Bài giảng Vật liệu xây dựng - Chương I: Các tính chất cơ lý chủ yếu của vật liệu xây dựng - Vũ Quốc Hoàng

1 
BÀI GIẢNG 
VẬT LIỆU XÂY DỰNG 
TS. Vũ Quốc Hoàng 
Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
GIỚI THIỆU 
 Giáo trình Vật liệu Xây Dựng gồm 13 Chương 
 Chương trình học là 5 Chương 
 Tầm quan trọng của môn Vật Liệu Xây Dựng 
 Tài liệu Tham khảo: 
1/ Giáo trình Vật Liệu Xây Dựng. NXB Đại học, THCN- Hà Nội. Các 
tác giả: Lê Đỗ Chương, Phan Xuân Hoàng. 
2/ Giáo trình Vật Liệu Xây Dựng. NXB Giáo Dục. HN 95-2001. Các 
tác giả: Phùng Văn Lự, Phạm Duy Hữu. 
3/ Bài tập Vật Liệu Xây Dựng. NXB Giáo Dục. HN 95-2000. 
2 
CHƢƠNG I 
CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CHỦ YẾU 
 CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG 
Gồm 2 phần: 
 Các tính chất vật lý chủ yếu. 
 Các tính chất cơ học chủ yếu. 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.1 Khối lƣợng riêng 
a) Định nghĩa: 
b) Ký hiệu: a 
c) Công thức: 
Đơn vị: 
• g/cm3 : dùng chủ yếu trong phòng thí nghiệm. 
• Kg/dm3, kg/m3, T/m3 : dùng chuyển đổi. 
Trong đó: 
• m: Khối lượng của mẫu vật liệu trong trạng thái hoàn toàn khô. 
• Va: 
3 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.1 Khối lƣợng riêng 
d) Phương pháp xác định a : Tuỳ từng loại vật liệt mà có các 
phương pháp xác định khác nhau: 
- Mẫu hoàn toàn đặc và có kích thước hình học rõ ràng: 
+ Đem cân mẫu để xác định m 
+ Đo mẫu để xác định Va 
- Mẫu hoàn toàn đặc và có hình dạng bất kì: 
+ Đem cân mẫu để xác định m 
+ Tìm V của nước dời chỗ. 
 Va= V2-V1 
a
a
m
V
 





 a
a
m
V
 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.1 Khối lƣợng riêng 
d) Phương pháp xác định a : Tuỳ từng loại vật liệt mà có các 
phương pháp xác định khác nhau: 
- Đối với những loại vật liệu rời rạc (cát), bột (xi măng): 
+ Sử dụng bình tỷ trọng : 
• Thí nghiệm xi măng dùng dung dịch: CCl4 hay dầu hôi. 
  
 
• Thí nghiệm cát: dùng dung dịch nước và cát nghiền mịn để 
tránh độ rỗng trong hạt cát (dùng nước vì nước không làm thay 
đổi V của cát). 
12 VVV
x
a 
a
a
m
V
 
4 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.1 Khối lƣợng riêng 
e) Các ứng dụng và phạm vi sử dụng: 
- Dùng để tính độ đặc và độ rỗng của vật liệu. 
- Dùng để tính toán cấp phối bê tông và vữa xây dựng. 
- Dùng để phân biệt các vật liệu cùng loại. 
