Giáo trình Vật liệu đất nung

1Vật Liệu Xây Dựng (Construction Materials) Bô  môn Vật liệu Silicat Khoa Công Nghê Vật Liệu Đại học Bách Khoa Tp. Hô Chí Minh VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-2 Vật liệu đất nung VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-3 Nội dung  Khái quát lịch sư  Sản phẩm VL đất nung  Nguyên liệu  Công nghê sản xuất VL đất nung  Tính chất VL đất nung  Các loại VL vữa xây.  Vai tro , yêu cầu, tính bền VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-4 Lịch sư các mốc thời gian  ~8000 trước CN: gạch

pdf25 trang | Chia sẻ: huongnhu95 | Ngày: 06/09/2021 | Lượt xem: 117 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt tài liệu Giáo trình Vật liệu đất nung, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
đất đầu tiên (Jericho)  ~7000-6000 trước CN: vật liệu ceramic  ~5000-4500 trước CN: gạch đất nung đầu tiên  ~ 3000 trước CN: gạch sử dụng xây dựng  Tới 2000 trước CN: gạch nung đắt gấp 30 lần gạch đất.  Tới 612-539 trước CN: ở Babylone gạch nung đắt gấp 5 lần 2VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-5 Ziggourat de Dour (Iran) ~1260-1235 trước CN VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-6 Nhà hát Taormina (300 trước CN)-Sicile VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-7 Nhà thờ Sainte-Cécile Albi (1260-1480) VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-8 Cầu Digswell (1848-1850) cao 30,5m – dài 1390m – 40 vòm – 13 triệu viên gạch 3VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-9 Hoàng thành Thăng Long VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-10 Sản phẩm đất nung xây dựng VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-11 Sản phẩm đất nung xây dựng  Gạch đinh, gạch lỗ, gạch hoa-rô  Ngói bằng, ngói cuộn, ngói úp mái  Gạch ốp, lát có men hoặc không  Ống nước, máng xối  Gốm, sứ mỹ nghệ, dân dụng  Cốt liệu sét nở phồng (expand) VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-12 Sản phẩm đất nung xây dựng Ngói ri cổ Ngói ri 4VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-13 Sản phẩm đất nung xây dựng VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-14 Sản phẩm đất nung xây dựng VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-15 Nguyên liệu đất sét  Đất sét gồm các lớp sét mà bề mặt tích điện âm, nên có khả năng hút : • một lớp sét khác • các ion trái dấu • các phân tủ nước lưỡng cực  Sét Trúc Thôn, Vĩnh Phú, Bát Tràng, Bình Thuận...  4 loại khoáng sét: kaolinite, illite, montmorillonite, chlorite Dính kết → Dẻo → Huyền phu Lớp sét Nước liên kết Nước tư  do VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-16 Nguyên liệu đất sét  Yêu cầu kỹ thuật của đất sét dùng cho sản xuất gốm xây dựng theo TCVN 4353-86 như sau: STT HÀM LƯỢNG % TCVN GẠCH NGÓI 1 SIO2 58- 72 58-68 2 Al2O3 10-20 15-21 3 Fe2O3 4-10 5-9 4 CaO, MgO ≤6 ≤6 5 Na2O, K2O 1-5 1-5 6 SO2-, Cl- 0-3 0-3 7 MKN 3-15 3-15  Cỡ hạt < 0,005mm: 22 – 32%  Độ dẻo ≥ 20. 5VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-17 Nguyên liệu đất sét  Đất sét làm gạch ngói thuộc loại đất sét dễ chảy  Các tạp chất có lợi: các oxít kiềm, kiềm thổ, Fe, TiO2, MnO. Có tác dụng làm giảm nhiệt độ nóng chảy nên tiết kiệm được nhiên liệu, cải thiện tính chất sản phẩm.  Oxít Fe còn làm cho sản phẩm có màu đỏ tươi sau khi nung.  