Nghiên cứu phụ gia cải thiện khả năng hút nước cho gạch block aac

Nhiệm vụ yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu:  Tìm hiểu và nghiên cứu khả năng cải thiện độ hút nước cho gạch block AACcủa phụ gia polydimethyl siloxane PDMS được đưa vào trong công

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

NGUYỄN LÊ THANH QUÃNG

NGHIÊN CỨU PHỤ GIA CẢI THIỆN KHẢ NĂNG HÚT

NƯỚC CHO GẠCH BLOCK AAC

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VẬT LIỆU

MÃ SỐ CHUYÊN NGÀNH: 60520309

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng12 năm 2016

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

NGUYỄN LÊ THANH QUÃNG

NGHIÊN CỨU PHỤ GIA CẢI THIỆN KHẢ NĂNG HÚT

NƯỚC CHO GẠCH BLOCK AAC

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VẬT LIỆU

MÃ SỐ CHUYÊN NGÀNH: 60520309

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN KHÁNH SƠN

TP HỒ CHÍ MINH – 2016

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa –

ĐHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn: TS Nguyễn Khánh Sơn

Cán bộ chấm nhận xét 1 :

Cán bộ chấm nhận xét 2 :

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1 ………

2

3

4

5

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA…………

Họ và tên: MSHV: 13031228 Năm sinh:

Ngành:

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGUYỄN LÊ THANH QUÃNG 10/11/1989

KỸ THUẬT VẬT LIỆU

1 Đề tài luận văn: Nghiên cứu phụ gia cải thiện khả năng hút nước cho gạch

block AAC

2 Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):

 Tìm hiểu và nghiên cứu khả năng cải thiện độ hút nước cho gạch block AACcủa phụ gia polydimethyl siloxane (PDMS) được đưa vào trong công đoạnphối trộn ngay trong giai đoạn tạo hình gạch block AAC tại nhà máy sản xuất

 Khảo sát các chỉ tiêu tính chất theo yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 7959: 2011,tính liên kết với vữa xây tô của gạch block AAC có dùng phụ gia PDMS sovới gạch thương mại không dùng phụ gia

 Khảo sát, phân tích vật liệu bằng các kỹ thuật XRD, SEM, FTIR và đánh giáhiệu quả cơ chế chống thấm bên trong cấu trúc của phụ gia PDMS

3 Ngày giao luận văn: 11/01/2016

4 Ngày hoàn thành luận văn: 25/12/2016

5 Cán bộ hướng dẫn: (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): TS Nguyễn Khánh Sơn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự Do – Hạnh phúc

Nơi sinh: Quảng Ngãi MN: 60 52 03 09

LỜI NÓI ĐẦU

Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, cô trong bộ môn Khoa Công Nghệ Vật Liệu – Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM, đặc biệt là thầy hướng dẫn, TS Nguyễn Khánh Sơn đã tận tình hỗ trợ trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Silicat-Tôi cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:

KS Trịnh Quang Thảo (Công ty Cổ Phần Tân Kỷ Nguyên E-block) đã giúp tư vấn chuyên môn và hỗ trợ kỹ thuật trong suốt quá trình làm luận văn tại nhà máy Ban lãnh đạo công ty Cổ Phần Tân Kỷ Nguyên E-block đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện nghiên cứu đề tài luận văn cao học

Vì thời gian thực hiện luận văn ngắn, nên khó tránh khỏi sai sót, tôi rất mong nhận được sự thông cảm và những ý kiến đánh giá của thầy cô để có thể thực hiện các nghiên cứu tiếp sau tốt hơn

Thực hiện

Nguyễn Lê Thanh Quãng

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Ở Việt Nam trong những năm gần đây, gạch block AAC đã và đang được nghiên cứu sản xuất tương đối rộng Với những tính năng ưu việt của gạch block AAC trong xu hướng phát triển của ngành vật liệu xây dựng đang tiến tới những vật liệu thân thiện với môi trường thì gạch block AAC được đánh giá là loại gạch xây dựng không nung tốt nhất hiện nay Tuy nhiên bên cạnh những tính năng vượt trội đó thì gạch block AAC nhắc phải một nhược điểm đó chính là độ hút nước của gạch block AAC khá cao Khi hút nước thì khối lượng thể tích của gạch block AAC tăng lên làm tăng tải trọng của công trình, làm giảm cường độ cũng như khả năng cách nhiệt của gạch block AAC Bên cạnh đó, do độ hút nước của gạch block AAC khá cao nên nếu sử dụng vữa thông thường theo TCVN 6016: 1995 vữa bị khô rất nhanh, dễ bị nứt, lớp vữa bị chẻ và đục lõm, các khiếm khuyết khác thường tăng lên Vì vậy vữa chuyên dụng cho gạch block AAC, vữa lớp đáy mỏng (thin-bed mortar) theo đúng tiêu chuẩn thay vì dùng vữa xi măng truyền thống được khuyến cáo sử dụng khi xây Nhưng trong quá trình thi công gặp còn nhiều khó khăn do thói quen, tay nghề và đòi hỏi độ chính xác cao, điều này đã hạn chế khả năng phổ biến loại gạch này trong xây dựng

Trong nghiên cứu này chúng tôi đề cập đến một loại phụ gia hữu cơ gốc silicon polydimethyl siloxane (PDMS) ở dạng chất lỏng trong suốt chống thấm bên trong cấu trúc của gạch block AAC nhằm cải thiện độ hút nước của gạch block AAC mà không ảnh hưởng đến các tính chất ưu việt và các chỉ tiêu kỹ thuật của gạch block AAC Thực nghiệm đo độ hút của gạch block AAC sử dụng phụ gia PDMS đã cải thiện độ hút nước đáng kể cho mẫu gạch block AAC Các kết quả đo phổ hồng ngoại (FTIR) và kính hiển vi điện tử quét (SEM) cho chúng ta thấy rõ cơ chế chống thấm bên trong cấu trúc của gạch block AAC khi sử dụng phụ gia chống thấm hữu cơ PDMS

SUMMARY

In recent years, AAC block has been researching and developing in Viet Nam With advantages of AAC block in the trend of development building materials, is approaching enviromental and friendly material AAC block is the best kind of unbaked brick construction today However, AAC block has a disadvantage, water absorption is high When AAC block absorbs water, it will increase the load of building and reduce the strength as well as ability insulation of AAC block Besides, AAC block’s water absorption is high that’s why AAC block has to use specialized mortar instead of conventional mortar

