CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG KHÍ CHƯNG ÁP 1. Giới thiệu chung về bê tông khí chưng áp 1. Khái niệm [1] Bê tông khí là một loại bê tông nhẹ, đồng nhất về thành phần, chứa một thể tích lớn các lỗ rỗng nhân tạo bé và kín có dạng hình cầu có chứa khí hoặc hỗn hợp khí – hơi nước, có kích thước từ 0.5 – 2mm, phân bố một cách đồng đều và được ngăn cách nhau bằng những vách mỏng, chắc. Cấu trúc và cơ chế tạo thành của Bê tông khí chưng áp 1.
Cấu trúc Bê tông khí [1] Trong bê tông khí nói chung và bê tông khí chưng áp nói riêng bao gồm 2 hệ thống cấu trúc rỗng: - Hệ thống cấu trúc rỗng lớn: được tạo nên từ các tổ ong nhân tạo nói trên. - Hệ thống cấu trúc rỗng bé: được tạo nên từ các lỗ rỗng gel và hệ thống mao quản nằm trong vách ngăn giữa các lỗ rỗng lớn.1: Hình ảnh cấu trúc lỗ rỗng của bê tông khí 1. Cơ chế hình thành Bê tông khí [2] Cấu trúc Bê tông khí bao gồm các lỗ rỗng nhân tạo có đường kính từ 0,5 – 2mm và số ít những lỗ rỗng dạng gel. Cường độ và các tính chất kỹ thuật của Bê tông khí phụ thuộc vào kích thước, sự phân bố và độ đặc chắc của các thành vách giữa các lỗ rỗng.TS Đào Xuân Phái 2 ` Luận văn Thạc sỹ HVTH: Đỗ Xuân Phương Lỗ rỗng nhân tạo được hình thành dựa vào quá trình phản ứng tạo khí Hydro (H2) của Ca(OH)2(Canxi hydroxyt) và Al (Bột nhôm): 3Ca(OH)2 + 2Al +6H2O = 3CaO.H2O + 3H2 Cường độ Bê tông khí chưng áp được hình thành bởi phản ứng tạo khoáng Tobermonit (C5S6H6) và số ít khoáng Xononil (C6S6H)_(các khoáng mới tạo thành có cường độ cao và ổn định) ở nhiệt độ và áp suất cao, bão hòa hơi nước (T = 175 – 2050C, P = 9 – 12atm).
Khi ở điều kiện đó có phản ứng tạo khoáng như sau: 5Ca(OH)2 + 6SiO2 + H2O = 5CaO. Ưu nhược điểm của bê tông khí chưng áp 1. Ưu điểm Tỷ trọng bản thân nhẹ [1] Tỷ trọng khô của Block bê tông khí chưng áp nằm trong phạm vi từ 400 – 800 kg/m3, trọng lượng này xấp xỉ 1/4 lần so với trọng lượng của bê tông bình thường và bằng 1/2 - 1/3 lần trọng lượng của gạch đất sét nung. Do vậy, khi thay thế gạch xây thông thường bằng gạch bê tông khí cho phép giảm tải trọng, tiết kiệm chi phí kết cấu của công trình từ 10 đến 12%, hoặc vẫn kết cấu của công trình như vậy nhưng cho phép tăng chiều cao của công trình.
Khả năng cách nhiệt cao [1] Hệ số dẫn nhiệt của gạch bê tông khí vào khoảng: 0,11 – 0,22 W/moK, chỉ bằng 1/4 - 1/5 hệ số dẫn nhiệt của gạch đất nung và bằng 1/6 hệ số dẫn nhiệt của gạch bê tông thông thường.TS Đào Xuân Phái 3 ` Luận văn Thạc sỹ HVTH: Đỗ Xuân Phương Thực tế đã chứng minh: Hiệu quả bảo ôn của tường gạch bê tông nhẹ có chiều dày 20cm sẽ tương đương hiệu quả bảo ôn của tường gạch đất nung có chiều dày 49cm. Theo tính toán, với điều kiện khí hậu nhiệt đới, sử dụng sản phẩm bê tông khí sẽ làm giảm tới 40% chi phí điện năng tiêu thụ cho điều hoà. Khả năng cách âm tốt [1] Vì gạch bê tông khí chưng áp có kết cấu với nhiều lỗ khí, lượng lỗ khí được phân bố đều đặn với mật độ cao, chính vì vậy nó có tính năng cách âm tốt hơn nhiều so với các loại vật liệu xây dựng khác. So với gạch xây thông thường khả năng cách âm gấp 2 lần.
