Tài liệu Nghiên cứu chế tạo vữa xây cho loại gạch sản xuất từ nguồn đất feralit (đất cấp phối đồi) trên địa bàn xã hà bầu huyện đak đoa tỉnh gia lai

MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ......................................................................... 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................... 2 4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 2 5. Bố cục đề tài ..................................................................................................... 2 6. Tổng quan tài liệu nghiên cứu .......................................................................... 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VỮA XÂY DỰNG VÀ GẠCH KHÔNG NUNG 4 1.1. VỮA XÂY DỰNG............................................................................................. 4 1.1.1. Khái niệm vữa xây dựng ............................................................................. 4 1.1.2. Tính chất cơ bản của vữa và hỗn hợp vữa .................................................. 4 1.1.3. Phân loại vữa xây dựng............................................................................... 6 1.2. GẠCH KHÔNG NUNG..................................................................................... 6 1.2.1. Khái niệm gạch không nung ....................................................................... 6 1.2.2. Lợi thế của gạch không nung so với gạch đất nung .................................... 7 1.2.3. Phân loại gạch không nung ......................................................................... 7 1.3. TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG GẠCH KHÔNG NUNG TRONG XÂY DỰNG .... 9 1.3.1. Tình trạng sử dụng gạch không nung trong xây dựng ................................ 9 1.3.2. Các loại vữa đang được sử dụng để thi công tườ ng bằng gạch không nung ......................................................................................................... 11 1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ................................................................................. 13 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM .................................... 14 2.1. GIỚI THIỆU VỀ VỮA XÂY FERALIT .......................................................... 14 2.1.1. Giới thiệu về vữa xây Feralit..................................................................... 14 2.1.2. Sự hoạt động của phụ gia trong vữa ......................................................... 15 2.2. CÁC TIÊU CHUẨN THÍ NGHIỆM ................................................................ 15 2.2.1. Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thí nghiệm của vật liệu ........................ 15 2.2.2. Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thí nghiệm cho vữa Feralit .................... 18 2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ................................................................................. 19 CHƯƠNG 3. THÍ NGHIỆM THỰC NGHIỆM SẢN XUẤT VỮA XÂY TỪ NGUỒN ĐẤT ĐỒI FERALT ................................................................................. 20 3.1. THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO VỮA ................................ 20 3.1.1. Thí nghiệm xi măng .................................................................................. 20 3.1.2. Thí nghiệm cấp phối đồi chọn lọc .............................................................. 24 3.1.3. Thí nghiệm mác vữa cấp phối đồi M50 daN/cm2 ..................................... 