Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cấp phối đến tính chất cơ học của tấm bê tông khí chưng áp

Nhằm thực hiện các định hướng bền vững, quyết định của nhà nước về việc định hướng Chương trình phát triển vật liệu xây không nung với các nội dung chính như sau [7]: Gạch xây dựng không

LUẬN VĂN T ẠC SĨ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

DÂN DỤNG VÀ CÔNG NG IỆP

TP ồ Chí Minh, năm 2020

LUẬN VĂN T ẠC SĨ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

DÂN DỤNG VÀ CÔNG NG IỆP

Người hướng dẫn khoa học:

TS LÊ AN TUẤN

TP ồ Chí Minh, năm 2020

Tôi cam đoan rằng luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cấp phối đến tính chất cơ học của tấm bêtông khí chưng áp” là bài nghiên cứu của

chính tôi

Ngoài trừ những tài liệu tham khảo được trích dẫn trong luận văn này, tôi cam đoan rằng toàn phần hay những phần nhỏ của luận văn này chưa từng được công bố hoặc được sử dụng để nhận bằng cấp ở những nơi khác

Không có sản phẩm/nghiên cứu nào của người khác được sử dụng trong luận văn này mà không được trích dẫn theo đúng quy định

Luận văn này chưa bao giờ được nộp để nhận bất kỳ bằng cấp nào tại các trường đại học hoặc cơ sở đào tạo khác

TP Hồ Chí Minh, năm 2019

Trần Bá Phước

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin được có lời cảm ơn chân thành đến tất cả thầy cô đã dìu dắt

và truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm, cách suy nghĩ giải quyết vấn đề trong suốt khóa học cao học chuyên ngành xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp, khoa sau đại học, trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh

Đặc biệt tôi xin trân trọng bày tỏ lòng cảm ơn đối với TS Lê Anh Tuấn, thầy

đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Tôi chân thành cảm ơn anh, chị và các bạn học viên cao học khóa

2017-2019, ngành xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp, trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh trong quá trình học đã nhiệt tình, cởi mở cùng nhau trao đổi, bổ sung kiến thức Cảm ơn các bạn và đồng nghiệp đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong quá trình thiết kế các mẫu thí nghiệm, tổ chức thí nghiệm để phục vụ cho nghiên cứu

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, những người bạn thân, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ để tôi có thể hoàn thành chương trình cao học xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Bêtông khí chưng áp được sử dụng nhằm thay thế cho vật liệu xây dựng truyền thống, giảm chi phí xây dựng và thân thiện môi trường Nghiên cứu này sử dụng thành phần cấp phối thiết kế với tỷ trọng 600, 700 và 800 kg/m3

của bêtông khí chưng áp dùng sản xuất tấm panel

Khi thành phần tỷ lệ chất kết dính ximăng – vôi thay đổi từ 0,5 đến 2 theo khối lượng thì có khả năng tác dụng làm thay đổi độ linh động, thời gian phản ứng tạo rỗng Hàm lượng ximăng càng tăng thì nhiệt độ hỗn hợp cảng giảm, cường độ nén được gia tăng khoảng 30% Khi tỷ lệ nước nhào trộn – trọng lượng thiết kế thay đổi từ 0,55 đến 0,65 làm tăng dần độ linh động, nhiệt độ phồng nở và khả năng phồng nở của hỗn hợp bêtông khí Tuy nhiên, tỷ lệ nước – trọng lượng thiết kế thay đổi kèm theo sự thay đổi của tỷ lệ ximăng – vôi làm giảm nhanh nhiệt độ và khả năng phồng nở của hỗn hợp Khi tỷ lệ ximăng và vôi càng tăng thì cường độ nén và uốn có xu hướng tăng dần Khi thành phần cấp phối dùng tỷ lệ nước càng tăng thì cường độ cơ học có xu hướng thay đổi Tỷ lệ nước - trọng lượng khô kết hợp với tỷ

lệ ximăng – vôi cao làm giảm nhanh độ hút nước của bêtông sau khi chưng áp Các tính chất cường độ nén và uốn cao cùng với độ hút nước thấp sẽ giúp tấm bêtông khí chưng áp có độ bền tốt hơn

Thực nghiệm cho thấy, khi cấp phối thiết kế tăng tỷ trọng thiết kế thì hỗn hợp có xu hướng giảm độ linh động Lượng nước tăng lên tạo điều kiện cho quá trình phản ứng và sinh nhiệt nên tạo điều kiện cho nhiệt độ của hỗn hợp bêtông tăng lên và thời gian phồng nở kéo dài, khả năng tạo rỗng diễn ra tốt hơn Khi tỷ lệ nước tăng làm ảnh hưởng đến độ linh động và khả năng chịu uốn và nén của bêtông Thành phần cấp phối thay đổi tỷ trọng thiết kế làm ảnh hưởng đến độ linh động, khả năng phồng nở, tính chất cường độ và độ hút nước của vật liệu bêtông khí chưng áp

Giá trị tỷ lệ ximăng – vôi, tỷ trọng thiết kế ảnh hưởng rất nhiều đến tính chất cường độ nén và cường độ uốn Tỷ lệ ximăng – vôi và tỷ trọng thiết kế làm tăng khả

năng linh động của hỗn hợp bêtông và tác động đến độ phồng nở, và làm tăng cường độ cơ học của vật liệu Điều này tác động đến độ hút nước của bêtông có xu hướng giảm dần theo hàm lượng ximăng tăng dần Việc thiết kế cấp phối đạt độ phồng nở tốt nhất cần quan tâm đến tỷ lệ chất kết dính và tỷ trọng thiết kế ban đầu

Autoclaved aerated concrete (AAC) is known as environmental materials to replace to traditional construction materials In this research, AAC panels with dry density in range from 600 to 800 kg/m3 are investigated

