Khi tác dụng 1 lực lớn vào khoảng giữa của viên ngói đặt
trên 2 gối tựa thì viên ngói sẽ bị gãy mà không có hiện tượng cong trước khi
gãy.
1.3.2. Cường độ chịu lực
Khái niệm chung
Cường độ là khả năng của vật liệu chống lại sự phá hoại của ứng suất xuất
hiện trong vật liệu do ngoại lực hoặc điều kiện môi trường.
Cường độ của vật liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Thành phần cấu trúc,
phương pháp thí nghiệm, điều kiện môi trường, hình dáng kích thước mẫu v.v...
Do đó để so sánh khả năng chịu lực của vật liệu ta phải tiến hành thí nghiệm
trong điều kiện tiêu chuẩn. Khi đó dựa vào cường độ giới hạn để định ra mác
của vật liệu xây dựng.
Mác của vật liệu (theo cường độ) là giới hạn khả năng chịu lực của vật liệu
được thí nghiệm trong điều kiện tiêu chuẩn như: kích thước mẫu, cách chế tạo
mẫu, phương pháp và thời gian bảo dưỡng trước khi thử .
Phương pháp xác định
Có hai phương pháp xác định cường độ của vật liệu: Phương pháp phá hoại
và phương pháp không phá hoại.
Phương pháp phá hoại: Cường độ của vật liệu được xác định bằng cách
cho ngoại lực tác dụng vào mẫu có kích thước tiêu chuẩn (tùy thuộc vào từng
loại vật liệu) cho đến khi mẫu bị phá hoại rồi tính theo công thức.
15
Hình dạng, kích thước mẫu và công thức tính khi xác định cường độ chịu
lực của một số loại vật liệu được mô tả trong bảng 1-2.
Bảng 1-2
Hình dạng mẫu Công thức Tiêu chuẩn
Kích thước mẫu
(mm)
Cường độ nén
Bê tông
TCVN 3118 : 1993
a = 100, 150,
200, 300
Vữa
TCVN 3121 : 1979
a = 70,7
2
n
a
P
R =
Đá thiên nhiên
TCVN 1772 : 1987
a = 40 ÷ 50
Bê tông
TCVN 3118 : 1993
d × h = 71,4 × 143
=100 × 200
= 150 × 300
= 200 × 400
2
n
d
P4
R
π
=
Đá thiên nhiên
TCVN 1772 : 1987
d × h = (40 ÷ 50)
× (40 ÷ 110)
2
n
a
R
R =
Gỗ
TCVN 363 : 1970
a × h = 20 × 30
b
a
P
R
n
×
=
Gạch
TCVN 6355-1 : 1998
Cường độ uốn
Xi măng
TCVN 6016 : 1995
40 × 40 × 160
2
u
b
h2
Pl3
R =
Gạch đặc
TCVN 6355-2 : 1998
220 × 105 × 60
Bê tông
TCVN 3119 : 1993
150 × 150 ×600
2
u
b
h
Pl
R
=
Gỗ TCVN 365: 1970
20 × 20 × 300
Cường độ kéo
b
a
p
R
K
×
=
Gỗ TCVN 364 : 1970
a × b = 4 × 20
l = 35
2
K
d
P4
R
π
=
Thép
TCVN 197 : 1985
16
Vì vật liệu có cấu tạo không đồng nhất nên cường độ của nó được xác định
bằng cường độ trung bình của một nhóm mẫu ( thường không ít hơn 3 mẫu) .
Hình dạng, kích thước, trạng thái bề mặt mẫu có ảnh hưởng lớn đến kết
quả thí nghiệm, vì vậy các mẫu thí nghiệm phải được chế tạo và gia công đúng
theo tiêu chuẩn qui định. Tốc độ tăng tải cũng có ảnh hưởng đến cường độ mẫu,
nếu tốc độ tăng tải nhanh hơn tiêu chuẩn thì kết quả thí nghiệm sẽ tăng lên vì
biến dạng dẻo không tăng kịp với sự tăng tải trọng.
Phương pháp không phá hoại : Là phương pháp cho ta xác định được
cường độ của vật liệu mà không cần phải phá hoại mẫu. Phương pháp này rất
tiện lợi cho việc xác định cường độ cấu kiện hoặc cường độ kết cấu trong công
trình. Trong các phương pháp không phá hoại, phương pháp âm học được dùng
rộng rãi nhất, cường độ vật liệu được đánh giá gián tiếp thông qua tốc độ truyền
sóng siêu âm qua nó.