26 3.1.4. Thí nghiệm mác vữa cấp phối đồi M75 daN/cm2 TCVN 6016 :2011 ...... 34 3.1.5. Thí nghiệm mác vữa cấp phối đồi M100 daN/cm2 TCVN 6016:2011 ..... 41 3.1.6. Xác định độ hút nước của mẫu vữa đã đóng rắn theo TCVN 3121-18:2003 . ......................................................................................................... 48 3.1.7. Xác định độ bám dính của vữa ................................................................. 49 3.2. SO SÁNH TÍNH KINH TẾ KHI SỬ DỤNG VỮA XÂY CẤP PHỐI ĐỒI ĐỂ SỬ DỤNG CHO LOẠI GẠCH SẢN XUẤT TỪ ĐẤT FERALIT TRONG XÂY DỰNG ......................................................................................................... 50 3.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3................................................................................. 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 53 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (Bản sao) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN. TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VỮA XÂY CHO LOẠI GẠCH SẢN XUẤT TỪ NGUỒN ĐẤT FERALIT (ĐẤT CẤP PHỐI ĐỒI) TRÊN ĐỊA BÀN XÃ HÀ BẦU HUYỆN ĐAK ĐOA TỈNH GIA LAI Học viên: Lê Văn Hà Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng và Công nghiệp Mã số: 60.58.02.08 Khóa: K34 XDD KH – Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt: Đề tài này đã tiến hành nghiên cứu chế tạo vữa xây cho loại gạch sản xuất từ nguồn đất Feralit (Đất cấp phối đồi) trên địa bàn xã Hà Bàu huyện Đak Đoa tỉnh Gia Lai dựa trên cơ sở các TCVN và căn cứ theo các kết quả thực nghiệm về cường độ chịu nén, độ hút nước, độ bám dính của vữa và khả năng co ngót theo thời gian. Kết quả nghiên cứu từ thực nghiệm cho thấy: Cường độ chịu nén, độ hút nước, độ bám dính của hỗn hợp vữa xây Feralit hoàn toàn có thể thay thế cho vữa xây thông thường trong công tác xây dựng bằng gạch không nung. Từ khóa: Cường độ chịu nén, độ bám dính, độ hút nước, khả năng co ngót theo thời gian, đất Feralit. RESEARCH TO MANUFACTURE BUILDING FOR THE TYPES OF BRICKS FROM FERALIT SOURCES (HILLY LAND) ON THE LOCATION OF HA BAU COMMUNE, DAK DOA DISTRICT OF GIA LAI PROVINCE Summary: This research has conducted research and manufacture masonry mortar for bricks produced from Feralit soil (hill gravel land) in Ha Bau commune, Dak Doa district, Gia Lai province, based on the TCVN and bases. Follow the experimental results of compressive strength, water absorption, adhesion of mortar and shrinkage ability over time. Experimental results show that: compressive strength, water absorption, adhesion of Feralit mortar mixture can completely replace ordinary mortar in the construction of unburnt bricks. Keywords: Compressive strength, adhesion, water absorption, shrinkage capacity over time, Feralit soil. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử của xi măng ................................ 16 Bảng 2.2. Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử của đất ........................................ 17 Bảng 2.3. Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử cho vữa ....................................... 18 Bảng 3.1. Kết quả thí nghiệm độ mịn xi măng ........................................................ 21 Bảng 3.2. Kết quả thí nghiệm thời gian đông kết của xi măng ............................... 23 Bảng 3.3. Kết quả thí nghiệm thành phần hạt của của cấp phối .............................. 25 Bảng 3.4. Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 50, 3 ngày tuổi .............. 29 Bảng 3.5. Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 50, 7 ngày tuổi .............. 