Bài giảng Công nghệ vật liệu không nung

Bài giảng Công nghệ vật liệu không nung được biên soạn cung cấp khái niệm; ưu điểm; phân loại và phạm vi sử dụng; quy trình công nghệ sản xuất; so sánh công nghệ sản xuất; tài liệu, quy chuẩn kỹ thuật.

1 Khái niệm

Vật liệu xây dựng không nung(VLXD) là loại vật liệu dùng trong

xây dựng, trong đó quá trình sản xuất/tạo ra những vật liệu này không

sử dụng nhiệt để nung.

Bình thường khi nói đến VLXD không nung thì chủ yếu nói đến

gạch không nung Tuy nhiên trên thực tế VLXD không nung còn có tấm

3D (panels), thạch cao, smart board, smart wood

Gạch không nung là loại gạch mà sau khi được gia công định

hình thì bán thành phẩm theo thời gian sẽ tự đóng rắn phát triển

cường độ nén, uốn, độ hút nước…mà không qua gia công nhiệt độ

nhằm tăng độ bền của viên gạch.

NO FIRE

Tại Châu Âu và các nước phát triển Châu Á ngay từ

những thập niên 60, 70 vật liệu không nung sử dụng cho các

công trình chiếm khoảng 60% tổng VLXD, gạch đất sét nung

chỉ chiếm khoảng 10 – 15 % gạch bê tông khí chưng áp chiếm

khoảng 40 – 45%, còn lại là các loại vật liệu không nung khác

Để bảo tồn đất canh tác, từ năm 2003, Trung Quốc đã

ban hành lệnh cấm sản xuất là sử dụng gạch đất sét rắn ở 170

thành phố

Tại Ấn Độ, gạch không nung đang có xu hướng trở

thành vật liệu phổ biến thứ 2 sau gạch nung, chiếm khoảng

24% tổng vật liệu xây dựng

Tình hình sử dụng gạch không nung của thế giới

Ở Thái Lan, không cần ban hành chính sách khuyến khích vật

liệu xây không nung nhưng Nhà nước quản lý chặt việc sử dụng

đất đai Do đó, vật liệu nung có giá cao hơn rất nhiều vật liệu xây

không nung, vật liệu xây không nung ở Thái Lan rất phát triển

như bêtông nhẹ đã có cách đây 20 năm

Tại Mỹ những chương trình xây dựng xanh đang có chiều

hướng tăng với tốc độ đáng kể, có tới 1/3 các công trình xây dựng

thương mại mới là các công trình xanh

Tình hình sử dụng gạch không nung của thế giới

Tình hình sử dụng gạch không nung của thế giới

Sản xuất và sử dụng vật liệu xây không nung là xu thế

phát triển tất yếu của Việt Nam và thế giới

Tuy nhiên Việt Nam là một nước chậm phát triển về công

nghệ VLXKN mặt dù nhu cầu về vật liệu xây rất cao

Nhu cầu về vật liệu xây ở nước ta tăng rất nhanh, bình

Theo quy họach tổng thể phát triển vật liệu xây dựng Việt

Nam đến năm 2020, nhu cầu sử dụng vật liệu xây vào các

năm 2015, 2020 tương ứng khoảng 32, 42 tỷ viên quy tiêu

chuẩn

Theo quyết định 567/ QĐ-TTg ngày 28 tháng 04 năm

2010 của Thủ tướng chính phủ về việc phê duyệt chương

trình phát triển VLX không nung đến năm 2020 thì tỷ lệ

VLX không nung vào các năm 2015, 2020 tương ứng là

15 – 20%, 30 – 40%

Quyết định 567/ QĐ-TTg ngày 28 tháng 04 năm

2010 Ngày 28/11/2012, Bộ Xây dựng đã ban hành

thông tư số 09/2012/TT-BXD, về việc "Quy định sử dụng

vật liệu xây không nung trong các công trình xây dựng“

các công trình xây dựng được đầu tư bằng nguồn vốn

Nhà nước theo quy định hiện hành bắt buộc phải sử dụng

VL xây không nung theo các lộ trình:

Tại các đô thị loại 3 trở lên phải sử dụng 100% vật liệu

xây không nung

Tại các khu vực còn lại phải sử dụng tối thiểu 50% vật

liệu xây không nung đến hết năm 2015

Sau năm 2015 phải sử dụng 100%" Với các công trình

cao tầng: "các công trình xây dựng từ 9 tầng trở lên không

phân biệt nguồn vốn, đến 2015 phải sử dụng tối thiểu 30%

và sau 2015 phải sử dụng tối thiểu 50% vật liệu xây không

nung loại nhẹ trong tổng số vật liệu xây (tính theo thể tích

khối xây)"

Ngoài ra, còn "khuyến khích sử dụng vật liệu xây không

nung trong các công trình xây dựng không phân biệt nguồn

vốn, không phân biệt khu vực đô thị, không phân biệt số

tầng"

2 Ưu điểm

So sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật sản phẩm VLXD không nung

có nhiều tính chất vượt trội hơn vật liệu nung:

- Không dùng nguyên liệu đất sét để sản xuất Đất sét chủ yếu

khai thác từ đất nông nghiệp  làm giảm diện tích đất nông

nghiệp.

- 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 có thể đạt cường độ nén lên đến

35MPa, cách âm, cách nhiệt phòng hoả, chống thấm, chống

nước Giảm thiểu được kết cấu cốt thép, rút ngắn thời gian thi

công, tích kiệm vữa xây, giá thành hạ

- Có thể tạo đa dạng loại hình sản phẩm, nhiều màu sắc khác

nhau, kích thước khác nhau nâng cao hiệu quả kiến trúc

2 Ưu điểm

Gạch ống 8 lỗ

3 Các loại vật liệu không nung

GẠCH ỐNG 4 LỖ

GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU LOẠI 2 LỖ

Tường bị nứt răn khi sử gạch không nung

6/9/2020

XÂY TƯỜNG BẰNG GẠCH BÊ TÔNG XI MĂNG

GẠCH BÊ TÔNG MÀU/ ĐÁ MÀI

Gạch bê tông nhẹ - bê tông khí chưng áp (AAC - Aerated Autoclave Concrete) – Sản

phẩm đuợc sản xuất duới dạng block hoặc tấm, phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 7959:

2011 Chất kết dính thuộc hệ vôi, xi măng và thạch cao, đóng rắn và phát triển cuờng

độ trong quá trình hấp hơi nước ở nhiệt độ và áp suất thích hợp Cốt liệu chủ yếu là

cát đuợc nghiền mịn và phụ gia truơng nở thể tích thuờng là bột nhôm Đặc trưng là

tính nhẹ, trọng lượng thể tích thay đổi từ 400 – 1000 kg/m 3 , nên thuờng đuợc dùng

trong các công trình cao tầng hoặc các công trình xây trênnền móng yếu

Bê tông bọt – (CLC – Cenllular lightwieght concrete) - Sản phẩm đuợc sản xuất dưới

dạng block hoặc dạng vửa trộn sẵn ngoài công trình, chất luợng phải phù hợp với tiêu

chuẩn TCVN: 9029 – 2011 Chất kết dính là xi măng portland, cốt liệu là cát, chất tạo

bọt hoặc chất tạo khí, phụ gia khoáng hoạt tính hoặc phụ gia hóa học, đóng rắn trong

điều kiện tự nhiên không chưng áp Công nghệ và thiết bị sản xuất tuơng đối đơn

giản và chi phí đầu tư thấp không giống như thiết bị sản xuất bê tông khí chưng áp

Khác với bê tông khí chưng áp là bọt đuợc tạo truớc bằng máy tạo bọt, sau đó trộn

bọt với vửa bê tông và phụ gia, xong đổ khuôn hoặc bơm trực tiếp vào công trình có

đóng cốp pha.