Tạp chất có hại gồm: • Tạp chất hữu cơ: cỏ, rác, xác động vật, thực vật • Tạp chất đá vôi: CaCO3, MgCO3 • Sỏi, sạn VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-18 Nguyên liệu đất sét  Đất sét dùng làm gạch, ngói xây dựng yêu cầu có màu đỏ sau khi nung để tránh: • Phải bổ sung đất sét màu hoặc bột màu • Làm tăng giá thành • Làm phức tạp, khó khăn cho công nghệ sản xuất.  Thành phần hóa của đất sét làm gạch ngói như: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O MKN Sét Khánh Bình 60.20 14,68 4,41 0,39 0,90 0,30 1,70 6,30 Sét ruộng 56,94 20,35 7,01 3,79 - - 8,08 Sét phù sa 58,58 18,12 8,29 4,65 - - 6,75 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-19 Phu  gia  Để cho các tính chất sấy nung của đất sét tốt hơn như: • Không nứt hoặc biến dạng • Rút ngắn thời gian sấy, nung • Tăng độ xốp sản phẩm (nếu cần )  Thường cho vào đất sét làm gạch ngói xây dựng các loại phụ gia gồm: phụ gia gầy và phụ gia cháy.  Phụ gia gầy có tác dụng: • Làm giảm: độ dẻo, độ co, độ nhạy của đất sét • Tạo điều kiện cho sản phẩm không nứt hoặc cong.  Phụ gia gầy thông dụng: cát, samốt VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-20 Phụ gia gầy samốt  Để sản phẩm có kích thước chính xác, nếu chỉ dùng đất sét sẽ khó thực hiện.  Do đó trong phối liệu có dùng thêm 10–25% samốt có tác dụng: • Giảm độ co khi sấy, khi nung. • Tạo hiệu ứng bề mặt mong muốn như tạo nhám chống trơn trượt cho gạch lát nền. • Tạo khả năng trang trí: do samốt có cơU hạt khác nhau tạo lấm chấm trên bề mặt.  Samốt dùng là các mảnh vỡ của phế phẩm đã nung vì có cùng bản chất với vật liệu nên không gây phản ứng phụ khi nung. 6VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-21 Phu  gia cháy  Phụ gia cháy: có tác dụng như phụ gia gầy, ngoài ra: • Tăng độ xốp • Tạo điều kiện cháy trong lòng sản phẩm • Giảm khối lượng sản phẩm • Loại bỏ 80-100% xỉ lò • Giảm thao tác tra than vào lò làm giảm không khí lạnh lọt vào lò nên tiết kiệm nhiên liệu  Phụ gia cháy thường dùng là: mùn cưa, than. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-22 Phu  gia than  Lượng than trộn có cỡ hạt < 1,5 mm có tỉ lệ từ 20-80% lượng nhiên liệu than cần đốt cháy theo tính toán.  Tỉ lệ khối lượng đất sét : than khoảng 5-10%  Than dùng để trộn ngoài tác dụng là chất cháy cung cấp nhiệt cho vật liệu nung, nó còn có tác dụng như một phụ gia gầy.  Chất lượng sản phẩm được nâng cao nhờ sự phân bố hạt than khi cháy tạo môi trường nhiệt độ trong lò đồng đều hơn, truyền nhiệt tốt trong từng viên gạch.  Xỉ còn lại sau khi cháy kết hợp với đất sét tạo thành khối kết chắc với nhau. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-23 Sơ đô sản xuất gạch đất nung Khai thác ở mỏ Phối liệu, đồng nhất Nghiền va   điều chỉnh ẩm Nghiền tinh Ủ nguyên liệu Tạo hình đùn ép Gạch mộc Ngói mộc bằng Ngói mộc uốn Sấy VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-24 Sơ đô sản xuất gạch đất nung Sấy Phu  men ngói Nung Đóng gói, nhập kho, phân phối 7VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-25 Công nghê  sản xuất  Gia công nguyên liệu theo phương pháp dẻo  Tạo hình sản phẩm theo phương pháp dẻo  Sơ đồ công nghệ như sau : Kho đất sét ngoài trời Máy xúc gàu lật Máy cấp liệu thùng Phụ gia (samốt, than) Phân loại Nghiền bánh đá VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-26 Máy cấp liệu VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-27 Công nghê  sản xuất Băng tải cao su Máy tách đá Băng tải cao su Máy cấp liệuMáy đập trục thô Kho chứa Băng tải VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-28 Máy đập trục thô 8VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-29 Công nghê  sản xuất Máy nhào trộn 2 