30 Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 50, 14 ngày tuổi ........... 30 Bảng 3.7. Kết quả thí nghiệm cường độ mẫu vữa xi măng mác 50,28 ngày tuổi .... 31 Bảng 3.8. Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 75, 3 ngày tuổi .............. 36 Bảng 3.9. Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 75, 7 ngày tuổi .............. 36 Bảng 3.10. Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 75, 14 ngày tuổi .......... 37 Bảng 3.11. Kết quả thí nghiệm cường độ mẫu vữa xi măng mác 75, 28 ngày tuổi . 37 Bảng 3.12. Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 100, 3 ngày tuổi .......... 43 Bảng 3.13. Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 100, 7 ngày tuổi .......... 43 Bảng 3.14. Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 100, 14 ngày tuổi ........ 44 Bảng 3.15. Kết quả thí nghiệm cường độ mẫu vữa xi măng mác 100, 28 ngày tuổi ............................................................................................................. 44 Bảng 3.16. Kết quả thí nghiệm độ hút nước của mẫu vữa mác 75 đã đóng rắn ..... 49 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Gạch xi măng cốt liệu ................................................................................ 7 Hình 1.2. Gạch bê tông bọt ....................................................................................... 8 Hình 1.3. Gạch bê tông khí chưng áp ........................................................................ 9 Hình 1.4. Sử dụng gạch bê tông nhẹ trong xây dựng .............................................. 10 Hình 1.5. Tường xây bằng gạch bê tông nhẹ bị nứt ở mạch vữa............................. 10 Hình 1.6. Tường xây bằng gạch bê tông nhẹ bị nứt ở bản thân viên gạch .............. 11 Hình 1.7. Vữa xây gạch nhẹ .................................................................................... 12 Hình 1.8. Vữa trát tường gạch nhẹ .......................................................................... 13 Hình 3.1. Thí nghiệm độ mịn của xi măng theo phương pháp sàng ........................ 21 Hình 3.2. Trộn hồ xi măng để xác định lượng nước tiêu chuẩn .............................. 22 Hình 3.3. Dụng cụ Vicat để xác định thời gian bắt đầu đông kết ............................ 23 Hình 3.4. Sàng máy kiểm tra thành phần hạt của đất đồi ........................................ 24 Hình 3.5. Biểu đồ thành phần hạt của cấp phối đồi ................................................. 25 Hình 3.6. Đất cấp phối tiêu chuẩn ........................................................................... 26 Hình 3.7. Bàn dằn tiêu chuẩn .................................................................................. 27 Hình 3.8. Mẫu thử độ bền nén của vữa xây cấp phối đồi ........................................ 27 Hình 3.9. Thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng cấp phối đồi ...................................... 28 Hình 3.10a. Biểu đồ về sự phát triển cường độ của vữa xây mác 50 theo thời gian 31 Hình 3.10b. Kết quả thí nghiệm vữa xi măng đất đồi M50 daN/cm2 ...................... 34 Hình 3.11a. Biểu đồ về sự phát triển cường độ của vữa xây mác 75 theo thời gian 38 Hình 3.11b. Kết quả thí nghiệm vữa xi măng đất đồi M75 daN/cm2 ...................... 41 Hình 3.12a. Biểu đồ về sự phát triển cường độ của vữa xây mác 100 theo thời gian ............................................................................................................. 45 Hình 3.12b. Kết quả thí nghiệm vữa xi măng đất đồi M100 daN/cm2 .................... 