XÂY TƯỜNG BẰNG GẠCH AAC

TẤM 3D

Tấm 3D được sản xuất từ sắt làm khung, có lõi là vật liệu nhẹ thuờng là mút xốp

polysterene – một chế phẩm từ dầu mỏ, bên ngoài đuợc phủ bằng vửa bê tông xi

măng – cát Tiêu chuẩn chất luợng phù hợp với tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7575–3:

2007 Không chỉ là vật liệu xây mà còn có thể sử

dụng trong tất cả các bộ phận của ngôi nhà như sàn, tường, mái, cầu thang.

Ưu điểm là nhẹ, thi công tương đối nhanh; có thể làm tường tự chịu lực cho

nhà cấp 4, kết cấu móng nhà gọn nhẹ;

Tuy nhiên, vẫn có nhiều nhuợc điểm: Khả năng chịu lực theo phương ngang

yếu, không có khả năng chống thấm tốt, giá thành cao hơn tường gạch xây.

Tấm tường 3D trước và sau khi phun vữa

Tường bê tông cốt liệu nhẹ - Sản phẩm được sản xuất trên

cơ sở bê tông lưới thép xi măng, cốt liệu nhẹ là sỏi keramzít

và phụ gia Ưu điểm của loại nàylà nhẹ, cách nhiệt, cách âm

và cuờng độ cao có thể lên đến 400 kg/cm2

Tuy nhiên giá thành còn cao hơn tuờng xây gạch đất sét

nung

Gạch đất không nung – Gạch polymer khoáng hóa từ khoáng

sét – Sản phẩm dưới dạng block đặc hoặc rỗng đến 35% Khối

lượng thể tích thay đổi từ 1,4 đến 1,9 kg/viên, nặng hơn gạch đất

sét nung Chất kết dính là xi măng portland, vôi và phụ gia, cốt

liệu là cát sạn sỏi các loại từ thô đến mịn, mạt đá, tro, xỉ, phế thải

rắn trong xây dựng và công nghiệp Thiết bị tạo hình chủ yếu sử

dụng phương pháp ép bán khô Hiện chưa có tiêu chuẩn quốc gia

cho loại sản phẩm này nên việc đưa vào sử dụng gặp nhiều khó

khăn và chưa phổ biến ở Việt Nam.

Gạch silicate – là vật liệu xây không nung đuợc sản xuất trên

cơ sở vôi + cát hoặc các loại phế thải có chứa hàm lượng

ôxyt silic cao (tro, xỉ than, phế thải công nghiệp) + nước Sản

phẩm đuợc tạo hình bằng phương pháp ép bán khô, sau đó

đóng rắn trong thiết bị hấp ở nhiệt độ 160 – 220oC và áp suất

12 – 16 Mpa Sản phẩm yêu cầu kỹ thuật phù hợp với tiêu

chuẩn TCVN: 2118 – 1994

GẠCH TỰ KHÓA ĐÚC RÓT BẰNG XI MĂNG CỐT LIỆU

ĐÁ CHẺ VÀ ĐÁ HỘC

ĐÁ ONG VÀ ĐÁ BỌT NÚI LỬA

TẤM TƯỜNG

RỖNG

ACOTEC

GẠCH VÀ XÂY NHÀ BẰNG CÔNG NGHỆ IN 3D

TẤM SMART BOARD

ỨNG DỤNG CỦA TẤM SMART BOARD DÙNG THI CÔNG SÀN NHẸ

SMART BOAD

SMART WOOD – SCG THAILAND

NGÓI XI MĂNG SỢI - SCG

Phải phù hợp TCVN 4435:2000 - Tấm sóng amiăng

TẤM FIBRO XI MĂNG

h d : chiều cao sóng đầu cạnh;

h c : chiều cao sóng cuối cạnh.

