CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu Gạch không nung là loại gạch xây, sau khi được tạo hình thì tự đóng rắn để đạt các chỉ số cơ học về: Cường độ nén, uốn, độ hút nước. mà không cần gia nhiệt. Độ bền của viên gạch không nung được gia tăng nhờ lực ép rung lên các cốt liệu và phụ gia đã được gia công trước. Đây là loại gạch được khuyến khích sử dụng nhiều nhất và được ưu tiên phát triển.
Nó đáp ứng rất tốt các tiêu chí về kỹ thuật, kết cấu, môi trường, phương pháp thi công. Loại gạch này dễ sử dụng, kết dính bằng vữa thông thường. Đặc biệt tiết kiệm được thời gian và tài chính, đơn giản hoá được một số khâu trong quá trình xây dựng. Sản phẩm được 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.
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 phù hợp với chiến lược phát triển vật liệu xây dựng không nung của Chính phủ.1 Một số loại gạch không nung [1]. 5 ❖ Đặc điểm nổi bật 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 hảo… nâng cao hiệu quả kiến trúc, giảm thiểu được kết cấu cốt thép, rút ngắn thời gian thi công, tiết 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.
Gạch không nung 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. 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. Tuy nhiên gạch không nung có nhược điểm là khả năng chịu lực theo phương ngang yếu, không linh hoạt khi thiết kế kiến trúc với nhiều góc cạnh, không có khả năng chống thấm tốt, dễ gây nứt tường do co giãn nhiệt.
Tuy nhiên những nhược điểm này đang dần được khắc phục.2 Các loại gạch không nung, ưu và nhược điểm 1.1 Các loại gạch không nung 1.1 Gạch xi măng cốt liệu Gạch không nung xi măng cốt liệu, còn được gọi là gạch block được tạo thành từ xi măng và nhiều cốt liệu tạo nên: Mạt đá, cát vàng, cát đen, xỉ nhiệt điện, phế thải công nghiệp, đất,. Loại gạch này được sản xuất và sử dụng nhiều nhất trong các loại gạch không nung. Các công trình loại gạch không nung này chiếm tỉ trọng lớn nhất, gạch có cường độ chịu lực tốt (trên 80kg/cm2), tỉ trọng lớn (thường trên 1900kg/m 3), 6 những loại kết cấu lỗ thì có khối lượng thể tích nhỏ hơn (dưới 1800kg/m 3). Loại gạch này có tỉ trọng lớn, tiêu phí nhiều nguyên vật liệu để sản xuất nên hiện ít dùng.2 Gạch ống làm từ cốt liệu xi măng và cát Kích thước gạch ống xây truyền thống cường độ chịu lực từ 35 kg/cm2 đến 50 kg/cm2, trọng lượng viên gạch là 1.5 kg so với gạch nung là 1 kg, gạch sử dụng công trình bình thường.
Loại này khi sản xuất thường kết hợp rung động để tăng cơ tính, giảm khối lượng. Tuy nhiên gạch này thường có bề mặt xấu, phải tốn nhiều vữa để trám trét.2 Gạch ống làm từ cốt liệu xi măng và cát [2].3 Gạch Papanh 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 dùng cho các loại tường ít chịu lực.4 Gạch không nung tự nhiên Gạch không nung tự nhiên từ 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.5 Gạch bê tông nhẹ - AAC Gạch không nung bê tông nhẹ có hai loại cơ bản: a. Gạch bê tông nhẹ bọt.
Gạch bê tông nhẹ khí chưng áp. Bê tông khí chưng áp (Autoclaved Aerated Concrete – AAC) được phát minh bởi Kiến Trúc sư người Thụy Điển Johan Ericksson vào những năm 1920. Gạch AAC là vật liệu không nung siêu nhẹ, được sản xuất từ các vật liệu vô cơ phổ biến như cát, vôi, xi măng, nước và chất tạo khí dưới áp suất và nhiệt độ cao. Ngày nay, gạch bê tông khí chưng áp AAC là vật liệu xây dựng phổ biến được sản xuất và sử dụng rộng rãi trên thế giới.
Tại nhiều quốc gia, gạch AAC chiếm tới trên 70% tổng khối lượng gạch sử dụng trong xây dựng. Tại Việt Nam, trong những năm qua, việc áp dụng gạch AAC trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp ngày càng phổ biến và được Chính phủ rất khuyến khích thông qua việc ban hành nhiều quy định và thông tư có liên quan. Kích thước thành phẩm lớn và chính xác (200mm x 200mm x 500mm) giúp rút ngắn thời gian thi công và kể cả thời gian hoàn thiện.6 Gạch đất hoá đá Gạch đất hoá đá đây là loại gạch sử dụng đất sét cát trộn thêm phụ gia đông rắn đất như Polymer Permazine. thường sử dụng trong ngành cầu đường.2 Gạch bê tông khí chưng áp (AAC) Trong các loại gạch không nung kể trên, loại gạch AAC có chất lượng bề mặt khá tốt, không cần phải tô bề mặt, giúp giảm giá thành xây dựng.