In this study, we mention the using of organic additive waterproofing polydimethyl siloxane (PDMS) in liquid form to improve the water absorption inside the structure of AAC block without affecting the excellent properties and technical indicators of AAC block Measurement of water absorption experiment of AAC block use waterproofing additive PDMS has demonstrated the using of additive PDMS has improved water absorption of the sample AAC block Results

of Infrared Spectroscopy (FTIR) and Scanning Electron Microscope (SEM) showed

us clearly the waterproofing mechanism inside the structure of AAC block when using additive PDMS

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Tôi xin cam đoan nội dung thực hiện trong luận văn được thực hiện đúng theo các quy định của Trường Đại học Bách Khoa – ĐH Quốc gia Tp.HCM Toàn bộ dữ liệu được thực hiện trung thực, không sao chép của người khác

MỤC LỤC

MỤC LỤC I

MỤC LỤC HÌNH ẢNH 3

MỤC LỤC BẢNG 4

DANH MỤC VIẾT TẮT 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GẠCH BLOCK AAC 6

1.1 GIỚI THIỆU 6

1.2 KHÁI QUÁT LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 9

1.3 NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA GẠCH BLOCK AAC TRONG SỬ DỤNG 11

1.4 NGUYÊN LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO 14

1.4.1 NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT GẠCH BLOCK AAC 14

1.4.2 PHỐI LIỆU VÀ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 18

1.5 TIÊU CHUẨN VỀ CÁC YÊU CẦU CHỈ TIÊU KĨ THUẬT SẢN PHẨM 19

1.5.1 TIÊU CHUẨN TCVN7959:2011 19

1.5.2 CÁC CHỈ TIÊU KĨ THUẬT CƠ BẢN CỦA SẢN PHẨM 20

CHƯƠNG 2 VI CẤU TRÚC RỖNG VÀ HỆ QUẢ HÚT NƯỚC CỦA GẠCH BLOCK AAC 23

2.1THÀNH PHẦN KHOÁNG SẢN PHẨM VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VI CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU BÊ-TÔNG KHÍ CHƯNG ÁP AAC 23

2.1.1HÌNH THÀNH THÀNH PHẦN KHOÁNG SẢN PHẨM 23

2.2HÌNH THÀNH VI CẤU TRÚC RỖNG 26

2.3PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH HÚT NƯỚC CỦA GẠCH BLOCK AAC 29

2.4TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 29

2.5 PHỤ GIA CHỐNG THẤM POLYDIMETHYL SILOXANE (PDMS) VÀ CƠ CHẾ CHỐNG THẤM NHỜ PHẢN ỨNG KẾT HỢP 30

2.6MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 32

2.6.1ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ MỤC TIÊU 32

2.6.2PHẠM VI GIỚI HẠN CỦA NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 33

CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 34

3.1CƠ SỞ XÂY DỰNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 34

3.2SƠ ĐỒ QUY TRÌNH VÀ THUYẾT MINH 34

3.4CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH VÀ THIẾT BỊ PHÂN TÍCH VẬT LIỆU 36

3.4.1THÍ NGHIỆM ĐO ĐỘ HÚT NƯỚC CỦA GẠCH BLOCK AAC 36

3.4.2 THÍ NGHIỆM ĐO CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN VÀ KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH 37

3.4.3 THÍ NGHIỆM ĐỘ BÁM DÍNH CỦA VỮA TÔ VỚI GẠCH BLOCK AAC 39

3.4.4PHÂN TÍCH VI CẤU TRÚC BẰNG KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ QUÉT (SEM) 39

3.4.5PHÂN TÍCH PHỔ HẤP PHỤ BẰNG HỒNG NGOẠI (FTIR) 40

3.4.6PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN KHOÁNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỄU XẠ TIA X 40

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41

4.1KẾT QUẢ ĐO ĐỘ HÚT NƯỚC 41

4.2.1PHỔ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN KHOÁNG XRD 43

4.2.2ẢNH CHỤP VI CẤU TRÚC RỖNG (SEM) 43

4.2.3PHỔ PHÂN TÍCH HỒNG NGOẠI FTIR 45

4.3.1CHỈ TIÊU KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH KHÔ 48

4.3.2 CHỈ TIÊU CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN 48

4.3.3 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM ĐỘ BÁM DÍNH CỦA GẠCH AAC VÀ VỮA 49

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51

5.1KẾT LUẬN 51

5.1.1ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GIẢM THIỂU ĐỘ HÚT NƯỚC CỦA GẠCH BLOCK AAC KHI DÙNG PHỤ GIA POLYDIMETHYL SILOXANE (PDMS) 51

5.1.2 ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ GIA HỮU CƠ POLYDIMETHYL SILOXANE (PDMS) ĐỐI VỚI CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA GẠCH THÀNH PHẨM 51

5.1.3 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG BÁM DÍNH CỦA GẠCH BLOCK AAC SỬ DỤNG PHỤ GIA CHỐNG THẤM HỮU CƠ PDMS VỚI VỮA XÂY, TÔ THÔNG DỤNG 52

5.2KIẾN NGHỊ 52

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Gạch block bê tông khí chưng áp AAC 6

Hình 1.2 Thị phần (%) gạch block AAC ở một số thị trường các nước phát triển 7

Hình 1.3 Sơ đồ quá trình nhà máy sản xuất gạch block AAC (nguồn www.eblock.com.vn) 19

Hình 2.1 Mô tả cấu trúc tobermorite dạng chuỗi 24

Hình 2.2 Ảnh SEM về sự sắp xếp các khoáng xonotlite dạng hình kim 24

Hình 2.3 Mô hình cấu trúc tinh thể của khoáng tobermorite 11 A 0 [1] 25

Hình 2.4 Phổ XRD các khoáng canxi silicat hiđrat trong 26

a) Gạch thường b) Gạch block AAC [1] 26

Hình 2.5 Cấu trúc lỗ rỗng bên trong gạch block AAC 27

Hình 2.6 Các hệ rỗng trong vật liệu bê tông khí chưng áp 28

Hình 2.7 Công thức hóa học của phụ gia polydimethylsiloxane 31

Hình 2.8 Minh họa cơ chế phản ứng kết hợp của PDMS [3] 32

Hình 3.1 Sơ đồ khối quy trình thực nghiệm 36

Hình 3.2 Mô tả thí nghiệm đo độ hút nước gạch block AAC 37

Hình 3.3 Thiết bị nén mẫu 40x40x40mm 38

Hình 4.1 Biểu đồ so sánh độ hút nước của gạch block AAC thương mại và gạch block AAC dùng phụ gia PDMS 42