48 Hình 3.13. Độ bám dính của vữa cấp phối đồi và vữa xi măng thường .................. 50 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Vữa xây là loại vật liệu phổ biến thường được sử dụng trong công tác xây tường với các loại vật liệu gạch khác nhau. Vữa là hỗn hợp được chọn một cách hợp lý (nhân tạo), trộn đều của chất kết dính vô cơ, cốt liệu nhỏ với nước theo những tỷ lệ thích hợp, sau khi cứng rắn có khả năng chịu lực hoặc liên kết giữa các cấu kiện xây dựng. Trong trường hợp cần thiết, hỗn hợp vữa có thêm các chất phụ gia vô cơ hoặc hữu cơ nhằm thu được những tính năng đặc biệt cho vữa. Vữa thường được đánh giá khả năng chịu lực bằng chỉ tiêu cường độ chịu nén. Cường độ chịu nén là chỉ tiêu quan trọng nhất của hỗn hợp vữa xây, nó đánh giá khả năng chịu tải của hỗn hợp vữa dưới tác dụng của trọng lượng bản thân hoặc sự rung động, co ngót theo thời gian. Việc sử dụng vữa xây để sử dụng cho loại gạch không nung cho các công trình xây dựng đã trở nên cực kỳ phổ biến hiện nay để thay thế cho gạch nung truyền thống. Tuy nhiên, hiện nay ở các địa phương trên cả nước ta đang còn sử dụng gạch đất sét nung chiếm trên 60%, vì vậy việc phát triển gạch không nung từng bước thay thế gạch thủ công tiến tới chấm dứt sản xuất gạch đất sét nung bằng lò thủ công là mục tiêu của nước ta định hướng đến năm 2025 và lộ trình giảm dần. Do đó cần có một loại hỗn hợp vữa xây mới như “ cát, chất kết dính, phụ gia ”, “hỗn hợp vữa xây từ phế thải công nghiệp”…để giải quyết các vấn đề trên hoặc để tận dụng nguồn vật liệu dồi dào sẵn có ở địa phương nhằm giảm bớt sử dụng mỏ đất nông lâm nghiệp, giảm khí thải môi trường, ngăn chặn những tiềm ẩn, nguy cơ gây thiệt hại về người trong quá trình khai thác, sử dụng các lò thủ công sản xuất vật liệu xây dựng. Vì vậy, nhu cầu về chế tạo vữa xây để sử dụng cho loại gạch từ đất đồi là rất lớn, nếu tận dụng được các nguồn tài nguyên thiên nhiên có sẵn, cát 2 sông, bột đá, đất đồi…, sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn trong xây dựng công trình cho tỉnh Gia Lai nói chung và tỉnh lân cận nói riêng. Do đó tác giả chọn đề tài: Nghiên cứu chế tạo vữa xây cho loại gạch sản xuất từ nguồn đất Feralit trên địa bàn xã Hà Bầu, huyện Đakdoa, tỉnh Gia Lai. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài - Nghiên cứu các tính chất cơ lý của vữa Feralit dùng cho gạch không nung sản xuất từ nguồn đất đồi: thành phần hóa, ảnh hưởng của phụ gia trong vữa. - Thí nghiệm so sánh các chỉ tiêu của vữa feralit so với vữa xi măng thông thường theo TCVN 3121:2003 về: độ lưu động, cường độ nén, độ hút nước, độ dính bám. - Mục đích nghiên cứu thành phần cấp phối (Feralit, phụ gia hóa dẻo chống co ngót, chất kết dính, nước) để sản xuất vữa xây dung cho gạch không nung. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: nghiên cứu sản xuất vữa xây từ đất feralit dùng để xây gạch không nung làm từ đất đồi. - Phạm vi nghiên cứu: đất Feralit ở Hạ Bầu, nước khu vực Gia Lai, xi măng Nghi Sơn PCB40, để thiết kế thành phần cấp phối vữa B2,5 mác 50; B5 mác 75; B7,5 mác 100, có sử dụng phụ gia hóa dẻo. 4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 5. Bố cục đề tài Nội dung đề tài nghiên cứu gồm phần mở đầu, 3 chương và kết luận Mở đầu 3 Chương 1: Tổng quan về vữa xây dựng và gạch không nung. Trong chương này, tác giả bàn về các loại vữa xây dựng và gạch không nung, thực trạng hiện nay của các công trình dùng gạch không nung. Chương 2: Cơ sở lý thuyết và thực nghiệm. Giới thiệu về vữa Feralit và các tiêu chuẩn để thí nghiệm, kiểm tra các tính chất của loại vữa này. Chương 3: Thí nghiệm thực nghiệm vật liệu sử dụng chế tạo vữa Feralit 6. Tổng quan tài liệu nghiên cứu Tài liệu nghiên cứu bao gồm những sách, báo, catalog về phụ gia dùng cho vữa, các tiêu chuẩn về thí nghiệm, các websites hỗ trợ cho việc tìm kiếm thông tin cần thiết. 