Ví dụ: vật liệu kim loại đen (gang, thép): 
 A: Thép 
 B: Gang 
  A: thép 
B
a
A
a  



GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.1 Khối lƣợng riêng 
Vài con số thí dụ về a của một số loại vật liệu xây dựng 
Bảng I-1 
Tên vật liệu a ( kg/m
3) 
-Thép 
-Ciment Portland 
-Đá Granit(e) 
-Cát thạch anh (SiO2) 
-Gạch đất sét nung 
-Kính xây dựng (Silicat) 
-Đá vôi “đặc” 
-Gỗ 
7800-7900 
2900-3100 
2700-2800 
2600-2700 
2500-2800 
2500-3000 
2400-2600 
1500-1600 
5 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.2 Khối lƣợng thể tích 
a) Định nghĩa: 
b) Kí hiệu: 0 
c) Công thức: 
Đơn vị: 
0 - g/cm
3, Kg/dm3, Kg/m3, T/m3 
m - khối lượng mẫu vật liệu trong trạng thái tự nhiên (g,kg,T) 
V0- 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.2 Khối lƣợng thể tích 
d) Phương pháp xác định: 
 Tuỳ từng loại vật liệu mà có phương pháp xác định khác nhau: 
+ Các loại vật liệu có kích thước hình học rõ ràng: 
• Đem cân mẫu để xác định m 
• Đo mẫu để xác định V0 
+ Mẫu có hình dạng bất kì thì: 
• Đem cân mẫu để xác định m 
• Bọc mẫu bằng paraffine (ký hiệu p) 
• Tìm V0= cách xác định thể tích V nước dời chỗ và 
 V0= V-Vp 
+ Những loại vật liệu dạng rời rạc: cát, xi măng, đádùng bình có 
dung tích xác định 
0
0
m
V
 



p
p
p
m
V


6 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.2 Khối lƣợng thể tích 
e) Phạm vi ứng dụng o 
• Tính độ đặc và độ rỗng của vật liệu. 
• Tính toán cấp phối bê tông và vữa xây dựng. 
• Tính độ ổn định của kết cấu nền móng công trình. 
• Tính toán và lực chọn phương tiện vận chuyển và bốc xếp. 
• Tính toán chiều dày () của tấm tường cách nhiệt. 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.2 Khối lƣợng thể tích 
+ Vài con số thí dụ về o của một số loại vật liệu xây dựng: 
Tên vật liệu o ( kg/m
3) 
- Thép 
- Đá Granite 
- Bê tông nặng 
- Gạch đất sét nung (đặc) 
- Cát thạch anh (SiO2) 
- Nước 
- Bê tông nhẹ 
- Gỗ Sapin (lãnh Sam) 
- Cốt liệu nhân tạo (Keramsite) 
- Bông khoáng 
- Mipo (rỗng, xốp) 
7800-7850 
2600-2800 
1800-2500 
1600-1800 
1450-1650 
1000 
500-1800 
500-600 
300-900 
200-400 
20-100 
Bảng I-2 
7 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.2 Khối lƣợng thể tích 
+ Nhận xét: 
 Thông thường: o < a 
 Nếu o = a : 
- Vật liệu không hút nước 
- Vật liệu không thấm nước (thép, bitum, kính xây 
dựng) 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.3 Độ đặc 
a) Định nghĩa: 
b) Ký hiệu: đ 
c) Công thức: 
 Thông thường đối với Vật Liệu Xây Dựng thì đ<100% 
 Nếu vật liệu có đ=100%  o = a 
8 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.4 Độ rỗng 
a) Định nghĩa: 
b) Ký hiệu: r 
c) Công thức: 
 Độ rỗng của vật liệu là một tính chất rất quan trọng và nó 
có liên quan mật thiết đến các tính chất khác của chính 
các loại vật liệu đó. 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.4 Độ rỗng 
 - 
 - (hệ số truyền nhiệt) 
r - Hp (hút nước theo khối lượng)  theo tính chất lỗ rỗng 
 kín hay hở. 
 - R 
 - Tính bền vững (tuổi thọ) của vật liệu trong công trình. 
• Thông thường, nhiều loại vật liệu có độ rỗng lớn (r)   cường độ 
(R)  
9 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.4 Độ rỗng 
 Xu hướng hiện nay, người ta phải nghiên cứu, phải tìm ra những 
loại vật liệu có hệ số phẩm chất tốt Kpc : 
 Kpc  phẩm chất tốt 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.5 Độ hút nƣớc 
a) Định nghĩa: 
b) Công thức: hai loại 
- Hút nước theo khối lượng: Hp (%) 
- Hút nước theo thể tích: Hv 
Trong đó: m1 – 
m - 
Vo: 
)/,/( 33 mkgcmg
10 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.5 Độ hút nƣớc 
Giữa Hp và Hv có mối liên hệ mật thiết với nhau bằng công thức: 
Vài con số thí dụ về Hp: 
+ Bê tông nặng, o =2,5 T/m3  Hp  3% 
+ Gạch đất sét nung  Hp  8-20% 
+ Gạch rỗng, xốp  Hp  75-90% 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.6 Độ bão hòa nƣớc 
a) Định nghĩa: 
b) Ký hiệu: CBH 
c) Công thức: 
 Khi Hv => CBH 
 CBHmax = 1 
 Độ bão hòa nước cũng còn được đặc trưng bằng hệ số bão hòa: KBH 
 Công thức : 
 Khi vật liệu bị ẩm ướt hoặc khi bão hòa nước thường Vnở   o  
    R 
11 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.7 Hệ số mềm 
a) Định nghĩa: 
b) Công thức: 
 Trong đó: Km là chỉ tiêu rất quan trọng đối với vật liệu trong môi 
trường tiếp xúc trực tiếp với nước. 