trục Băng tải cao su Máy đập trục mịn Nước làm ẩm Băng tải cao su Máy đùn ép Lento VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-30 Công nghê  sản xuất Máy cán thô Máy cán mịn Máy nhào trộn hai trục VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-31 Công nghê  sản xuất 19-Feb-13 gốm xây dựng 31 Máy cắt phôi ngói Máy ép ngói Phơi ngói tự nhiên Sấy ngói Máy đùn ép lento Máy cắt gạch Xếp gạch Phơi gạch tự nhiên Sấy gạch trong lò sấy GẠCHNGÓI VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-32 Công nghê  sản xuất Nung ngói Dở ngói khòi xe goòng Phân loại, kiểm tra Nhập kho Nung gạch Tháo gạch khỏi goòng Tách gạch và đóng gói Nhập kho 9VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-33 Gia công phối liệu  Đất sét từ bãi được xe tải đưa vào nhà chứa đất với lượng đủ sản xuất ít nhất một tuần. Vào mùa nắng cần phun nước thường xuyên trên bề mặt.  Sau đó được xe xúc gàu lật cung cấp đất sét, và phụ gia sau khi nghiền mịn vào máy tiếp liệu.  Khối lượng của đất sét phụ thuộc vào tốc độ băng tải, chiều cao khe tháo liệu.  Từ máy tiếp liệu ra, đất sét được băng tải chuyển máy đập trục tách đá để loại các tạp chất rắn cứng như đá, sỏi có lẫn trong đất sét. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-34 Gia công phối liệu  Sau đó được nghiền sơ bộ qua máy nghiền trục thô, khe hở giữa hai trục khoảng 3mm, bề mặt trục có răng để đập các cục đất sét cứng. Tốc độ quay hai trục khác nhau.  Sau khi nghiền, đất sét được chuyển đến máy trộn bánh xe cùng với phụ gia nhằm mục đích làm đồng đều phối liệu. Có thể thêm nước vào giai đoạn này để điều chỉnh độ ẩm.  Phối liệu được nghiền mịn qua máy nghiền trục mịn, khe hở giữa hai trục khoảng 0,8-1 mm, tốc độ quay hai trục khác nhau nhằm mục đích tăng độ đồng nhất VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-35 Tạo hình  Từ máy nghiền mịn ra, phối liệu có độ ẩm khoảng 18-21% được cho vào máy đùn ép lento có hệ thống hút chân không, nhằm mục đích:  Loại bỏ bọt khí có lẫn trong phối liệu  Tăng mức độ đồng đều về độ dẻo, độ ẩm cho phối liệu  Tùy theo sản phẩm gạch hay ngói mà đầu tạo hình có hình dạng khác nhau:  Với ngói, đầu tạo hình tạo phôi ngói (ga-lét) có dạng tấm chữ nhật, sau đó phôi được chuyển đến máy ép ngói. Tùy theo hình dạng của khuôn ngói, ngói có các hình dạng khác nhau. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-36 Tạo hình ngói 10 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-37 Tạo hình ngói Máy dập ngói VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-38 Tạo hình ngói VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-39 Tạo hình gạch  Với gạch, ra khỏi đầu tạo hình là một ống đất dài, được cắt thành các viên gạch có kích thước xác định. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-40 11 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-41 Phơi, sấy  Bán thành phẩm sau khi tạo hình có độ ẩm cao, dễ gây biến dạng. Để tăng độ bền mộc, cần được xếp trên các kệ phơi hoặc sân phơi trong nhà hoặc ngoài trời.  Mộc sau khi phơi có độ ẩm khoảng 8-14%. Phơi ngoài trời Phơi trong nhà VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-42 Phơi, sấy VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-43 Phơi, sấy VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-44 Phơi, sấy  Bán thành phẩm sau khi phơi, được xếp lên các xe goòng chuyển vào lò sấy. Thời gian sấy từ 6-18 giờ tùy theo từng loại sản phẩm.  