Tài liệu Nghiên cứu độ bám dính giữa vữa và gạch không nung xi măng cốt liệu

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN SUỐT NGHIÊN CỨU ĐỘ BÁM DÍNH GIỮA VỮA VÀ GẠCH KHÔNG NUNG XI MĂNG CỐT LIỆU LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Đà Nẵng - Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN SUỐT NGHIÊN CỨU ĐỘ BÁM DÍNH GIỮA VỮA VÀ GẠCH KHÔNG NUNG XI MĂNG CỐT LIỆU Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình DD&CN Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS.TRẦN QUANG HƯNG Đà Nẵng - Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Đề tài “Nghiên cứu độ bám dính của vữa và gạch không nung xi măng cốt liệu” dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trần Quang Hưng được Hiệu trưởng trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng Quyết định giao nhiệm vụ tại Quyết định số 1538/QĐ-ĐHBK, ngày 14 tháng 9 năm 2018. Tôi cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác ./. Tác giả luận văn Nguyễn Văn Suốt NGHIÊN CỨU ĐỘ BÁM DÍNH GIỮA VỮA VÀ GẠCH KHÔNG NUNG XI MĂNG CỐT LIỆU Học viên: Nguyễn Văn Suốt. Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình DD và CN Mã số: 60.58.02.08 Khóa: K34, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt: Đề tài nghiên cứu Nghiên cứu độ bám dính của vữa và gạch không nung xi măng cốt liệu được sử dụng trên địa tỉnh Quảng Ngãi. Tiến hành làm thí nghiệm với 04 thành phần cấp phối vữa, mỗi thành phần cấp phối là 06 mẫu (4x4x16)cm; sẽ thiết kế vữa M50 và M75 không có trộn vôi và vữa M50 và M75 có trộn vôi. Các loại vữa này đều được trát lên gạch xi măng cốt liệu và gạch đất sét nung, mẫu được bảo dưỡng trong 28 ngày để thí nghiệm. Kết quả thực nghiệm cho ra lực bám dính giữa vữa và gạch là rất nhỏ so với cường độ chịu uốn của vữa. Đối với vữa M75 thì độ bám dính của gạch không nung xi măng cốt liệu thấp hơn độ bám dính của gạch đất sét nung; đối với vữa M50 xi măng – cát cho ra kết quả độ bám dính lớn hơn vữa M50 tam hợp có vôi; vữa M75 luôn có độ bám dính lớn hơn vữa M50; cường độ bám dính của vữa tỷ lệ thuận với mác vữa, vữa mác càng cao thì độ bám dính càng tốt. Trong giới hạn nghiên cứu của luận văn có thể kết luận rằng vữa dùng cho gạch ximăng cốt liệu là loại vữa có M75 trở lên là phù hợp nhất cho các công trình xây dựng trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi hiện nay. Từ khóa: Vữa, gạch xi măng cốt liệu, cường độ uốn, nén và độ bám dính. STUDYING BETWEEN BETWEEN AND BRICKS DO NOT SUPPLY THE MATERIAL CEMENT Abstract: The project studied the adhesion of unburnt mortar and unburnt cement aggregate used in Quang Ngai province. Experiment with 04 components of mortar, each of 6 components (4x4x16) cm; M50 and M75 mortar will be designed without mixing lime and mortar M50 and M75 with lime. These mortar are plastered on aggregate cement bricks and baked clay bricks, the samples are maintained for 28 days for testing. Experimental results show that the adhesion force between mortar and brick is very small compared to the bending strength of mortar. For M75 mortar, the adhesion of unburnt bricks of aggregate cement is lower than that of baked clay bricks; for M50 cement mortar - sand gives greater adhesion result than lime M50 mortar with lime; M75 mortar always has greater adhesion than M50 mortar; The adhesion strength of the mortar is directly proportional to the mortar grade, the higher the adhesive, the better the adhesion. In the research limit of the thesis, it can be concluded that mortar for aggregate cement brick is a mortar with M75 or more which is most suitable for construction works in Quang Ngai province today. Key words: Mortar, cement aggregate brick, flexural strength, compression and adhesion. MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................. 