Giáo trình bài tập 2 tài liệu tham khảo bài giảng chương 5

VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-9Hoàng thành Thăng Long VLXD-Vật liệu đất nung va vữa 2-10 Sản phẩm đất nung xây dựng Sản phẩm đất nung xây dựng Gạch đinh, gạch lỗ, gạch hoa-rô Ngói bằ

Trang 1

Vật 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

Các loại VL vữa xây

Vai tro, yêu cầu, tính bền

~8000 trước CN: gạch 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

Trang 2

Ziggourat de Dour (Iran) ~1260-1235 trước CN

Nhà há t Taormina (300 trước CN)-Sicile

Nhà thờ Sainte-Cécile Albi (1260-1480)

Cầu Digswell (1848-1850) cao 30,5m – dài 1390m – 40 vòm – 13 triệu viên gạch

Trang 3

Hoàng thành Thăng Long

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

Trang 4

• các ion trái dấu

• các phân tủ nước lưỡng cực

STT HÀM LƯỢNG % TCVN

Trang 5

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

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

• 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

Phụ gia gầy samốt

Đểsản phẩm có kích thước chính xác, nếu chỉdùng 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 đãnung vì có cùng bản chất với vật liệu nên khônggây phản ứng phụ khi nung

Trang 6

Phu gia cháy

mùn cưa, than

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

đấ t nung

Sấy

Phu men ngói

Nung

Đóng gói, nhập kho, phân phối

Trang 7

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

Máy cấp liệu

Băng tải cao su

Máy tách đá

Băng tải cao su

Máy cấp liệu Máy đập trục thô

Kho chứa

Băng tải

Máy đập trục thô

Trang 8

Máy cán thô

Máy cán mịn

Máy nhào trộn hai trục

Nung ngói

Dở ngói khòi xe goòng

Phân loại, kiểm tra

Trang 9

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

Gia công phối liệu

Sau đó được nghiền sơ bộ qua máy nghiền trụcthô, 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 trộnbánh xe cùng với phụ gia nhằm mục đích làm đồngđều phối liệu Có thể thêm nước vào giai đoạn này

để điều chỉnh độ ẩm

Phối liệu được nghiền mịn qua máy nghiền trụcmịn, khe hở giữa hai trục khoảng 0,8-1 mm, tốc độquay hai trục khác nhau nhằm mục đích tăng độđồng nhất

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

Tạo hình ngói

Trang 10

Với gạch, ra khỏi đầu tạo hình là một ống đất dài,

được cắt thành các viên gạch có kích thước xác

định

Trang 11

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

Phơi, sấy

Bán thành phẩm sau khi phơi, được xếp lên các xegoòng chuyển vào lò sấy Thời gian sấy từ 6-18 giờtùy 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 nhiệtthừa 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

Trang 12

• 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

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 thủcông địa phương thường dùng lò đứng liên tục

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.

Lò tunnel sấy-nung liên hợp

Vùng sấy-đốt nóng

Vùng nung

Vùng làm nguội

Buồng hòa trộn

Vùng sấy-đốt nóng

25 triệu viên/năm

Kích thước hữu ích: D*R*C=36,6 * 2,5 * 2,75 m

Số xe goòng: 14

Trang 13

Đường cong nung

Trang 14

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

Công nghê nung gạch

Với cơ sở thủ công, gạchmộc sau khi phơi sấyđược xếp trực tiếp vào lònung

Đểnhiệt độ lò đồng đều, gạch được xếp kèm vớithan Theo chiều cao lòtăng dần, mật độ than xếp giảm dần

Việc nung kèm than dễlàm 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

Trang 15

Tra nhiên liệu than

Than cần phải cháy hết trong vùng nung

Nếu cho quá nhiều, than không cháy hết, khi đếnvùng làm nguội gặp không khí làm nguội than tiếptục 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 tranhiều hơn lượng than ở tâm

Thao tác tra than phải nhanh, tránh không khí lạnhlọt vào

Dùng than cám có cơU hạt ≤ 1,5 mm, độ ẩm ≤ 7%

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

đểgia nhiệt cho viên gạch Nhờ đặc điểm đó, nhiệt

được tận dụng một cách tối đa giữa các giai đoạn

Trang 16

đểrút thanh đỡ ra

Sau đó từ từ hạ chồnggạch xuống cho đến khixuất hiện hàng rãnh tiếptheo trên dầm chữ I thìluồn thanh đỡ vào để đỡchồng gạch tiếp theo

Cửa ra gạch

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

Năng suất lò 320 viên/mẻ,

Trang 17

Cong: do gạch bị dính vào khuôn khi tháo khuôn

Uốn cong lún

ở đáy, góc cạnh do chèn không chặt

Dấu vết tiếp xúc do tiếp xúc khi gạch quá

ẩm đễ biến dạng, nhưdấu vân tay

Cong do co khôngđều khi sấy hoặcnung

Bề mặt không phẳng

Mẻ cạnh

Trang 18

giữa bề mặt với tâm,

gây co rút không đều

do nung nhanh, khí không thoát ra kịp

Bị phân lớp khi tạo hìnhbằng phương pháp ép

Màu không đồng nhấtsau khi nung Vị trí gạchtiếp xúc với nhau cómàu nhạt hơn so với vịtrí không tiếp xúc

Bề mặt có sọc, vân do dao cắt không phẳng

Tính chất va yêu cầu

phụ thuộc vào nguyên liệu và công nghệ nung

1- 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

Trang 19

Không áp dụng cho các lỗ rỗng quá nhỏ

Bđ ti p xúc ước Bđhútnướcmaodn Hút nước mao d n

Bão hòa hút nước một phầ

Hút nước bão hòa Bão hòa hút nước một

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

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 5-8.10-6K-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

Trang 20

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

• 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

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):

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.

Trang 21

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, …

Phân loại theo truyền thống, hiện đại

Truyền thống

Hiện đại

Thạch cao Gạch đất nung

Nhựa

Sét Gạch đất sét

Vôi

Đá phiến, tấm

Vôi thủy lực Gạch ép xi măng

Xi-măng Bê-tông tô ong

Thạch cao Gạch đất nung

Vôi Viên silicate-

Trang 22

vôi

nước định lượng

nghiền mịn cát

cát

mịn

cát thô sàng

cắt, tạo viên autoclave

lưu kho viênsilicate-calcium, chưng áp

Viên xây silicate- calcium, chưng áp

ChêO 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.

ChêO 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

> 20MPa

300 - 400 kg/m3 xi măng Vữa xi-măng

> 3,5MPa

250 kg/m3 vôi thủy lực + 100 kg/m3 xi-măng Vữa vôi

Cơ tính của vữa xi-măng

Vữa có khả năng chịu nhiều ngoại lực khác nhaunhưng khả năng chịu nén là lớn nhất Cường độchịu nén của vữa được xác định bằng mẫu cóhình khối cạnh hình vuông 7,07cm Dựa trêncường độ chịu nén mà xác định ra Mác vữa

Theo tiêu chuẩn TCVN 4314:2003, có các loạimác vữa thông dụng sau (bảo dưỡng 28 ngàytrong điều kiện tiêu chuẩn T= 27±2oC, độ ẩm 95

±5%)

Định dạng
Số trang	25
Dung lượng	1,42 MB