The workability in flow and seting time of mixture are varied by an increase

in ratio of cement – lime from 0.5 to 2 by weight The temperature of mixture is tend to increase with an increase in cement Hence, the compressive strength can be increased about 30% The workability, temperature of mixture and expansion degree are improved by various ratio of water – density from 0.55 to 0.65 But, the various ratio of cement – lime can be effected on decrease in temperature and expansion degree of mixture The compressive strength is slightly various On the other hand, the water absorption can be improved by high cement content and dry density The high compresisve and flexural strength and low water absorption can

be improve the mechanical property of AAC panel

In the experiment, the workability in flow can be decreased with high density An increase in water content can be improved reaction of porosity and temperature in mixture Moreover, the chemical reaction with aluminum and alkaline environment can be effected on porosity of AAC However, the compressive and flexural strength can be significantly decreased Hence, the design mechanical property of AAC panel should be considered in flowable, enpansion degree, water absorption and strength

On the other hand, the ratio of cement – lime, dry density are also affected on strength of AAC The binder composition can be improved in flowable, expansion degree, strength and water absorption The property of AAC panel is not only considered in density and mechanic but also composition of binder in mix proportion

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

ABSTRACT iii

DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Giới thiệu chung 1

1.2 Tình hình nghiên cứu bêtông khí chưng áp trong và ngoài nước 5

1.2.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới 5

1.2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trong nước 11

1.3 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu 18

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 19

2.1 Cơ sở khoa học của quá trình tương tác các nguyên liệu chứa SiO2 19

2.2 Cơ sở khoa học của quá trình phản ứng trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao 22

2.2.1 Trong quá trình tạo hình 22

2.2.2 Trong quá trình dưỡng hộ nhiệt độ và áp suất 22

2.3 Cơ sở khoa học của quá trình phản ứng tạo rỗng 24

CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 28

3.1 Vật liệu thí nghiệm 28

3.1.1 Xi măng 28

3.1.2 Bột nhôm: 28

3.1.3 Thạch cao 29

3.1.4 Vôi 29

3.1.6 Cát nghiền 31

3.2 Phương pháp tạo mẫu 31

3.3 Phương pháp thực nghiệm 34

CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 43

4.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ ximăng - vôi đến tính chất của hỗn hợp bêtông 43

4.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ nước - trọng lượng khô đến tính chất của hỗn hợp bêtông 48

4.3 Ảnh hưởng của lượng nước nhào trộn và tỷ trọng thiết kế đến tính chất của hỗn hợp bêtông 56

4.4 Ảnh hưởng của trọng lượng khô và hàm lượng nước và tỷ lệ ximăng - vôi khác nhau đến tính chất của hỗn hợp bêtông 65

4.5 Ảnh hưởng của thành phần cấp phối đến đặc tính cơ học của tấm bêtông khí chưng áp 73

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 79

5.1 Kết luận 79

5.2 Hướng phát triển 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

PHỤ LỤC GIẢI PHẦN MỀM ABAQUS 86

PHỤ LỤC 1: QUY TRÌNH MÔ PHỎNG 86

PHỤ LỤC 2: MÔ HÌNH 87

PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ 89

PHỤ LỤC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THỰC TẾ TẤM PANEL 95

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Gạch ximăng cốt liệu 2

Hình 1.2 Gạch bêtông xốp 3

Hình 1.3 Gạch bêtông khí chưng áp 4

Hình 1.4 Tấm lắp ghép tại chổ 4

Hình 1.5 Tấm đúc sẵn bêtông cốt thép 5

Hình 1.6 Đánh giá tiêu thụ năng lượng của AAC và vật liệu khác 7

Hình 1.7 Các tiêu chuẩn xây dựng để đánh giá AAC 8

Hình 1.8 Sử dụng và lắp ghép tấm AAC tại Xella 9

Hình 1.9 Khách sạn 5 sao Pullman Saigon Centre 13

Hình 1.10 Chung cư Võ Đình 14

Hình 1.11 Nhà máy pin năng lượng mặt trời First Solar 15

Hình 1.12 Ảnh hưởng của điều kiện thi công với gạch không nung 17

Hình 1.13 Gạch không nung bị nứt trong quá trình sử dụng 17

Hình 2.1 Sơ đồ hệ CaO – Al2O3 – H2O 21

Hình 2.2 Mô tả quá trình hình thành khoáng tobermorite trong AAC 23

Hình 2.3 Quá trình tạo rỗng bêtông AAC 25

Hình 2.4 So sánh quá trình tạo rỗng của bêtông bọt và bêtông khí 25

Hình 2.5 Cấu trúc bề mặt lỗ rỗng của bêtông khí 26

Hình 3.1 Bột nhôm 28

Hình 3.2 Bột thạch cao 29

Hình 3.3 Bột vôi 30

Hình 3.5 Qui trình chế tạo hỗn hợp bêtông khí chưng áp 33

Hình 3.6 Qui trình gia nhiệt và áp suất của bêtông khí chưng áp 34

Hình 3.7 Xác định đường kính chảy xòe 38

Hình 3.8 Thực nghiệm quá trình phồng nở 39

Hình 3.9 Ống đong xác định độ phồng nở, nhiệt độ và thời gian phồng nở 40

Hình 3.10 Mô hình thí nghiệm trên mẫu panel và các vị trí xác định chuyển vị của tấm 41

Hình 3.11 Chuẩn bị thí nghiệm uốn tấm AAC 42

Hình 3.12 Thực nghiệm uốn tấm AAC 42

Hình 4.1 Ảnh hưởng giữa đường kính chảy xòe và thời gian phồng nở 44

Hình 4.2 Ảnh hưởng giữa nhiệt độ và độ phồng nở, tỷ lệ nước – trọng lượng khô = 0.55 45

Hình 4.3 Ảnh hưởng giữa cường độ nén và độ hút nước 46

Hình 4.4 Ảnh hưởng giữa cường độ uốn và cường độ nén với tỷ lệ XM-V=0.5 47

Hình 4.5 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và đường kính chảy xòe 49

Hình 4.6 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và thời gian phồng nở 50

Hình 4.7 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và nhiệt độ phồng nở 51

Hình 4.8 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và độ phồng nở 52

Hình 4.9 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và cường độ nén 53

Hình 4.10 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và cường độ uốn 54

Hình 4.11 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và độ hút nước 55

Hình 4.12 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và đường kính chảy xòe với XM-V=0,5 58

Hình 4.13 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và nhiệt độ phồng nở với