1.3.3. Độ cứng
Độ cứng của vật liệu là khả năng của vật liệu chống lại được sự xuyên đâm
của vật liệu khác cứng hơn nó.
Độ cứng của vật liệu ảnh hưởng đến một số tính chất khác của vật liệu, vật
liệu càng cứng thì khả năng chống cọ mòn tốt nhưng khó gia công và ngược lại.
Độ cứng của vật liệu thường được xác định bằng 1 trong 2 phương pháp sau
đây:
Phương pháp Morh Là phương pháp dùng để xác định độ cứng của các vật
liệu dạng khoáng, trên cơ sở dựa vào bảng thang độ cứng Morh bao gồm 10
khoáng vật mẫu được sắp xếp theo mức độ cứng tăng dần (bảng 1-3).
Bảng 1 - 3
Chỉ số độ
cứng
Tên khoáng vật mẫu Đặc điểm độ cứng
1 Tan ( phấn ) - Rạch dễ dàng bằng móng tay
2 Thạch cao - Rạch được bằng móng tay
3 Can xit - Rạch dễ dàng bằng dao thép
4 Fluorit - Rạch bằng dao thép khi ấn nhẹ
5 Apatit - Rạch bằng dao thép khi ấn mạnh
6
7
Octocla
Thạch anh
- Làm xước kính
8
9
10
Tô pa
Corin đo
Kim cương
- Rạch được kính theo mức độ tăng
dần
Muốn tìm độ cứng của một loại vật liệu dạng khoáng nào đó ta đem những
khoáng vật chuẩn rạch lên vật liệu cần thử. Độ cứng của vật liệu sẽ tương ứng
với độ cứng của khoáng vật mà khoáng vật đứng ngay trước nó không rạch được
vật liệu, còn khoáng vật đứng ngay sau nó lại dễ dàng rạch được vật liệu.
Độ cứng của các khoáng vật xếp trong bảng chỉ nêu ra chúng hơn kém
nhau mà thôi, không có ý nghĩa định lượng chính xác.
17
Phương pháp Brinen Là phương pháp dùng để xác định độ cứng của vật
liệu kim loại, gỗ bê tông v.v... Người ta dùng hòn bi thép có đường kính là D
mm đem ấn vào vật liệu định thử với một lực P (hình 1- 3) rồi dựa vào độ sâu
của vết lõm trên vật liệu xác định độ cứng bằng công thức:
2
22
mm/kG
)dDD(Dπ
P2
−−
F
P
HB
==
Hình 1-3: Bi Brinen
Trong đó :
P - Lực ép viên bi vào vật liệu thí nghiệm, kG.
F - Diện tích hình chỏm cầu của vết lõm, mm
2
.
D - Đường kính viên bi thép, mm .
d - Đường kính vết lõm, mm .
1.3.4. Độ mài mòn
Độ mài mòn (M
n
) phụ thuộc vào độ cứng, cường độ và cấu tạo nội bộ của
vật liệu. Nếu khối lượng của mẫu trước khi thí nghiệm là m
1
, khối lượng của
mẫu sau khi cho máy (hình 1-4) quay 1000 vòng trên mâm quay có rắc 2,5 lít cát
cỡ hạt 0,3-0,6 mm là m
2
và diện tích tiết diện mài mòn là F thì:
2
21
n
g/cm,
F
mm
M
−
=
Tính chất này rất quan trọng đối với vật liệu làm đường, sàn, cầu thang.
Hình 1-4: Máy mài mòn
1. Phễu cát thạch anh; 2. Bộ phận để kẹp mẫu; 3. Đĩa ngang
1.3.5. Độ hao mòn
Độ hao mòn Q(%) đặc trưng cho độ hao hụt vật liêu vừa do cọ mòn vừa do
va chạm. Độ hao mòn được thí nghiệm trên máy Đêvan (hình 1.5).