Với hệ thống lò tunnel sấy nung liên hợp, kích thước xe goòng cho sấy và nung phải là một. Lượng nhiệt dùng để sấy gạch lấy từ phần nhiệt thừa của lò nung tunnel cung cấp.  Độ ẩm sau khi sấy khoảng 3-4%.  Sau khi ra khỏi lò sấy, xe goòng được chuyển đến lò nung tunnel để thực hiện quá trình nung. 12 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-45 Nung  Trong công nghệ sản xuất gạch xây dựng có thể sử dụng: • Lò gián đoạn: lò đứng, lò bầu, lò cóc, lò nằm • Lò liên tục: lò tunnel, lò vòng  Đặc điểm lò vòng: • Ưu điểm: cấu tạo không phức tạp, tốn ít sắt thép. • Nhược điểm: điều kiện lao động nặng nhọc • Điều kiện vệ sinh không tốt do bụi, nóng • Khó cơ giới hóa xếp dỡ sản phẩm • Phân bố nhiệt độ không đều theo tiết diện lò. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-46 Nung lò tunnel  Ưu điểm: • Xếp dỡ sản phẩm bên ngoài lò nên quá trình có thể cơ giới hóa, hoàn toàn tự động. • Phân bố nhiệt độ theo tiết diện tương đối đồng đều. • Năng suất và chất lượng sản phẩm cao  Nhược điểm: • Kết cấu lò phức tạp. • Hiện tại lò tunnel thông dụng nhất. Các cơ sở thủ công địa phương thường dùng lò đứng liên tục. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-47 Lò tunnel sấy-nung liên hợp  Vân dụng nguyên lý “tuần hoàn khí nóng trong lò nung tunnel” nhằm mục đích tạo ra chế độ chuyển động ổn định của dòng nhiệt trong lò.  Hút khí nóng từ vùng làm nguội lò nung tunnel hòa trộn với khí thải ra ở vùng sấy đốt nóng của lò nung tunnel tạo thành hỗn hợp khí nóng – khói lò làm tác nhân sấy cho lò sấy tunnel. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-48 Lò tunnel sấy-nung liên hợp Vùng sấy-đốt nóng Vùng nung Vùng làm nguội Buồng hòa trộn 25 triệu viên/năm Kích thước hữu ích: D*R*C=36,6 * 2,5 * 2,75 m Số xe goòng: 14 13 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-49 Đường cong nung Nhiệt độ oC Xe goòng số Chiều dài lò m 60 1 0 102 3 11 175 5 16 236 8 21 399 10 29 573 13 35 719 15 40 Nhiệt độ oC Xe goòng số Chiều dài lò m 830 18 45 880 21 51 954 23 57 954 26 63 940 28 70 885 31 77 250 33 84 80 36 94 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-50 Đường cong nung theo xe goòng VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-51 Đường cong nung theo chiều dài lò VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-52 Kết khối khi nung 14 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-53 Kết khối khi nung  <2000C: mất nước vật ly [  200-4500C: phân hủy chất hữu cơ  400-5500C: mất nước hóa học khoáng sét  800-9500C: tạo thành phần spinel, hematite, corindon phân hủy calcite  970-13000C: hiện tượng chảy bên ngoài, các khoáng mullite  >7500C: bắt đầu quá trình tạo khoáng mới  Làm nguội: co nhiệt VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-54 Công nghê  nung gạch  Với cơ sở thủ công, gạch mộc sau khi phơi sấy được xếp trực tiếp vào lò nung.  Để nhiệt độ lò đồng đều, gạch được xếp kèm với than. Theo chiều cao lò tăng dần, mật độ than xếp giảm dần.  Việc nung kèm than dễ làm bẩn bề mặt gạch, gây nhiều phế phẩm. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-55 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-56  Với cơ sở hiện đại, thường dùng lò tunnel.  Nhiệt độ nung gạch từ 900 – 980oC 15 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-57 Tra nhiên liệu than  Phương pháp: dùng móc để mở nóc tra than, dùng giá múc than 0,2-0,3kg/lần đổ qua lỗ tra than vào trong lò.  Nguyên tắc: Chỉ tra than vào hàng lỗ mà sản phẩm nung có phát quang ánh sáng, khoảng nhiệt độ 650oC đến cuối vùng nung. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-58 Tra nhiên liệu than  Than cần phải cháy hết trong vùng nung.  Nếu cho quá nhiều, than không cháy hết, khi đến vùng làm nguội gặp không khí làm nguội than tiếp tục cháy làm gạch quá lửa.  Tốc độ xe goòng càng lớn, lượng than tra càng ít.  Theo chiều rộng lò, lượng than ở sát tường lò tra nhiều hơn lượng than ở tâm.  Thao tác tra than phải nhanh, tránh không khí lạnh lọt vào.  Dùng than cám có cơU hạt ≤ 1,5 mm, độ ẩm ≤ 7% VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-59 Lò đứng liên tục  Lò gạch liên tục kiểu đứng hiệu suất cao giải quyết được 2 vấn đề cơ bản là hạn chế ô nhiễm môi trường, và đạt hiệu suất cao với giá thành thấp.  Khả năng giảm thiểu sự ô nhiễm: lò có cấu tạo kiểu đứng, với quy trình nung gạch gồm 4 giai đoạn: sấy, gia nhiệt, nung và làm nguội, diễn ra từ trên xuống. Gạch được cấp liên tục vào lò từ phía trên, ngược chiều với dòng khí mang nhiệt đi từ dưới lên để gia nhiệt cho viên gạch. Nhờ đặc điểm đó, nhiệt được tận dụng một cách tối đa giữa các giai đoạn. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-60 16 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-61 Lò đứng liên tục Xếp gạch nằm Xếp gạch đứng VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-62 Lò đứng liên tục  Khi lấy gạch ra, cơ cấu lấy gạch ra (hệ trục vít nâng hạ) sẽ nâng cả chồng gạch nhích lên đủ để rút thanh đỡ ra.  Sau đó từ từ hạ chồng gạch xuống cho đến khi xuất hiện hàng rãnh tiếp theo trên dầm chữ I thì luồn thanh đỡ vào để đỡ chồng gạch tiếp theo. Cửa ra gạch VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-63 Lò đứng liên tục  Trước khi xếp mẻ gạch mới, mở van chắn 2 ống khói, để khí thải được hút ra ngoài.  Sau khi xếp gạch xong, đóng van chắn hai ống khói lại để khói nóng sấy gạch mộc mới xếp vào lò.  Chế độ cháy trong buồng nung được điều chỉnh để trung tâm cháy (vùng nung) ở giữa lò và duy trì nhiệt độ ở vùng này vào khoảng 900-950oC.  Khí thoát ra từ vùng nung sẽ vào vùng đốt nóng, và vùng sấy trước khi thải ra bên ngoài. Nhiệt độ khí thải thoát ra thấp, chỉ trong khoảng 70-130oC nên không ảnh hưởng đến môi trường bên ngoài. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-64 Lò đứng liên tục  Bên dưới vùng nung là vùng làm nguội. Gạch sau khi nung được di chuyển dần xuống đáy lò và được làm nguội từ từ.  Không khí lạnh cấp vào từ đáy lò, khi đi qua lớp gạch mới nung sẽ làm cho gạch nguội dần, đồng thời không khí được làm nóng trước khi cấp vào vùng nung.  Năng suất lò 320 viên/mẻ, 17 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-65 Thành phẩm VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-66 Thành phẩm VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-67 Khuyết tật  Sai kích thước: lớn hoặc nhỏ hơn kích thước chuẩn, do độ co không đúng, nguyên liệu có lẫn nhiều cát.  Lún: do đất sét quá ẩm, gạch bị lún do tác động trọng lượng gạch  Mẻ góc: khi tạo hình không nén chặt các góc, hoặc do va chạm khi sấy hay nung.  Cong: do gạch bị dính vào khuôn khi tháo khuôn Uốn cong lún Sai kích thước Mẻgóc VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-68 Khuyết tật  Bề mặt không phẳng do khi cắt không đều.  Mẻ cạnh do khi tháo khuôn, hoặc thiếu đất ở đáy, góc cạnh do chèn không chặt.  Dấu vết tiếp xúc do tiếp xúc khi gạch quá ẩm đễ biến dạng, như dấu vân tay  Cong do co không đều khi sấy hoặc nung. Bề mặt không phẳng Mẻ cạnh 18 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-69 Khuyết tật  Nứt cạnh: do sấy quá nhanh, ở cạnh khô nhanh gây nứt.  