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VỮA XÂY DỰNG VÀ GẠCH KHÔNG NUNG 1.1. VỮA XÂY DỰNG 1.1.1. Khái niệm vữa xây dựng Vữa xây dựng là một loại vật liệu đá nhân tạo thành phần bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu nhỏ và có thể có hoặc không có phụ gia. Các thành phần này được nhào trộn theo tỷ lệ thích hợp, khi mới nhào trộn hỗn hợp có tính dẻo gọi là hỗn hợp vữa, sau khi cứng rắn có khả năng chịu lực gọi là vữa. Phụ gia có tác dụng cải thiện tính chất của hỗn hợp vữa. Đặc điểm của vữa là chỉ có cốt liệu nhỏ, khi xây và trát phải trải thành lớp mỏng, diện tích tiếp xúc với nền xây, với mặt trát với không khí là khá lớn, nước dễ bị mất đi, do đó lượng nước nhào trộn vữa cần phải lớn hơn so với bê tông. Do không có cốt liệu lớn nên cường độ chịu lực của vữa thấp hơn so với bê tông khi sử dụng cùng lượng và cùng loại chất kết dính. 1.1.2. Tính chất cơ bản của vữa và hỗn hợp vữa a. Tính bám dính Tính bám dính của vữa biểu thị khả năng liên kết của nó với vật liệu xây, trát . Nếu vữa bám dính kém sẽ ảnh hưởng đến độ bền của sản phẩm và năng suất thi công. Tính bám dính của vữa phụ thuộc vào số lượng, chất lượng của chất kết dính và tỷ lệ pha trộn, khi trộn vữa phải cân đong đủ liều lượng vật liệu thành phần, phẩm chất của vật liệu phải đảm bảo tốt đồng thời vữa phải được trộn đồng đều, kỹ. Ngoài ra, tính dính bám của vữa còn phụ thuộc vào độ nhám, độ sạch, độ ẩm và đặc biệt là độ hút nước của vật liệu nền. b. Tính chống thấm Khả năng chịu áp lực nước của vữa trát ở mặt ngoài khối xây. 5 c. Cường độ chịu lực Vữa có khả năng chịu nhiều loại lực khác nhau nhưng khả năng chịu nén là lớn nhất. Do đó, cường độ chịu nén là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng các loại vữa thông thường. Dựa trên cường độ chịu nén mà định ra mác vữa. Cường độ chịu lực của vữa phụ thuộc vào loại chất kết dính, lượng chất kết dính, tính chất của nền mà vữa làm việc chung, tỷ lệ nước/chất kết dính, chất lượng của cát, điều kiện bảo dưỡng và thời gian cứng rắn. d. Tính công tác Tính công tác là một chỉ tiêu quan trọng của hỗn hợp vữa nhằm đáp ứng yêu cầu của phương pháp thi công. Tính công tác được đánh giá thông qua độ lưu động xác định trên bàn dằn theo tiêu chuẩn TCVN 3121-3:2003. Tính công tác của hỗn hợp vữa cần được đặc biệt lưu tâm khi thi công xây bằng vữa mạch mỏng – dùng bay răng cưa rải vữa để tạo thành các gờ có chiều cao khoảng 3mm, rộng 5mm. Khi đặt viên xây bên trên và gõ, các gờ này sẽ bị san bằng, đảm bảo bề mặt tiếp xúc của vữa với viên xây bên trên. Thực tế cho thấy, khi tạo gờ bằng bay răng cưa độ lưu động của hỗn hợp vữa nên đạt trên 140 mm. Tuy nhiên, khi độ lưu động vượt quá 200 mm, các gờ sẽ không sắc nét và sau khi đạt mức tiếp xúc 100% với viên xây bên trên, hỗn hợp vữa dễ bị sụt và trồi qua mạch. Nếu độ lưu động của hỗn hợp quá thấp, các gờ sẽ khó san bằng khi đặt hàng gạch tiếp theo. Diện tích tiếp xúc giữa vữa và hàng gạch trên sẽ giảm khiến cường độ liên kết tính cho tổng thể viên xây sẽ giảm [2]. Tính công tác của hỗn hợp vữa cần được kiểm soát tốt trong quá trình thi công. c. Tổng quan về đất Feralit Đặc tính chung: chua, nghèo mùn và nhiều sét. Có màu đỏ hoặc vàng và dễ kết vón thành đá ong do có hợp chất của Al , Fe