3 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu......................................................... 3 4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN GẠCH KHÔNG NUNG XI MĂNG CỐT LIỆU VÀ VỮA XÂY DỰNG ......................................................................... 5 1.1. TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG ............................................. 5 1.2. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG ...................... 8 1.3. GIỚI THIỆU CÁC LOẠI VỮA XÂY ....................................................... 9 1.3.1. Theo cách đông cứng có ................................................................. 9 1.3.2.Theo loại chất dính kết ..................................................................... 9 1.3.3. Từng loại vữa cụ thể ....................................................................... 9 1.3.4. Vật liệu chế tạo vữa xi măng – cát và vữa tam hợp cát – xi măng – vôi .................................................................................................................... 11 CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM LỰC BÁM DÍNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM ....................................................... 17 2.1. GIỚI THIỆU VỀ LỰC BÁM DÍNH VÀ THIẾT BỊ XÁC ĐỊNH ĐỘ BÁM DÍNH CỦA VỮA THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM........................ 17 2.1.1. Xác định độ bám dính của vữa với nền trát là gạch không nung . 17 2.1.2. Xác định các chỉ tiêu cơ lý của vữa .............................................. 17 2.1.3. Thiết bị và dụng cụ thử ................................................................. 17 2.2. LẬP CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM GỒM NHIỀU TỔ MẪU ỨNG VỚI NHIỀU LOẠI VỮA VÀ GẠCH KHÁC NHAU.................................... 19 2.2.1. Thí nghiệm vật liệu đầu vào cát, xi măng, vôi.............................. 19 2.2.2. Thiết kế thành phần cấp phối vữa: ................................................ 23 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ BÁM DÍNH CỦA VỮA VÀ GẠCH KHÔNG NUNG XI MĂNG CỐT LIỆU ............. 26 3.1. CHẾ TẠO MẪU THÍ NGHIỆM ............................................................. 26 3.1.1. Xác định độ lưu động của vữa bằng phương pháp bàn dằn.......... 27 3.1.2. Xác định thời gian đông kết của vữa theo TCVN 8875:2012 bằng kim Vicat ......................................................................................................... 30 3.1.3. Xác định cường độ chịu uốn và nén của mẫu vữa theo TCVN 3121-11:2003 .................................................................................................. 32 3.1.4. Xác định độ hút nước của viên gạch theo TCVN 6355-4:2009 ... 37 3.1.5. Chuẩn bị vật liệu làm nền trát vữa ................................................ 38 3.2. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH LỰC DÍNH CỦA VỮA VỚI GẠCH ......... 41 3.2.1.Tiến hành thử ................................................................................. 41 3.2.2.Tính kết quả ................................................................................... 42 3.2.3. Tổng hợp kết quả thí nghiệm: ....................................................... 