XM-V=0,5 59

Hình 4.14 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và thời gian phồng nở với XM-V=0,5 60

Hình 4.15 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và độ phồng nở với XM- V=0,5 61

Hình 4.16 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và cường độ nén với XM-V=0,5 62

Hình 4.17 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và cường độ uốn với XM-V=0,5 63

Hình 4.18 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ nước – trọng lượng khô và độ hút nước với XM-V=0,5 64

Hình 4.19 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ ximăng - vôi và đường kính chảy xòe 65

Hình 4.20 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ ximăng - vôi và nhiệt độ phồng nở 66

Hình 4.21 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ ximăng - vôi và thời gian phồng nở 68

Hình 4.22 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ ximăng - vôi và độ phồng nở 69

Hình 4.23 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ ximăng - vôi và cường độ nén 70

Hình 4.24 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ ximăng - vôi và cường độ uốn 71

Hình 4.25 Ảnh hưởng giữa tỷ lệ ximăng - vôi và độ hút nước 72

Hình 4.26 Ảnh hưởng giữa cường độ nén, cường độ uốn bêtông khí chưng áp 73

Hình 4.27 Thực nghiệm xác định khả năng chịu uốn của tấm AAC 74

Hình 4.28 Mô Hình uốn 3 điểm cho tấm AAC 75

Hình 4.29 Xác định biến dạng của tấm AAC 75

Hình 4.30 Tấm AAC sau khi thực nghiệm 76

mô phỏng Abaqus 76 Hình 4.32 Mối quan hệ ứng suất – biến dạng tại vị trí 3 và 4 theo thực nghiệm và

mô phỏng Abaqus 77 Hình 4.33 Mối quan hệ ứng suất – biến dạng tại vị trí 5 và 6 theo thực nghiệm và

mô phỏng Abaqus 77

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Đánh giá khả năng phát triển của vật liệu nung 2

Bảng 1.2 Công suất các nhà máy gạch bêtông khí chưng áp tại Việt Nam 11

Bảng 2.1 Các dạng lỗ rỗng trong vật liệu bêtông khí 27

Bảng 3.1 Chỉ tiêu cơ lý của ximăng 28

Bảng 3.2 Đặc tính kỹ thuật của bột nhôm 29

Bảng 3.3 Đặc tính cơ lý của vôi 30

Bảng 3.4 Cường độ nén và khối lượng thể tích khô theo TCVN 7959-2011 34

Bảng 3.5 Thành phần cấp phối của bêtông khí chưng áp 37

Bảng 4.1 Tính chất của bêtông khí chưng áp, tỷ lệ N/K=0,55 43

Bảng 4.2 Bêtông khí chưng áp với tỷ lệ nước – trọng lượng khô thay đổi 48

Bảng 4.3 Bêtông khí chưng áp với tỷ trọng thiết kế thay đổi 56

TỪ VIẾT TẮT NỘI DUNG

QĐ-TTg Quyết định của Thủ tướng Chính Phủ CT-TTg Chỉ thị của Thủ tướng Chính Phủ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu chung

Việt Nam là nước đang phát triển nhanh trong số các nước Đông Nam Á và khu vực Châu Á về kinh tế, kéo theo nhu cầu phát triển về nhà ở, đặc biệt tại các thành phố lớn Để đáp ứng nhu cầu xây dựng và sử dụng vật liệu cho các công trình,

Bộ xây dựng đã dự báo đến 2020 cần đến 33 tỷ viên gạch xây dựng, tăng khoảng 30% so với năm 2015 Công nghệ sản xuất vật liệu cho xây dựng tại Việt Nam đã được tăng cường và đầu tư từ những năm 1990, cải tiến và đầu tư vào công nghệ rất nhiều tuy nhiên vẫn tập trung chủ yếu vào vật liệu xây dựng nung truyền thống Với khả năng sản xuất trong nước bằng công nghệ chế tạo truyền thống sẽ tiêu thụ nguồn nguyên liệu và sử dụng lượng lớn nhiên liệu Tính đến năm 2020, mỗi năm chúng ta phải sử dụng hơn 50 triệu m3 đất nguyên liệu, 5 triệu tấn nhiên liệu và thải

ra môi trường 19 triệu tấn khí thải gây tác động đến hoạt động cuộc sống và các điều kiện môi trường, tác động đến biến đổi khí hậu trong khu vực

Việc hạn chế sản xuất gạch xây dựng nung truyền thống theo công nghệ cũ

và sử dụng công nghệ không nung đang là định hướng bền vững của Nhà nước và các đơn vị trực thuộc, các địa phương Nhằm thực hiện các định hướng bền vững, quyết định của nhà nước về việc định hướng Chương trình phát triển vật liệu xây không nung với các nội dung chính như sau [7]: Gạch xây dựng không nung thay thế vật liệu xây dựng truyền thống 20% - 25% vào năm 2015, 30% - 40% vào năm 2020; tăng cường tái sử dụng khoảng 15 - 20 triệu tấn phế thải nhằm chế tạo vật liệu xây dựng, hạn chế sử dụng đất nông nghiệp và nguyên liệu nông nghiệp; chuyển đổi

cơ cấu sản xuất vật liệu đến dần xóa bỏ công nghệ lạc hậu, tăng cường đổi mới công nghệ, hạn chế khí thải công nghiệp, phát triển sản xuất bền vững kết hợp bảo vệ môi trường Triển khai các nhiệm vụ trọng tâm, Bộ Xây dựng đã thực hiện nhiều giải pháp, chính sách, đánh giá và thực hiện các chương trình nhằm định hướng, giới

đề, đánh giá tác động của công nghệ truyền thống ảnh hưởng đến nguồn nguyên liệu

và nhiên liệu trong nước, xây dựng các tiêu chuẩn hướng dẫn, các giải pháp kỹ thuật nhằm giúp doanh nghiệp, đơn vị sản xuất tiếp cận công nghệ, chuyển đổi điều kiện thi công