Hình 4.2 Kết quả chồng phổ XRD của mẫu gạch block AAC sử dụng phụ gia PDMS 43

Hình 4 3 Ảnh SEM của gạch block AAC thường và gạch block AAC chống thấm sử dụng phụ gia PDMS 44

Hình 4.4 Phổ FTIR của phụ gia polydimethyl siloxane PDMS 45

Hình 4.5 Phổ FTIR của mẫu gạch block AAC thương mại 46

Hình 4.6 Phổ FTIR của mẫu gạch block AAC sử dụng phụ gia PDMS 47

Hình 4.7 Hình ảnh thử nghiệm độ bám dính của gạch block AAC và vữa 49

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1.1 Danh sách các doanh nghiệp sản xuất bê tông khí chưng áp AAC trên toàn quốc 8 Bảng 1.2 Bảng một vài công nghệ sản xuất gạch block AAC trên thế giới 10 Bảng 1.3 Bảng so sánh các ưu, nhược điểm của gạch block AAC so với gạch đất sét

nung truyền thống (nguồn www.eblock.com.vn) 13

Bảng 1.4 Bảng sai lệch kích thước cho phép của gạch block AAC theo TCVN 7959 : 2011 21 Bảng 1.5 Bảng chi tiết thông số kĩ thuật cường độ chịu nén và khối lượng thể tích khô của gạch block AAC 21 Bảng 3.1 Bảng cấp phối cơ bản nguyên liệu sản xuất gạch block AAC 35 Bảng 4.1 Kết quả thí nghiệm đo độ hút nước của gạch block AAC có phụ gia

PDMS 41 Bảng 4 2 Bảng kết quả thí nghiệm đo độ hút nước của gạch block AAC thường 41 Bảng 4.3 Bảng vùng các bước sóng đặc trưng của calcium silicate 46 Bảng 4.4 Bảng so sánh kết quả đo khối lượng thể tích của gạch block AAC thương mại và gạch block AAC sử dụng phụ gia PDMS 48 Bảng 4.5 Bảng kết quả đo cường độ chịu nén của mẫu gạch block AAC 48 Bảng 4.6 Bảng so sánh kết quả thử nghiệm độ bám dính của gạch block AAC 49

Danh mục viết tắt

AAC Autoclave Aerated Concrete

FTIR Fourier Transform Infrared Radiometer SEM Scanning Electron Microscope

XRD X-Ray Diffraction

PDMS Polydimethyl siloxane

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ GẠCH BLOCK AAC 1.1 Giới thiệu

Vật liệu bê tông khí chưng áp (Autoclave Aerated Concrete) viết tắt “AAC” là sản phẩm đóng rắn của quá trình chưng áp trong môi trường hơi nước bão hòa (nhiệt độ và áp suất cao của buồng autoclave) hỗn hợp các nguyên liệu: Xi măng Portland, vôi sống, cát nghiền mịn, nước, và chất tạo khí thường là bột nhôm Trong đó vai trò của phản ứng sinh khí là tạo các lỗ rỗng vĩ mô kín dày đặc làm trương nở toàn bộ khối bê tông định hình ban đầu, nhờ đó mà bê tông có khối lượng thể tích thấp, thường nhẹ và nổi trên mặt nước Vai trò của vôi, SiO2 và điều kiện nhiệt độ

áp suất nhằm tạo cường độ chụi lực cho viên gạch thông qua phản ứng hóa học tạo khoáng bền giữa chúng

Hình 1.1 Gạch block bê tông khí chưng áp AAC

Sự ra đời của block AAC đánh dấu một bước quan trọng trong ngành vật liệu

xây dựng, đưa ra một giải pháp thay thế gạch đất sét nung truyền thống có mức phát thải khí CO2 cao gây ô nhiễm mội trường và giảm diện tích đất nông nghiệp Trong

80 năm qua gạch AAC đã chứng minh được các ưu điểm nổi bật so với gạch đất sét nung trong sản xuất và ứng dụng đặc biệt ở các nước phát triển Biểu đồ 1.1 thống

kê % gạch block AAC sử dụng trong xây dưng dân dụng và công nghiệp ở các nước

Hình 1.2 Thị phần (%) gạch block AAC ở một số thị trường các nước phát triển

Ở Việt Nam, tốc độ phát triển của ngành xây dựng đang diễn ra rất nhanh nhằm đáp ứng cơ sở hạ tầng kinh tế thời kì mở cửa hội nhập hiện nay và thực hiện quyết định 567/TTg ngày 28/4/2010 của Thủ Tướng Chính Phủ về việc phát triển và sản xuất vật liệu xây dựng không nung thay thế gạch đất sét nung đến năm 2020 Nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững, việc đầu tư sản xuất vật liệu xây dựng không nung gạch block bê tông khí chưng áp AAC đã được các nhà đầu tư đặc biệt quan tâm Các hãng cung cấp thiết bị, công nghệ đến từ CHLB Đức Ytong Xella, các hãng đến từ Trung Quốc: SanDong DongYue, Teeyer, Thiên Tân, Sơn Đông…

đã nhanh chóng thâm nhập vào thị trường Việt Nam Hiện nay trên toàn quốc đã có gần 30 doanh nghiệp lập dự án đầu tư, các dây chuyền được đầu tư có công suất từ 100.000-200.000 m3/năm Xem bảng 1.1: Danh sách các doanh nghiệp sản xuất bê tông khí chưng áp AAC trên toàn quốc hiện nay

Bảng 1.1 Danh sách các doanh nghiệp sản xuất bê tông khí chưng áp AAC trên toàn

II Khu vực phía

Bắc

1 Công ty bê tông

12/2010

2 Công ty CP VLM

SanDong DongYue

4 Công ty CP Gạch

nhẹ Phúc Sơn Hòa Bình 150

SanDong DongYue

Tháng 10/2010

Các công trình nhà cao tầng sử dụng gạch bê tông khí chưng áp:

 Tại Hà Nội: Tòa nhà cao ốc Indochine - Plaza, tòa cao ốc Tổ hợp văn phòng chung cư tại số 671 đường Hoàng Hoa Thám của Tổng công ty Viglacera, tòa nhà Trung tâm thương mại và căn hộ cao cấp trên đường Lê Văn Lương…

