CHƯƠNG 1: TONG QUAN 1. Khai quát về gach không nung 1. Vật liệu xây không nung Vật liệu xây không nung (VLXKN) là loại vật liệu dùng trong xây dựng. [rong đó, việc sản xuất ra chúng không sử dụng nhiệt để nung.
Nói đến vật liệu xây không nung người ta thường chủ yếu nói đến gạch không nung. Tuy nhiên, vật liệu không nung không chỉ có gạch không nung, nó còn có tắm 3D (panels), thạch cao, vật liệu đá nhân tạo không nung. Gạch không nung là một loại gạch mà sau công đoạn định hình thì tự đồng rắn đạt các chỉ số về cơ học như cường độ nén, cường độ uốn, độ hút nước. mà không cân qua nhiệt độ, không phái sử dụng nhiệt để nung nóng đỏ viên gạch nhằm tăng độ bền của viên gạch.
Độ bên 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 ban chất của sự liên kết tạo hình, gạch không nung khác han gạch đất nung. Quá trình sử dụng gạch không nung, do các phản ứng hoá đá của nó trong hỗn hợp gạch sẽ tang dan độ bền theo thời gian. Tất ca các tổng kết và thử nghiệm trên đã được cấp giấy chứng nhận: Độ bên, độ rắn viên gạch không nung tốt hơn gạch dat sét nung đó và đã được kiểm chứng ở tat cả các nước trên thé giới: Mỹ, Đức, Trung Quốc, Nhật Bản.[1] Gach không nung ở Việt Nam doi khi còn được gọi là gach block, gạch bê tông, sạch block bê tông,. tuy nhiên với cách gọi này thì không phan ánh day đủ khái niệm về gạch không nung.
Mặc dù gạch không nung được dùng phô biến trên thé giới nhưng ở Việt Nam gạch không nung vẫn chiêm tỉ lệ thấp. So lược lịch sử phát triển vật liệu xây không nung VLXKN đã có một lịch sử phát triển lâu đời từ thời sơ khai của xã hội con người đến hiện tại. Xuất phát từ nhu câu sinh hoạt, cư trú, con người đã không ngừng lao động, tìm tòi, sáng kiến và phát minh ra những vật liệu và thiết bị ngày càng hiện đại. Theo chiêu dài lịch sử phát triển của các vật liệu xây, đi từ gạch đất sét phơi khô đến bê tông kêt dính băng vôi rôi dén xi măng cot liệu, bê tông xanh, bê tông xi măng geopolymer, vật liệu composit,.phát triển theo hướng hiện đại về công nghệ, ưu việt về tính năng, thân thiện hơn với môi trường.
Cùng với những phát minh đầu tiên về chất kết dính, VLXKN có một lịch sử phát triển rất lâu đời. Gạch lâu đời nhất được phát hiện ở Tell Aswad — Syria, có tuôi 7500 năm trước Công nguyên. Năm ngàn năm trước người Ai Cập đã biết sử dụng đất sét và rơm để làm thành những viên gạch đất không nung trong xây dựng. Họ cũng đã biết dùng đất sét, vôi và nước khoáng giàu natri và kali để làm vữa xây Kim Tự Tháp, vẫn còn đến ngày nay.
Cách đây hon hai ngàn năm, người La Mã đã khám phá ra xi măng Puzolan bằng cách trộn vôi và tro núi lửa. Vôi được xem là nguyên liệu kết dính quan trọng từ đó. Năm 1796 Jame Paker — người Anh — được cấp băng sáng chế về xi măng thủy lực băng cách nung đá vôi có chứa sét được gọi là xi măng Paker hay xi măng La Mã. Năm 1824, Joseph Aspdin, người Anh, sáng chế ra xi măng Portland.
Từ đó đến nay công nghệ chất kết dính dùng trong xây dựng không ngừng phát triển. Gạch bê tông nhẹ (AAC) được sáng chế và hoàn thiện vào giữa những năm 1920 do tiến sĩ Johan Axel Eriksson, sản xuất đại trà năm 1929 ở Thụy Điền và trở nên rất pho bién [2]. Một số ching loại gach không nung VLXKN là các vật liệu, cau kiện, dang block, viên hoặc tam có thé thay thé gach đất sét nung, dùng dé xây các kết cau tường bao che, tường ngăn trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. Sản phẩm vật liệu xây không nung hay gạch không nung rất đa dạng về chủng loại và chất luợng nhưng chủ yếu có hai loại chính là gạch block bê tông thông thường và gạch block bê tông nhẹ.
Ngoài ra còn có các chủng loại khác như gạch bê tông polymer khoáng hóa từ đất sét, gạch silicate, và một số sản phẩm dạng tam như tam thạch cao, tam 3D, tam sandwich. Trong một sản phẩm gạch không nung thông thường có hai thành phân chính là chất kết dính và cốt liệu. Ngoài ra còn có các thành phần khác như chất tạo khí, phụ gia giảm nuớc, phụ gia đóng răn nhanh, phụ gia cải thiện cường độ, chất tạo màu. Chat kết dính thường là xi mang Portland, vôi + xỉ, vôi + puzolan, vôi + tro bay, ngoài ra còn có các hệ xi măng khác có những tính năng đặc biệt như xi măng magnê, xi mang cao nhôm, xi măng geopolymer.
Cot liệu cũng da dang, đi từ cát, sạn, sỏi, mat đá, chất thải rắn trong công nghiệp và xây dựng như xỉ trong khai thác quặng, xỉ lò, bê tong vỡ, gdm vỡ, gach vỡ đến các cốt liệu nhẹ như keramzit, foam, mat 26, rom, trâu, diatomit. Gach block bê tông thông thường hay còn gọi là gach xi mang cốt liệu, phù hợp với tiêu chuan TCVN 6477: 2011. Chất kết dính là xi mang Portland, còn cốt liệu là cát, sạn, sỏi, mạt đá, bụi đá và các loại tương đương. Loại này đuợc dùng khá phố biến ở các tỉnh phía Bắc trong các công trình phụ hoặc các công trình kiên cố, xây các kết cầu chịu lực hoặc không chiu lực.