 Quy định: 
 + Đối với vật liệu đá thiên nhiên (granit, porphyre,basalble) và đá 
nhân tạo (bê tông, cement, vữa) thì: nếu Km < 0,75: không nên sử 
dụng trong môi trường trực tiếp tiếp xúc với nước. 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.8 Độ ẩm 
a) Định nghĩa: 
b) Công thức: 
Trong đó: 
m1 - 
m - 
12 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.8 Độ ẩm 
 Hp khác W về ý nghĩa vật lý: 
 Khi vật liệu ẩm ướt hoặc khi khô thì sẽ sinh ra hiện tượng co nở và 
độ co nở của các loại vật liệu sẽ khác nhau. Mặt khác, những loại 
vật liệu có cấu tạo không đẳng hướng và không đồng nhất thì độ co 
nở theo các phương và chiều khác nhau. 
 Ví dụ: vật liệu gỗ: 
 + Co nở theo chiều dọc thớ = 0,1  0,3 % 
 + Co nở theo chiều ngang thớ = 3  6 % 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.9 Tính truyền nhiệt 
a) Định nghĩa: 
b) Công thức: Kcal/m.h. C 
1 Kcal = 4,1876 KJ; 1 KJ = 0, 2388 Kcal 
Q - 
a - 
F - 
t1 - t : ; z: 
13 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.9 Tính truyền nhiệt 
Trong Phòng thí nghiệm, xác định  bằng cách: 
Chọn: 
a = 1m 
F = 1 m2   = Q (Kcal) 
t1 – t = 1C 
z = 1h 
 Vậy hệ số truyền nhiệt  bằng nhiệt lượng Q (Kcal) truyền qua một 
bức tường dày 1m, tiết diện 1m2 trong thời gian 1 giờ khi nhiệt độ 
chênh lệch tường là 1C. 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.9 Tính truyền nhiệt 
 Thành phần vật liệu 
 Cấu tạo vật liệu 
 o 
 r 
 w 
 Nhiệt độ trung bình tại thời điểm xác định. 
 Mặt khác, hệ số truyền nhiệt  còn thuộc vào phương và chiều 
truyền nhiệt (đối với những loại vật liệu có cấu tạo không đẳng 
hướng). 
Ví dụ: Gỗ:  dọc thớ = 0,3 Kcal/ mhC 
  ngang thớ = 0,15 Kcal/ mhC 
  
14 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.9 Tính truyền nhiệt 
 Trong trường hợp vật liệu khô trong trạng thái tự nhiên (trong 
không khí), có thể sử dụng công thức thực nghiệm gần đúng để 
tính  của Giáo sư Necraxov: 
 Kcal/m.h. C 
 (o : g/cm
3, T/m3) 
 Công thức tham khảo: 
  W/moc 
 (o : g/cm
3, T/m3) 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.9 Tính truyền nhiệt 
 Khi vật liệu làm việc trong điều kiện t  100oC thì 
 Công thức của Giáo sư Vlasov 
 Kcal/mhoC 
Trong đó: 
• t , o - 
•  - 
• tTB - 
15 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.10 Nhiệt dung – Tỷ nhiệt 
a) Nhiệt dung: Là nhiệt lượng mà vật liệu thu vào khi đun nóng. 
 Kcal 
b) Tỷ nhiệt: 
 Kcal/KgoC 
Trong đó: 
• G - 
• t1-t - 
• C - 
• Nếu chọn một mẫu vật liệu có G = 1kg và t1-t = 1
oC thì C=Q 
• Vậy tỷ nhiệt C= Q tính bằng Kcal dùng để đun 1kg vật liệu nóng 
thêm lên 1oC 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.10 Nhiệt dung – Tỷ nhiệt 
Ứng dụng C: 
 Dùng để tính toán lượng nhiệt cần thiết, dùng để gia công nhiệt 
nhằm thúc đẩy quá trình rắn chắc của sản phẩm. 