Nếu khối lượng của hỗn hợp vật liệu trước khi thí nghiệm là m
1
(5kg) và
sau khi thí nghiệm (cho máy quay 10.000 vòng rồi sàng qua sàng 2mm) là m
2
thì:
100(%)
m
mm
Q
1
21
×
−
=
18
Hình 1-5: Thiết bị để xác định độ hao mòn của vật liệu:
1.3.6. Hệ số phẩm chất
Hệ số phẩm chất K
PC
(kG/cm
2
) hay còn gọi là hệ số chất lượng kết cấu của
vật liệu là một đại lượng đặc trưng bằng tỷ số giữa cường độ tiêu chuẩn
(kG/cm
2
) và khối lượng thể tích tiêu chuẩn (T/m
3
).
K
PC
là chỉ tiêu có tính chất tương đối tổng quát, vì đối với vật liệu bình
thường khi cường độ cao thì
ρ
v
phải lớn, do đó nặng nề, các tính chất về nhiệt và
âm kém và K
PC
nhỏ. Còn vật liệu muốn có K
PC
lớn thì nó vừa phải có khả năng
chịu lực tốt vừa phải nhẹ, các tính chất về âm và nhiệt tốt.
Đối với một số loại vật liệu xây dựng có K
PC
như sau: gỗ 100/0,5 =
200kG/cm
2
; thép cường độ cao 10.000/7,85 = 1.270kG/cm
2
; thép thường
3900/7,85= 497kG/cm
2
.
Đối với vật liệu đá nhân tạo, giá trị K
PC
thường là: bê tông nặng 400/2,4 =
167kG/cm
2
; bê tông nhẹ 100/0,8 = 125kG/cm
2
; gạch 100/1,8 = 56kG/cm
2
.
19
CHƯƠNG II
VẬT LIỆU ĐÁ THIÊN NHIÊN
2.1. Khái niệm và phân loại
2.1.1. Khái niệm
Đá thiên nhiên có hầu hết ở khắp mọi nơi trong vỏ trái đất, đó là những
khối khoáng chất chứa một hay nhiều khoáng vật khác nhau. Còn vật liệu đá
thiên nhiên thì được chế tạo từ đá thiên nhiên bằng cách gia công cơ học, do đó
tính chất cơ bản của vật liệu đá thiên nhiên giống tính chất của đá gốc.
Vật liệu đá thiên nhiên từ xa xưa đã được sử dụng phổ biến trong xây dựng,
vì nó có cường độ chịu nén cao, khả năng trang trí tốt, bền vững trong môi
trường, hơn nữa nó là vật liệu địa phương, hầu như ở đâu cũng có do đó giá
thành tương đối thấp.
Bên cạnh những ưu điểm cơ bản trên, vật liệu đá thiên nhiên cũng có một
số nhược điểm như: khối lượng thể tích lớn, việc vận chuyển và thi công khó
khăn, ít nguyên khối và độ cứng cao nên quá trình gia công phức tạp.
2.1.2. Phân loại
Tính chất cơ lý chủ yếu cũng như phạm vi ứng dụng của vật liệu đá thiên
nhiên được quyết định bởi điều kiện hình thành và thành phần khoáng vật của đá
thiên nhiên.
Căn cứ vào điều kiện hình thành và tình trạng địa chất có thể chia đá tự
nhiên làm ba nhóm: Đá mác ma, đá trầm tích và đá biến chất.
Đá mác ma
Đá mác ma là do các khối silicat nóng chảy từ lòng trái đất xâm nhập lên
phần trên của vỏ hoặc phun ra ngoài mặt đất nguội đi tạo thành. Do vị trí và
điều
kiện nguội của các khối mác ma khác nhau nên cấu tạo và tính chất của chúng
cũng khác nhau . Đá mác ma được phân ra hai loại xâm nhập và phún xuất.
Đá xâm nhập thì ở sâu hơn trong vỏ trái đất, chịu áp lực lớn hơn của các
lớp trên và nguội dần đi mà thành. Do được tạo thành trong điều kiện như vậy
nên đá mác ma có đặc tính chung là: cấu trúc tinh thể lớn, đặc chắc, cường độ
cao, ít hút nước.
Đá phún xuất được tạo ra do mác ma phun lên trên mặt đất, do nguội
nhanh trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp, các khoáng không kịp kết tinh
hoặc chỉ kết tinh được một bộ phận với kích thước tinh thể bé, chưa hoàn chỉnh,
còn đa số tồn tại ở dạng vô định hình. Trong quá trình nguội lạnh các chất khí
và
hơi nước không kịp thoát ra, để lại nhiều lỗ rỗng làm cho đá nhẹ.