43 3.3. BÌNH LUẬN ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ............................ 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 45 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO) DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1. Thành phần xi măng xây trát 11 1.2. Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng xây trát 12 1.3. Lượng muối hoà tan lượng ion sunfat, lượng ion Clo và cặn không tan trong nước 13 1.4. Thành phần hạt cát (TCVN 75722:2006) 14 1.5. Các chỉ tiêu của vôi 15 2.1. Kết quả thí nghiệm nén mẫu xi măng 19 2.2. Kết quả thí nghiệm thời gian đông kết của xi măng 19 2.3. Kết quả thí nghiệm độ mịn của xi măng 20 2.4. Kết quả thí nghiệm khối lượng riêng của xi măng Sông Gianh 20 2.5. Kết quả thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước của cát 20 2.6. Kết quả thí nghiệm khối lượng thể tích xốp của cát 21 2.7. Kết quả thí nghiệm hàm lượng bụi, bùn, sét của cát 22 2.8. Các chỉ tiêu của vôi 23 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang .1.1. Gạch xi măng cốt liệu 7 1.2. Các nhà khoa học và doanh nghiệp chia sẻ kiến thức trong việc phát triển VLXKN. 8 2.1. Thiết bị đo độ bám dính 18 3.1. Cân xi măng bằng cân điện tử 26 3.2. Đong nước vào khay trộn bằng ống thủy tinh có khắc độ 27 3.3. Thiết bị bàn dằn 28 3.4. Đổ vữa vào hình côn trên bàn dằn 29 3.5. Đo độ linh động của vữa 29 3.6. Thiết bị xác định thời đông kết của vữa 30 3.7. Đúc mẫu vữa đặt trên máy dằn 33 3.8. Đúc mẫu (4x4x16)cm hoàn thành 34 3.9. Ngâm mẫu gạch trước khi trát vữa 39 3.10. Trát vữa lên gạch xi măng cốt liệu 40 3.11. Tạo mẫu kiểm tra lực dính 40 3.12. Thí nghiệm lực bám dính 41 3.13. Keo dán Epoxy 42 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hiện nay việc hạn chế sản xuất gạch nung và thay thế bằng gạch không nung cũng đang là chủ trương lớn của Nhà nước và các bộ, ngành địa phương. Điển hình nhất là Quyết định số 567/QĐ-TTG ngày 28/4/2010 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt Chương trình phát triển vật liệu xây không nung với các mục tiêu cơ bản: + Gạch không nung thay thế gạch nung 20 - 25% vào năm 2015, 30 40% vào năm 2020. + Hàng năm sử dụng khoảng 15 - 20 triệu tấn phế thải công nghiệp (tro xỉ nhiệt điện, xỉ lò cao…) để sản xuất vật liệu xây dựng không nung, tiết kiệm đất nông nghiệp và hàng trăm ha đất chứa phế thải. + Tiến tới xóa bỏ hoàn toàn các cơ sở sản xuất gạch đất sét nung bằng lò thủ công. Tiếp theo, ngày 16/4/2012 Thủ tướng Chính phủ có Chỉ thị số 10/CTTTg về việc tăng cường sử dụng vật liệu xây không nung và hạn chế sản xuất, sử dụng gạch đất sét nung đã nêu rõ một số nội dung yêu cầu các bộ, ngành địa phương thực hiện các nhiệm vụ trọng tâm. Thông tư số 13/2017/TT- BXD ngày 08/12/2017 của Bộ Xây dựng về quy định sử dụng vật liệu xây không nung trong các công trình xây dựng yêu cầu: - Các công trình xây dựng được đầu tư bằng nguồn vốn ngân sách nhà nước, vốn nhà nước ngoài ngân sách, vốn vay của doanh nghiệp có vốn nhà nước lớn hơn 30% phải sử dụng vật liệu xây không nung trong tổng số vật liệu xây với tỷ lệ như sau: + Thành phố Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh: sử dụng 100%; + Các tỉnh đồng bằng Trung du Bắc bộ; các tỉnh vùng Đông Nam bộ: Tại các khu đô thị từ loại III trở lên sử dụng tối thiểu 90%, tại các khu vực còn lại sử dụng tối thiểu 70%; + Các tỉnh còn lại: Tại các đô thị từ loại III trở lên phải sử dụng tối thiểu 2 70%, tại các khu vực còn lại phải sử dụng tối thiểu 50%. - Các công trình xây dựng từ 09 tầng