Tên chỉ tiêu Mức quy định

1 Thời gian xuyên nước (khô hoặc

có vết ẩm nhưng không hình thành

giọt nước phía mặt dưới tấm sóng,

tính bằng giờ (h), không nhỏ hơn

ỨNG DỤNG

 LỢP MÁI NHÀ BẰNG TẤM FIBRO XI MĂNG

Sợi amiăng trắng

6/9/2020

VẢI SỢI AMIĂNG  BỀN TRONG MÔI TRƯỜNG TỰ NHIÊN

CÁCH NHIỆT, KHÔNG BỊ ĂN MÒN

Thông số kỹ thuật của sợi amiăng trắng

6/9/2020

6/9/2020

MỨC ĐỘ ĐỘC HẠI CỦA AMI ĂNG TRẮNG

Tại Quyết định số 1469/2014/QĐ-TTg ngày

22/8/2014 của Thủ tướng Chính phủ về việc

phê duyệt quy hoạch tổng thể phát triển vật

liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và định

hướng đến năm 2030:

Nghiêm cấm sử dụng amiăng amphibole

(amiăng nâu và xanh) để sản xuất tấm lợp;

Đến hết năm 2015 các dây chuyền sản xuất

tấm lợp xi măng sợi phải đầu tư đồng bộ các

thiết bị công nghệ với khả năng tự động hóa

các khâu xé bao, nghiền, định lượng sợi; Tất cả

các cơ sở sản xuất tấm lợp xi măng sợi phải có

hệ thống xử lý nước thải, quản lý và tái sử

dụng chất thải rắn, nước thải trong quá trình

sản xuất, đảm bảo yêu cầu môi trường

6/9/2020

CHỈ CÓ MỘT LOẠI AMĂNG DUY NHẤT ĐƯỢC

SỬ DỤNG ĐỂ SẢN XUẤT TẤM FIBRO XI

MĂNG  AMIĂNG TRẮNG

Các loại khoáng của amiăng bị cấm sử dụng do gây ung thư

– Sau 3 ngày đêm ± 45 phút – Sau 28 ngày đêm ± 08 giờ

18 40

2 – Thời gian đông kết :

– Bắt đầu, phút, min – Kết thúc, phút, max

45 420

3 – Độ nghiền mịn:

– Lượng sót sàng 0,09 mm, %, max

– Bề mặt riêng Blaine, cm 2 /g, min

10 2.800

4 – Độ ổn định thể tích (độ nở Le

Chatelier), mm, max 10

5 – Hàm lượng SO 3, %, max 3,5

6 – Độ nở autoclave, %, max 0,8

5.1.2 Cát

• Cát là loại nguyên liệu được dùng phổ biến nhất để

sản xuất gạch bê tông nói chung và gạch bê tông xi

măng cốt liệu nói riêng, tác dụng chính của cát là

làm chất độn mịn trong hỗn hợp bê tông

• Nguồn gốc: cát tự nhiên có các chỉ tiêu theo TCVN

7572:2006 và ngoài ra có thể sử dụng cát nghiền

trong dây chuyền sản xuất gạch với chỉ tiêu kỹ thuật

theo TCVN 9205:2012

cát tự nhiên cát nghiền

• Tùy vào địa phương mà tên gọi của vật liệu này có thể

khác nhau, ở khu vực phía Bắc thường gọi là đá mạt, ở

phía Nam thường gọi là đá mi

5.14 Một số nguyên liệu khác

Tùy vào mục đích và địa phương, có thể dùng một số loại nguyên liệu khác để thay thế một phần xi măng để giảm

giá thành sản phẩm Gồm có: puzolan, xỉ nhiệt điện, tro bay

nhiệt điện than, xỉ thép v.v…

Các loại phụ gia trên phải đảm bảo yêu cầu chính:

• Tổng lượng (SiO2 + Al2O3 + FeO3) > 70%

• Đây là ưu điểm của công nghệ sản xuất GKN có thể

đưa vào sử dụng phế thải của các ngành công nghiệp

khác góp phần bảo vệ môi trường

5.1.5 Phối liệu dùng sản xuất gạch xi măng cốt liệu:

Một số cấp phối tham khảo dùng cho gạch XMCL

được dùng để SX trong một số nhà máy hiện nay và có thể

điều chỉnh hàm lượng cho phù hợp với tình hình thực tế của

vật liệu và theo nhu cầu tiêu dùng:

• Phối liệu không phụ gia hoạt tính:

SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG

- Chiều rộng băng tải : B500

- Chiều dài băng tải : 7.000mm

- Động cơ vận chuyển : ~3 KW; 3pha; 380V

HỆ THỐNG BĂNG TẢI

Dùng để vận chuyển nguyên liệu

đã phối trộn vào thùng cấp liệu ở bộ phận ép tạo hình

BĂNG TẢI

THÙNG NẠP LIỆU CHO BỘ PHẬN ÉP TẠO HÌNH

THÙNG NẠP LIỆU

BỘ PHẬN ÉP TẠO HÌNH

PIT TÔNG ÉP THỦY LỰC

- Năng suất ép: 1200v/h với gạch đặc, 850v/h với gạch 2 lỗ

- Áp lực làm việc: 120 – 140 kG/cm 2

- Áp lực lớn nhất : 250kG/cm 2

- Kích thước bao máy: 1400 x 1850 x 2000

KHUÔN TẠO HÌNH

PHỐI LIỆU THỪA SAU KHI TẠO

LỖ RỖNG CHO SẢN PHẨM

MẪU GẠCH CÓ LỖ RỖNG

XẾP GẠCH VÀO KỆ, DƯỠNG HỘ

Có 2 chế độ dưỡng hộ:

- Phun sương ẩm

- Tưới nước Thời gian dưỡng hộ >

28 ngày

Cảm biến điện tử điều khiển hành trình của

pit tông thủy lực

Cảm biến điện tử

Đồng hồ đo lực ép của

pit tông thủy lực

Cụm bơm dầu thủy lực

VIDEO VẬN HÀNH TRỘN LIỆU, NẠP LIỆU

VIDEO KHÂU ÉP TẠO HÌNH

VIDEO DỠ SẢN PHẨM XẾP VÀO KỆ BẢO DƯỠNG

The image part with relationship ID rId3 was not found in the file.

Chúng tôi dùng phối liệu: 45% Mạt đá + 40% cát + 15% Ximăng, để

sản xuất thử nghiệm và hiện tại với 2 dây chuyền có thể sản xuất được

các loại gạch như sau:

1 Gạch đặc (Kích thước 7 x 8 x 17cm) 2 Gạch 1 lỗ (Kích thước 7 x 8 x 17cm)

3 Gạch đặc

(Kích thước 8 x 15 x 17cm)

4 Gạch 3 lỗ (Kích thước 8 x 15 x 17cm)

2.2 Một số tính chất kỹ thuật của gạch

Màu sắc Màu xám bê tông Màu đỏ

Kích thước (cm) 7 x 8 x 17 (cm)

1 lỗ rỗng

8 x 8 x 18 (cm)

4 lỗ rỗng Trọng lượng (kg) 1.8 – 2,2 1.2– 1,4

Độ hút nước (%) 9 5-7 ≤ 10

Cường độ nén (MPa) 7,5-8 5-7 ≥ 5,0

Khối lượng thể tích (kg/m 3 ) 1300 1150-1200 <1600

SẢN XUẤT GẠCH BẰNG CÔNG NGHỆ RUNG ÉP

Công nghệ từ Trung Quốc (tại TrungQuốc thiết bị máy ép tĩnh đượcnghiên cứu để phục vụ SX épquặng như boxit, sau đó cho vào lònhiệt tuyển hoặc sản xuất gạch vôicát với công nghệ chưng hấp), cảitiến để sản xuất các loại gạch rỗngcủa Việt Nam Tuy nhiên, gặp nhiềuvấn đề về tính tương thích, gây ranhiều hạn chế khi sử dụng như: chu

kỳ sản xuất kéo dài, sản lượng thấp,hao mòn khuôn nhanh v.v

Cao hơn ít nhất 50% so với trêncùng một công suất.