và Silit, nhóm đất này mang những đặc điểm điển hình của đất feralit – sản phẩm của khí hậu nhiệt đới ẩm, đó là chua, độ no bazo thấp, khả năng hấp thụ không cao, khoáng sét phổ biến chất dễ hòa tan bị rửa trôi, có quá trình tích lũy Fe, Al tương đối và tuyệt đối, hạt kết tương đối bền. Hiện phân bố nhiều ở khu vực Tây Nguyên nói chung và 6 ở Hà Bầu nói riêng. Vì có hàm lượng Silit cao nên Feralit được sử dụng nhiều trong xây dựng như: làm nền hạ cho đường giao thông, đường giao thông nông thôn sử dụng đất đồi. Và gần đây có một số nghiên cứu sử dụng Feralit để làm gạch không nung trong xây dựng. Đối với xã Hà Bầu ở Gia Lai thì Feralit phân bố trên các vùng đồi trọc bạc màu, không canh tác được, nên việc tận dụng và khai thác các mỏ đất này làm nguyên vật liệu để phát triển kinh tế xã hội trong tương lai là cần thiết. 1.1.3. Phân loại vữa xây dựng a. Phân loại theo chất kết dính - Vữa xi măng - Vữa vôi - Vữa thạch cao - Vữa hỗn hợp (xi măng – vôi; xi măng – đất sét) b. Phân loại theo khối lượng thể tích - Vữa nặng v > 1500 kg/m3 - Vữa nhẹ v ≤ 1500 kg/m3 c. Phân loại theo công dụng - Vữa xây - Vữa hoàn thiện thô và mịn d. Theo cường độ chịu nén Vữa gồm các mác: M1; M2,5; M5; M10; M15; M20; M30, trong đó: - M: là ký hiệu quy định cho mác vữa - Các trị số 1; 2,5…; 30 là giá trị mác vữa tính bằng cường độ chịu nén trung bình của mẫu thử sau 28 ngày, tính theo MPa. 1.2. GẠCH KHÔNG NUNG 1.2.1. Khái niệm gạch không nung Gạch không nung là một loại gạch mà sau khi được tạo hình thì tự đóng rắn đạt các chỉ số về cơ học như cường độ nén, uốn, độ hút nước…mà không cần thông qua đốt bằng than, điện hay các nguồn năng lượng khác nhằm tăng độ 7 bền của viên gạch. 1.2.2. Lợi thế của gạch không nung so với gạch đất nung - Không dùng nguyên liệu đất sét để sản xuất. Đất sét chủ yếu khai thác từ đất nông nghiệp, làm giảm diện tích sản xuất cây lương thực. - Không dùng nhiên liệu như than, củi… để đốt, giúp tiết kiệm nhiên liệu năng lượng và không thải khói bụi gây ô nhiễm môi trường. - Sản phẩm có khả năng cách âm, cách nhiệt, phòng hỏa, kích thước chuẩn xác, quy cách hoàn hảo hơn gạch đất nung. Rút ngắn thời gian thi công, tiết kiệm vữa xây. 1.2.3. Phân loại gạch không nung Gạch không nung hiện nay chủ yếu gồm hai loại sau: a. Gạch xi măng cốt liệu (còn được gọi là gạch block) - Gạch xi măng cốt liệu được tạo thành từ xi măng và một hoặc nhiều trong các cốt liệu sau đây: mạt đá, cát vàng, xỉ nhiệt điện, phế thải công nghiệp…. - Gạch xi măng cốt liệu thường có cường độ chịu lực tốt (trên 80 kG/cm2), khối lượng thể tích lớn (thường trên 1900 kG/m3), khả năng chống thấm tốt, cách âm cách nhiệt tốt, dễ sử dụng, dùng vữa thông thường. Hình 1.1. Gạch xi măng cốt liệu 8 b. Gạch bê tông nhẹ Gạch bê tông nhẹ có hai loại cơ bản là gạch bê tông bọt và gạch bê tông nhẹ khí chưng áp. - Gạch bê tông bọt: Sản xuất bằng công nghệ tạo bọt trong kết cấu nên tỷ trọng viên gạch giảm đi nhiều và nó trở thành đặc điểm ưu việt nhất của loại gạch này. Thành phần cơ bản: Xi măng, cát mịn, phụ gia tạo bọt… (Hình 1.2) - Gạch bê tông khí chưng áp (Autoclaved Aerated Concrete, viết tắt: AAC): Sản xuất bằng cách trộn xi măng với vôi, cát thạch anh hay tro bay tái chế (sản phẩm từ các nhà máy nhiệt điện đốt than), nước và bột nhôm-chất tạo khí. Phản ứng giữa nhôm và Ca(OH)2 trong hỗn hợp bê tông tạo ra những bong bóng cỡ vi mô chứa H2, gia tăng thể tích của bê tông tới 5 lần so với bê tông thường. Sau khi hidro bay hơi sẽ để lại các lỗ rỗng kín, sau đó bê tông khí chưng áp sẽ được đổ vào khuôn tạo hình hoặc cắt thành hình