Vật liệu dùng trong xây dựng đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu xây dựng trong giai đoạn hiện nay, nhất là tăng trưởng nóng về các khu đô thị, các khu tái định cư Với nhu cầu đánh giá vào năm 2010 cần khoảng 25 tỉ viên vật liệu xây thì đến năm 2015 đã tăng nhu cầu đến 32 tỉ viên, tăng gần 30% Đến năm

2020 nhu cầu này tăng đến 42 tỉ viên, tăng đến 90% trong vòng 10 năm để nhằm đáp ứng nhu cầu trong nước

Hình 1.1 Gạch ximăng cốt liệu Bảng 1.1 Đánh giá khả năng phát triển của vật liệu nung và không nung [2]

Bên cạnh đó, nhu cầu thị trường cho thấy gạch không nung chỉ chiếm tỉ trọng 10% vào năm 2010 và tăng dần đến 25% vào năm 2015 và tăng đến 40% trong năm

2020 Để đáp ứng nhu cầu thị trường thì việc chuyển đổi công nghệ sản xuất cần phải triển khai nhanh chóng, đòi hỏi sự hỗ trợ từ nhà nước, các ban ngành và các đơn vị sử dụng

Hiện nay, các công nghệ sản xuất mới có chung đặc điểm sử dụng ximăng cốt liệu chế tạo sản phẩm có hình dáng tương tự với vật liệu truyền thống Nguồn nguyên liệu để sản xuất ximăng cũng đang là vấn đề gây tác động môi trường vì cần lượng lớn nguyên liệu đá vôi và đất sét Các tỉnh miền Trung cho đến phía Bắc có rất nhiều nhà máy ximăng sử dụng công nghệ lạc hậu gây ra vấn đề môi trường Do

đó, việc phát triển vật liệu xây dựng mới cần có nhiều yếu tố kỹ thuật nhằm có sự phát triển bền vững Tại các nước phát triển đã sử dụng công nghệ vật liệu không nung kết hợp với trọng lượng nhẹ nhằm tăng các đặc tính của vật liệu trong xây dựng như gạch bêtông bọt, gạch bêtông khí chưng áp Công nghệ vật liệu nhẹ này cũng đang dần triển khai tại các khu vực thành phố lớn tại Việt Nam tuy nhiên mức

độ phát triển chưa được lớn

Hình 1.2 Gạch bêtông xốp

Hình 1.3 Gạch bêtông khí chưng áp

Bên cạnh đó, một ứng dụng của vật liệu nhẹ như bêtông bọt và bêtông khí chưng áp có thể dùng sản xuất các tấm lắp ghép với kích thước lớn Trước đây bêtông đúc sẵn cho các công trình xây dựng được dùng cho việc thi công các công trình cần tốc độ thi công nhanh, dễ hoàn thiện tuy nhiên chưa được tiếp cận công nghệ mới nên chưa được triển khai rộng rãi

Hình 1.4 Tấm lắp ghép tại chỗ

Hình 1.5 Tấm đúc sẵn bằng bêtông cốt thép

Tấm tường chế tạo bằng công nghệ đúc sẵn bằng các loại vật liệu có vai trò rất quan trọng trong quá trình thi công, giúp tăng năng suất và điều kiện thi công, tiến độ thi công cũng nhanh hơn và chất lượng được kiểm soát tốt Việc nghiên cứu khả năng chế tạo tấm tường bằng công nghệ khí chưng áp trong điều kiện sản xuất trong nước có thể giúp giải quyết vấn đề cho các công trình nhà cao tầng, các công trình trên nền đất yếu, các công trình cần tiến độ triển khai nhanh

1.2 Tình hình nghiên cứu bêtông khí chưng áp trong và ngoài nước 1.2.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới

Bêtông khí chưng áp được nghiên cứu và thực nghiệm do tác giả Hoffman bằng cách tạo rỗng bêtông với khí cacbon dioxin từ năm 1889, sau đó đã được Alysworth và Dyer nghiên cứu phát triển tạo rỗng bằng cách nhào trộn hỗn hợp ximăng, bột nhôm và calcium hydroxit vào năm 1914 Tác giả Eriksson đã phát triển sản phẩm bêtông khí thành bêtông khí sử dụng công nghệ chưng áp (AAC) bằng cách gia nhiệt có áp suất cao để tạo môi trường dưỡng hộ đặc biệt cho qua trình phản ứng vật liệu hỗn hợp Trong đó, vật liệu bêtông nhẹ chất lượng cao là sự kết hợp của ximăng, vôi, thạch cao, cát nghiền mịn và quan trong nhất là bột nhôm

đã làm hỗn hợp vật liệu có khả năng trương phồng và đạt yêu cầu về cường độ cơ

nhiệt độ và môi trường áp suất cao, khác hẳn với điều kiện của bêtông ximăng truyền thống Sự phát triển các kỹ thuật trong quá trình dưỡng hộ vật liệu đã tạo ra qui trình chế tạo vật liệu bêtông khí có trọng lượng nhẹ, đáp ứng cho nhu cầu xây dựng đang trở thành cấp thiết trong giai đoạn này Các nhà máy sản xuất đã thay đổi công nghệ để tạo ra các sản phẩm có chất lượng, thi công nhanh, có khả năng sử dụng cho các điều kiện thi công khác nhau Bên cạnh đó, công nghệ sản xuất đã dần dần hình thành các qui trình chính xác, có khả năng sản xuất hàng loạt với chất lượng ổn định đã giúp nhiều thành phố được xây dựng với chi phí thấp

Tác giả Balkema [1992] đã nghiên cứu và đánh giá vật liệu bêtông khí chưng

áp và các loại vật liệu truyền thống khác như gạch nung, gạch ximăng cốt liệu sử dụng các loại nguyên liệu sản xuất và tạo thành sản phẩm khác nhau Vật liệu bêtông khí có khả năng đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật đồng thời các yếu tố về tiết kiệm năng lượng tốt hơn nhiều Yếu tố này cũng đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của tiêu chuẩn LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) dùng cho các công trình xây dựng cho đến nay của Hiệp hội môi trường xanh của Mỹ

Hình 1.6 Đánh giá tiêu thụ năng lượng của AAC và vật liệu khác Sau quá trình phát triển và ứng dụng tại Châu Âu và Mỹ, các tiêu chuẩn đánh giá về vật liệu bêtông AAC đã được hình thành và dần dần phổ biến Năm 1993,