trở lên phải sử dụng tối thiểu 80% vật liệu xây không nung trong tổng số vật liệu xây. - Các công trình có yêu cầu đặc thù không sử dụng vật liệu xây không nung thì phải được cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền xem xét, chấp thuận. Xuất phát từ những nguyên do trên, nhiều sản phẩm về gạch không nung đã được ra đời như: gạch xi măng – cốt liệu, gạch bê tông khí chưng áp AAC, gạch bê tông bọt. Sản phẩm gạch không nung được sản xuất với nhiều chủng loại khác nhau để có thể sử dụng rộng rãi từ những công trình phụ trợ nhỏ đến các công trình kiến trúc cao tầng, giá thành phù hợp với từng công trình. Trong các loại gạch không nung hiện nay, đang sử dụng nhiều nhất là gạch không nung xi măng - cốt liệu. Nó đáp ứng rất tốt các tiêu chí về kỹ thuật, kết cấu, môi trường, phương pháp thi công,... Nguyên liệu chủ yếu của gạch không nung xi măng - cốt liệu là cát và xi măng kèm thêm một số phụ gia như xỉ than nhiệt điện, phế thải công nghiệp, nông nghiệp, mạt đá, cát đen, phụ gia kết dính... Do đó chúng rất thân thiện với môi trường, việc sản xuất không gây ra hiện tượng khai thác đất sét tràn lan như là gạch đất nung truyền thống. Trong quá trình tạo hình, gạch cũng không thông qua quá trình nung trong lò gây khói thải nên không gây ảnh hưởng cho môi trường sống. Bên cạnh đó cùng với những ưu điểm nổi trội như độ bền cao, cách âm tốt, có khả năng chống cháy, tiết kiệm chi phí, do vậy gạch không nung được coi là giải pháp mới, là vật liệu thay thế các loại gạch xây dựng truyền thống. Trong khi đó công tác trát khi sử dụng gạch không nung có vai trò quan trọng trong việc hoàn thiện các công trình xây dựng dân dụng, bề mặt trát không những cần đảm bảo các tính năng sử dụng, thẩm mỹ mà còn phải bền vững lâu dài. Trong những năm gần đây, công tác trát tường xây đối với gạch xi măng cốt liệu thường có tuổi thọ không cao, có hiện tượng bị bong bộp, nứt chân chim, tiết vôi... là một số biểu hiện suy giảm chất lượng thường thấy. Một chi tiêu kỹ thuật quang trọng nhất là độ dính kết giữa vữa và nền trát. Theo tiêu chuẩn TCVN 3121-12:2003 độ dính kết giữa vữa và nền trát được đánh giá thông qua thí nghiệm kéo tách vữa và mẫu trát được bảo dưỡng 3 trong các điều kiện như: Môi trường ẩm có độ ẩm trên mặt mẫu lớn hơn 90% và nhiệt độ 27 ± 2% (thời gian từ 24 giờ đến 48 giờ ). Các nghiên cứu về bê tông trong điều kiện Việt Nam đã cho thấy khí hậu nước ta với sự biến thiên về nhiệt độ, độ ẩm và tác động của bức xạ mặt trời có ảnh hưởng to lớn đến sự hình thành và phát triển các tính chất của bê tông và vữa. Không tính đến các ảnh hưởng này có thể dẫn đến suy giảm chất lượng, giảm độ bền của vật liệu và kết cấu công trình. Về cơ bản, các nghiên cứu cũng cho thấy vữa trát sử dụng chất kết dính xi măng tuân theo các quy luật của hệ xi măng. Điều đó có nghĩa là chúng cũng chịu ảnh hưởng nhất định của các yếu tố khí hậu. Mặt khác, khi sử dụng gạch xi măng cốt liệu thì độ hút nước của gạch này rất mạnh nên lớp vữa trát hay lớp vữa xây có thể bị khô cưỡng bức nhất là khi thời tiết nắng nóng (nếu không được dưỡng hộ kịp thời). Khi vữa bị khô cưỡng bức, xi măng không được hoạt hóa tối ưu dẫn đến khả năng liên kết yếu, lớp trát có thể bị ộp và nứt chân chim. Đồng thời, trong tiêu chuẩn về loại vật liệu này lại không yêu cầu công bố độ bám dính khiến người sử dụng không hiểu được tính năng của sản phẩm. Do đó, việc nghiên cứu đề xuất và áp dụng chỉ tiêu đánh giá độ kết dính giữa vữa và gạch không nung xi măng cốt liệu trong điều kiện khí hậu Việt Nam là vấn đề có tính thực tiễn cao. Một trong những vấn đề cần nghiên cứu, đánh giá phân tích ở đây là khi sử dụng gạch không nung xi măng cốt liệu thì việc trát vữa xi măng lên gạch có đảm bảo thẩm mỹ, chất lượng lâu dài hay không. Do đó, thực hiện đề tài “Nghiên cứu độ bám dính của vữa và gạch không nung xi măng cốt liệu” có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, mang tính thời sự. 2. Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá độ bám dính của vữa và gạch không nung xi măng cốt liệu thông qua các thí nghiệm thực tế, áp dụng cho các sản phẩm vật liệu xây dựng chế tạo tại tỉnh Quảng Ngãi nhằm khắc phục một số vấn đề gặp phải hiện nay. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng: Vữa và gạch không nung xi măng cốt liệu. - Phạm vi nghiên cứu: Độ bám dính của vữa và gạch không nung xi măng cốt liệu. 4 4. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lí thuyết: Thông qua các tài liệu liên quan đến nội dung nghiên cứu. - Khảo sát thực nghiệm: Tiến hành chế tạo nhiều loại vữa với cấp phối khác nhau, trát vữa lên gạch và thí nghiệm kéo tách rời để xác định lực dính. - Tổng hợp, phân tích rút ra kết luận. 5 Chương 1 TỔNG QUAN GẠCH KHÔNG NUNG XI MĂNG CỐT LIỆU VÀ VỮA XÂY DỰNG 1.1. TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG Gạch không nung xi măng cốt liệu còn được gọi là gạch blốc (block) được tạo thành từ xi măng và một trong các hoặc nhiều trong các cốt liệu sau đây: mạt đá, cát vàng, cát đen, xỉ nhiệt điện, phế thải công nghiệp, đất, … Loại gạch này thường có cường độ chịu lực tốt (trên 80 kg/cm²), tỉ trọng lớn (thường trên 1.900 kg/m³) nhưng những loại kết cấu lỗ thì có khối lượng thể tích nhỏ hơn (dưới 1.800 kg/m³). Gạch không nung là loại gạch xây, sau khi được tạo hình thì tự đóng rắn đạt các chỉ số về cơ học: Cường độ nén, uốn, độ hút nước… mà không cần qua nhiệt độ. Độ bền của viên gạch không nung được gia tăng nhờ lực ép hoặc rung hoặc cả ép lẫn rung lên viên gạch và thành phần kết dính của chúng. Về bản chất của sự liên kết tạo hình, gạch không nung khác hẳn gạch đất nung. Quá trình sử dụng gạch không nung, do các phản ứng hoá đá của nó trong hỗn hợp tạo gạch sẽ tăng dần độ bền theo thời gian. Tất cả các tổng kết và thử nghiệm trên đã được cấp giấy chứng nhận: Độ bền, độ rắn viên gạch không nung tốt hơn gạch đất sét nung đỏ và đã được kiểm chứng ở tất cả các nước trên thế giới: Mỹ, Đức, Trung Quốc, Nhật Bản,… Gạch không nung ở Việt Nam đôi khi còn được gọi là gạch block, gạch blốc, gạch bê tông, gạch block bê tông, gạch xi măng,… Tuy nhiên với cách gọi này thì không phản ánh đầy đủ khái niệm về gạch không nung. Mặc dù gạch không nung được dùng phổ biến trên thế giới nhưng ở Việt Nam gạch không nung vẫn chiếm tỉ lệ thấp. Sản phẩm gạch không nung có nhiều chủng loại trên một loại gạch để có thể sử dụng rộng rãi từ những công trình phụ trợ nhỏ đến các công trình kiến trúc cao tầng, giá thành phù hợp với từng công trình. Có nhiều loại dùng để xây tường, lát nền, kề đê và trang trí. Hiện nay, gạch không nung đã khẳng định chỗ đứng vững chắc trong các công trình, nó đang dần trở nên phổ biến hơn và được ưu tiên phát triển. Có 6 rất nhiều công trình sử dụng gạch không nung, từ công trình nhỏ lẻ, phụ trợ cho đến các công trình dân dụng, đình chùa, nhà hàng, sân golf, khu nghỉ dưỡng, cao ốc,… Bởi vì gạch không nung có các ưu điểm: - 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, đang là mối đe dọa mang tính toàn cầu hiện nay. – Không dùng nhiên liệu như than, củi.. để đốt. tiết kiệm nhiên liệu năng