dạng thiết kế. Sản phẩm này tiếp tục được đưa vào nồi hấp (khí chưng áp), nơi phản ứng thứ hai diễn ra. Dưới nhiệt độ và áp suất cao trong nồi Ca(OH)2 phản ứng với cát thạch anh để hình thành hydrat silica canxi, đó là một cấu trúc tinh thể cứng tạo cường độ cao. Sau lúc này, vật liệu đã sẵn sàng để sử dụng (Hình 1.3). Hình 1.2. Gạch bê tông bọt 9 Hình 1.3. Gạch bê tông khí chưng áp 1.3. TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG GẠCH KHÔNG NUNG TRONG XÂY DỰNG 1.3.1. Tình trạng sử dụng gạch không nung trong xây dựng Để hạn chế sử dụng đất nông nghiệp, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, thông tư 09/2012/TT-BXD đã quy định: Sau năm 2015, 100% các công trình có vốn đầu tư nhà nước phải sử dụng vật liệu xây không nung. Các công trình xây dựng từ 9 tầng trở lên không phân biệt nguồn vốn, sau năm 2015 phải sử dụng tối thiểu 50% vật liệu xây không nung loại nhẹ trong tổng số vật liệu xây. Vật liệu xây không nung loại nhẹ gồm chủ yếu là hai loại: gạch chưng áp AAC và gạch bê tông bọt hiện nay cũng đang dần phổ biến trong xây dựng (Hình 1.4). 10 Hình 1.4. Sử dụng gạch bê tông nhẹ trong xây dựng Tuy nhiên, tình trạng nứt của tường cũng đã xuất hiện ở một vài công trình xây bằng gạch không nung, vết nứt thường đi theo 2 xu hướng: nứt mạch vữa liên kết giữa các viên gạch (Hình 1.5) và nứt ở bản thân viên gạch (Hình 1.6). Hình 1.5. Tường xây bằng gạch bê tông nhẹ bị nứt ở mạch vữa 11 Hình 1.6. Tường xây bằng gạch bê tông nhẹ bị nứt ở bản thân viên gạch 1.3.2. Các loại vữa đang được sử dụng để thi công tường bằng gạch không nung Hiện nay, có hai loại vữa chủ yếu được sử` dụng trong thi công gạch không nung: a. Vữa xi măng thường Vữa xi măng thường được trộn trực tiếp tại công trường, loại vữa này có ưu điểm là giá thành rẻ hơn, công nhân có thể thi công theo truyền thống, không cần các thiết bị chuyên dụng. Vữa xi măng thường thích hợp cho xây, trát gạch xi măng cốt liệu. Tuy nhiên, khi sử dụng vữa xi măng thường trong thi công gạch bê tông nhẹ thì rất dễ xảy ra hiện tượng bị nứt tường do gạch bê tông nhẹ có các đặc tính cơ lý khác với gạch nung truyền thống và gạch xi măng cốt liệu. Vấn đề này sẽ được phân tích cụ thể hơn trong chương 3. 12 b. Vữa chuyên dụng cho gạch bê tông nhẹ Vấn đề thi công tường xây bằng gạch bê tông nhẹ bị nứt khi sử dụng vữa xi măng thông thường. Do đó, trên thị trường hiện nay đã xuất hiện một vài loại vữa chuyên dụng để thi công tường xây bằng gạch bê tông nhẹ. Hầu hết các loại vữa này là vữa khô trộn sẵn, trong thành phần có chứa phụ gia polymer để tăng độ dẻo, khả năng giữ nước, cường độ bám dính cho vữa (Hình 1.7). Tuy nhiên, giá thành các loại vữa này còn khá cao, để sử dụng vữa cần các dụng cụ thi công chuyên nghiệp, công nhân phải được đào tạo cơ bản về chuyên môn trước khi thi công vì công tác xây, trát loại vữa này khác với vữa xi măng truyền thống. Đây là trở ngại lớn nhất trong việc sử dụng vữa chuyên dụng cho gạch bê tông nhẹ trong thực tế. Hình 1.7. Vữa xây gạch nhẹ 13 Hình 1.8. Vữa trát tường gạch nhẹ 1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 Sử dụng gạch không nung trong xây dựng ở nước ta đang có những dấu hiệu tích cực, đặc biệt là gạch xi măng cốt liệu (chiếm 75% gạch không nung) đã được áp dụng ở nhiều công trình. Bên cạnh đó, vữa Feralit với những ưu điểm của nó nếu được đưa vào sử dụng sẽ tiết kiệm chi phí hơn nhiều, vì nguồn nguyên liệu trên địa bàn rất lớn. Tuy nhiên, thực trạng bị nứt khi sử dụng gạch không nung và vữa thông thường xảy ra ở nhiều công trình trên cả nước. Việc thi công gạch Feralit cần có những dụng cụ, kỹ thuật thi công và đặc biệt là loại vữa phù hợp để chống nứt cho tường. Ở địa bàn Tây Nguyên chưa có cơ sở sản xuất gạch Feralit do đó đề tài tập trung nghiên cứu loại vữa Feralit dùng để xây gạch Feralit là cần thiết. 14 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM 2.1. GIỚI THIỆU VỀ VỮA XÂY FERALIT 2.1.1. Giới thiệu về vữa xây Feralit Đất đồi Feralit được ứng dụng rộng rãi trên địa bàn Tây Nguyên nói chung và Gia Lai nói riêng, nhất là trong xây dựng công trình giao thông , ưu điểm là nguồn đất dồi dào, nhưng nghiên cứu để ứng dụng trong xây dựng dân dụng thì chưa phát triển nhất là gần đây với gạch không nung, Vì thực tế đòi hỏi từ những nhà sản xuất vật liệu và hóa chất xây dựng phải cung cấp những sản phẩm cải tiến để đáp ứng các yêu cầu như thời gian thi công ngắn hơn, độ bám dính tương thích với nhiều loại bề mặt. Những ứng dụng này cụ thể cho vữa xây tô, vữa tự phẳng, vữa ốp gạch, vữa chống thoát nhiệt và vữa sửa chữa… Bản chất của Feralit hình thành trong điều kiện nhiệt ẩm cao rất thuận lợi cho quá trình phong hóa và hình thành đất. Thảm thực vật phát triển mạnh. Rừng mọc rậm rạp, có nhiều loài ở nhiều tầng. Sinh khối thực vật trung bình trên 5000 tạ/ha vật chất hữu cơ khô, cung cấp một lượng vật chất hữu cơ lớn nhưng bị phân hủy ngay trong năm đầu khi chúng rơi xuống đất và sự hoạt động mạnh mẽ của vi sinh vật và động vật. Lượng mưa lớn của miền khí hậu nhiệt đới ẩm cũng tăng cường quá trình rửa trôi. Lóp vỏ phong hóa rất dày do điều kiện nhiệt ẩm thuận lợi cho quá trình phong hóa hóa học và sinh học. Quá trình fralit hóa diễn ra như sau: Các đá và khoáng, nhất là nhóm silicat bị phong hóa mạnh mẽ thành các khoáng thứ sinh. Một phần khoáng thứ sinh có thể tiếp tục bị phá hủy tạo nên các ô-xít sắt, nhôm, silic đơn giản. Cùng với sự phá hủy đó, các chất ba-dơ và một phần ô-xít silic cũng bị rửa trôi, làm cho ti lệ phần trăm của Fe(OH)3 và Al(OH)3 so với các chất khác trong đất tăng lên. Quá trinh tích lũy Fe và AI này được gọi là quá trình Feralit, quá trình này tạo nên các loại đất đỏ vàng miên nhiệt đới âm do 15 hàm lượng sắt cao, phần lớn dưới dạng các ôxít khác nhau. Đất feralit có những đặc điểm chính như: Có lượng khoáng nguyên sinh thấp; giàu hyđrôxit sắt, nhôm, mangan; có lượng khoáng sét caolinit lớn; axit fun-vônic chiếm ưu thế trong các axit mùn. 2.1.2. Sự hoạt động của phụ gia trong vữa Sự biến tính của phụ gia trong vữa xi măng được khống chế bởi hai quá - Quá trình thủy hóa của xi măng - Quá trình tạo màng của các phần tử Feralit và phụ gia Sự thủy hóa của xi măng xảy ra trước tiên, sau đó hỗn hợp vữa sẽ hóa cứng dần, các phần tử hạt Feralit tập trung trong các khoảng trống rỗng. Vì lượng nước giảm dần đi do chúng tham gia vào quá trình thủy hóa xi măng, vừa có sự tạo hơi khí nên các hạt Feralit dần dần biển đổi thành màng Feralit. Các màng này lẫn với xi măng đã thủy hóa cùng bao phủ các hạt cốt liệu, nhờ thế mà cải thiện được nhiều tính chất bê tông. 2.2. CÁC TIÊU CHUẨN THÍ NGHIỆM Giới hạn đề tài nghiên cứu là sử dụng vữa Feralit để xây tường bằng gạch đất đồi Feralit không nung. Vì vậy, các yêu cầu kỹ thuật và chỉ tiêu thí nghiệm của vữa Feralit phải tuân theo TCVN 9028:2011-Vữa cho bê tông nhẹ. Feralit được xúc về phơi khô và tiến hành thí nghiệm, vật liệu sử dụng trong thí nghiệm: - Xi măng PCB 40 Nghi Sơn - Đất đồi Feralit : kích thước hạt cốt liệu 1.5 : 2mm. - Nước 2.2.1. Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thí nghiệm của vật liệu a. Xi măng Sử dụng xi măng pooclang hỗn hợp PCB 40 Nghi Sơn. Yêu cầu kỹ