Chương 1. Công cụ nghiên cứu Quá trình nghiên cứu được hỗ trợ bằng những công cụ sau: - Cơ sở lý thuyết: Các tạp chí, sách báo đã nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan về quy trình kiểm soát vật tư hoàn thiện; - Thuật toán áp dụng: Thuật toán tiến hóa SPEA-2; Thuật toán sắp xếp đóng gói hai phương (Two-Dimensional Bin packing problem) để tìm và xác định vị trí; Đa mục tiêu tìm kiếm. - Lập mô hình bài toán để giảm hao hụt gạch lát: Rhino-Grasshopper; Revit; Nesting; Octopus. Đóng góp khoa học và thực tiễn dự kiến của đề tài 1.
Đóng góp về mặt khoa học Với việc làm thủ công nghệ để đạt được mục đích, nghiên cứu đưa ra giải pháp tự động để có được đa dạng kết quả với nhiều mục tiêu khác nhau trong thời gian ngắn; kiểm soát được các phương án tốt nhất đối với từng mục tiêu; tạo tiền đề cho các nghiên cứu khác để hoàn thiện hơn cho việc giảm lãng phí hao hụt gạch vật liệu xây dựng trong tương lại. Đóng góp về mặt thực tiễn Cung cấp thêm phương án và quy trình có áp dụng vào các công trình tòa nhà ở giai đoạn thực hiện bản vẽ Shopdrawing dựa trên bản vẽ Thiết kế bản vẽ thi công để đưa ra phương án bố trí gạch lát và sơ đồ cắt, xếp gạch dễ dàng kiểm soát, nhanh chóng cập nhật các thay đổi trong quá trình thi công tại hiện trường; giúp doanh nghiệp áp dụng tăng khả năng cạnh tranh với các nhà thầu hiện tại, nâng cao tính chuyên nghiệp và tự động hóa trong công việc; giảm thiểu lãng phí về khối lượng gạch, khối lượng gạch cần cắt và các chi phí liên quan. Nội dung của luận văn CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU: đặt vấn đề, sự cần thiết của đề tài, lý do lựa chọn đề tài, thời gian thực hiện, đối tượng và phạm vi, phương pháp, quy trình, công cụ nghiên cứu.
HVTH: NGUYỄN TRUNG TÍNH Trang 11 Chương 1. Mở đầu CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU: Trình bày tổng quan về vấn đề đã được nghiên cứu trong và ngoài nước. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Trình bày cơ sở lý thuyết về lãng phí vật liệu và các loại lãng phí trong xây dựng; mục tiêu giảm hao phí gạch; các thuật toán giải bài toán tối ưu lát gạch.
KIỂM NGHIỆM ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH ĐỀ XUẤT: Kiểm nghiệm thuật toán qua case study, so sánh kết quả với kết quả của các bản tính khối lượng, bản vẽ đã được thực hiện ở các công trình trước đây. Nhận xét đánh giá về ưu điểm và hạn chế của phương pháp khi áp dụng phương pháp vào tính toán cho bài toán cụ thể. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI: Đưa ra kết luận về vấn đề nghiên cứu đã đề xuất và một số gợi ý phát triển hướng nghiên cứu trong tương lai. HVTH: NGUYỄN TRUNG TÍNH Trang 12 Chương 2.
Tổng quan vấn đề nghiên cứu CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2. Lịch sử hình thành Lịch sử của gạch ốp lát bắt nguồn từ rất lâu, được tiếp cận từ thời kỳ cổ đại của người La Mã khi họ chiếm đóng vùng lãnh thổ Tây Âu, họ đã giới thiệu phương pháp làm gạch, đánh dấu sự xuất hiện đầu tiên của nghệ thuật này trong lịch sử. Dưới sự đóng góp của nhà nghiên cứu Herbert Minton vào năm 1843 tại Anh Quốc, ngành công nghiệp sản xuất gạch ốp lát đã vượt qua những thời kỳ khó khăn và thách thức từ đó phát triển mạnh mẽ.