 Dùng để tính toán lựa chọn các loại vật liệu để xây dựng các nhà ở 
trong điều kiện thiếu điện khí hóa, thiếu hơi, khí hậu lạnh  chọn 
vật liệu có C lớn và  nhỏ. 
Ví dụ: gỗ có C> ,  > 
  dọc thớ = 0,3 Kcal/mhoC 
  ngang thớ = 0,15 Kcal/mhoC 
16 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.10 Nhiệt dung – Tỷ nhiệt 
 Khi vật liệu bị ẩm ướt thì tỷ nhiệt được ký hiệu: 
• W: 
• Cn: 
 Vật liệu do nhiều thành phần tạo nên thì tỷ nhiệt: 
C1 C2 Cn - 
G1 G2 Gn - 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.10 Nhiệt dung – Tỷ nhiệt 
 Vài con số thí dụ về C của một số loại vật liệu xây 
dựng : 
 Đối với đá thiên nhiên và đá nhân tạo thì: C = 
0,180,22 Kcal/KgC 
 Đối với vật liệu gỗ thì C = 0,57 0,65 Kcal/KgC 
 Đối với thép C = 0,115 Kcal/KgC 
 Đối với nước C = 1 Kcal/KgC 
17 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.11 Tính chống cháy – Tính chịu lửa 
a) Tính chống cháy 
 Tính chống cháy là khả năng của liệu chịu tác dụng của nhiệt độ 
cao mà không bị phá hủy. 
 Dựa vào khả năng chống cháy, vật liệu được chia làm 4 nhóm: 
1. Vật liệu không cháy: Khi gặp tác dụng của lửa hoặc nhiệt độ cao, 
vật liệu không bị cháy và không bị biến hình đáng kể. Ví dụ: Gạch, 
ngói, bê-tông , vật liệu amiăng. 
2. Vật liệu không cháy nhưng có thể biến hình nhiều (như thép), 
hoặc bị phá hủy (như đá thiên nhiên, đá hoa, thạch cao). 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.11 Tính chống cháy – Tính chịu lửa 
a) Tính chống cháy 
3. Vật liệu khó cháy: Là những vật liệu bản thân dễ cháy, nhưng nhờ 
có lớp bảo vệ nên dưới tác dụng của lửa hoặc nhiệt độ cao lại khó 
cháy thành ngọn, chỉ cháy âm ỉ. 
 Ví dụ : Tấm Fibrolit. 
4. Vật liệu dễ cháy: cháy bùng lên thành ngọn khi gặp lửa và nhiệt độ 
cao. 
 Ví dụ: Gỗ, tấm lợp bằng nhựa hữu cơ, chất dẻo,... 
18 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
1. Các tính chất vật lý chủ yếu 
1.11 Tính chống cháy – Tính chịu lửa 
b) Tính chịu lửa 
 Tính chịu lửa là tính đề kháng của vật liệu không bị biến hình khi 
chịu tác dụng lâu dài của nhiệt độ. 
 Có 3 nhóm vật liệu khác nhau : 
1. Vật liệu chịu lửa: chịu tác dụng to > 1580oC. Gạch samốt, gạch 
dinat. 
2. Vật liệu khó chảy: chịu tác dụng to  [1350 – 1580oC]. 
3. Vật liệu dễ chảy: độ chịu lửa < 1350oC. Ví dụ : Gạch đất sét 
thường. 
 Vật liệu chịu lửa được sử dụng để xây các bộ phận tiếp xúc với lửa 
như buồng đốr, ống khói,... và những bộ phận phải chịu lực ở nhiệt 
độ cao thường xuyên. 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.1 Khái niệm về cƣờng độ 
Khái niệm về cường độ: 
 Cường độ của vật liệu là khả năng của nó chịu tác dụng 
của các ngoại lực (tải trọng, sự thay đổi nhiệt độ, vận tốc 
dòng chảy, vận tốc gió bão) 
 Trong đó, kết cấu công trình, vật liệu có thể làm việc chịu 
nén, kéo uốn, cắt, va chạm Nhưng thường hơn cả 
người ta xác định lực nén, kéo, uốn. 