Đặc tính cơ lí của sản phẩm phụ thuộc chủ yếu vào lượng xi măng sử dụng kế đến là công nghệ sản xuất và phụ gia thêm vào. Thường thì sản phẩm loại này có cường độ kháng nén tốt, kích thước thay đổi lớn nên đỡ tốn công va vữa hồ khi xây, nhưng nặng hơn gach đất sét nung đến 1.4 lần và chưa thân thiện với những công trình dân dụng ở các tỉnh phía Nam. Tuy nhiên giá thành có phan rẻ hơn gach đất sét nung tiêu chuẩn. Hiện nay, còn có một loại sản phẩm mới được gọi là gạch ống — XI măng cốt liệu, có thé sản xuất viên gạch có hình dáng và kích thước như viên gạch đất sét nung thông dụng nhưng từ các nguồn nguyên liệu thông dụng như mat đá, cát.
va các nguyên liệu là phế liệu công nghiệp như xỉ than hoặc phế thải xây dựng như xà ban,., do đó giá thành có thé rẻ hon gach đất sét nung truyền thống. Chất lượng cơ bản tương tự gạch đất sét nung truyền thông hoặc tốt hơn như hình dáng chính xác hơn. 1: Sơ đồ thiết bị sản xuất gạch Ống — xi măng cốt liệu của công ty Trung Hậu (Việt Nam-trái) và thiết bị sản xuất gạch block của Trung Quốc (phải) [2] Gạch bê tông nhẹ - bê tông khí chưng áp (AAC — Aerated Autoclave Concrete) — Sản phẩm được sản xuất dưới dạng block hoặc tam, phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 7959: 2011. Chất kết dính thuộc hệ vôi, xi măng và thạch cao, kết cứng trong quá trình hấp hơi nước ở nhiệt độ và áp suất thích hợp.
Cốt liệu chủ yếu là cát được nghiền mịn và phụ gia trương nở thé tích thường là bột nhôm. Đặc trưng 1a tính nhẹ, trọng lượng thé tích thay đổi từ 400 — 1000 kg/mẺ, nên thường được dùng trong các công trình cao tang hoặc các công trình xây trên nên móng yêu. Bê tông bọt (CLC — Cellular lightwieght concrete) - Sản phẩm đuợc sản xuất dưới dang block hoặc dạng vữa trộn sẵn ngoài công trình, chất lượng phải phù hop với tiêu chuẩn TCVN: 9029 — 2011. Chất kết dính là xi mang Portland, cốt liệu là cát, chất tạo bọt hoặc chất tạo khí, phụ gia khoáng hoạt tính hoặc phụ gia hóa học, đóng ran trong điều kiện tự nhiên không chung áp.
Công nghệ và thiết bị sản xuất tương đối đơn giản và chi phi đầu tư thấp không giống như thiết bị sản xuất bê tông khí chưng áp. Khác với bê tông khí chưng áp là bọt được tạo trước bằng máy tạo bọt, sau đó trộn bọt với vữa bê tông và phụ gia, xong đồ khuôn hoặc bơm trực tiếp vào công trình có đóng cốp pha. Gach đất không nung — Gach polymer khoáng hóa từ khoáng sét — Sản phẩm dưới dang block đặc hoặc rỗng đến 35%. Khối lượng thay đối từ 1.9 kg/vién, nặng hơn gạch đất sét nung.
Chất kết dính là xi măng Portland, vôi và phụ gia; cốt liệu là đất sét, cát, sạn, sỏi, các loại từ thô đến mịn, mạt đá, tro, xỉ, phế thải răn trong xây dựng và công nghiệp. Thiết bị tạo hình chủ yếu sử dụng phương pháp ép 6 bán khô. 3: Gạch đất không nung có lỗ mù (trái) và gạch 4 lỗ (phải) [2] Gach silicate — là vật liệu xây không nung được sản xuất trên cơ sở vôi + cát hoặc các loại phế thai có chứa ham lượng oxit silic cao (tro, xi than, phế thải công nghiệp) + nước. Sản phẩm được tạo hình bằng phương pháp ép bán khô, sau đó đóng ran trong thiết bi hap ở nhiệt độ 160 — 220°C và áp suất 12 — 16 MPa.
Sản phẩm yêu cau kỹ thuật phù hợp với tiêu chuẩn TCVN: 2118 — 1994. 4: Thiết bị san xuất gach silicat và sản phẩm gach canxi silicat [2] 1. Tính ưu việt cua gach không nung So sánh hiệu quả kinh tế, kỹ thuật sản xuất và sử dụng, sản phẩm vật liệu xây dựng không nung có nhiều tính chất vượt trội hơn vật liệu nung: Không dùng nguyên liệu đất sét dé sản xuất. Dat 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 cau hiện nay.
Nguyên vật liệu để sản xuất gạch không nung hết sức phong phú và có sẵn trong nước như mạt đá, cát vàng, xỉ than, đất đồi. 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, chồng thâm, chống nước, kích thước chuẩn xác, quy cách hoàn hảo hơn vật liệu nung.
Giảm thiểu được kết cấu cốt thép, rút ngăn thời gian thi công, tiết kiệm vữa xây, giá thành hạ. Có thể tạo đa dang 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. Cơ sở sản xuất có thể phát triển theo nhiều quy mô khác nhau, không bị khống chế nhiều về mặt băng sản xuất. Đầu tư thấp hơn vật liệu nung.