Khả năng chống cháy [1] Khi ở nhiệt độ 600oC, cường độ kháng nén của gạch bê tông khí chưng áp tương đương với khi ở nhiệt độ thường, chính vì vậy tính năng chống cháy của gạch bê tông khí chưng áp trong xây dựng đạt tiêu chuẩn cấp I. Khả năng chịu chấn động tốt [1] Với kết cấu thể xốp, nên bê tông khí có khả năng hấp thụ xung lực rất tốt. Các công trình sử dụng gạch bê tông khí có khả năng chịu động đất tốt hơn hẳn so với gạch xây thông thường. Tiết kiệm chi phí [16] Với trọng lượng nhẹ nên thi công nhanh, giảm vữa xây và trát, giảm chi phí kết cấu công trình.
Các công trình kiến trúc sử dụng gạch bê tông khí chưng áp cho phép giảm tải trọng của tòa nhà, giảm 10-12% chi phí kết cấu so với gạch xây truyền thống, có thể giảm 10-15% chi phí xây thô. Linh hoạt trong sản xuất và đẩy nhanh tiến độ thi công [16] Gạch bê tông khí có thể sản xuất theo nhiều kích cỡ khác nhau tùy theo yêu cầu của công trình. Các công trình thường sử dụng loại gạch dày 22cm cho tường GVHD: PGS.TS Đào Xuân Phái 4 ` Luận văn Thạc sỹ HVTH: Đỗ Xuân Phương ngoài và gạch dày 10cm cho tường ngăn, thậm chí những kích thước phi tiêu chuẩn khác. Trọng lượng nhẹ của sản phẩm giúp cho việc thi công công trình trở nên dễ dàng, đẩy nhanh tiến độ và hoàn thiện phần bao che công trình lên đến 2-5 lần.
Khi xây bằng gạch bê tông khí thì công tác hoàn thiện như lắp đặt điện nước cực kỳ dễ dàng, tường bằng bê tông khí có thể cho phép khoan, doa, tạo rãnh, tạo hốc một cách dễ dàng hơn nhiều so với gạch xây thông thường mang lại sự tiện lợi và linh hoạt trong thi công. Thân thiện với môi trường [17] Nguồn nguyên liệu để sản xuất gạch chưng áp bê tông khí chủ yếu là cát, và đặc biệt có thể dùng phế thải của các nhà máy nhiệt điện (tro bay,. Gạch bê tông khí chưng áp được sản xuất bằng công nghệ hiện đại thay thế việc sản xuất bằng phương pháp thủ công của gạch đất sét nung truyền thống đang làm lãng phí nguồn tài nguyên đất của Quốc gia và làm ô nhiễm môi trường. Trong quá trình sản xuất không phát sinh khí thải, nước thải cũng như chất thải rắn.
Nhược điểm Bên cạnh những ưu điểm nói trên bê tông khí chưng áp cũng có một số nhược điểm có thể là do đặc tính hoặc có thể do các yếu tố khách quan như: Độ hút nước [1] Do cấu trúc của bê tông khí chưng áp bao gồm cả hệ thống lỗ rỗng kín và hệ thống lỗ rỗng hở xen kẽ lẫn nhau, vì vậy so với gạch đỏ và gạch xi măng cốt liệu thì bê tông khí chưng áp có độ hút nước cao hơn. Độ ẩm cân bằng của bê tông khí chưng áp khoảng 15% trong khi độ hút nước có thể lên đến 40%. Yêu cầu khắt khe trong thi công và hoàn thiện [16] GVHD: PGS.TS Đào Xuân Phái 5 ` Luận văn Thạc sỹ HVTH: Đỗ Xuân Phương Bê tông khí chưng áp yêu cầu phải sử dụng loại vữa xây và vữa hoàn thiện chuyên dụng. Với những loại vữa thông thường vẫn có thể sử dụng được, tuy nhiên trong quá trình thi công và sử dụng loại vữa này không đồng nhất với gạch dễ gây ra hiện tượng co ngót và nứt công trình.