RILEM đã xây dựng tiêu chuẩn đánh giá “Autoclaved Aerated Concrete: Properties, Testing, and Design” [19] để phát triển và triển khai việc nghiên cứu và

so sánh chất lượng vật liệu cho các công trình xây dựng

Hình 1.7 Các tiêu chuẩn xây dựng để đánh giá AAC [8]

Tác giả Azal A và các thành viên nghiên cứu [11] đã nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện dưỡng hộ đến quá trình sản xuất và tính chất cơ lý của bêtông khí chưng áp dùng để sản xuất các tấm panel Các yếu tố như nhiệt độ, thời gian tăng nhiệt, độ ẩm, áp suất của quá trình dưỡng hộ, các quá trình đóng rắn của bêtông khí chưng áp được kết hợp sẽ giúp cải tiến quá trình sản xuất

Hình 1.8 Sử dụng và lắp ghép tấm AAC tại Xella [12]

Tác giả Fumiaki Matsushita và các thành viên nghiên cứu [13] nghiên cứu về mức độ cacbonat của bêtông khí chưng áp nhằm đánh giá khả năng sử dụng và ảnh hưởng của môi trường đến độ bền của vật liệu Quá trình sử dụng vật liệu sẽ có sự tương tác với môi trường xung quanh, đặc biệt là thành phần vôi có trong hệ nguyên liệu Việc sử dụng bêtông khí chưng áp được ứng dụng trong nhiều công trình và phân tích đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố môi trường tác động đến khả năng ổn định, các đặc tính cơ lý và độ bền của vật liệu

Tác giả G Schober [14] đã nghiên cứu về các loại cấu trúc lỗ rỗng, sự ảnh hưởng của lỗ rỗng trong cấu trúc vật liệu có cường độ, khả năng cách nhiệt Ảnh

mũ Sự thay đổi của thể tích lỗ rỗng có sự liên quan đến mật độ phân bố lỗ rỗng Vì vậy, việc thay đổi cường độ sản phẩm thường bị ảnh hưởng nhiều bởi thể tích các lỗ rỗng không khí được tạo ra trong quá trình phồng nở Qua đó, nghiên cứu đã cho thấy hình dạng của các lỗ rỗng lớn không ảnh hưởng nhiều đến cường độ Sự tồn tại các lỗ rỗng nhỏ, do quá trình phản ứng tạo khí của bột nhôm phân bố đều trong hỗn hợp là cần thiết cho sự ổn định các tính chất cơ lý của vật liệu

Tác giả G Rudnai [15] và nhóm Jaime Fernando Argudo [16] đã nghiên cứu tiếp về hàm lượng giữa các thành phần trong cấp phối, sự tương tác và phản ứng kết hợp giữa các khoáng Trong vật liệu có sử dụng nhiều hỗn hợp chất kết dính như vôi – ximăng – thạch cao có khả năng tương tác và phản ứng với hiệu suất khác nhau trong môi trường nhiệt độ , áp suất Nghiên cứu đã tìm ra khả năng ảnh hưởng của các thành phần oxit trong hệ nguyên liệu, môi trường phản ứng phù hợp tạo điều kiện cho quá trình đóng rắn tạo tinh thể với kích thước khác nhau

Tác giả Yeng Li và các thành viên nghiên cứu [23] đã nghiên cứu sử dụng bêtông khí chưng áp làm các sản phẩm panel dùng cho các công trình xây dựng cao tầng Nghiên cứu đã đánh giá các đặc tính cơ học và khả năng làm việc của tấm panel trong kết cấu công trình Tính chất cơ lý của tấm panel ảnh hưởng bới thành phần cấp phối và hệ nguyên vật liệu, quá trình chế tạo trong sản xuất Việc đánh giá khả năng kết hợp các kết cấu trong công trình và tấm lắp ghép có thể giúp quá trình thi công diễn ra nhanh hơn đồng thời có khả năng, ứng dụng được kỹ thuật thi công mới, tối ưu các điều kiện tải trọng và khả năng làm việc của toàn bộ kết cấu

Các tác giả P Hlavacek và các thành viên nghiên cứu [18] đã thực hiện nghiên cứu quá trình phản ứng giữa thành phần nguyên liệu hoạt tính tro bay có chứa thành phần SiO2 và Al2O3 trong môi trường phản ứng hòa tan của vôi Trong khi đó phản ứng tạo pha khí của bột nhôm với môi trường kiềm cũng tác động đến khả năng phản ứng giữa các nguyên liệu để tạo sản phẩm đóng rắn trong môi trường kiềm hoạt hóa Nhóm tác giả đã đánh giá về tính chất, về cường độ chịu nén và độ

bền uốn, khả năng dẫn nhiệt và tản nhiệt, khả năng tiếp xúc với nhiệt độ cao của các thành phần cấp phối khi sử dụng trong bay Nghiên cứu cho thấy hỗn hợp vật liệu nghiên cứu giữ lại những đặc tính như bêtông khí chưng áp, trong một số điều kiện hoạt hóa có thể diễn ra trong môi trường không cần sử dụng áp suất cao

Các nghiên cứu của các tác giả đã đánh giá ảnh hưởng giữa các thành phần nguyên vật liệu, phương pháp sản xuất và dưỡng hộ sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến đặc tính cơ học của bêtông khí chưng áp và tấm panel dùng bêtông khí chưng áp

1.2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trong nước

Công nghệ sản xuất vật liệu gạch bêtông khí chưng áp được triển khai vào nước ta từ những năm 2007 Nguồn nguyên liệu dùng trong sản xuất ban đầu được nhập về sau đó đã chủ động sản xuất trong nước đến nay đã triển khai được tại các thành phố lớn

Nhu cầu của việc phát triển gạch bêtông khí chưng áp nhằm thay đổi công nghệ gạch nung truyền thống, giảm tải trọng các công trình nhà cao tầng Bên cạnh

