Đang tải... (xem toàn văn)
Đất nước ta trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa, hòa nhịp cùng bước đường phát triển của đất nước thì ngành xây dựng đang phát triển mạnh mẽ, những ngôi nhà, khu chung cư cao tầng và các trung tâm lớn đang dần mọc lên nhiều để dần thay thế những ngôi nhà tạm bợ. Với yêu cầu chất lượng công trình cao như: cách âm, cách nhiệt, thi công nhanh, giảm tải trọng công trình và đảm bảo được cường độ... Thì vật liệu gạch đất sét nung truyền thống chỉ đáp ứng được phần nào các yêu cầu này. Mặt khác gạch nung truyền thống đang dần hạn chế sử dụng vì công nghệ sản xuất gạch thủ công này đang làm ảnh hưởng lớn đến môi trường làm giảm một lượng lớn diện tích đất nông nghiệp, phát thải ra môi trường khí độc hại, tiêu tốn một lượng lớn nguyên liệu đốt. Đồng thời theo quyết định của Thủ tướng chính phủ “Từ năm 2011, các công trình nhà cao tầng (từ 9 tầng trở lên) sử dụng tối thiểu 30% vật liệu xây dựng không nung loại nhẹ (khối lượng thể tích không lớn hơn 1000 kg/m3) trong tổng số vật liệu xây”. Trước tình hình đó đòi hỏi ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây phải tìm ra một loại vật liệu thích hợp thỏa mãn các yêu cầu về môi trường lại đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn xây dựng. Với loại gạch bê tông cốt liệu rỗng là bê tông bọt và bê tông khí chưng áp đã đáp ứng đầy đủ các vấn đề trên và đồng thời công nghệ sản xuất đơn giản, năng xuất cao, chi phí công nghệ ban đầu không cao... Đặc biệt bê tông khí chưng áp đang được chính phủ quan tâm nhiều do có các tính chất nổi trội hơn bê tông bọt.
LỜI MỞ ĐẦU Đất nước ta trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa, hòa nhịp cùng bước đường phát triển của đất nước thì ngành xây dựng đang phát triển mạnh mẽ, những ngôi nhà, khu chung cư cao tầng và các trung tâm lớn đang dần mọc lên nhiều để dần thay thế những ngôi nhà tạm bợ. Với yêu cầu chất lượng công trình cao như: cách âm, cách nhiệt, thi công nhanh, giảm tải trọng công trình và đảm bảo được cường độ Thì vật liệu gạch đất sét nung truyền thống chỉ đáp ứng được phần nào các yêu cầu này. Mặt khác gạch nung truyền thống đang dần hạn chế sử dụng vì công nghệ sản xuất gạch thủ công này đang làm ảnh hưởng lớn đến môi trường làm giảm một lượng lớn diện tích đất nông nghiệp, phát thải ra môi trường khí độc hại, tiêu tốn một lượng lớn nguyên liệu đốt. Đồng thời theo quyết định của Thủ tướng chính phủ “Từ năm 2011, các công trình nhà cao tầng (từ 9 tầng trở lên) sử dụng tối thiểu 30% vật liệu xây dựng không nung loại nhẹ (khối lượng thể tích không lớn hơn 1000 kg/m 3 ) trong tổng số vật liệu xây”. Trước tình hình đó đòi hỏi ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây phải tìm ra một loại vật liệu thích hợp thỏa mãn các yêu cầu về môi trường lại đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn xây dựng. Với loại gạch bê tông cốt liệu rỗng là bê tông bọt và bê tông khí chưng áp đã đáp ứng đầy đủ các vấn đề trên và đồng thời công nghệ sản xuất đơn giản, năng xuất cao, chi phí công nghệ ban đầu không cao Đặc biệt bê tông khí chưng áp đang được chính phủ quan tâm nhiều do có các tính chất nổi trội hơn bê tông bọt. 1 | P a g e BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI Vấn đề môi trường hiện nay là vấn đề nóng bỏng của tất cả các quốc gia trên thế giới. Hiện nay có rất nhiều ngành sản xuất làm ảnh hưởng rất lớn đến môi trường, trong đó có ngành sản xuất vật liệu xây dựng đang làm thay đổi môi trường sinh thái của tự nhiên (việc khai thác đất đá để làm vật liệu xây dựng mà không thể hoàn thổ trả lại tự nhiên như ban đầu, thải lượng lớn khí thải ra môi trường). Từ vấn đề cấp thiết này đòi hỏi con người phải tìm ra một loại vật liệu xây dựng thích hợp để đảm bảo làm giảm sự ô nhiễm môi trường. Gạch bê tông nhẹ là một loại vật liệu xây dựng thân thiện môi trường đang dần thay thế gạch nung và nó cũng mở ra một kỷ nguyên mới trong ngành xây dựng dân dụng. 2 | P a g e Hiện nay sản phẩm bê tông nhẹ đang phát triển mạnh trên thế giới và được coi là sản phẩm thân thiện môi trường, còn ở Việt Nam theo thống kê gần đây cả nước sử dụng tới trên dưới 60.000.000 m 3 gạch nung trong đó có 70 ÷80% là gạch nung thủ công gây nên những phá hoại nghiêm trọng về môi trường, theo thống kê nêu chỉ sử dụng gạch đất sét nung thì đến năm 2020 cả nước sẽ mất khoảng 2.800÷3.000 ha đất nông nghiệp, tiêu tốn 5,3÷5,6 triệu tấn than, thải ra khoảng 17 triệu tấn khí CO 2 [6]. Xuất phát từ những bất cập trên, đồng thời để đáp ứng nhu cầu vật liệu xây ngày một lớn, hạn chế sử dụng ruộng đất canh tác, giảm lượng tiêu thụ than, bảo vệ môi trường, an sinh xã hội, Thủ tướng Chính phủ đã ra quyết định số 121/2008/QĐ-TTg ngày 29/8/2008 về việc phê duyệt quy hoạch tổng thể ngành vật liệu xây dựng ở Việt Nam đến năm 2020 với định hướng đến năm 2015 tỷ lệ gạch không nung chiếm 20 – 25% và năm 2020 là 30% ÷ 40% tổng số vật liệu xây trong nước năm 2020 sử dụng khoảng 15÷20 triệu tấn phế thải công nghiệp (tro xỉ nhiệt điện, xỉ lò cao ) [7]. Tuy nhiên, để đạt được điều này thì đây là một yêu cầu rất lớn đòi hỏi sự tập trung của toàn xã hội, đặc biệt là những tổng công ty đi đầu trong lĩnh vực vật liệu và việc nghiên cứu về sản phẩm, những tính chất ưu việt về sản phẩm phải được triển khai sớm rồi từ đó đề ra những định hướng phát triển trong tương lai. Bê tông nhẹ là một vật liệu xây dựng hiện nay đang được sử dụng phổ biến trong xây dựng cơ bản ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới và trong khu vực. Chúng được sử dụng trong nhiều 3 | P a g e lĩnh vực khác nhau: tấm mái lợp, sàn, tường bao cho các nhà cao tầng, dùng trong các kết cấu, bản tấm panel, tấm nghiêng nhẹ, trong cấu tạo các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn Ngoài ra nó còn có những tính chất ưu việt như: Giảm tải trọng công trình, cách âm, cách nhiệt Công nghệ bê tông nhẹ là công nghệ sạch- thân thiện với môi trường, tận dụng nguồn phế liệu trong công nghiệp, … Một trong các loại bê tông nhẹ là bê tông bọt và bê tông khí đây là một loại vật liệu mới, công nghệ sản xuất khá mới ở Việt Nam tuy rằng đã xuất hiện từ lâu trên thế giới. Việc nghiên cứu, sản xuất thành công bê tông bọt đã mở ra một hướng mới trong xây dựng nhà. Tuy nhiên để biết rõ được những đặc tính ưu việt của loại bê tông này thì ta phải đi sâu nghiên cứu về những đặc tính của nó. Với