Hiện nay, trên thị trường Việt Nam cũng đã có loại vữa chuyên dụng này chuyên sử dụng cho thi công các sản phẩm bê tông khí chưng áp. Tâm lý người sử dụng và các giải pháp hỗ trợ [16] Bê tông khí chưng áp xuất hiện tại Việt Nam chưa lâu, dó đó những kiến thức, thông tin về sản phẩm này với người tiêu dung còn mơ hồ, sinh ra tâm lý e ngại. Ngoài ra còn thiếu các quy phạm, quy chuẩn, các tài liệu công nghệ sản xuất, tài liệu hướng dẫn thi công và sử dụng sản phẩm bê tông khí chưng áp. Yêu cầu kĩ thuật của sản phẩm bê tông khí chưng áp [13] Yêu cầu kĩ thuật của gạch bê tông khí chưng áp được quy định trong tiêu chuẩn TCVN 7959 – 2011 như sau: - Blốc AAC có hình dạng khối hình chữ nhật, mặt ngang (4) có thể phẳng hoặc có khe chèn vữa.2: Mô tả hình dáng thông thường của blốc AAC trong kết cấu tường xâydựng - Blốc AAC có kích thước giới hạn như sau: Chiều dài, không lớn hơn 1500 mm; Chiều rộng, không lớn hơn 600 mm; GVHD: PGS.TS Đào Xuân Phái 6 ` Luận văn Thạc sỹ HVTH: Đỗ Xuân Phương Chiều cao, không lớn hơn 100 mm.
- Sai lệch kích thước cho phép đối với blốc AAC: Bảng 1.1: Sai lệch kích thướccho phép Kích thước Sai lệch cho phép, mm +3 Chiều dài -5 Chiều rộng ±3 +3 Chiều cao -5 - Yêu cầu kỹ thuật: Màu sắc của block trong cùng một lô phải đồng đều Blốc AAC phải đảm bảo thẳng cạnh, các góc vuông, bề mặt phẳng. Khuyết tật về hình dạng không vượt quá quy định bảng 1.2: Khuyết tật về hình dạng Loại khuyết tật Mức Số vết sứt vỡ các góc cạnh sâu từ 10mm đến 15 mm,dài từ 20 mm 3 đến 30 mm, không lớn hơn. Độ cong vênh trên bề mặt viên gạch, mm, không lớn hơn. 1 Cường độ nén và khối lượng thể tích khô của bốc AAC phải phù hợp quy định ở bảng 1.TS Đào Xuân Phái 7 ` Luận văn Thạc sỹ HVTH: Đỗ Xuân Phương Bảng 1.3: Cường độ nén và khối lượng thể tích khô Cường độ nén MPa Khối lượng thể tích trung bình Cấp (N/mm2) cường độ Giá trị Giá trị đơn Khối lượng thể Khối lượng thể tích nén trung bình lẻ tối thiểu tích danh nghĩa trung bình 400 Từ lớn hơn 350 đến 450 2 2.0 500 Từ lớn hơn 450 đến 550 600 Từ lớn hơn 550 đến 650 4 5.0 700 Từ lớn hơn 650 đến 750 800 Từ lớn hơn 750 đến 850 700 Từ lớn hơn 650 đến 750 6 7.0 800 Từ lớn hơn 750 đến 850 800 Từ lớn hơn 750 đến 850 8 10 8.0 900 Từ lớn hơn 850 đến 950 1000 Từ lớn hơn 950 đến 1050 Độ co khô không lớn hơn 0.TS Đào Xuân Phái 8 ` Luận văn Thạc sỹ HVTH: Đỗ Xuân Phương 1.
Công nghệ sản xuất Bê tông khí chưng áp 1. Nguyên liệu sản xuất [1], [4] Nguyên liệu sản xuất bê tông khí chưng áp bao gồm: chất kết dính (Xi măng, Vôi hoặc hệ kết hợp Xi măng – Vôi), Cát, Thạch cao, Bột nhôm, Nước và Phụ gia (nếu có). *Yêu cầu và tác dụng của các loại nguyên liệu: a) Yêu cầu đối với thành phần Silic Thành phần Silic chiến tỷ lệ lớn nhất trong thành phần bê tông khí (khoảng 60-70%). Thành phẩn Silic có thể sử dụng cát hoặc tro bay.
+ Yêu cầu đối với cát: Cát là vật liệu được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất bê tông khí chưng áp. Tác dụng chủ yếu ở trong bê tông khí chưng áp là cung cấp thành phần hóa SiO2.