Trong thế kỷ 20, sau chuỗi các cuộc chiến tranh thế giới, nhiều thành phố đã bị hủy hoại, chuyển thành những khu vực xây dựng quy mô lớn. Điều này thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp vật liệu xây dựng, bao gồm cả ngành sản xuất gạch ốp lát, để tái tạo và xây dựng lại những khu vực đã bị thiệt hại. [7] Ngành sản xuất gạch ốp lát toàn cầu hiện đang trải qua giai đoạn bão hòa, với tốc độ tăng trưởng hàng năm của sản lượng sản xuất và tiêu thụ giảm dần, chỉ đạt 1,32% và 1,39% tương ứng trong giai đoạn từ 2014 đến 2018. Sản xuất và tiêu thụ gạch ốp lát trên toàn cầu có mức độ tập trung cao.
Cụ thể, 10 quốc gia hàng đầu chiếm tỷ trọng lớn, đạt 80,7% của sản lượng sản xuất và 66,6% của tỷ trọng tiêu thụ trên toàn thế giới vào năm 2018. Cơ cấu sản xuất gạch ốp lát trên thế giới đang chuyển dịch sang châu Á, đặc biệt là Trung Quốc và Ấn Độ. Nguyên nhân chính là do ngành sản xuất gạch ốp lát tại châu Âu và châu Mỹ đã bước vào giai đoạn bão hòa, với mức tiêu thụ trên đầu người ở mức cao. Trong khi đó, tăng trưởng tích cực của thị trường xây dựng châu Á đang thúc đẩy sản lượng sản xuất và tiêu thụ gạch ốp lát tại khu vực này.
[7] Nhu cầu về gạch càng tăng do sự tăng trưởng hiện nay của ngành công nghiệp. Hơn nữa, nhận thức về việc bảo vệ môi trường khỏi các môi nguy hiểm công nghiệp ngày càng cao cũng là một trong những yếu tố góp phần thúc đẩy nhu cầu về gạch ngày HVTH: NGUYỄN TRUNG TÍNH Trang 13 Chương 2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu càng tăng. Những người tham gia thị trường sản xuất gạch đang sử dụng các công nghệ tiên tiến để phát triển sản phẩm và đưa ra càng nhiều phương pháp thay thế.
Ví dụ Pamesa Ceramica SL đang sản xuất gạch men ép thô ở Tây Ban Nha, loại gạch có đặc tính tiêu thụ nước cao sẽ mang lại độ bền và mật độ hút nước cao hơn. Công ty cung cấp phiên bản tái tạo của K-Slate có các tính năng tương tự nhưng nâng cao hơn với chất liệu giả đá bằng sứ để nâng cao vẻ đẹp trong căn nhà.[8] Trong giai đoạn từ 2019 đến 2023, Châu Á dự kiến sẽ có mức tăng trưởng nhanh chóng về nhu cầu gạch ốp lát. Dư địa tăng trưởng sản xuất và tiêu thụ gạch ốp lát tại châu Á là khá lớn, do tốc độ tăng trưởng kinh tế của các nước trong khu vực đang ở mức cao. Đồng thời, tăng trưởng dân số cùng với tốc độ đô thị hóa cao là động lực tăng nhu cầu về vật liệu xây dựng hoàn thiện như gạch ốp lát.
Cấu tạo gạch lát nền Gạch lát nền và các loại gạch ốp trang trí khác thường được cấu tạo từ ba lớp chính theo thứ tự: Lớp phủ Lớp men Xương gạch Hình 2.1 Cấu tạo gạch lát nền HVTH: NGUYỄN TRUNG TÍNH Trang 14 Chương 2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu Xương gạch được coi là thành phần quan trọng nhất trong khả năng chịu lực là liên kết của gạch vì tiếp xúc trực tiếp với nền thông qua keo dán gạch. Trên thị trường sàn xuất gạch hiện nay có bốn loại xương gạch phổ biến Porcelain: Chất lượng chủ yếu của gạch Porcelain đến từ thành phần chính là bột đá chuyên dụng, được xử lý qua nhiều công đoạn trước khi trải qua quá trình nén ở áp suất cực lớn để tạo ra các viên gạch với độ cứng cao. Áp suất nén cao cùng với bột đá chất lượng giúp gạch Porcelain có khả năng chống thấm nước rất tốt (<0.1%) và khả năng chịu lực cao.