đó, gạch bêtông khí chưng áp còn giảm việc phát thải khí thải trong quá trình sản xuất, giảm các hiệu ứng môi trường Các công trình dùng gạch bêtông khí chưng áp còn giảm năng lượng tiêu thụ, giảm chi phí vận hành, do đó nhiều công trình xây dựng cần đáp ứng các tiêu chuẩn về môi trường đã sử dụng

Bảng 1.2 Công suất các nhà máy gạch bêtông khí chưng áp tại VN [1]

TT Doanh nghiệp Công

suất10³m³/tr.viên Công nghệ Địa chỉ

1 Nhà máy Vĩnh

Đức

2 Nhà máy E-Block 150/105 Trung Quốc Long An

Viglacera

200/140 Trung Quốc Bắc Ninh

4 Nhà máy Vương 100/70 Trung Quốc Đồng Nai

5 Nhà máy Vinema 100/70 Trung Quốc Hà Nam

150/105 Trung Quốc Hòa Bình

8 Nhà máy An Thái 300/210 Trung Quốc Phú Thọ

100/70 Trung Quốc Bình Dương

Từ khi được sản xuất ở Việt Nam, bêtông khí chưng áp đã được sử dụng trong hàng trăm công trình lớn nhỏ, có thể kể đến một số công trình, dự án:

- Indochina Hanoi Plaza - 293 Xuân Thủy Hà Nội, chủ đầu tư Indochina Land (Singapor) Dự án có mật độ xây dựng lớn, các khu vực xung quanh có mặt bằng xây dựng nhỏ, công trình có thiết kế các căn hộ và dịch vụ thương mại sử dụng các sản phẩm gạch bêtông khí chưng áp làm vật liệu xây

- Tòa nhà 27 tầng Tổ hợp chung cư và khu phức hợp Ocean View Manor tại Long Hải Đây là dự án nhà cao tầng sử dụng các sản phẩm bêtông khí chưng áp với kích thước khác nhau, nhằm thay thế cho vật liệu truyền thống cho các tường xây, tường chắn, vách ngăn trong công trình

- Công trình Nhà máy pin năng lượng mặt trời First Solar (Mỹ) tại KCN Đông Nam, Củ Chi, TP HCM: công trình sử dụng khối lượng lớn gạch bêtông khí chưng áp (20.000 m3) để xây toàn bộ tường bao và tường ngăn

- Khách Sạn 5 sao Pullman Saigon Centre Khách sạn 5 sao Pullman Saigon Centre bao gồm kết cấu 3 tầng hầm và 24 tầng cao Công trình đã sử dụng gạch bêtông nhẹ để đảm bảo các yêu cầu về khả năng cách âm, cách nhiệt chống cháy, giảm tải trọng công trình và đáp ứng các tiêu chuẩn xanh Công trình có những tính chất kỹ thuật và yêu cầu về năng lượng theo khả năng đáp ứng của vật liệu bêtông

-

Hình 1.9 Khách Sạn 5 sao Pullman Saigon Centre

- Công trình chung cư Võ Đình triển khai xây dựng tại Quận 12, TP.HCM với kết cấu nhà cao tầng, sử dụng thiết kế bêtông nhẹ cho các thành phần tường xây, vách ngăn giúp đẩy nhanh tiến độ và giải quyết bài toán thiết kế với tải trọng nhẹ

Hình 1.10 Chung cư Võ Đình

- Công trình Cao Ốc Đại Thành với kết cấu nhiều tầng hầm và khu nhà cao tầng có thiết kế các căn hộ và văn phòng, sử dụng bêtông khí chưng áp cho tường xây có khả năng vừa tiết giảm kết cấu vừa mang hiệu quả thi công nhanh

- Công Trình Nhà ở Cán bộ Công nhân viên, Bộ Tư Lệnh Bộ Đội Biên Phòng, với kết cấu các khối nhà khác nhau, khu nhà căn hộ với nhiều diện tích khác nhau Mỗi khối nhà cao 14 tầng thiết kế vật liệu nhẹ thay thế cho gạch xây dùng cho tường xây và vách ngăn cho công trình

- Công trình Nhà máy pin năng lượng mặt trời First Solar (Mỹ) tại KCN Đông Nam - Củ Chi, TP.HCM sử dụng bạch bêtông nhẹ cho tường ngoài bao che nhằm giải quyết bài toán năng lượng cho nhà xưởng sản xuất

Hình 1.11 Nhà máy pin năng lượng mặt trời First Solar

Tác giả Nguyễn Văn Tuấn và các thành viên nghiên cứu [4] đã nghiên cứu điều kiện đóng rắn của hệ nguyên liệu bêtông khí chưng áp để nâng cao các đặc tính

kỹ thuật của vật liệu, cải thiện các tính chất kỹ thuật như cường độ, độ hút nước nhằm sử dụng trong các công trình xây dựng ở khu vực phía Bắc

Tác giả Nguyễn Văn Dũng [5] đã nghiên cứu sử dụng tro bay trong bêtông khí chưng áp Vật liệu sau khi chế tạo được xác định các tính chất như cường độ chịu nén, trọng lượng thể tích, độ hút nước theo các tiêu chuẩn xây dựng và vật liệu Nghiên cứu cho thấy hàm lượng khoáng tobermorite chiếm khoảng 13,46% theo các điều kiện dưỡng hộ khác nhau thì kích thước của các tinh thể cũng có sự thay đổi

Tác giả Phạm Hữu Hanh và các thành viên nghiên cứu [6] đã nghiên cứu sự tương tác của các thành phần trong hệ chất kết dính ximăng – vôi – thạch cao Quá

vật liệu trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao

Tác giả Nguyễn Trọng Lâm và các thành viên nghiên cứu [3] cũng đã nghiên cứu khả năng áp dụng tro bay có chứa các thành phần hoạt tính trong quá trình tái

sử dụng dùng trong nguyên liệu sản xuất bêtông khí chưng áp Nghiên cứu đã sử dụng thay thế một phần ximăng và cát nghiền trong thành phần cấp phối Đánh giá khả năng thay thế của tro bay trong cấp phối của bêtông khí chưng áp khi phối trộn vật liệu với các tỷ lệ khác nhau Nghiên cứu cho thấy bêtông khí chưng áp có thể dùng tro bay, tuy nhiên cường độ có thấp hơn và một số yêu cầu kỹ thuật thấp hơn

so với khi dùng cát nghiền

Các ứng dụng và nghiên cứu đã cho thấy bêtông khí chưng áp có thể sử dụng trong điều kiện khí hậu và đặc điểm công trình tại Việt Nam, tuy nhiên sản phẩm gạch bêtông khí chưng áp chưa thể hiện hết các đặc tính ưu việc của nó như:

- Công nghệ chế tạo chưa đáp ứng nhu cầu của thị trường

- Các kích thước sản phẩm còn hạn chế

- Chi phí cho giá thành sản phẩm còn chưa cạnh tranh với gạch truyền thống

- Hiện tượng nứt do thi công

Hình 1.12 Ảnh hưởng của điều kiện thi công với gạch không nung

Hình 1.13 Gạch không nung bị nứt trong quá trình sử dụng

giá từ các nguyên vật liệu trong nước, xây dựng các ảnh hưởng giữa các thành phần vật liệu để có thể cải tiến, chế tạo thành tấm có kích thước lớn đáp ứng nhu cầu của thị trường xây dựng đồng thời đổi mới được công nghệ sản xuất Tấm bêtông khí chưng áp có khả năng đáp ứng các điều kiện thi công, áp dụng được các kỹ thuật mới trong xây dựng

Do đó, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần cấp phối đến tính

chất cơ học của tấm bêtông khí chưng áp” kết hợp các tính chất đặc biệt của

bêtông khí chưng áp và khả năng thi công nhanh của tấm lắp ghép có tính ứng dụng cao vào thực tế

1.3 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

- Thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nguyên vật liệu và thành phần cấp

phối đến tính chất và ứng xử cơ học của bêtông khí chưng áp

- Khảo sát và đánh giá ảnh hưởng của hệ chất kết dính ximăng – vôi – thạch

cao đến đặc tính cơ học của bêtông khí chưng áp dùng sản xuất tấm

- Thực nghiệm và đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố và điều kiện sản xuất

đến đặc tính cơ học của tấm bêtông khí chưng áp

- Thực nghiệm và đánh giá đặc tính cơ học của tấm sử dụng bêtông khí

chưng áp

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Cơ sở khoa học của quá trình tương tác các nguyên liệu chứa SiO 2

Thành phần nguyên liệu của bêtông khí chưng áp được chế tạo từ hỗn hợp các thành phần chất kết dính, nguyên liệu cung cấp SiO2, chất tạo rỗng và các thành phần nguyên liệu phụ trợ khác cho quá trình đóng rắn

Chất kết dính thường sử dụng là ximăng, ximăng hỗn hợp chứa các thành phần phụ gia khoáng hoạt tính, ximăng kết hợp vôi Nguyên liệu cung cấp SiO2thường sử dụng cát nghiền mịn, các nguyên liệu hoạt tính có chứa SiO2, phế thải của quá trình sản xuất bêtông khí chứng áp Chất tạo rỗng thường sử dụng bột nhôm, các chất tạo khí Các nguyên liệu phụ trợ khác thường dùng là thạch cao

Quá trình sản xuất bao gồm nhiều giai đoạn khác nhau Giai đoạn ban đầu là quá trình nhào trộn giữa các nguyên liệu và chất tạo rỗng Các nguyên liệu sau khi nhào trộn tạo thành hỗn hợp huyền phù và được chuyển sang giai đoạn tạo hình trong khuôn và tĩnh định Giai đoạn này đóng vai trò quá trình tương tác giữa các thành phần khoáng của chất kết dính và quá trình tương tác hóa học giữa chất tạo rỗng và các nguyên liệu khác, xảy ra phản ứng giữa nhôm và Ca(OH)2, được tạo ra

do quá trình hòa tan của vôi

CaO H O Ca OH  kJ mol

Quá trình phồng nở cần diễn ra trong môi trường có nhiệt độ và các chất tạo rỗng được phản ứng hoàn toàn Đồng thời, sản phẩm bọt khí tạo ra phải tạo được phồng nở đều trong quá trình tĩnh định nhằm tạo sản phẩm trong khuôn Trong suốt quá trình nở phồng phải có độ nhớt dẻo vừa đủ để tránh các bọt khí sẽ bị phá vỡ và hàm lượng bọt khí sẽ không đóng vai trò tạo rỗng ổn định Hỗn hợp vật liệu rỗng phải có độ nhớt dẻo phù hợp, thì nó sẽ bị lắng xuống Sự sử dụng chất tạo khí đạt được hoàn toàn hơn khi mà sự tách khí kết thúc sớm hơn lúc khối đổ mất độ lưu

3Ca OH( ) 2Al6H OCa Al OH( ( ) ) 3H

chất hoạt tính bề mặt (nhũ tương nhựa thông, xà phòng, sulfanôl, phụ gia tăng dẻo các loại) Khi đó các bề mặt của vật liệu có được khả năng làm việc và sức căng bề mặt phù hợp để quá trình phồng nở diễn ra ổn định Trong quá trình công nghệ, giai đoạn này cần kiểm soát độ nhớt, nhiệt độ phồng nở và độ phồng nở

Giai đoạn kế tiếp là quá trình rắn đóng rắn trong môi trường nhiệt độ, áp suất cao Điều kiện nhiệt độ và áp suất cao được sử dụng như môi trường dưỡng hộ để Ca(OH)2 phản ứng với cát thạch anh SiO2 xảy ra nhằm tạo các khoáng CaO-SiO2-

H2O, đó là một cấu trúc tinh thể cứng tạo cường độ cao Điều kiện của quá trình phản ứng phụ thuộc vào áp suất của công nghệ, tốc độ nâng nhiệt, thành phần của môi trường tạo áp suất và sự cân bằng áp suất trong các giai đoạn nhiệt khác nhau Các thành phần vôi – xi măng – cát nghiền – thạch cao – bột nhôm có khả năng tương tác hóa học trong môi trường nhiệt độ và áp suất cao để xảy ra quá trình đóng rắn