Gạch AAC có trọng lượng khá nhẹ do cấu tạo bằng những lỗ xốp trong quá trình chế tạo nên giá thành tương đối chấp nhận được [2] 1.1 Khái niệm Gạch bê tông khí chưng áp (AAC) Trong các loại gạch không nung kể trên, loại gạch AAC có chất lượng bề mặt khá tốt, không cần phải tô trát bề mặt, giúp giảm giá thành xây dựng. Gạch AAC có 8 trọng lượng khá nhẹ do cấu tạo bằng những lỗ xốp trong quá trình chế tạo nên giá thành tương đối chấp nhận được. Gạch bê tông khí chưng áp AAC là vật liệu xây dựng nhẹ, chịu tải, cách nhiệt cao, bền, được sản xuất với nhiều kích cỡ và độ bền khác nhau. Gạch không nung được đúc sẵn hoặc sản xuất theo dây chuyền.
Sản phẩm gạch bê tông khí chưng AAC được kĩ sư và kiến trúc sư người Thụy Điển phát minh ra vào năm 1924 nhằm để phục vụ nhu cầu xây các đồn bốt trong quân sự. Thành phần của gạch AAC bao gồm cát thạch anh, thạch cao nung, vôi, xi măng, nước và bột nhôm, sản phẩm sau cùng sẽ được xử lý dưới nhiệt độ và áp suất thích hợp trong nồi chưng áp. Các sản phẩm từ gạch AAC bao gồm gạch bê tông, panel tường, panel sàn, panel mái chống thấm, dầm lanh tô,…Gạch bê tông khí chưng áp được sử dụng nhiều trong vật liệu bê tông cách nhiệt cho cả kết cấu trong nhà và ngoài nhà. Bên cạnh khả năng cách nhiệt tốt, gạch AAC còn có ưu điểm nữa là chế tạo nhanh, dễ lắp đặt cho vật liệu, dễ dàng cắt, đục, khoan.3 Các sản phẩm của gạch bê tông khí chưng [3].2 Ưu điểm của gạch bê tông khí chưng (AAC) Trọng lượng nhẹ: Gạch bê tông khí chưng áp có tỷ trọng khô chỉ bằng ¼ trọng lượng bê tông thường và bằng 1/2 – 1/3 trọng lượng gạch đất sét nung.
Vì thế, khi sử dụng loại gạch này sẽ giúp tiết kiệm chi phí trong quá trình vận chuyển và xây dựng, đặc biệt là phần nền móng. Ngoài ra còn giúp việc lắp ráp được dễ dàng và nhanh chóng hơn. Việc cưa cắt, đóng đinh hay gia công cũng đơn giản hơn các loại gạch khác trên thị trường. Chống cháy, đảm bảo sự thông thoáng tối đa: gạch AAC được làm từ loại vật liệu vô cơ và có khả năng chống cháy khá cao.
Bên cạnh đó vì tỷ trọng nhẹ, cho phép khuếch tán hơi nước, giảm độ ẩm trong tòa nhà bằng cách hấp thu và giải phóng hơi ẩm tự động. Đảm bảo sự thông thoáng tối đa trong quá trình xây dựng. Độ chính xác cao: được sản xuất trên dây chuyền khép kín công nghệ cao, gạch AAC được sản xuất đúng kích thước, giúp giảm bớt công việc cắt xén cũng như giảm lượng vật liệu hoàn thiện bề mặt. Không độc hại với môi trường: là loại vật liệu trơ hoàn toàn nên đảm bảo không độc hại, sản xuất từ các nguyên liệu tự nhiên và không nung, an toàn trong quá trình sử dụng.
Tùy theo điều kiện của từng vùng, có thể tận dụng các loại phế thải công nghiệp khác nhau để tạo ra gạch AAC. Tính bảo ôn cách nhiệt cao: hệ số dẫn nhiệt khoảng 0.22W/mK, bằng 1/4 đến 1/5 hệ số dẫn nhiệt gạch nung, tương đương 1/6 hệ số dẫn nhiệt của gạch bê tông thông thường. Vì thế khi sử dụng sản phẩm gạch bê tông khí chưng áp sẽ giảm tới 40% chi phí điện năng tiêu thụ cho điều hòa. Khả năng cách âm tốt: với khả năng cách âm tốt gấp 2 lần so với loại gạch xây thông thường nhờ kết cấu nhiều lỗ khí phân bổ đều đặn với mật độ cao trong mỗi viên gạch.
Độ cách âm từ 40db –> 47db trong khi gạch xây thông thường từ 20db –> 28db. Có khả năng chịu chấn động tốt: vì trọng lượng của gạch bê tông khí chưng áp thấp nên trọng lực đặt lên mặt đất sẽ thấp. Với kết cấu thể xốp, nên gạch bê tông khí chưng 10 áp có khả năng hấp thụ xung lực rất tốt, khả năng chịu động đất tốt hơn hẳn các loại gạch xây thông thường [4] 1.3 Nguyên lý hình thành gạch AAC Bước 1: Xử lý nguyên liệu sản xuất gạch không nung Cát vàng, cát đen, đá vụn, vôi được đưa qua máy nghiền thành hạt nhỏ để đảm bảo độ mịn, đây là lý do tạo nên bề mặt mịn của gạch không nung bê tông khí chứng áp (khi xây không cần trát tường có thể sơn hoặc bả luôn). Trong quá trình nghiền cát được nghiền chung với nước rồi dẫn vào bồn, tiếp theo xi măng bột được cho vào bồn chứa xi măng riêng, vôi thạch cao được nghiền thành bột chứa trong thùng riêng.
Gạch bê tông khí chưng áp sử dụng bột nhôm để tạo bọt khí.4 Xử lý nguyên liệu làm gạch không nung [5].