Nứt bề mặt: do khi sấy có chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt với tâm, gây co rút không đều.  Bề mặt bị phồng do nung nhanh, khí không thoát ra kịp  Nổ khi nung: do nung nhanh VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-70 Khuyết tật  Chiều dài gạch có gợn sóng khi tạo hình bằng phương pháp đùn.  Bị phân lớp khi tạo hình bằng phương pháp ép.  Màu không đồng nhất sau khi nung. Vị trí gạch tiếp xúc với nhau có màu nhạt hơn so với vị trí không tiếp xúc.  Bề mặt có sọc, vân do dao cắt không phẳng. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-71 Tính chất va yêu cầu  Các tính chất của vật liệu đất nung chủ yếu phụ thuộc vào nguyên liệu và công nghệ nung sản phẩm  Đặc biệt lưu ý là độ rỗng, đặc trưng cho sản phẩm kết khối. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-72 Đô rỗng  Độ rỗng giao động rất lớn từ 1- 2% và có thể lên tới hơn 50%.  Đối với gạch đất nung độ rỗng 20-55%  Nhờ công nghệ tạo hình đùn ép nên chủ yếu là rồng do nứt, ít các lỗ rỗng lớn.  Các lỗ rồng nhỏ có thể được lấp đầy pha thủy tinh khi kết khối-làm nguội.  Kích thước lỗ rỗng dao động quanh 0,1-1 µm. 19 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-73 Đô hút nước  Vật liệu đất nung nhìn chung ít hút nước, do không có các lỗ rỗng nhỏ.  Độ hút nước không tăng cho đến độ ẩm không khí 90%.  Yêu cầu cơ bản cần phải đảm bảo: Độ hút nước ≤ 6%, ngói có độ hút nước cao không tốt, vì cường độ sẽ giảm. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-74 Hút nước mao quản va bão hòa  Không áp dụng cho các lỗ rỗng quá nhỏ Bđ tiếp xúc nước Bđ hút nước mao dẫn Hút nước mao dẫn Bão hòa hút nước một phần Hút nước bão hòaBão hòa hút nước một phần VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-75 Cường đô   Nếu xét đúng cường đô phu thuộc vào: phương ép đùn va đô rỗng E = Eo(1-c.P) với hê sô c≈ 2, P là đô rỗng (Pgạch= 40 %) E// ~1000 N/mm2 ; E⊥ ~8000 N/mm2  Chu yếu làm việc chịu nén theo phương ⊥  Cường độ bền nén của gạch ≥ 70 kG/cm2, bền uốn của ngói ≥ 70kG/cm2.  Với gạch, hệ số hóa mềm là một chỉ tiêu quan trọng sau khi gạch hút no nước (ngâm nước 7 ngày) phải đạt 80% cường độ lúc khô. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-76 Tính chất khác  Các tính chất khác như: khối lượng thể tích,hệ số dãn nở nhiệt, khả năng cách nhiệt, cách âm, kích thước, hình dạng là những tính chất cần thiết.  Hệ số dãn nở nhiệt thấp 5-8.10-6 K-1, cần lưu ý với dãn nở nhiệt của vữa xây thích hợp.  Hệ số dẫn nhiệt gạch đất nung theo độ rỗng λ=λ0(1-P); với P ≈ 40% λ=0,8 W/(m.K)  Lưu ý khác: khả năng chịu nước, khô nhanh  Không dùng gạch vừa nung xong do hiện tượng co dãn cần lưu kho trước khi sử dụng.  Về kinh tế phải rẻ tiền 20 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-77 Vi trí vữa xây, tô  Nếu xem một bức vách xây như một hệ vật liệu chịu lực thì đó là hệ composite gạch, đá liên kết nhau nhờ vào vữa để tạo thành khối đồng nhất. • Hệ composite gạch-vữa • Không liên tục • Dính kết giữa các gioăng bỏ qua và khả năng chịu kéo coi như bằng không. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-78 Chức năng chính  Chịu lực, vd tường chịu lực  Bao che • Chống lại bất thường thời tiết • Cách nhiệt, quán tính nhiệt • Cách âm, hút âm • Chống cháy, hỏa hoạn  Tính thẩm mỹ trong xây dựng công trình VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-79 Yêu cầu vữa cần kê  đến  An toàn chịu lực tác dụng trực tiếp: • Trọng lượng bản thân • Hoạt tải sử dụng • Gió, tuyết, ngoại lực...  Theo quá trình sử dụng, lực tác dụng gián tiếp (biến dạng cưỡng bức): • Co, từ biến • Lún. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-80 Thành phần vữa  Vữa xây dựng là một loại vật liệu đá nhân tạo, thành phần bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu nhỏ và phụ gia.  Các thành phần này được nhào trộn theo tỉ lệ thích hợp, khi mới nhào trộn hỗn hợp có tính dẻo gọi là hỗn hợp vữa, sau khi đóng rắn có khả năng chịu lực gọi là vữa. Phụ gia có tác dụng cải thiện tính chất của hỗn hợp vữa và vữa.  Đặc điểm của vữa là chỉ có cốt liệu nhỏ, khi xây và trát phải tạo thành lớp mỏng, diện tích tiếp xúc với nền xây, với mặt trát và với không khí là khá lớn, nước dễ bị mất đi, do đó lượng nước nhào trộn cần lớn. Do không có cốt liệu lớn nên cường độ chịu lực của vữa thường nhỏ. 21 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-81 Phân loại  Vữa xây dựng thường được phân loại theo chất kết dính, theo khối lượng thể tích và theo công dụng :  Theo chất kết dính: Chia ra vữa xi măng, vữa vôi, vữa thạch cao và vữa hỗn hợp (xi măng – vôi , xi măng - đất sét).  Theo khối lượng thể tích: Vữa nặng >1500 kg/m3, vữa nhẹ ≤1500 kg/m3.  Theo công dụng: Vữa xây dựng, vữa trát, vữa láng, lát, ốp, vữa trang trí để hoàn thiện công trình, vữa đặc biệt như vữa giếng khoan, vữa chèn nối, VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-82 Phân loại theo truyền thống, hiện đại  Truyền thống  Hiện đại Thạch caoGạch đất nung Nhựa SétGạch đất sét VôiĐá phiến, tấm Vôi thủy lựcGạch ép xi măng Xi-măngBê-tông tô ong Thạch caoGạch đất nung VôiViên silicate- calcium, chưng áp VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-83 Qui cách gạch xây VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-84 Các loại mạch vữa 22 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-85 vôi nước định lượng nghiền mịn cát cát mịn cát thô bãi sàng sơ bô phản ứng đô  khuôn, tạo hình ép cắt, tạo viên autoclave lưu kho viên silicate-calcium, chưng áp Viên xây silicate- calcium, chưng áp VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-86 Chê O tạo vữa  Thành phần gồm: cát mịn + nước + CKD  Các loại chất kết dính • Xi-măng Portland; phổ biến, thi công khó, chịu lực tốt • Vôi thủy lực (sp nung đá vôi + 6-12% sét), tính thi công dễ, chịu lực yếu, modul đàn hồi thấp. • Vôi tôi, đóng rắn rất chậm có thể dùng như thành phần phụ. • CKD hữu cơ (epoxy, polyurethane), chịu lực tốt, mài mòn tốt. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-87 Chê O tạo vữa  Lựa chọn vữa theo yêu cầu chịu lực, thẩm mỹ  TCVN 4314:2003, vữa xi măng dùng trong xây, tô, nê công trình > 20MPa300 - 400 kg/m3 xi măngVữa xi-măng > 3,5MPa250 kg/m3 vôi thủy lực + 100 kg/m3 xi-măng Vữa vôi VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-88 Cơ tính của vữa xi-măng  Vữa có khả năng chịu nhiều ngoại lực khác nhau nhưng khả năng chịu nén là lớn nhất. Cường độ chịu nén của vữa được xác định bằng mẫu có hình khối cạnh hình vuông 7,07cm. Dựa trên cường độ chịu nén mà xác định ra Mác vữa.  Theo tiêu chuẩn TCVN 4314:2003, có các loại mác vữa thông dụng sau (bảo dưỡng 28 ngày trong điều kiện tiêu chuẩn T= 27±2oC, độ ẩm 95 ± 5%) 23 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-89 Tiêu chuẩn TCVN 4314:2003 1,0 2,5 5,0 7,5 10,0 15,0 20,0 30,0 M 1,0 M 2,5 M 5,0 M 7,5 M 10 M 15 M 20 M 30 Cường đô  chịu nén trung bình tính bằng MPa không nho  hơn Mác vữa VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-90 Ảnh hưởng cơ tính vữa  Cường độ chịu lực của vữa phụ thuộc vào loại chất kết dính, lượng chất kết dính, tỷ lệ nước/chất kết dính, chất lượng của cát, điều kiện bảo dưỡng và thời gian cứng rắn.  Ảnh hưởng của điều kiện sử dụng: Điều kiện sử dụng là tính chất của vật liệu cùng làm việc với vữa hoặc tình chất của nền.  Ảnh hưởng của nhiệt độ: Vữa được dưỡng hộ ở những điều kiện khác nhau thì tốc độ phát triển cường độ cũng khác nhau.  Ảnh hưởng của phụ gia: Để tăng khả năng giữ nước và tăng cường độ của vữa, người ta thường cho thêm vào vữa xi măng các loại phụ gia như vôi nhuyễn, nhưng lượng phụ gia cần có một tỷ lệ hợp lý nhất, đó là tỷ lệ làm cho vữa có cường độ cao nhất. Khi dùng quá tỷ lệ này thì cường độ của vữa sẽ giảm. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-91 Độ lưu động, phân tầng của vữa  Độ lưu động của hỗn hợp vữa là tính chất quan trọng đảm bảo năng suất thi công và chất lượng của khối xây.  Độ lưu động của hỗn hợp vữa cũng như bê tông phụ thuộc vào nhiều yếu tố như lượng nước nhào trộn, loại chất kết dính, lượng chất kết dính.  Phân tầng là sự thay đổi thành phần vữa được xác định bằng khuôn thép trụ tròn xoay gồm ba ống kim loại rời nhau. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-92 Khả năng giữ nước của vữa  Hỗn hợp vữa phải có khả năng giữ nước tốt để đảm bảo đủ nước cho chất kết dính thủy hóa, rắn chắc, ít bị mất nước do bay hơi, do nền hoặc tách nước trong quá trình vận chuyển.  Khả năng giữ nước của hỗn hợp vữa được biểu thị qua phần trăm tỉ lệ giữa độ lưu động của hỗn hợp vữa sau khi chịu hút ở áp lực chân không và độ lưu động của hỗn hợp vữa ban đầu. 24 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-93 Thời gian đông kết  Thời gian bắt đầu đông kết của vữa tươi tính từ khi đổ nước vào hỗn hợp khô đến khi mẫu vữa chịu được lực đâm xuyên xác định.  Thời gian bắt đầu đông kết của vữa được xác định bằng bộ dụng cụ kim vica theo TCVN 3121:2003.  Thời gian bắt đầu đông kết, tính bằng phút, kể từ khi các thành phần vật liệu của vữa được trộn với nước cho đến khi vữa đạt cường độ đâm xuyên là 0,5 N/mm2. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-94 Tính bám dính  Tính bám dính của vữa biểu thị khả năng liên kết của nó với vật liệu xây, trát Nếu vữa bám dính kém sẽ ảnh hưởng đến độ bền của sản phẩm và năng suất thi công.  Tính bám dính của vữa phụ thuộc vào số lượng, chất lượng của chất kết dính và tỷ lệ pha trộn, khi trộn phải cân đong đủ liều lượng vật liệu thành phần, phẩm chất của vật liệu phải đảm bảo tốt đồng thời phải được trộn đồng đều kĩ.  Ngoài ra tính bám dính của vữa còn phụ thuộc vào độ nhám, độ sạch, độ ẩm của vật liệu xây, mặt trát, láng, lát, ốp. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-95 Tính chống thấm  Vữa trát ở mặt ngoài khối xây của công trình chịu áp lực nước cần phải có tính chống thấm tương ứng. VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-96 Hiện tượng nứt, rạn, pha O hoại Co bê-tông sàn gây nứt Sàn võng gây nứt Dãn nơ vì  nhiệt Nứt vị trí cửa sô 25 VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-97 Tính bền, hiện tượng mốc  Giải pháp, ngăn tiếp xúc gạch, vữa với nước, chống nứt... • Nước mưa • Nước dâng mao dẫn từ nền • Nước ngưng tụ bề mặt khóinitrate Carbonat hóa Ca(OH)2carbonate mưa, sương muốichlorure do pư[ khi nung với SO2/SO3 sulfate Na, K, Mg có thê  tư cátsulfate Na XM, gạchsulfate Ca Nguồn gốcLoại muối

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfgiao_trinh_vat_lieu_dat_nung.pdf
Tài liệu liên quan