 Tại Thành phố Hồ Chí Minh: Tòa nhà Bitexco 67 tầng tại Quận 1, cao ốc Richland Emeral 116, Bãi Sậy, Phường 1, Quận 6, Trung tâm thương mại Vincom 72 Lê Thánh Tôn, Quận 1

1.2 Khái quát lịch sử phát triển

Công nghệ sản xuất vật liệu bê tông khí chưng áp ban đầu dựa trên cơ sở các bằng sáng chế đầu tiên về công nghệ chưng áp bão dưỡng và công nghệ tạo bọt khí trong lòng khối bê tông Cụ thể:

 Năm 1880 – Sáng chế và dưỡng hộ bằng hơi nước của Vandec Burgh (Anh)

 Năm 1886 - Sáng chế và dưỡng hộ bằng hơi nước của Michaelis (Đức)

 Năm 1889 - Sáng chế về bê tông xốp với CO2 của Hoffman (CH Séc)

 Năm 1910 – Sáng chế về trộn đá vôi Sparry với bột mịn kim loại cùng với xi măng Portland của Axel Eriksson (Thụy Điển)

 Năm 1914 – Sáng chế về sử dung Ca(OH)2 và bột nhôm làm chất tạo khí trong hỗn hợp xi măng của Aysworth và Dyer (Hoa Kỳ)

 Năm 1919 – Sáng chế về bột kim loại sinh khí của Grosche (Đức)

 Năm 1923 – Công nghệ dưỡng hộ bê-tông tổ ong bằng hơi nước đạt kết quả tốt lần đầu tiên tại Trường Đại học công nghệ Hoàng Gia Thụy Điển

đã thúc đẩy quá trình nghiên cứu loại vật liệu xây bao che thay thế vật liệu gỗ tự nhiên thường được dùng rất nhiều ở Thụy Điển

 Năm 1923 – Sáng chế về công nghệ bê tông bọt của E.Ch.Beyer (Thụy Điển)

 Năm 1924 – Sáng chế đầu tiên về công nghê bê-tông khí chưng áp AAC của Axel Erisson (Thụy Điển) Sau đó, công ty Yxhult Stenhuggeri Aktiebolag của Thụy Điển mua bản quyền sử dụng bằng sáng chế dưỡng

hộ hơi nước của Erisson và ngày 8/11/1929, sản phẩm bê tông khí dưỡng

hộ hơi nước đầu tiên trên thế giới đã được sản xuất ở nhà máy phía Bắc Yxhult Thương hiệu của sản phẩm là Ytong dựa trên nền vôi và bột nhôm và 5 năm sau đó sản phẩm Siporex dựa trên nền xi măng Portland

và bột nhôm

 Năm 1929 – Sáng chế về sử dụng nước oxy già và Na hoặc hypochlorite làm chất tạo khí của Adolf và Pohl (Hoa Kỳ)

Ca- Năm 1931 – Sáng chế về sử dụng nguyên liệu tro bay làm nguyên liệu cung cấp SiO2 trong công nghệ bê-tông khí chưng áp AAC của Lindeman (Hoa Kỳ)

 Năm 1937 – Sáng chế về sử dụng cát mịn làm nguyên liệu cung cấp SiO2 trong công nghệ bê tông khí của Sahlberg (Hoa Kỳ)

 Năm 1943 – Nhà máy sản xuất bê-tông khí chưng áp Hebel đầu tiên được xây dựng bởi Josef Hebel Munich (Đức) Bắt đầu từ 1948, kỹ sư Josef Vogele đã cải tiến quá trình công nghệ sản xuất và đã được cấp bản quyền quốc tế đầu tiên vào năm 1960

 Theo thống kê của Teoreanu (1977), từ những năm 60 ở Châu Âu có các công nghệ khác nhau về sản xuất bê tông khí chưng áp AAC có điểm chung là dùng bột nhôm làm chất tạo khí

Bảng 1.2 Bảng một vài công nghệ sản xuất gạch block AAC trên thế giới

 Vào năm 1966, thỏa thuận sử dụng bản quyền của Hebel với công ty Asahi của Nhật Bản cho phép việc áp dụng công nghệ của Hebel cho các nước Đông Á Nhật Bản trở thành nước đầu tiên trong khu vưc châu Á áp dụng công nghệ này và liên tục phát triển cho đến nay đạt sản lượng hằng năm khoảng 2 triệu m³ gạch block AAC

Công nghệ Nước xuất xứ Nguyên liệu sử dụng

Vật liệu tổng hợp Vật liệu gắn kết Ytong Thụy Điển Cát và tro bay Vôi và xi măng Portland

Bê tông khí Gdansk Đan Mạch Cát và tro bay

Vôi hoặc xi măng Portland

Tro bay hoặc cát Xi măng Portland và vôi Unipol Ba Lan Cát hoặc tro bay Vôi + xi măng Portland

 Từ khi ra đời, vật liệu bê-tông khí chưng áp AAC được xem là giải pháp tối

ưu cho các nước Châu Âu giải quyết nhu cầu cấp thiết xây nhà ở không vướng những vấn đề về nguyên liệu tự nhiên và tiêu thụ năng lượng Hiện nay, Ytong và Hebel vẫn là 2 nhà cung cấp sản phẩm gạch block AAC lớn nhất với cơ sở ở khắp các châu lục

 Vào năm 2002, Hebel và Ytong hợp nhất và hiện nay vận hành trực thuộc tập đoàn Xella - nhà cung cấp sản phẩm gạch block AAC và các sản phẩm liên quan lớn nhất trên thế giới

 Sau thời kỳ phát triển gạch block AAC đã khẳng định chỗ đứng ở các nước phát triển như chiếm tới 80% thị trường Nhật Bản, 60% thị trường Đức, 40% thị trường Anh… Vật liệu gạch block AAC đang trong giai đoạn bùng nổ khắp vùng Trung Đông, Trung Quốc và các nước Đông Nam Á

1.3 Những ưu điểm của gạch block AAC trong sử dụng

Nhìn chung, tùy theo mức độ gạch block AAC có thể sử dụng xây trong công trình các bộ phận tường, vách chịu tải và không chịu tải Chúng kết hợp với các tính năng cách âm, cách nhiệt, nhẹ…Gạch block AAC hoàn toàn phù hợp các tiêu chí của một loại vật liệu xây dựng xanh: bắt đầu từ khi sản xuất cho tới khi xây dựng, bằng việc phá dỡ và tái sử dụng vật liệu đạt được lượng phế thải xây dựng bằng 0