Đá trầm tích
Đá trầm tích được tạo thành trong điều kiện nhiệt động học của vỏ trái đất
thay đổi. Các loại đất đá khác nhau do sự tác động của các yếu tố nhiệt độ, nước
và các tác dụng hóa học mà bị phong hóa vỡ vụn. Sau đó chúng được gió và
nước cuốn đi rồi lắng đọng lại thành từng lớp. Dưới áp lực và trải qua các thời
kỳ địa chất chúng được gắn kết lại bằng các chất keo kết thiên nhiên tạo thành
đá trầm tích.
24
Do điều kiện tạo thành như vậy nên đá trầm tích có các đặc tính chung là:
Có tính phân lớp rõ rệt, chiều dày, màu sắc, thành phần, độ lớn của hạt, độ cứng
của các lớp cũng khác nhau. Độ cứng, độ đặc và cường độ chịu lực của đá trầm
tích thấp hơn đá mác ma nhưng độ hút nước lại cao hơn.
Căn cứ vào điều kiện tạo thành, đá trầm tích được chia làm 3 loại:
Đá trầm tích cơ học: Là sản phẩm phong hóa của nhiều loại đá có trước. Ví
dụ như: cát, sỏi, đất sét v.v...
Đá trầm tích hóa học: Do khoáng vật hòa tan trong nước rồi lắng đọng tạo
thành. Ví dụ: đá thạch cao, đôlômit, magiezit v.v...
Đá trầm tích hữu cơ: Do một số động vật trong xương chứa nhiều chất
khoáng khác nhau, sau khi chết chúng được liên kết với nhau tạo thành đá trầm
tích hữu cơ. Ví dụ: đá vôi, đá vôi sò, đá điatômit.
Đá biến chất
Đá biến chất được hình thành từ sự biến tính của đá mác ma, đá trầm tích
do tác động của nhiệt độ cao hay áp lực lớn.
Nói chung đá biến chất thường cứng hơn đá trầm tích nhưng đá biến chất từ
đá mác ma thì do cấu tạo dạng phiến nên về tính chất cơ học của nó kém đá mác
ma. Đặc điểm nổi bật của phần lớn đá biến chất (trừ đá mác ma và đá quăczit) là
quá nửa khoáng vật trong nó có cấu tạo dạng lớp song song nhau, dễ tách thành
những phiến mỏng.
2.2. Thành phần, tính chất và công dụng của đá
2.2.1. Đá mác ma
Thành phần khoáng vật
Thành phần khoáng vật của đá mác ma rất phức tạp nhưng có một số
khoáng vật quan trọng nhất, quyết định tính chất cơ bản của đá đó là thạch anh,
fenspat và mica.
Thạch anh: Là SiO
2
ở dạng kết tinh trong suốt hoặc màu trắng và trắng sữa.
Độ cứng 7Morh, khối lượng riêng 2,65 g/cm
3
, cường độ chịu nén cao 10.000
kG/cm
2
, chống mài mòn tốt, ổn định đối với axit (trừ một số axit mạnh). Ở nhiệt
độ thường thạch anh không tác dụng với vôi nhưng ở trong môi trường hơi nước
bão hòa và nhiệt độ t
o
=175-200
0
C có thể sinh ra phản ứng silicat, ở t
0
= 575
0
C
nở thể tích 15%, ở t
0
= 1710
0
C sẽ bị chảy.
Fenspat : Bao gồm : fenspat kali : K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
( octocla ) .
fenspat natri : Na
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
(plagiocla )
fenspat canxi : CaO.Al
2
O
3
.2SiO
2
.
Tính chất cơ bản của fenspat: Màu biến đổi từ màu trắng, trắng xám, vàng
đến hồng và đỏ, khối lượng riêng 2,55-2,76 g/cm
3
, độ cứng 6 - 6,5 Morh, cường
độ 1200-1700 kG/cm
2
, khả năng chống phong hóa kém, kém ổn định đối với
nước và đặc biệt là nước có chứa CO
2
.
Mica: Là những alumôsilicát ngậm nước rất dễ tách thành lớp mỏng. Mica
có hai loại: mica trắng và mica đen.
Mica trắng trong suốt như thủy tinh, không có mầu, chống ăn mòn hóa học
tốt, cách điện, cách nhiệt tốt.
25