19 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.2 Cƣờng độ chịu nén - kéo 
a) Công thức: 
 Kgf/cm2 , N/cm2 
1 N = 0,1019 Kgf 
1 Kgf = 9,806 N 
+ Pmax - 
+ F - 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.2 Cƣờng độ chịu nén - kéo 
• Đối với vật liệu giòn: gang, đá, bê tông, gạch, xi măng..: xác 
định chủ yếu là cường độ chịu nén quy ra mác vật liệu (Kgf/ cm2) 
Ví dụ: Rb = 400 = 400 Kgf/ cm2 
 Rx = 400 = 400 Kgf/ cm2 
• Đối với vật liệu dẻo: thép  cường độ chịu kéo Rx (k) 
• Vật liệu gỗ: 
 nén “dọc trục”  rất tốt 
 kéo “dọc trục”  rất tốt 
 chịu uốn  rất tốt 
20 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.2 Cƣờng độ chịu nén - kéo 
 Cường độ của vật liệu quyết định chủ yếu bởi thành phần 
của vật liệu, cấu tạo của vật liệu, hình dạng và đặc trưng 
bề mặt của vật liệu. 
 Ngoài ra, cường độ của vật liệu còn phụ thuộc vào điều 
kiện nhiệt độ và độ ẩm khi tiến hành xác định, nó thuộc 
vào kích thước mẫu thí nghiệm. 
 Do vậy, có thể nói rằng cường độ vật liệu là một chỉ tiêu 
mang tính chất điều kiện nhất định. 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.2 Cƣờng độ chịu nén - kéo 
b) Phương pháp thí nghiệm: 
 Ngày nay, ngoài phương pháp thí nghiệm phá hoại mẫu, người ta 
còn ứng dụng phương pháp thí nghiệm không phái hoại và không 
hư hỏng. 
 Để thực hiện phương pháp này, người ta dùng nguyên liệu lý âm 
học, là tìm tốc độ truyền siêu âm qua mẫu vật liệu, và vận tốc càng 
nhanh thì vật liệu càng đặc  R càng cao. 
 (Phƣơng pháp siêu âm): tiến hành: 
• Đúc nhiều nhóm mẫu tính toán chính xác 
• Dưỡng hộ điều kiện tiêu chuẩn 
• v qua các nhóm mẫu (m/s) 
• Nén  Rn 
 xây dựng đồ thị chuẩn 
21 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.2 Cƣờng độ chịu nén - kéo 
R4 
R3 
V6 V5 V4 V3 V2 V1 
Rn 
V (m/s) 
Hình I.1 Đồ thị chuẩn 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.3 Cƣờng độ chịu uốn 
 Trong các phòng thí nghiệm để xác định cường độ chịu uốn, 
người ta chế tạo mẫu dạng thanh (dầm), kích thước chuẩn của 
mẫu vữa xi măng 4416 cm. 
 Dầm (thanh), tiết diện chữ nhật chịu một lực tập trung P ở 
giữa dầm: 
 Sơ đồ tính: 
 Công thức: (Kgf/cm2) 
 P 
L b 
h 
22 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.3 Cƣờng độ chịu uốn 
 Dầm (thanh): tiết diện chữ nhật, chịu hai lực P/2, đặt cách 
nhau a, cách gối tựa a. 
 Sơ đồ tính: 
 (Kgf/cm2) 
b 
h 
P/2 
a 
P/2 
a a 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.3 Cƣờng độ chịu uốn 
 Khi dầm làm việc chịu uốn thì thường phần bên dưới chịu 
kéo, phần bên trên chịu nén. Thông thường Rk < Rn (trừ 
thép, gỗ) 
 Để đánh giá một loại vật liệu mà chỉ căn cứ vào giá trị 
cường độ cao chưa đủ, vì có những loại vật liệu có giá trị 
cường độ cao nhưng rất nặng nề (o>) và tốn kém nhiều 
vật liệu, làm nặng công trình  đầu tư nền móng tăng, 
kém mỹ quan. Do vậy, người ta đưa vào khái niệm hệ số 
phẩm chất. 