Cụ thể các phế liệu này có thể được đem nghiền và tái sử dụng làm chất độn

Thống kê các ưu điểm đáng kể của gạch block AAC là:

 Tính nhẹ

Vật liệu gạch block AAC nhẹ gấp 5 lần so với vật liệu bê tông thường

và có tỷ trọng khô phổ biến từ 300- 700 kg/m3 tùy thuộc vào nhà sản xuất và phạm vi sử dụng

 Tính bền chịu nén

Độ bền chịu nén của gạch block AAC liên quan trực tiếp đến tỷ trọng của nó và thông thường tăng khi tỷ trong tăng lên, tức gạch nặng lên Cụ thể theo tiêu chuẩn ASTM C1386 các khoảng giá trị tỉ trọng 350-450 kg/m3 thì cường độ chịu nén tương ứng của gạch là 1.3-2.8 MPa, từ 450-550 kg/m3 thì tương ứng là 2.0-4.4 MPa và 550-650 kg/m3 thì tương ứng là 2.6-6.3 MPa

 Tính cách nhiệt

Gạch block AAC là loại vật liệu cách nhiệt tốt Nó làm cho nhà mát trong mùa hè và ấm vào mùa đông, tiết kiệm điện do không dùng điều hòa nóng – lạnh Khả năng cách nhiệt hiệu quả của AAC góp phần đáng kể bảo

vệ môi trường do giảm rõ nhu cầu sưởi ấm và làm mát tòa nhà Nhìn chung,

độ dẫn nhiệt phụ thuộc vào tỷ trọng, hàm lượng ẩm và bản chất các thành phần cuả AAC Đồng thời sự phân bố của lỗ rỗng cũng có ý nghĩa quan trọng đối với khả năng cách nhiệt Lỗ rỗng càng nhỏ khả năng cách nhiệt càng tốt Khoảng giá trị hệ số dẫn nhiệt của gạch block AAC thường dao động từ 0.07 đến 0.21 W/m.K tùy theo tỉ trọng gạch < 400 kg/m3 hay > 700 kg/m3

 Tính cách âm

Gạch block AAC hấp thụ âm thanh tốt và có thể là một màng ngăn âm hiệu quả do cấu trúc lỗ rỗng của nó Hiệu suất cách âm dựa trên cơ sở tỷ trọng khô và độ dày Đối với giải tần số giữa 100 tới 3200 Hz với một bức tường AAC độ giảm âm ít nhất tới 48 dB đã được ghi nhận Việc phối hợp tường vách xây bằng gạch block AAC với khoảng trống phản âm không đối xứng sẽ có một bức tường với đặc tính cách âm tuyệt vời

 Độ chống cháy

Nhờ có đồng nhất khá cao, không có các cỡ hạt thô với tốc độ dãn nỡ khác nhau, có nhiều bề mặt vách ngăn khí rắn cản trở làm chậm sự truyền nhiệt bức xạ và do đó có độ dẫn nhiệt thấp, gạch block AAC được ghi nhận chịu được nhiệt độ cao trong một thời gian dài hơn so với bất kỳ loại vật liệu xây dựng rắn đặc nào khác Tùy thuộc vào chiều dày của viên gạch block hoặc panel AAC mà mức độ kháng cháy có thể đạt tới 4 giờ Ngoài ra nó cũng không tạo ra khói độc hại, thậm chí có thể dùng để dập tắt đám cháy

 Các ưu điểm khác

 Gạch block AAC có khả năng ứng dụng tuyệt vời bởi nó dễ cắt, bào, khoan và nó có thể đóng đinh, bắt vít, tạo rãnh đặt ống và dây điện tương đối dễ dàng

 Thời gian thi công một bức tường lớn bằng gạch block AAC sẽ giảm

4 lần so với xây bằng gạch đất sét nung Tuy nhiên yêu cầu phải rất cẩn thận và chính xác khi xây, do đó đòi hỏi trình độ tay nghề của thợ

và phải được giám sát tốt là quan trọng

 Gạch block AAC xây vách có thể chịu đựng tốt ở trong những vùng động đất và có gió bão Nhờ có khối lượng nhẹ và các đặc tính của AAC nên tác động phá hủy của động đất có thể ở mức tối thiểu

 Vật liệu bê-tông khí chưng áp AAC là loại vật liệu vô cơ, vật liệu trơ, chống mối 100% và không thích hợp cho sự phát triển mốc meo

 Sau đây là thống kê đối chiếu các ưu, nhược điểm của gạch block AAC so với gạch đất nung truyền thống

Bảng 1.3 Bảng so sánh các ưu, nhược điểm của gạch block AAC so với gạch đất sét

nung truyền thống (nguồn www.eblock.com.vn)

Thông số Gạch block

AAC

Gạch nung tuynel

Ưu điểm của gạch block AAC so với gạch tuynel

Tỷ trọng

Nhẹ hơn, giúp giảm kết cấu móng , giảm chi phí công trình và vận chuyển Cường độ nén

Cường độ nén có thể điều chỉnh theo yêu cầu công trình

Hệ số dẫn nhiệt

Cách nhiệt tốt, làm giảm nóng vào mùa nắng, giữ ấm vào mùa lạnh

trong 24 giờ

(%)

lớn nhất của gạch block AAC

Công nghệ sản

xuất

Dùng công nghệ hấp áp suất

Nung từ đất sét nông nghiệp

Không ô nhiễm, thân thiện môi trường

Vữa xây, tô Chuyên dụng Tiêu chuẩn Dùng vữa khô trộn sẵn

Như vậy có thể nói rằng so với gạch đất sét nung truyền truyền thống thì gạch block AAC là vật liệu xây dựng không chỉ giải quyết được về vấn đề môi trường mà còn có những tính năng ưu việt vượt trội hơn hẳn so với gạch nung đất sét Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm đó thì gạch block AAC còn một nhược điểm đó là

độ hút nước của gạch block AAC còn khá cao Vì vậy hiện nay vấn đề cải thiện độ hút nước cho gạch block AAC được đặc biệt quan tâm