những lý do trên, chúng tôi đã được Khoa và Bộ môn phân công làm đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu sản xuất, xác định tính chất của bê tông bọt và bê tông khí chưng áp” - dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Văn Dũng. 4 | P a g e 5 | P a g e CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT Hiện nay có rất nhiều sản phẩm bê tông nhẹ mỗi loại có một đặc điểm riêng về cấu trúc và thành phần cốt liệu, ở đây chúng tôi chỉ đề cập đến hai sản phẩm chính hiện nay đang được ứng dụng rộng rãi trong đời sống đó là sản phẩm AC (aerated concrete) và sản phẩm AAC (autoclaved aerated concrete). 1.1. Giới thiệu về sản phẩm bê tông nhẹ 1.1.1. Giới thiệu về sản phẩm AC (Aerated concrete). Bê tông bọt (AC) là một loại bê tông nhẹ kỹ thuật có khả năng cách âm, cách nhiệt và chống ẩm tốt, tỷ trọng chỉ bằng khoảng 1/3 so với bê tông thường. Sản phẩm bê tông bọt được tạo thành từ nguyên liệu chính là xi măng, cát, bọt tạo sẵn ổn định, nước. Khi đó bọt khí này được trộn đồng nhất trong cấu trúc vữa bê tông trước khi đổ vào khuôn, giữ vai trò như một dạng cốt liệu. Hình 1.1. Mẫu sản phẩm bê tông bọt (AC) 1.1.2. Giới thiệu về bê tông AAC (Autoclaved aerated concrete) Bê tông khí chưng áp (AAC) là một loại bê tông nhẹ kỹ thuật có khả năng cách âm, cách nhiệt và chống ẩm tốt, tỷ trọng chỉ bằng khoảng 1/3 so với bê tông thường. Sản phẩm được sản xuất từ vật liệu xi măng, vôi, cát thạch anh 6 | P a g e nghiền mịn, nước và chất tạo khí hoặc tro bay. Hỗn hợp vật liệu được trộn đều, tạo hình bằng khuôn thép. Trong thời gian bắt đầu đông kết, bột nhôm phản ứng với canxi hydroxyt và nước để tạo khí hydro, phản ứng sinh khí tạo các lỗ rỗng kín làm cho hỗn hợp bê tông trương nở, nhờ đó bê tông có khối lượng thể tích thấp. Sau khi đóng rắn sơ bộ, sản phẩm được tháo khuôn, cưa thành từng blốc theo kích thước yêu cầu và được đưa vào thiết bị hấp dưới áp lực hơi nước, khi nhiệt độ đạt đến 374° Fahrenheit (180°C) và áp lực đạt 8 đến 12 bar, thạch anh cát phản ứng với canxi hydroxyt để tạo thành khoáng CSH làm tăng cường độ. Hình 1.2. Mẫu sản phẩm bê tông khí chưng áp (AAC) Như vậy ta có thể đưa ra nhận xét sau: * Sự khác nhau cơ bản của hai loại bê tông nói trên là: Bê tông bọt (AC) Bê tông khí chưng áp (AAC) Bọt được tạo sẵn nhờ máy tạo bọt, rồi trộn vào hỗn hợp vữa tạo bê tông khi đóng rắn. Chất sinh khí đưa vào hỗn hợp vữa, cho phản ứng tạo bọt khí sau khi đổ khuôn, loại này được đưa vào thiết bị hấp 7 | P a g e * Dù sản xuất loại bê tông nào đi chăng nữa thì sản phẩm cũng phải đảm bảo các tiêu chuẩn Việt Nam để đảm bảo các tính chất yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm * Sản phẩm bê tông khí chưng áp (AAC) có kích thước bọt nhỏ hơn kích thước bọt của sản phẩm bê tông bọt (AC). 