23 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.4 Hệ số phẩm chất 
 Công thức: 
 không có thứ nguyên 
 Kpc càng lớn thì phẩm chất càng tốt. 
 Vài con số thí dụ về Kpc của một số loại vật liệu xây dựng 
 Dura: Kpc = 1,61 
 Thép tốt: Kpc = 1,27 
 Gỗ xoan: Kpc = 0,70 
 Thép cônng trình 3: Kpc = 0,51 
 Bê tông mác 150#: Kpc = 0,06 
 Gạch xây mác 50#: Kpc = 0,29 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.5 Hệ số phẩm chất 
 
 Mặt khác, độ cứng của vật liệu cũng còn được đặc trưng bằng khả 
năng khó gia công của loại vật liệu đó. 
 Có hai phương pháp xác định độ cứng: 
• 
• 
24 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.5 Hệ số phẩm chất 
a) Bảng thang độ cứng Mohs:Bảng I-3 
Bậc thang 
Mohs 
Tên khoáng vật và công thức hóa học Đặc trưng 
độ cứng Mohs 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
Rất mềm, rạch được bề 
mặt thành vệt bằng 
móng tay. 
Mềm  cứng vừa rạch 
được bề mặt bằng dao 
kim loại ấn mạnh. 
Cứng  rất cứng, dùng 
nó rạch thành vệt trên 
kinh xây dựng. 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.5 Hệ số phẩm chất 
b) Độ cứng Brinen (HBR) 
 Người ta sử dụng bi thép đặc biệt, có đường kính D (mm) 
 Ấn bi thép vào vật liệu định thử một lực P (Kgf,N) 
 Do đường kính vết lõm  d (mm) 
 Công thức: 
 Kgf/mm2, N/mm2 
+ F: 
+ P: D bi: (10 mm; 5 mm; 2,5 mm; 1 mm) và tính chất 
của vật liệu (K)  P = KD2 (Kgf) 
P 
D 
d 
25 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.5 Hệ số phẩm chất 
b) Độ cứng Brinen (HBR) 
 Kim loại: 
 Đen K = 30 
 Màu K = 10 
 Mềm K = 3 
 Chọn bi có D = 10 mm, ấn vào kim loại đen (K=30)  P = 30.102 
= 3000 Kgf 
 Khi HBR càng lớn  vật liệu càng cứng, khi d càng lớn  vật liệu 
càng mềm. 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.6 Độ mài mòn 
 Định nghĩa: 
 Lấy mẫu hình trụ có kích thước d = 2.5cm, h = 5cm. 
 Kẹp mẫu lên đĩa, quay tròn với tốc độ 33 vòng/phút. 
 Quay trong 1000 vòng và có rắc cát thạch anh cỡ 
0.3÷0.6 mm (rắc khoảng 2.5 lít cát/1000 vòng). 
 cát thạch anh 
 Thí nghiệm mài mòn 
26 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.6 Độ mài mòn 
 Công thức: 
 (g/cm2 ) 
 Trong đó: 
 F - 
 G1,G2 - 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.7 Độ chống va chạm 
Định nghĩa: 
 Để xác định độ chống va chạm dùng máy búa đặc biệt. 
Đặt mẫu nằm trên bệ giữa 2 trụ. Quả cân treo ở độ cao 
nhất định sẽ rơi tự do đập vào mẫu cho đến khi xuất hiện 
vết nứt. 
27 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.8 Độ chống hao mòn 
 Ký hiệu (Hm) 
 Định nghĩa: 
 Máy xác định (hình trống Đêvan) 
 Vật liệu đá thiên nhiên 
 Đập đá các cục m = 100 gram 
 Cân lấy 5 kg = 50  2 cục 
 Cho vào máy quay 10.000 vòng 
GV. VŨ QUỐC HOÀNG 
2. Các tính chất cơ học chủ yếu 
2.8 Độ chống hao mòn 
 Công thức: 
 (%) 
 Trong đó: 
• M1 - 
• M - 
 Dựa vào Hm  chi đá thí nghiệm làm các loại: 
• Chống hao mòn rất tốt Hm < 4% 
• Chống hao mòn tốt Hm = 4  6% 
• Chống hao mòn trung bình Hm = 6  10% 
• Chống hao mòn yếu Hm = 10  15% 
• Chống hao mòn rất yếu Hm >15%