1.4 Nguyên liệu và công nghệ chế tạo

1.4.1 Nguyên liệu sản xuất gạch block AAC

Nhìn chung, nguyên vật liệu dùng cho ngành sản xuất gạch block bê tông khí chưng áp tương đối nhiều, chủ yếu phải lựa chọn sao cho phù hợp với loại sản phẩm

và điều kiện sản xuất, kỹ thuật, thiết bị của nhà máy Các loại nguyên vật liệu dùng sản xuất gạch block bê tông khí chưng áp, ta có thể chia làm 4 loại bao gồm: nguyên liệu cơ bản, nguyên liệu bay hơi, nguyên liệu điều tiết và nguyên liệu cấu trúc [1] Nguyên liệu cơ bản lại được chia làm 2 loại: nguyên liệu cung cấp SiO2 như cát nghiền, xỉ than, tro bay…; và nguyên liệu cung cấp CaO, như vôi sống, xi măng

 Thành phần cát nghiền cung cấp SiO 2

Cho đến hiện nay cát là loại nguyên liệu silic được dùng phổ biến nhất để sản xuất gạch block AAC Thành phần hóa học chính của cát là SiO2 dạng khoáng thể, ngoài ra cũng có một ít chất khác như Al2O3, Fe2O3, và CaO Thành phần SiO2 trong cát, một bộ phận tồn tại dưới dạng thạch anh, một bộ phận tồn tại dưới dạng

đá hoặc dưới dạng các thành phần khoáng thể Nhưng bất kể tồn tại dưới dạng nào cũng có một kết cấu tinh thể ổn định, tồn tại ở trạng thái nội năng nhỏ nhất Vì thế,

ở nhiệt độ bình thường cát thuộc dạng nguyên liệu trơ, khi ở điều kiện đun sôi, độ hòa tan của cát tăng cao, các loại khoáng thể của SiO2 có thể phản ứng với CaO tạo khoáng canxi silicat hiđrat, trong đó thạch anh phản ứng với CaO sẽ tạo ra cường độ cao nhất Vì thế, hàm lượng thạch anh trong cát càng cao thì chất lượng cát càng tốt

để sử dụng Theo khuyến cáo và thực tế sản xuất thì để có chất lượng của gạch cao cát cần có hàm lượng SiO2 lớn hơn 80%

Hàm lượng các tạp chất khác trong cát như đất sét sẽ ảnh hưởng đến quá trình sản xuất gạch block AAC, do đất sét là 1 loại nguyên liệu phân tán cao, hấp thụ nước tốt, khi cát có hàm lượng đất sét quá cao sẽ làm cho độ dính của vữa tăng cao, nếu để đảm bảo được độ dính nhất định mà tăng lượng nước cần dùng lên thì sẽ làm cho liệu cứng lâu hơn làm giảm năng suất sản xuất

Tóm lại, các chỉ tiêu nguyên liệu cát sử dụng thích hợp cho sản xuất gạch block AAC cần đảm bảo:

+ Hàm lượng SiO2 không nhỏ hơn 75%

+ Al2O3 tối đa 3-5 %

+ Hàm lượng Fe2O3 tối đa 1-3%

+ Thành phần hữu cơ tối đa: 5%

+ Thành phần sét, tràng thạch tối đa 5%

+ Hàm lượng mất khi nung:<1%

Ngoài cát, SiO2 còn có thể được cung cấp dưới các nguyên liệu khác có hàm lượng SiO2 cao như tro bay, xỉ, tro trấu

 Thành phần bột vôi cung cấp CaO

Vôi là nguyên liệu chủ yếu cung cấp CaO, để phản ứng với SiO2 và Al2O3 trong điều kiện chưng áp, nhằm tạo khoáng canxium silicat hiđrat, và nhờ đó sản phẩm gạch block AAC mới có cường độ chịu lực cần thiết Vôi cũng góp phần cung cấp điều kiện bay của bột nhôm, khiến nhôm tiến hành phản ứng bay hơi, theo phương trình sau:

2Al + 3Ca(OH)2 = 3Cao.Al2O3 + 3 H2 Thông thường, khi vôi phản ứng với nước sẽ tỏa nhiệt nhiều, 1 mol CaO tỏa ra 64.9 kJ, 1 kg CaO tỏa ra tương ứng 1160 kJ,theo phương trình:

CaO + H2O = Ca(OH)2 + 64.9kJ Việc vôi tỏa nhiệt góp phần cung cấp nguồn nhiệt cho vữa phối liệu ban đầu khi ủ có thể đạt nhiệt độ 80 ~ 900C, làm cho liệu đông cứng nhanh, phát triển cường

độ sớm ngày, giúp nhanh tháo khuôn, cắt viên Tuy nhiên đi kèm với hiện tượng tỏa nhiệt thường có hiện tượng trương nở thể tích lên đến khoảng 44% sau khoảng 30 phút Vì thế, yếu tố tỏa nhiệt và nở thể tích một mặt xúc tiến liệu cứng nhanh, đồng thời, cũng có thể gây nứt một phần Do đó kiểm soát độ hoạt tính là yếu tố quan trọng để lựa chọn loại vôi sử dụng phù hợp

Tóm lại, vôi là nguyên liệu quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng cũng như quá trình sản xuất Lựa chọn loại vôi thích hợp có ý nghĩa quyết định và thường khống chế qua các chỉ tiêu nguyên liệu sau:

Xi măng cũng là nguyên liệu cung cấp canxi trong sản xuất gạch block AAC

Xi măng có thể dùng một mình như thành phần chính hay phổ biến hơn là trộn chung với vôi sử dụng như nguyên liệu hỗn hợp Ngoài ra tính thủy lực cao của xi-măng là yếu tố quyết định để đảm bảo rót khuôn ổn định, làm cho liệu cứng nhanh tạo cường độ ban đầu, cải thiện tính năng của liệu và nâng cao chất lượng sản phẩm Khi chỉ đơn độc sử dụng xi măng như là nguyên liệu duy nhất cung cấp CaO,

cụ thể ở đây là Ca(OH)2 từ quá trình phản ứng thủy hóa, khi hấp thủy nhiệt sẽ phản ứng với thành phần nguyên liệu SiO2, Al2O3 tạo sản phẩm canxi silicat hiđrat và aluminat canxi hiđrat tạo cường độ cho gạch

Tóm lại, đối với xi măng dùng để sản xuất AAC hiệu quả cần đảm bảo các tiêu chí chất lượng như sau:

+ Cường độ thực >50 MPa

+ Lượng sót sàng trên sàng 0.08mm <10%

+ Thời gian bắt đầu đông kết >120 phút

+ Xi măng không chứa tro than chưa cháy

+ Hàm lượng các khoáng hoạt tính trong xi măng yêu cầu: C3S > 50% , C3A 7-10% C4AF < 10%, Na2O+K2O < 2%

Phương trình phản ứng của nhôm kim loại khi gặp nước như sau:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 2H2 ↑ Tuy nhiên, thông thường bột nhôm dễ bị oxy hóa, và sinh ra màng bảo vệ nhôm oxit, ngăn không cho nhôm tiếp xúc với nước để phản ứng Cách thức loại bỏ màng oxit thì bột nhôm để tiến hành phản ứng để sinh ra khí thường nhờ dung dịch kiềm Sản phẩm phản ứng Al(OH)3 có thể hòa tan trong dung dịch kiềm, sinh ra aluminat:

Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O Nhờ vậy nhôm sẽ phản ứng với nước liên tục, sinh ra khí hydro cho đến khi nhôm kim loại tan hết Đối với quá trình sản xuất gạch block AAC thì chất mang tính kiềm chính là thành phần Ca(OH)2 Quá trình phản ứng có thể viết lại như sau:

2Al + 3Ca(OH)2 + 6H2O = 3CaO.Al2O3.6H2O + 3H2 ↑ Lượng bay hơi của bột nhôm sẽ quyết định lượng cần dùng của bột nhôm, nó chỉ ra chất lượng của bột nhôm ở trạng thái tiêu chuẩn khi phản ứng với nước sinh

ra thể tích khí hiđro, Bột nhôm dùng để sản xuất gạch block AAC thường dùng loại nhôm thỏi nguyên chất đạt trên 98% để sản xuất và hàm lượng hoạt tính nhôm không thấp hơn 89% Yếu tố độ mịn của bột nhôm không ảnh hưởng đến lượng bay

hơi, nhưng ảnh hưởng đến tốc độ bay hơi, bột nhôm càng mịn thì thời gian bắt đầu bay hơi càng sớm, tốc độ cành nhanh Đồng thời, kết thúc sự bay hơi càng sớm Yếu tố hình dạng hạt sẽ ảnh hưởng quan trọng đến đặc tính bay hơi của bột nhôm, hình dạng hạt bột nhôm có 2 loại: một loại có dạng giọt và dạng hình cây kim, một loại khác là dạng lá rộng hoặc dạng vảy, tất cả đều do phun bột chế tạo mà thành Ta có thể thấy, bột nhôm càng mịn, diện tích phủ bề mặt càng lớn, đồng thời cũng có thể nhận biết, hạt bột nhôm càng mỏng, hình thành dạng lá rộng, diện tích phủ bề mặt càng lớn

1.4.2 Phối liệu và sơ đồ công nghệ

Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất gạch block AAC dùng nguyên liệu xi măng, vôi và cát được minh họa trên hình 1.2 Ban đầu, nguyên liệu cát được nghiền mịn tới độ mịn yêu cầu trong máy nghiền bi liên tục Sau đó các nguyên liệu được định lượng theo khối lượng và cấp tới máy trộn

Nước và chất tạo khí được cân và cho vào máy trộn và vữa phối liệu được trộn Sau khi trộn, vữa được rót vào các khuôn thép Bột nhôm tạo ra các lỗ rỗng nhỏ ly ty phân tán trong khối phối liệu mới trộn và thể tích khối liệu sẽ tăng lên khoảng 5 lần trong các khuôn theo dõi trong vòng 3 giờ

Trong một vài giờ sau khi tạo hình, vai trò thủy hóa của xi măng trong phối liệu sẽ giúp khối vữa đạt đủ cứng để giữ được hình dạng của nó và chịu được khối lượng tự thân

Sau khi tiến hành cắt viên, tiếp tục được vận chuyển vào buồng chưng áp (autoclave) tại đây quá trình hấp thủy nhiệt được tiến hành nhằm tạo cường độ và

độ ổn định thể tích khối cho gạch

Quá trình này mất khoảng từ 8 giờ đến 12 giờ dưới áp suất khoảng 10-12 atm,

và nhiệt độ khoảng 170-2000C tùy thuộc vào loại sản phẩm muốn sản xuất Sau quá trình chưng áp, các bộ dây cắt tách sản phẩm theo kích thước để đóng gói kín lưu kho

Hình 1.3 Sơ đồ quá trình nhà máy sản xuất gạch block AAC (nguồn

www.eblock.com.vn) 1.5 Tiêu chuẩn về các yêu cầu chỉ tiêu kĩ thuật sản phẩm

1.5.1 Tiêu chuẩn TCVN 7959: 2011

Tiêu chuẩn này áp dụng cho gạch xây từ bê tông khí đóng rắn trong điều kiện chưng áp (gọi tắt là gạch block AAC) Kí hiệu quy ước đối với gạch block AAC được thể hiện theo thứ tự thông tin như sau :

- Tên sản phẩm: (Gạch AAC)

- Cấp cường độ chịu nén

- Nhóm khối lượng thể tích khô

- Thứ tự kích thước theo chiều dài, chiều rộng và chiều cao

- Viện dẫn tiêu chuẩn này

Ví dụ: Gạch AAC cấp cường độ nén B4, khối lượng thể tích khô 600 kg/m3,

dài 600 mm, rộng 200 mm và cao 150 mm, có kí hiệu qui ước như sau: Gạch AAC

 Tên, tên viết tắt và địa chỉ cơ sở sản xuất

 Ký hiệu qui ước

 Tháng năm sản xuất, xuất xưởng

 Hướng dẫn sử dụng và bảo quản

 Nhóm khối lượng thể tích khô

 Cấp cường độ chịu nén

 Tính năng khác của sản phẩm ( theo yêu cầu)

 Viện dẫn tiêu chuẩn này

 Bảo quản và vận chuyển

Gạch block AAC được bao gói tránh ẩm theo từng palet và bảo quản theo từng nhóm kích thước

Gạch block AAC được vận chuyển bằng mọi phương tiện, đảm bảo tránh ướt,

và các tác động gây sứt mẻ hoặc ảnh hưởng đến chất lượng

1.5.2 Các chỉ tiêu kĩ thuật cơ bản của sản phẩm

Theo TCVN 7959 :2011, yêu cầu kĩ thuật gạch block AAC như sau:

 Sai lệch kích thước cho phép của gạch block AAC được quy định:

Bảng 1.4 Bảng sai lệch kích thước cho phép của gạch block AAC theo TCVN 7959

 Cường độ nén và khối lượng thể tích khô của gạch block AAC phải phù hợp Bảng 1.5 Bảng chi tiết thông số kĩ thuật cường độ chịu nén và khối lượng thể tích

khô của gạch block AAC

Cấp cường độ

nén

Cường độ nén, MPa, không nhỏ hơn

Khối lượng thể tích khô,

kg/m 3 Giá trí trung

bình

Giá trị đơn

lẻ

Danh nghĩa Trung bình

1000 từ 951 đến

1050

Như vậy ta có thể thấy rằng cường độ chịu nén liên quan tới tỷ trọng của gạch block AAC và tăng khi tỷ trọng tăng Cường độ chịu nén ảnh hưởng đến mác sản phẩm do AAC có cấu trúc lỗ rỗng chứa khí và đặc điểm cơ học của vỏ lỗ rỗng Theo như Schober (năm 1992) sự giảm tỷ trọng do hình thành số lượng lớn các lỗ rỗng mao quản to (macropore) làm cho cường độ giảm đáng kể

 Độ co khô của gạch block AAC không lớn hơn 0.2 mm/m

Chương 2

VI CẤU TRÚC RỖNG VÀ HỆ QUẢ HÚT NƯỚC CỦA GẠCH BLOCK

AAC 2.1 Thành phần khoáng sản phẩm và quá trình hình thành vi cấu trúc của vật liệu bê-tông khí chưng áp AAC

2.1.1 Hình thành thành phần khoáng sản phẩm

Như đề cập ở trên đặc điểm sắp xếp các khoáng sản phẩm silicat canxi hiđrat hình thành qua quá trình hấp thuỷ nhiệt quyết định các tính chất đặc trưng của gạch block AAC Đặc biệt là thành phần khoáng chính tobemorite Bản chất quá trình phản ứng, hình dạng và mức độ kết tinh của khoáng này cũng phụ thuộc không chỉ vào điều kiện xử lý nhiệt mà còn vào nguyên liệu và độ hoạt tính hóa học của chúng

 Trong giai đoạn tạo hình

Thực tế trong hệ hỗn hợp nguyên liệu bột nhôm, vôi, xi măng, cát nghiền sau quá trình trộn nước bắt đầu xảy ra các quá trình thủy hóa xi-măng với sự hình thành giải phóng các hợp chất chứa hiđro

Quá trình ninh kết xi-măng giúp định hình hình dạng khối phối liệu thường được rót trong khuôn Vai trò của khoáng sản phẩm C-S-H của xi-măng thuỷ hoá đóng vai trò quyết định trong giai đoạn này đảm bảo khi bọt khí sinh ra trương nở khối vữa thì toàn bộ khối liệu không bị sụp đổ Ngoài ra đi kèm là canxi hydroxit và mono canxi aluminat sunphat cũng được hình thành Khoáng 1.4 A0 tobermorite cũng có thể xuất hiện ở cuối giai đoạn tạo hình và trước khi dưỡng hộ chưng áp Như chúng ta biết, với sự hiện diện đồng thời của CaO, SiO2, H2O thì quá trình bắt đầu ngay cả khi ở nhiệt độ và áp suất bình thường cho tới 1000C thì pha “C-S-H” được hình thành nhanh chóng Pha này biểu hiện là vô định hình hoặc gần vô định hình với công thức chung là nCaO.mSiO2.pH2O và nó ở trong trạng thái cân bằng với dung dịch Ca(OH)2 Nhìn chung, canxi silicat hiđrat có nhiều dạng hình học khác nhau: dạng kim, dạng tấm nhưng chỉ có tinh thể 1.4 Å tobermorite thể hiện hình dạng chuỗi rõ ràng (hình 2.1) Các dạng hình học và sự phân bố không gian

của các khoáng rất quan trọng đối với sự bền vững cấu trúc chung của vật liệu tông khí chưng áp AAC

bê-Hình 2.1 Mô tả cấu trúc tobermorite dạng chuỗi

Hình 2.2 Ảnh SEM về sự sắp xếp các khoáng xonotlite dạng hình kim

Tóm lại, vào cuối giai đoạn bắt đầu quá trình đông cứng khối liệu chưa đưa vào chưng áp, có thể có các sản phẩm phản ứng sau đây trong thành phần vi cấu trúc :

+ Khoáng C-S-H dạng hình kim bó chùm

+ Khoáng Ca(OH)2

+ Khoáng ettringite hoặc mono canxi aluminat sunphat

 Trong giai đoạn chưng áp

Quá trình chưng áp thúc đẩy một cách mạnh mẽ quá trình hình thành các sản phẩm hiđrat bao gồm nhiều hơn các tinh thể C-S-H, tinh thể khoáng tobermorite và

vi cấu trúc cuối cùng của sản phẩm vật liệu bê-tông khí chưng áp

Hình 2.3 Mô hình cấu trúc tinh thể của khoáng tobermorite 11 A 0 [1]

Trong cấu trúc tinh thể của khoáng sản phẩm tobermorite, nguyên tử oxi nằm

ở phía dưới và cũng là một phần của lớp CaO trung tâm tạo trạng thái bền vững Trong khi đó, trường hợp sản phẩm khoáng jenite (CaO.6SiO2.11H2O) cũng là một dạng canxi silicat hiđrat nhưng hầu như chỉ có thể tồn tại khi bắt đầu quá trình đóng rắn (trong vòng 1-2 giờ đầu) khi mà trong hệ tồn tại hàm lượng lớn Ca(OH)2 Sau đó khoáng sản phẩm jenite có thể tiếp tục kết hợp với Ca(OH)2 tạo thành các canxi silicat hiđrat khác với tỷ lệ CaO/SiO2 nhỏ hơn Đối với trường hợp tobermorite cùng tồn tại nhiều dạng với cấu trúc tinh thể khác nhau như 14 A0 tobermorite, 9 A0tobermorite… nhưng đều có xu hướng chuyển về dạng 11A0 torbemorite bền nhất trong sản phẩm AAC cuối cùng Đồng thời trong các điều kiện chưng áp, một số canxi silicat hiđrat khác như gyrolite, hilebrandit và xonotlite cũng ít nhiều hình thành