Sản phẩm của quá trình tương tác trong điều kiện nhiệt độ và áp suất là các khoáng tobermorite hoặc hydrat calcium silicate C5S6H5, tùy theo môi trường áp suất và nhiệt độ cũng như thành phần cấp phối cung cấp các nguyên liệu cần thiết cho quá trình phản ứng

Qua nghiên cứu đánh giá bằng cấu trúc cho thấy từ lúc bắt đầu đến lúc nhiệt

độ của hệ dịch chuyển đến điểm cân bằng đã xảy ra quá trình biến đổi Hình dạng Khi đó có sự thay đổi từ dạng tinh thể C3AH6 Hình lập phương thành pha Am có cấu trúc lục giác sáu cạnh Việc tính toán và cung cấp nguyên vật liệu ban đầu theo

Phạm vi của thành phần và nhiệt độ của AAC

các khoáng trong quá trình đóng rắn

2.2 Cơ sở khoa học của quá trình phản ứng trong môi trường nhiệt độ

và áp suất cao

Trong môi trường chưng áp, khi áp suất và nhiệt độ tăng, các sản phẩm thủy hóa của xi măng được Hình thành sẽ phản ứng với cát nghiền Cát nghiền sẽ kết hợp với canxi hydroxit Ca(OH)2 từ vôi và sản phẩm tạo ra từ quá trình thủy hóa các khoáng xi măng để tạo thành khoáng CaO – SiO2 – H2O gọi tắt là (C – S – H) Trong môi trường khí chưng áp, khoáng C – S – H sẽ chuyển hóa thành 1,1nm tobermorite dạng tinh thể

Hệ chất kết dính CaO – SiO2 – H2O đóng vi trò chủ yếu để tạo quá trình đóng rắn của vật liệu nền trong thành phần bêtông khí chưng áp, các phản ứng hóa học diễn ra trong quá trình sản xuất bêtông khí chưng áp diễn ra như sau:

2.2.1 Trong quá trình tạo hình

Khi hỗn hợp nguyên liệu chất kết dính, cát nghiền, chất tạo rỗng được định lượng và nhào trộn tạo thành hỗn hợp huyền phù, sau đó được đổ vào khuôn thì trong những giai đoạn ban đầu đã xảy ra quá trình phản ứng của thành phần ximăng

2.2.2 Trong quá trình dưỡng hộ nhiệt độ và áp suất

Quá trình phản ứng kế tiếp được diễn ra trong môi trường nhiệt độ và áp suất trong thiết bị chưng áp thì quá trình đóng rắn trước đó sẽ được diễn ra tiếp tục

Lượng alite vẫn chưa thủy phân hết sẽ tiếp tục tạo thành khoáng C – S – H và Ca(OH)2

Ca(OH)2 + cát nghiền (SiO2)  C – S – H (I)  1,1 nm tobermorite

C – S – H + cát nghiền (SiO2)  C – S – H (I)  1,4 nm tobermorite

Sản phẩm tạo ra trong quá trình đóng rắn có 2 loại khoáng tobermorite là 1,1

nm tobermorite, 1,4 nm tobermorite Theo phân tích cấu trúc cho thấy, trong các lớp của cấu trúc tinh thể các phân tử nước nằm xen giữa các lớp khi có tác dụng nhiệt, nước liên kết sẽ mất, vì vậy tinh thể tobermorite thu được sẽ có kích thước nhỏ hơn, Hình thành tinh thể có nhiều kích thước khác nhau

Hình 2.2 Mô tả quá trình Hình thành khoáng tobermorite trong AAC

Vật liệu bêtông khí chưng áp có cơ sở nền dựa trênđặc tính cường độ được tạo ra nhờ các khoáng tobermorite Tùy theo đặc điểm của quá trình phản ứng trong môi trường nhiệt độ và áp suất, điều kiện ổn định của môi trường mà các khoáng tobermorite tạo ra có kích thước và hàm lượng khác nhau, chính điều này cũng tạo cho sản phẩm có nhiều cấp cường độ khác nhau

- Quá trình tạo rỗng bằng phương pháp phồng nở: Phương pháp này đưa một lượng khí nhất định vào trong hỗn hợp vật liệu ở trạng thái nhớt dẻo Điều kiện cho quá trình tạo rỗng có thể chế tạo trong nhiệt độ thường và nhiệt độ cao, có tác dụng tạo rỗng cho vật liệu Các pha khí thường dung kết hợp trong vật liệu có thể là các loại khí tạo ra trong quá trình phản ửng như khí hydro, khí cacbonic hay các hỗn hợp khí khác

- Quá trình tạo rỗng bằng phương pháp tách chất tạo rỗng: Theo phương pháp này, độ rỗng được tạo ra do thể tích rắn của vật liệu được thay thế do chất tạo rỗng chiếm chỗ để lại sau khi được loại bỏ ra khỏi vật liệu trong quá trình sản xuất Quá trình này có đặc điểm không làm thay đổi thể tích ban đầu của vật liệu Chất tạo rỗng thường tạo ra do quá trình bay hơi hoặc phản ửng cháy ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau và môi trường sinh khí khác nhau Sự phân bố các pha khí trong vật liệu cũng không tương đồng nhau do quá trình tạo rỗng diễn ra tại các thời điểm khác nhau

- Quá trình tạo rỗng bằng phương pháp nở phồng: Trong bêtông khí chưng

áp có đặc điểm các lỗ rỗng chủ yếu được tạo bởi chất tạo khí là sinh ra do quá trình phản ửng sinh khí giúp hỗn hợp vật liệu có sự thay đổi rõ rệt về thể tích ban đầu Khả năng phồng nở của vật liệu có thể đạt đến hơn 70% tùy thuộc vào khả năng phản ứng sinh khí và các điều kiện của hệ nguyên vật liệu và các đặc tính làm việc Các lỗ rỗng này tồn tại ổn định và phân bố đều trong thể tích vật liệu do phản ứng tạo khí xảy ra đồng thời trong môi trường ổn định Đặc điểm của phương pháp này

là độ cứng của vật liệu nền bêtông được tạo ra trong quá trình dưỡng hộ đặc biệt để các pha khí được giữ ổn định và không mất đi trong quá trình chịu lực