lượng, và không thải khói bụi gây ô nhiễm môi trường. – Sản phẩm có tính chịu lực cao, cách âm, cách nhiệt phòng hoả, chống thấm, chống nước, kích thước chuẩn xác, quy cách hoàn hảo hơn vật liệu nung. – Có thể tạo đa dạng loại hình sản phẩm, nhiều màu sắc khác nhau, kích thước khác nhau, thích ứng tính đa dạng trong xây dựng, nâng cao hiệu quả kiến trúc. – Được sản xuất từ công nghệ, thiết bị tiên tiến của quốc tế, nó có các giả pháp khống chế và sự đảm bảo chất lượng hoàn thiện, quy cách sản phẩm chuẩn xác. Có hiệu quả trong xây dựng rõ ràng, phù hợp với các TCVN do bộ xây dựng công bố. * Một số loại gạch không nung hiện nay đang sử dụng: - Gạch papanh: Gạch không nung được sản xuất từ phế thải công nghiệp: Xỉ than, vôi bột được sử dụng lâu đời ở nước ta. Gạch có cường độ thấp từ 30–50 kg/cm2 chủ yếu dùng cho các loại tường ít chịu lực. - Gạch Block hay gạch xi măng cốt liệu: Gạch không nung XMCL được tạo thành từ xi măng, mạt đá và các phụ gia khác. Loại gạch này được sản xuất và sử dụng nhiều nhất trong các loại gạch không nung. Trong các công trình thì loại gạch không nung này chiếm tỷ trọng lớn nhất. Loại gạch này thường có cường độ chịu lực tốt ( trên 80kg/m3 ), tỉ trọng lớn ( 1900kg/m3 ) nhưng những loại kết cấu lỗ thì có khối lượng thể tích nhỏ hơn ( 1800kg/m3 ). Đây là loại gạch được khuyến khích sử dụng nhiều nhất và được ưu tiên phát triển mạnh nhất. Nó đáp ứng rất tốt các tiêu chí về kỹ thuật, kết cấu, môi trường, thi công … ngoài ra nó có thể dùng vữa xây thông thường. 7 Hình.1.1. Gạch xi măng cốt liệu - Gạch xi măng – cát: Gạch được tạo thành từ cát và xi măng. Gạch không nung tự nhiêntừ các biến thể và sản phẩm phong hóa của đá bazan. Loại gạch này chủ yếu sử dụng ở các vùng có nguồn puzolan tự nhiên, hình thức sản xuất tự phát, mang tính chất địa phương, quy mô nhỏ … - Gạch bê tông bọt siêu nhẹ: Sản suất bằng công nghệ bọt khí. Thành phành cơ bản: Xi măng, tro bay nhiệt điện, cát mịn, phụ gia tạo bọt. Sản phẩm đã được kiểm định chất lượng vượt TCXDVN: 2004 về cường độ chịu nén đối với tỷ trọng D800. - Gạch bê-tông khí chưng áp: Tên tiếng Anh là Autoclaved Aerated Concrete – gọi tắt là AAC. Bê tông khí là hỗn hợp của cát hay tro bay với xi măng và vôi. Quá trình dưỡng bằng hơi nước ở áp suất cao trong nồi hấp làm cho sản phẩm ổn định cả về tính chất vật lý và hóa học. Bê tông khí chứa bong bóng khí rất nhỏ nằm tách biệt, chúng tạo cho bê tông khả năng cách âm cách nhiệt tốt. 8 Hình 1.2. Các nhà khoa học và doanh nghiệp chia sẻ kiến thức trong việc phát triển VLXKN. Trong phạm vi Đề tài này chỉ tập trung nghiên cứu gạch bê tông xi măng cốt liệu, loại gạch không nung được sử dụng rộng rãi và chủ yếu ở Quảng Ngãi. 1.2. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG Độ cứng cao, bảo ôn, cách nhiệt tốt có thể thay thế hoàn toàn các loại vật liệu cách nhiệt hiện có trên thị trường, phòng hoả, chống thấm, chống nước, kích thước chuẩn xác, quy cách hoàn hoản… nâng cao hiệu quả kiến trúc, giảm thiểu được kết cấu cốt thép, rút ngắn thời gian thi công, tíết kiệm vữa xây, giá thành hạ. Sản phẩm gạch không nung có nhiều chủng loại trên một loại gạch để có thể sử dụng rộng rãi từ những công trình phụ trợ nhỏ đến các công trình kiến trúc cao tầng, giá thành phù hợp với từng công trình. Có nhiều loại dùng để xây tường, lát nền, kề đê và trang trí. Kích thước viên gạch có thể sản xuất lớn hơn nhiều so với gạch nung (gấp từ 2 đến 11 lần thể tích viên gạch nung) mà vẫn đảm bảo khả năng chịu lực của cấu kiện, cho phép giảm được chi phí nhân