xi măng tạo phản ứng thủy hóa nhanh, gạch nhanh tạo cường độ

Giá thành viên gạch cạnh tranh do có sản lượng cao, mức đầu tư thấp

Nguyên liệu đầu vào có thể sử dụng cỡ hạt lớn

Sử dụng nguyên liệu đầu vàothường yêu cầu có độ mịn hơn, tỉ

lệ trộn khô hơn, gạch sau khi épthường cần phun nước

Có nhà SX dùng dầu tháokhuôn, khiến bề mặt gạch dínhdầu, ảnh hưởng chất lượng Gíathành cao hơn, do sản lượngthấp, giá thành thiết bị cao

sản lượng dây chuyền thấp hơn nhiều so với máy ép rung công nghệ rung bệ

Sử dụng nguyên liệu đầu

có yêu cầu khắt khe hơn, căn chỉnh độ ẩm nguyên liệu khắt khe hơn nên độ

ổn định kém hơn, hiệu quả sản xuất kém hơn.

ép, tương đương khoảng 7 triệu viên gạch;

- Thời gian thay khuônnhanh

- Chủng loại khuôn gạchsản xuất đa dạng, từ gạch block tới gạch ống không nung, gạch tự chèn v.v

- Khuôn có độ hao mòn lớn (01 bộkhuôn chỉ SX 01 triệu viên gạch làphải thay, do độ mòn lớn);

- Thời gian thay khuôn lâu hơn

- Chủng loại khuôn không đadạng, chỉ SX được gạch ống,không SX được các chủng loạigạch khác như gạch block, gạch

tự chèn v.v

Tiếng ồn trong sản xuất thấp hơn so với công nghệ ép rung

Gạch ép tĩnh nhẹ hơn, chịu lực, chống thấm tốt hơn, mẫu mã

đẹp hơn so với gạch ép rung Gạch ép tĩnh hơn hẳn tất cả

các chỉ tiêu kỹ thuật so với gạch ép rung Gạch ép tĩnh cạnh

tranh và được thị trường chấp nhận trong khi gạch ép rung

khó tiêu thụ

3 TCVN 9029:2011 Bê tông nhẹ- gạch bê tông bọt, khí

không chưng áp- Yêu cầu kỹ thuật;

4 TCVN 7575-1:2007 Tấm 3D dùng trong xây

dựng-phần 1- Quy định kỹ thuật;

5 TCVN 11524:2016 Tấm tường rỗng bê tông đúc sẵn

theo công nghệ đùn ép;

6 TCVN 9030: 2011 Bê tông nhẹ- gạch bê tông bọt, khí

không chưng áp- Phương pháp thử;

7 TCVN 9028:2011 Vữa cho bê tông nhẹ;

8 TCCS 72:2016/IBST Gạch xi măng cốt liệu 3 vách và

4 vách- Thi công và nghiệm thu;

4 Tiêu chuẩn kỹ thuật về VLXKN và TCVN liên quan:

9 Bộ Xây dựng- Chỉ dẫn kỹ thuật thi công nghiệm thu

tường xây bằng bloc bê tông khí chưng áp

12 TCVN 4453 : 1995 Kết cấu bê tông và bê tông cốt

thép toàn khối - Quy phạm thi công và nghiệm thu;

13 TCVN 4085: 2011 Kết cấu gạch đá, thi công và

nghiệm thu;

14 TCVN 5573: 2011 Kết cấu gạch đá và gạch đá cốt

thép- Tiêu chuẩn thiết kế;

15 QCXD 16- 2014 Quy chuẩn quốc gia về sản phẩm,

hàng hóa vật liệu xây dựng ( 2.10 Nhóm vật liệu xây)