1.1.3. Ưu điểm, nhược điểm, ứng dụng của bê tông bọt và bê tông khí chưng áp 1.1.3.1. Ưu điểm. - Bảo vệ môi trường: Loại bê tông này giảm được ít nhất 30% chất thải môi trường thông qua cách sử dụng nguồn nguyên vật liệu và năng lượng so với sản phẩm khác và tránh phát thải độc hại. Vì vậy nó còn được gọi là “vật liệu xanh- thân thiện môi trường”. Hình 1.3. Bê tông thân thiện môi trường - Tiết kiệm năng lượng: Do bao gồm cấu trúc bọt nên sản phẩm có thể cách nhiệt làm cho nhiệt độ bên trong căn nhà ổn định vào cả mùa hè và mùa đông, giúp giảm chi phí điều hòa nhiệt độ. 8 | P a g e - Cách âm: Tốt hơn hẳn loại bê tông nặng và tường gạch, do bao gồm cấu trúc bọt nên vừa có khả năng phản hồi vừa hấp thụ âm thanh, tạo nên khả năng cách âm, nâng cao môi trường sống cả bên ngoài lẫn bên trong căn hộ. - Cách nhiệt, chống cháy: Do được sản xuất từ các vật liệu là chất vô cơ không cháy và bên trong lại có cấu trúc bọt xốp vì vậy hệ số dẫn nhiệt, truyền nhiệt thấp nên khả nắng chống cháy có thể vượt hơn 4 giờ đồng hồ. Có điểm bắt đầu nóng chảy hơn 2.900 độ Fahrenheit. Mặt khác, AAC hoàn toàn trơ, nó không thải ra khí độc ngay cả khi tiếp xúc với lửa. Hình 1.4. Nhiệt được truyền theo đường cong, do có cấu trúc bọt xốp - Trọng lượng nhẹ: Tỷ trọng khô của bê tông có thể đáp ứng trong phạm vi từ 250-1000 kg/m 3 , tùy thuộc vào phương pháp chế tạo mà cho tỷ trọng khác nhau. So với bê tông nặng thì chỉ nặng bằng 1/4, còn so với gạch đất sét nung chỉ bằng 1/2 nên giảm chi phí vận chuyển và chi phí về nền móng rất nhiều. 9 | P a g e Hình 1.5. Khối lượng thể tích nhẹ - Lắp đặt nhanh: Do trọng lượng nhẹ, kích thước lớn và độ chính xác cao nên khả năng xây dựng, lắp đặt rất nhanh tại nơi xây dựng nên chi phí thi công giảm. Hình 1.6. Thi công nhanh - Dễ làm việc: Do có thể đổ mẫu theo yêu cầu sử dụng, cưa, khoan, đóng đinh và tạo rãnh…nên làm tăng đáng kể hiệu suất làm việc và tính sáng tạo ngay tại nơi làm việc. Hình 1.7. Dễ chế tạo mẫu theo yêu cầu 10 | P a g e [...]... thích hợp cho hỗn hợp bê tông 2.2.4 Phụ gia tạo bọt Trong nghiên cứu bê tông khí và bê tông bọt thì chúng tôi đã sử dụng hai loại để tạo cấu trúc bọt rỗng trong bê tông là: chất tạo bọt hữu cơ- proteinseous dùng cho bê tông bọt, còn bê tông khí thì dùng bột nhôm phản ứng tạo bọt khí 2.2.4.1 Chất tạo bọt hữu cơ- proteinseous 32 | P a g e Chất tạo bọt này có màu nâu sẫm, chúng tôi xin và tham khảo tại trạm... có thể phân biệt và hiểu rõ hơn về các loại bê tông nhẹ này 2.1 Các phương pháp chế tạo bê tông nhẹ 2.1.1 Phương pháp cơ học ( AC - Aerated Concrete ) Chế tạo từ hỗn hợp xi măng, cát, nước và chất tạo bọt Chất tạo bọt được khuấy trộn tạo bọt khí Sau đó tiến hành trộn bọt với hỗn hợp vữa trên tạo sản phẩm, sản phẩm này không hấp, sau thời gian thì đóng rắn có cường độ 2.1.2 Phương pháp hóa học (AAC -... một cách tích cực Cũng vì thế, không tạo ra được những bước đi ban đầu có hiệu quả để có thể thay thế thói quen là dùng gạch nung trong nhân dân 19 | P a g e 20 | P a g e CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để biết được tính chất của các loại bê tông nhẹ chúng ta phải tiến hành đúc mẫu sau đó thử nghiệm các tính chất và đặc tính của chúng, sau đó đi so sánh vi cấu trúc của các loại khác nhau qua các bức... thích với các loại xi măng Portland Các thông số kỹ thuật của phụ gia tạo bọt như sau: Bảng 2.1 Các tính chất của phụ gia tạo bọt Loại phụ gia Khối lượng thể tích Tạo bọt khí (g/l) 66 Thời gian (giờ) 1 2 4 Thể tích bọt còn lại 90% 70% 50% Bọt kỹ thuật là bọt được tạo ra từ phụ gia tạo bọt được thiết bị đánh bọt tạo ra