Đặc điểm nổi bật của loại gạch này là màu trắng sữa và cảm giác nặng khi cầm. Điều này là kết quả của quá trình chế tạo đặc biệt, khiến cho gạch Porcelain trở thành lựa chọn phổ biến với tính năng vững chắc và khả năng chống thấm ưu việt. Đất sét: loại vật liệu màu đỏ, tương tự như gạch nung xây tô. Loại gạch này dễ nhận biết bằng mắt thường, khi cầm lên nhẹ và có cảm giác rỗng bên trong, tạo cảm giác không chắc chắn.
Đây là loại xương gạch có chất lượng không cao, dễ bị thấm nước, có tính chất dòn, dễ vỡ, và khả năng chịu lực kém. Thường thì gạch lát nền sử dụng loại xương gạch như này được lát trong nhà hoặc ở những khu vực ít hoặc không tiếp xúc với nước thường xuyên. Đặc biệt, nếu sử dụng loại gạch này để lát nền, cần xử lý phần nền một cách cẩn thận để tránh tình trạng bông lên sau khi lát. Qua thời gian dài dưới tác dụng của ngoại lực xung quanh, viên gạch có thể trở nên dòn và dễ bể vì tính chất tự nhiên của nó.
Hỗn hợp xi măng và cát: Vặt liệu làm xương gạch này có độ cứng rất cao nhưng độ thấm hút cao hơn (>0,5%). Đất sét và bột đá: có đặc tính cứng hơn so với xương gạch từ đất sét, tuy nhiên, vẫn không đạt được độ cứng như xương gạch Porcelain. Tính chất thấm hút nước vẫn tồn tại, do đó, nếu sử dụng cho mục đích làm gạch lát nền, cần cân nhắc kỹ lưỡng. Đối với ứng dụng ngoại thất hoặc nơi tiếp xúc thường xuyên với nước, việc chọn lựa loại gạch khác có khả năng HVTH: NGUYỄN TRUNG TÍNH Trang 15 Chương 2.
Tổng quan vấn đề nghiên cứu chống thấm nước cao hơn có thể là một lựa chọn tốt hơn. Xương gạch thường có màu đen hoặc nâu và thường chứa nhiều tạp chất, điều này dễ nhận thấy. Việc này có thể tạo ra hiệu ứng thị giác độc đáo, nhưng đồng thời cũng làm tăng khả năng nhận diện các tạp chất và màu sắc của xương gạch Để tạo ra bề mặt gạch, một thành phần không thể thiếu là lớp men mỏng phủ phía trên xương gạch. Lớp men này chủ yếu được sử dụng như một nền để in màu lên.
Trong trường hợp của các loại gạch gia công thủ công việc này được thực hiện dưới bàn tay của các nghệ nhân. Ngược lại, đối với những loại gạch sản xuất công nghiệp, quá trình phủ lớp màu thường được thực hiện tự động thông qua dây chuyền sản xuất với công nghệ in 3D, 5D, … Các chữ số ở đây chỉ đơn giản là chỉ số lượng lớp màu được in lên bề mặt gạch (3 lớp, 5 lớp, …). Ưu điểm của in màu nhiều lớp làm tăng độ chân thực và độ sâu cho hình ảnh trên viên gạch. Công nghệ này đã có thể tạo ra các loại vân đá có độ tương phản rất giống với thực tế.
Để có được chất lượng màu in tốt, phần xương gạch cần phải đạt chất lượng tuyệt đối trước khi tiến hành in vì khi xương gạch không đạt chất lượng, bề mặt không bằng phẳng màu sắc sẽ bị thẩm thấu, làm cho hình ảnh bị nhòe, không được rõ. Cuối cùng là lớp phủ bền mặt gạch, có tác dụng bảo vệ lớp màu in, tăng hiệu ứng cho hình ảnh bên dưới đồng thời tăng khả năng chịu lực của viên gạch.