công, đạt được tiến độ nhanh hơn cho các công trình xây 9 dựng. Ngoài ra lượng vữa dùng để xây tường bằng gạch không nung và trát giảm tới 2,5 lần so với gạch đất sét nung. Gạch không nung được sản xuất từ công nghệ, thiết bị tiên tiến của quốc tế, nó có các giải pháp khống chế và sự đảm bảo chất lượng hoàn thiện, quy cách sản phẩm chuẩn xác. Có hiệu quả trong xây dựng rõ ràng, phù hợp với các TCVN do bộ xây dựng công bố. Nó đã tổng hợp được các tính năng ưu việt, là loại vật liệu xây dựng mới tiết kiệm năng lượng, hiện nay nước ta đang đẩy mạnh mở rộng sử dụng loại vật liệu này. Gạch không nung có thể tiết kiểm được thời gian và tài chính, đơn giản hoá được một số khâu trong quá trình xây dựng. Nếu có chất độn nhẹ (ví dụ sỏi keramzit, đá basalt nhẹ, than xỉ…) thì trọng lượng viên gạch giảm đáng kể. Đa dạng chủng loại, màu sắc, kích thước đồng đều và tính thẩm mỹ cao. 1.3. GIỚI THIỆU CÁC LOẠI VỮA XÂY 1.3.1. Theo cách đông cứng có a) Vữa đông cứng trong không khí (còn gọi là vữa khô), chỉ đông cứng trong không khí, không đông cứng được trong nước, do vậy không dùng được ở những nơi thiếu không khí (ngầm trong đất, khối xây dày quá, …) hoặc bị ẩm ướt (tầng hầm, móng,…). Chất dính kết để chế tạo loại vữa này là vôi, thạch cao, đất sét. b) Vữa đông cứng trong nước (còn gọi là vữa nước hoặc vữa thủy lực), có thể đông cứng được trong không khí, nơi ẩm ướt, nơi ngập nước. Chất dính kết để chế tạo loại vữa này là các loại ximăng, vôi thủy, vôi puzolan, vôi cacbonat, thủy tinh lỏng. 1.3.2.Theo loại chất dính kết - Vữa ximăng, vữa ximăng – đất sét, vữa vôi, vữa tam hợp, vữa thạch cao, vữa đất sét, vữa atphan,… - Theo tính chất sử dụng có: vữa xây, vữa trát, vữa lát, vữa ốp, vữa láng, vữa trang trí, vữa đặc biệt,… - Theo khối lượng thể tích có: vữa thông thường (có γ > 1500 kg/m 3) và vữa nhẹ (có γ < 1500 kg/m3). 1.3.3. Từng loại vữa cụ thể + Vữa vôi: Là tên gọi thông thường của vữa vôi – cát, gồm vôi, cát trộn với nước. Vữa vôi – cát có khối lượng thể tích khoảng 1800 kg/m 3, có Mac 10 2-8, độ giữ nước T > 75%, ninh kết chậm (chậm nhất trong các loại vữa). Vữa vôi – cát chỉ đông cứng trong không khí. Dùng vữa vôi – cát để xây dựng và trát nhà tạm, nhà cấp IV,… ờ những nơi khô ráo. Muốn tăng cường độ (Mac) của vữa vôi – cát thì thêm ximăng vào. Vữa này có thể dùng dược ở nơi ẩm ướt. Nếu lượng ximăng thêm vào dáng kể thì được vữa tam hợp. + Vữa ximăng: Là vữa chỉ dùng ximăng trộn với nước, được gọi là vữa ximăng nguyên chất. Vữa này dùng để đánh màu, chống thấm cho bể chứa nước, bể xí, mái bằng,… Thông thường vữa ximăng được dùng để gọi vữa ximăng – cát (cũng như vữa vôi, thực tế là vữa vôi – cát). Vữa ximăng – cát có khối lượng thể tích lớn hơn 2000 kg/ m3, Mac 25 – 200, độ giữ nước T > 63%, ninh kết nhanh (chỉ sau vữa thạch cao). Vữa ximăng – cát phải dùng hết trong 1 giờ kể từ khi trộn xong. Vữa ximăng – cát dùng để xây, trát, ốp, lát, láng ở mọi nơi, kể cả nơi ẩm ướt, chịu nước, dưới mực nước ngầm, chịu lực lớn,… khi xây người ta thường dùng vữa ximăng – cát vàng Mac 50 hoặc 25, khi trát thường dùng vữa ximăng – cát đen trộn với vôi cho dễ trát. Khi trát nơi quan trọng phải 7STNLN dùng đến vữa Mac 80 hoặc 50. Ngày nay do ximăng nhiều và cũng không đắt lắm nên khi xây nhà ờ gia đình từ hai tầng trở lên người ta có xu hướng dùng vữa ximăng cát cho cả xây và trát, lát, ốp, láng. + Vữa tam hợp: Còn gọi là vữa bata, vữa hỗn hợp. Thực chất là vữa vôi (hoặc vữa đất sét) có thêm ximăng đáng kể để tăng cường độ (Mac) và dùng được ở nơi ẩm thấp, hoặc vữa ximăng