bọt, gồm nhiều hạt nhỏ li ti (giống như bọt cạo râu) 34 | P a g e Hình 2.1 Bọt kỹ thuật... - Cách âm cho tường và trần… * Ưu điểm: - Hiệu suất cao - Tính ổn định tốt trong môi trường kiềm - Tạo thành lượng bọt ổn định gấp 500 lần thể tích của nó - Có thể sản xuất được nhiều loại tỷ trọng bê tông rất thấp 33 | P a g e *Tỷ lệ pha: Chất tạo bọt/ nước: 1/32 Trọng lượng bọt tạo ra nên ở khoảng 66 g/lít (tức 1 kg chất tạo bọt tạo ra 500 lít bọt hoặc 33 lít hỗn hợp chất tạo bọt tạo ra 500 lít bọt) ... mang lại từ sản phẩm bê tông khí chưng áp, do vậy đã có nhiều chính sách nhằm hạn chế sản xuất, sử dụng gạch đất sét nung, khuyến khích sản xuất và sử dụng gạch bê tông khí Nhiều nước, trong đó có Trung Quốc, Malaysia, các nước khối EU , tỷ lệ gạch bê tông khí đã thay thế trên 50% gạch đất sét nung và tỷ lệ này ngày một cao.[7] Bê tông nhẹ được ứng dụng trong công nghiệp, dân cư và đã được sử dụng ở... tương lai Trong đó, gạch bê tông sản xuất bằng công nghệ khí chưng áp là loại vật liệu xây dựng không nung được Chính phủ Việt Nam chọn làm giải pháp thay thế các sản phẩm vật liệu xây dựng bằng đất sét nung truyền thống vì những đặc tính ưu việt nổi trội của nó Nhà nước đã và đang khuyến khích các nhà khoa học, các cán bộ nghiên cứu trong việc đầu tư nghiên cứu phát triển bê tông nhẹ theo đúng tinh... sau đó cho vào nồi hấp lưu ở nhiệt độ 180 oC với áp suất 12 bar trong thời gian 10-12 giờ thì lấy ra Trong quá trình hấp sẽ tạo khoáng CSH trong bê tông, làm tăng cường độ bê tông 2.2 Nguyên liệu và hóa chất dùng nghiên cứu bê tông AC và AAC 2.2.1 Xi măng Xi măng Portland là chất kết dính thuỷ lực, khi trộn nó với nước sẽ tạo ra hồ dẻo có tính kết dính và đóng rắn được trong môi trường không khí, môi... Đối với chủ đầu tư các công trình xây dựng, sử dụng sản phẩm bê tông nhẹ nổi trên mặt nước sẽ giảm được 30% tổng tải trọng truyền xuống móng công trình dẫn đến giảm chi phí gia cố nền móng, tiết kiệm được năng lượng điều hòa không khí cho nhà ở và các công trình công nghiệp do bê tông nhẹ cách âm, cách nhiệt tốt hơn so với gạch đất sét nung và bê tông thường, sử dụng sản phẩm bê tông nhẹ sẽ giảm giá... tính chất vượt trội so với AC.[6] 1.2.2 Tình hình sản xuất và sử dụng bê tông nhẹ tại Việt Nam 15 | P a g e 1.2.2.1 Những thuận lợi khi ứng dụng bê tông nhẹ ở Việt Nam Thủ tướng Chính phủ đã có quyết định 115/2001 ngày 01/08/2001 trong đó khẳng định chủ trương “tiến tới xoá bỏ việc sử dụng gạch nung thủ công tại ven các đô thị vào năm 2005 và trên phạm vi toàn quốc vào năm 2010” Đây là một cơ sở pháp . Mẫu sản phẩm bê tông khí chưng áp (AAC) Như vậy ta có thể đưa ra nhận xét sau: * Sự khác nhau cơ bản của hai loại bê tông nói trên là: Bê tông bọt (AC) Bê tông khí chưng áp (AAC) Bọt được tạo. hơn kích thước bọt của sản phẩm bê tông bọt (AC). 1.1.3. Ưu điểm, nhược điểm, ứng dụng của bê tông bọt và bê tông khí chưng áp 1.1.3.1. Ưu điểm. - Bảo vệ môi trường: Loại bê tông này giảm được. chúng tôi đã được Khoa và Bộ môn phân công làm đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu sản xuất, xác định tính chất của bê tông bọt và bê tông khí chưng áp - dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Văn Dũng.