có thêm vôi (hoặc đất sét) để tăng dẻo. Vữa tam hợp có khối lượng thể tích 1800 – 2000 kg/m3, có Mac 8 – 100, độ giữ nước T > 75%. Vữa tam hợp dùng để xây, trát, lát, ốp, láng hầu như ờ mọi nơi. Vữa tam họp được ưa chuông nhờ có tính dẻo cần thiết (nên dễ thi công) và thời gian đông cứng vừa phải. + Vữa thạch cao: Gồm bột thạch cao trộn với nước. Lượng nước chiếm 65 – 90% lượng thạch cao. Vữa thạch caọ dùng để xây, trát, làm gờ chỉ,… ở những nơi khô ráo. Mác của vữa được qui định theo cường độ nén của mẫu vữa ở tuổi 28 ngày được bảo dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 27 ± 2 0C , độ ẩm của môi trường 100%). Vữa được phân mác như sau : 5 ; 7,5 ; 10 ; 15 ; 20 ; 11 30 ; 40 và 50 theo đơn vị MPa (1MPa = 10 daN/cm2). Trong giới hạn đề tài chúng tôi chỉ nghiên cứu Vữa ximăng – cát và vữa tam hợp xi măng – vôi - cát cụ thể là vữa Mac 75 và Mac 50. 1.3.4. Vật liệu chế tạo vữa xi măng – cát và vữa tam hợp cát – xi măng –vôi a) Xi măng Xi măng là chất kết dính thủy dạng bột mịn, thành phần gồm clanhke xi măng poóc lăng và phụ gia khoáng, có thể có phụ gia hữu cơ. Khi nhào trộn với cát và nước, không cần cho thêm các vật liệu khác, thu được vữa tươi có tính công tác phù hợp để xây và hoàn thiện. Theo cường độ nén, xi măng xây trát được phân loại theo các mác MC5, MC15 và MC25, trong đó: - MC là ký hiệu quy ước cho xi măng xây trát. - Các trị số 5, 15, 25 là trị số cường độ nén của mẫu vữa chuẩn sau 28 ngày đóng rắn tính bằng MPa (N/mm2), được xác đinh theo TCVN 6016:2011 (ISO 679:2009). Để chế tạo vữa ta có thể dùng xi măng pooclăng, xi măng pooclăng bền sunfat, xi măng pooclăng xỉ hạt lò cao, xi măng pooclăng puzolan, xi măng pooclăng hỗn hợp, xi măng ít tỏa nhiệt và các loại xi măng khác thỏa mãn các yêu cầu quy phạm. Thành phần xi măng xây trát gồm có clanhke xi măng poóc lăng, phụ gia khoáng, phụ gia hữu cơ (nếu cần), được quy định trong bảng sau. Bảng 1.1. Thành phần xi măng xây trát Thành phần Clanhke xi măng poóclăng, %, không nhỏ hơn Phụ gia hữu cơ, %, không lớn hơn Loại xi măng MC 5 MC 15 25 MC 25 40 1 Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng xây trát được quy định trong bảng sau. 12 Bảng 1.2. Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng xây trát Mức Tên chỉ tiêu MC 5 MC 15 MC 25 7 ngày ± 4 h - 9 15 28 ngày ± 8 h 5 15 25 1. Cường độ nén, MPa, không nhỏ hơn 2. Thời gian đông kết Bắt đầu, min, không nhỏ hơn 60 Kết thúc, h, không nhỏ hơn 10 3. Độ mịn, phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0,09 mm, %, không lớn hơn 12 4. Độ ổn định thể tích, xác định theo phương pháp Le Chatelier, mm, không lớn hơn 10 5. Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %, không lớn hơn 6. Hàm lượng clorua (Cl-), %, không lớn hơn 7. Khả năng giữ nước, % 2 3 3 0,1 Từ 80 đến 95 b) Nước: Nước là thành phần giúp cho xi măng phản ứng tạo ra các sản phẩm thủy hóa làm cho cường độ của vữa bê tông tăng lên. Nước còn tạo ra độ lưu động của vữa cần thiết để quá trình thi công được dễ dàng. Nước để chế tạo vữa phải đảm bảo chất lượng tốt, không gây ảnh hưởng xấu đến thời gian đông kết và rắn chắc của xi măng. Nước dùng được là loại nước dùng cho sinh hoạt như nước máy, nước giếng. Các loại nước không được dùng là nước đầm, ao, hồ, nước cống rãnh, nước chứa dầu mỡ, đường, nước có độ pH < 4, nước có chứa sunfat lớn hơn 0,27% nhỏ hơn 4 và lớn hơn 12,5. Tuỳ theo mục đích sử dụng, lượng muối hoà tan lượng ion sunfat, lượng ion Clo và lượng cặn không tan trong nước không vượt quá các giá trị quy định trong bảng dưới đây: