Nghiên cứu công nghệ sản xuất và khả năng chịu tải của gạch không nung trong dự án nhà ở xã hội

Sự cần thiết của đề tài

Đổi mới công nghệ và sử dụng vật liệu xây dựng không nung là cần thiết cho các địa phương trên toàn quốc Việt Nam tiêu thụ khoảng 20 tỷ viên gạch mỗi năm, và dự kiến đến năm 2020, lượng gạch cần cho xây dựng sẽ vượt quá 40 tỷ viên Việc sử dụng đất nung để đáp ứng nhu cầu này sẽ dẫn đến mất đất canh tác, ảnh hưởng đến an ninh lương thực, tiêu tốn nhiều than hóa thạch, gây chặt phá rừng và mất cân bằng sinh thái Hơn nữa, điều này còn gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và có hậu quả lâu dài.

Sử dụng công nghệ gạch không nung không chỉ khắc phục những nhược điểm của gạch truyền thống mà còn tạo công việc ổn định cho người lao động, phù hợp với chính sách của nhà nước và nguyện vọng của nhân dân Công nghệ này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí, mang lại lợi ích cho xã hội với công trình bền đẹp và hiệu quả kinh tế cao Với tài nguyên thiên nhiên ngày càng khan hiếm, việc áp dụng vật liệu xây dựng gạch không nung trở thành xu hướng tất yếu trong tương lai Theo Quyết định 1469/QĐ-TTg ngày 22/08/2014, đầu tư vào dây chuyền công nghệ sản xuất gạch không nung sẽ có mức độ cơ giới hóa và tự động hóa cao, tiết kiệm năng lượng và giảm ô nhiễm môi trường.

Mục tiêu nghiên cứu

Công nghệ và vật liệu thay thế đóng vai trò quan trọng trong phát triển bền vững, nhưng sự phát triển của vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường, đặc biệt là gạch không nung, vẫn chưa đạt được kỳ vọng Nghiên cứu công nghệ sản xuất và khả năng chịu tải của gạch không nung trong các dự án nhà ở xã hội là cần thiết để thúc đẩy phát triển kinh tế và ngành xây dựng, đồng thời bảo vệ môi trường Mục tiêu là tìm ra giải pháp nâng cao chất lượng và đặc tính sản phẩm cho các nhà máy sản xuất.

VLXKN đang gặp phải tình trạng lạc hậu trong ngành sản xuất gạch không nung, với năng lượng tiêu thụ cao và khối lượng tường xây lớn, dẫn đến chi phí xây dựng tăng Sản phẩm này có khả năng chịu tải tốt, đáp ứng nhu cầu xây dựng cho các dự án nhà ở xã hội, đồng thời giảm thiểu tác động đến môi trường, mang lại hiệu quả kinh tế - xã hội cao Đầu tư vào VLXKN yêu cầu vốn thấp, tiết kiệm hàng ngàn tỷ đồng và thời gian thi công nhanh chóng, hoàn toàn phù hợp với quy định tại Thông tư số 13/2017/TT-BXD về việc sử dụng vật liệu xây không nung trong các công trình sử dụng ngân sách Mục tiêu nghiên cứu của đề tài tập trung vào việc cải thiện và ứng dụng những ưu điểm của VLXKN trong xây dựng.

Nghiên cứu công nghệ sản xuất gạch không nung và các ƣu nhƣợc điểm của gạch không nung so với gạch nung truyền thống

Nghiên cứu tính chất cơ lý của gạch không nung thông qua thí nghiệm các mẫu gạch thực tế cho dự án nhà xã hội tại địa phương là cần thiết Trong kết cấu trung và cao tầng, hệ khung BTCT đóng vai trò là kết cấu chịu lực chính, trong khi hệ tường gạch đảm nhận chức năng bao che và vách ngăn Đối với các dự án nhà ở xã hội cho người thu nhập thấp, kiến trúc thường là một trệt, một lững với móng đơn và tường gạch chung, khiến hệ tường gạch trở thành kết cấu chịu tải cho tầng lững và toàn bộ tải trọng công trình Đề tài nghiên cứu nhằm làm rõ khả năng chịu tải ngắn hạn và dài hạn của gạch không nung trong các dự án nhà ở xã hội theo tiêu chuẩn thiết kế.

Mục tiêu của nghiên cứu là xác định khả năng chịu tải của gạch không nung trong dự án nhà ở xã hội khi chịu tác động của tải trọng động đất Gia tốc đỉnh a g sẽ được xác định theo phương pháp phân tích động lực gia tăng (IDA - Incremental Dynamic Analysis).

Đối tƣợng nghiên cứu

Để đánh giá chất lượng cường độ của gạch không nung trong các công trình nhà ở xã hội, nghiên cứu đã thu thập mẫu gạch từ dự án khu nhà ở xã hội Hưng Thịnh tại Bình Phước và từ các địa phương như Long An, Bến Tre, Vĩnh Long, Bình Dương Mục tiêu là đánh giá khả năng chịu tải của gạch không nung trong thực tế tại các dự án nhà ở xã hội lớn.

 Tên dự án: KHU NHÀ Ở XÃ HỘI HƢNG THỊNH

 Địa điểm: XÃ TIẾN HƯNG, THỊ XÃ ĐỒNG XOÀI, TỈNH BÌNH PHƯỚC

 Hình thức đầu tƣ: Xây mới

 Quy mô: Tầng Trệt + Tầng Lửng + Mái

Khu nhà ở xã hội Hưng Thịnh, thuộc dự án đầu tư của Công ty Cổ phần Đầu tư Tài chính Hưng Thịnh, tọa lạc tại xã Tiến Hưng, Thị xã Đồng Xoài, Tỉnh Bình Phước, bao gồm 350 căn hộ được chia thành 6 khu: A, B, C, D, E, G Mỗi căn hộ có thiết kế 01 Trệt + 01 Lửng + Mái tôn với diện tích đa dạng: 4mx10m, 4mx11m, và 6.5mx13m, đạt độ cao đỉnh mái (+6.500m) Công trình sử dụng kết cấu chịu lực chính là hệ gạch đá (gạch không nung) được xây dựng trên nền móng đá chẻ.

Những đóng góp mới của luận văn

Đề tài này sẽ phân tích khả năng chịu tải của gạch không nung trong các dự án nhà ở xã hội, dựa trên các tiêu chuẩn thiết kế và tải trọng động đất Qua đó, nghiên cứu sẽ đánh giá mức độ an toàn và độ bền của công trình khi đưa vào sử dụng Bên cạnh đó, đề tài cũng sẽ kiểm tra chất lượng gạch không nung trên thị trường thông qua các thí nghiệm mẫu gạch thực tế tại hiện trường và phòng thí nghiệm đạt chuẩn LAS.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm tính chất cơ lý của gạch không nung được cung cấp cho dự án nhà xã hội ở địa phương

Dựa trên số liệu thực nghiệm, bài viết mô phỏng khả năng chịu tải của gạch không nung trong dự án nhà ở xã hội, tuân thủ các tiêu chuẩn thiết kế và tải trọng động đất Học viên phân tích và đánh giá độ an toàn, độ bền của công trình khi đưa vào sử dụng, cũng như chất lượng gạch không nung trên thị trường.

Sử dụng các chương trình phần mềm phần tử hữu hạn ETABS, SAFE… để tính toán khả năng chịu tải của gạch trong dự án.

Kết quả đạt đƣợc

Xác định các tính chất cơ lý của gạch không nung là bước quan trọng thông qua việc thí nghiệm mẫu gạch thực tế Những mẫu gạch này được cung cấp cho dự án nhà xã hội tại địa phương, nhằm đảm bảo chất lượng và độ bền của vật liệu xây dựng.

Nghiên cứu khả năng chịu tải ngắn hạn và dài hạn của gạch không nung trong dự án nhà ở xã hội, dưới điều kiện tải trọng sử dụng theo các tiêu chuẩn thiết kế và tải trọng động đất, được thực hiện bằng phương pháp phần tử hữu hạn.

Nghiên cứu này cung cấp kết quả quan trọng cho việc tính toán và thiết kế công trình, đặc biệt là cho các dự án nhà ở xã hội dành cho người thu nhập thấp tại tỉnh Bình Phước Bên cạnh đó, những thông tin này cũng có thể được tham khảo cho các dự án thực tế tại tỉnh Long An trong tương lai.

TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG HIỆN NAY

Giới thiệu

Đổi mới công nghệ và sử dụng vật liệu xây dựng không nung là cần thiết cho sự phát triển bền vững của ngành xây dựng Vật liệu chiếm khoảng 70% giá thành công trình, vì vậy việc áp dụng công nghệ và vật liệu thay thế là xu hướng phù hợp Đánh giá tiềm năng và ứng dụng của các loại vật liệu mới cần dựa vào từng đối tượng và giá trị cụ thể Hướng đi tốt hiện nay là sử dụng công nghệ xanh, sạch và vật liệu tái tạo, kết hợp với vật liệu địa phương Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ và vật liệu mới gặp nhiều thách thức, bao gồm chi phí đầu tư, thói quen, cơ chế chính sách và vấn đề an toàn Để phát triển bền vững, cần gỡ bỏ đồng bộ những rào cản này.

Mỗi năm, Việt Nam tiêu thụ khoảng 20 tỉ viên gạch, và dự kiến đến năm 2020, nhu cầu này sẽ vượt quá 40 tỉ viên Việc sản xuất gạch đất nung để đáp ứng nhu cầu này sẽ dẫn đến sự mất mát lớn đất canh tác, ảnh hưởng nghiêm trọng đến an ninh lương thực Hơn nữa, quá trình sản xuất gạch sẽ tiêu tốn một lượng lớn than hóa thạch và củi, gây ra nạn chặt phá rừng, mất cân bằng sinh thái, và gia tăng ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và gây ra những hậu quả lâu dài.

Sử dụng công nghệ gạch không nung giúp khắc phục nhược điểm của các loại gạch truyền thống, tạo ra công việc ổn định cho người lao động và phù hợp với chính sách của Đảng và Nhà nước Công nghệ này không chỉ tiết kiệm thời gian và chi phí mà còn mang lại lợi ích cho xã hội, đồng thời đảm bảo công trình bền đẹp và hiệu quả kinh tế cao Việc áp dụng vật liệu xây dựng gạch không nung là xu hướng tất yếu trong tương lai, đặc biệt khi tài nguyên thiên nhiên ngày càng khan hiếm.

Quyết định 1469/QĐ-TTg ngày 22/08/2014 đã phê duyệt quy hoạch phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020, với định hướng đến năm 2030 Trong đó, việc đầu tư vào dây chuyền công nghệ sản xuất vật liệu xây không nung, đặc biệt là gạch không nung, sẽ được chú trọng, nhằm nâng cao mức độ cơ giới hóa và tự động hóa, tiết kiệm năng lượng và giảm ô nhiễm môi trường.

Tổng quan các công trình nghiên cứu trước

Trải qua hàng thế kỷ, phương pháp sản xuất gạch đã liên tục cải tiến, dẫn đến sự ra đời của gạch không nung như hiện nay Người Roma đã sản xuất gạch xây dựng từ vật liệu tương tự như xi măng Portland cách đây hơn 2000 năm Gạch không nung xuất hiện sau cách mạng công nghiệp, với khả năng sản xuất từ những năm 1800 nhờ phát minh ra xi măng Portland và quy trình sản xuất chuẩn hóa Ban đầu, gạch không nung được chế tạo trong khuôn gỗ, nhưng vào giữa thế kỷ 19, các cuộc cách mạng trong sản xuất gạch không nung đã diễn ra, nhờ vào máy móc mới giúp giảm giá thành và cải tiến chất lượng Sự phát triển của máy móc bằng sắt cho phép sản xuất gạch không nung trên quy mô lớn và tiêu chuẩn hóa quy trình sản xuất Do giá cả và sự thiếu hụt vật liệu, gạch không nung trở thành vật liệu xây dựng chính yếu, thúc đẩy sự tăng trưởng mạnh mẽ trong sản xuất công nghiệp Quá trình sản xuất đã chuyển từ thủ công sang bán tự động và hoàn toàn tự động, đồng thời việc đồng bộ hóa kích thước gạch giúp thi công dễ dàng hơn, dẫn đến sự phổ biến rộng rãi của gạch không nung Vào những năm 1920, chất lượng sản phẩm được nâng cao, thiết bị sản xuất được tiêu chuẩn hóa, góp phần vào sự phát triển của nhiều công trình kiến trúc.

Mỹ, đặc biệt là miền Tây - Trung nước Mỹ, đã chuyển sang sử dụng gạch không nung trong xây dựng Công nhân xây dựng sử dụng vật liệu với kích thước đồng nhất, giúp việc thi công trở nên dễ dàng hơn so với gạch nung hoặc đá tự nhiên Gạch không nung có kích thước lớn hơn, cho phép xây tường thẳng và đẹp hơn, đồng thời rút ngắn thời gian thi công và giảm thiểu nhân công Quá trình chuyển đổi từ gạch nung sang gạch không nung tại Mỹ vẫn đang tiếp diễn cho đến ngày nay, mang lại nhiều lợi ích cho các công trình kiến trúc tiêu chuẩn hóa.

Khái niệm về gạch không nung và công nghệ sản xuất gạch không nung

1.3.1 Khái quát về gạch không nung

Gạch không nung là loại gạch xây dựng không cần nung nóng để đạt cường độ cơ học, nhờ vào lực ép, rung và phản ứng hóa đá trong hỗn hợp Loại gạch này thường được gọi là gạch block, gạch bê tông, nhưng tên gọi này chưa phản ánh đầy đủ khái niệm Mặc dù gạch không nung được sử dụng rộng rãi trên thế giới, tại Việt Nam, tỷ lệ sử dụng vẫn còn thấp Theo quyết định số 567/QĐ-TTg, mục tiêu là phát triển vật liệu xây không nung chiếm 20-25% vào năm tới.

2015, 30-40% vào năm 2020, trong đó gạch block lần lƣợt chiếm tỉ trọng 74% và 70%. 1.3.2 Ƣu, nhƣợc điểm của gạch không nung

1.3.2.1.Ƣu điểm Đƣợc sản xuất từ công nghệ, thiết bị tiên tiến của quốc tế, đảm bảo chất lƣợng hoàn thiện, quy cách sản phẩm chuẩn xác phù hợp với các TCVN do Bộ xây dựng công bố

Sản xuất không sử dụng nguyên liệu đất sét và không đốt nhiên liệu như than hay củi, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu khói bụi, từ đó bảo vệ môi trường.

Sản phẩm này nổi bật với khả năng chịu lực cao, cách âm, cách nhiệt, chống cháy và chống nước, đồng thời có kích thước chuẩn xác và quy cách hoàn hảo hơn so với vật liệu nung Việc sử dụng sản phẩm giúp giảm thiểu kết cấu cốt thép, rút ngắn thời gian thi công, tiết kiệm vữa xây dựng và hạ giá thành hiệu quả.

Tạo ra đa dạng sản phẩm với nhiều màu sắc và kích thước khác nhau, nhằm thích ứng với tính đa dạng trong xây dựng và nâng cao hiệu quả kiến trúc.

Cơ sở sản xuất có thể phát triển với nhiều quy mô khác nhau, không bị giới hạn về mặt bằng sản xuất Đặc biệt, giá trị đầu tư vào cơ sở này thấp hơn so với vật liệu nung.

Khả năng chịu lực theo phương ngang yếu, không linh hoạt khi thiết kế kiến trúc với nhiều góc cạnh, dễ gây nứt tường do co giãn nhiệt

1.3.3 Phân loại gạch không nung

Trên thị trường gạch không nung hiện nay, sản phẩm được phân loại và đặt tên dựa vào nguyên liệu, phụ gia chính và công nghệ ép viên sử dụng Các loại gạch không nung này bao gồm nhiều loại khác nhau.

1.3.3.1 Gạch xi măng cốt liệu (gạch blốc (block))

Gạch xi măng cốt liệu, hay còn gọi là gạch blốc, được sản xuất từ xi măng kết hợp với các cốt liệu như mạt đá, cát vàng, cát đen, xỉ nhiệt điện và phế thải công nghiệp Loại gạch này nổi bật với cường độ chịu lực trên 80 kg/cm², khả năng chống thấm, cách âm và cách nhiệt tốt, cùng với tỉ trọng lớn thường trên 1.900 kg/m³ Gạch xi măng cốt liệu được khuyến khích sử dụng rộng rãi vì đáp ứng tốt các tiêu chí kỹ thuật và môi trường Dễ dàng thi công với vữa thông thường, loại gạch này rất phù hợp cho các công trình cao tầng nhờ vào khả năng tạo đối trọng và kết cấu vững chắc Đối với những công trình không yêu cầu đối trọng lớn, gạch cốt liệu kết cấu lỗ với khối lượng thể tích nhỏ vẫn đảm bảo độ bền và sự vững chãi cần thiết.

Hình 1.1 Gạch Block 2 lỗ Gạch Block 3 lỗ Gạch Block 4 lỗ

1.3.3.2 Gạch không nung bê tông nhẹ (AAC)

Gạch bê tông nhẹ, hay còn gọi là bê tông khí chưng áp (AAC - Aerated Autoclave Concrete), được sản xuất dưới dạng block hoặc tấm và đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 7959: 2011 Với tỷ trọng chỉ bằng 1/2 hoặc 1/3 so với gạch đất nung thông thường, gạch AAC có cấu trúc khí chiếm 80% thể tích, giúp nó nổi trên mặt nước, cách âm và cách nhiệt vượt trội, đồng thời chống cháy hiệu quả Bề mặt mịn của viên gạch cho phép xây tường mà không cần trát vữa, chỉ cần bả sơn Với trọng lượng thể tích từ 400 - 1000 kg/m3, gạch bê tông nhẹ thường được sử dụng trong các công trình cao tầng hoặc trên nền móng yếu.

Hình 1.2: Gạch không nung bê tông nhẹ (AAC) 1.3.3.3 Gạch bê tông nhẹ bọt (CLC)

Gạch bê tông nhẹ bọt (CLC - Cellular Lightweight Concrete) được sản xuất dưới dạng block hoặc vữa trộn sẵn, đáp ứng tiêu chuẩn TCVN: 9029 - 2011 Sản phẩm sử dụng xi măng Portland làm chất kết dính, cát làm cốt liệu, cùng với chất tạo bọt hoặc chất tạo khí và phụ gia khoáng hoặc hóa học, được đóng rắn trong điều kiện tự nhiên mà không cần áp suất Công nghệ sản xuất gạch bê tông nhẹ bọt đơn giản và có chi phí đầu tư thấp, khác với sản xuất bê tông khí chưng áp Quá trình sản xuất gạch bê tông nhẹ bọt bao gồm việc tạo bọt bằng máy, sau đó trộn bọt với vữa bê tông và phụ gia, rồi đổ khuôn hoặc bơm trực tiếp vào công trình có cốp pha.

Hình 1.3 Gạch bê tông nhẹ bọt (CLC) 1.3.3.4 Các loại gạch không nung khác

Gạch đất không nung là gạch polymer khoáng hóa từ khoáng sét, có dạng block đặc hoặc rỗng với tỷ lệ lên đến 35% Khối lượng thể tích của gạch dao động từ 1,9 đến 4 kg/viên, nặng hơn so với gạch đất sét nung Chất kết dính bao gồm xi măng portland, vôi và phụ gia, trong khi cốt liệu được làm từ các loại cát, sỏi, mạt đá, tro, xỉ và phế thải rắn trong xây dựng và công nghiệp Phương pháp sản xuất chủ yếu là ép bán khô Tuy nhiên, do chưa có tiêu chuẩn quốc gia cho sản phẩm này, việc áp dụng gạch đất không nung tại Việt Nam gặp nhiều khó khăn và chưa phổ biến.

Gạch silicate là vật liệu xây dựng không nung được sản xuất từ vôi, cát hoặc các phế thải chứa ôxyt silic cao như tro và xỉ than, kết hợp với nước Quá trình sản xuất bao gồm việc tạo hình bằng phương pháp ép bán khô, sau đó sản phẩm được hấp ở nhiệt độ từ 160 đến 220 độ C và áp suất 12 đến 16 Mpa Gạch silicate phải đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 2118 - 1994 và được ứng dụng rộng rãi trong ngành xây dựng cũng như trang trí các công trình Loại gạch này phổ biến tại nhiều quốc gia ở Châu Âu, Châu Úc và Châu Phi.

Hình 1.5: Sản phẩm gạch canxi silicat 1.3.4 Kích thước gạch không nung phân ra 3 nhóm chính

1.3.4.1 Nhóm thứ nhất: Gạch có kích thước phù hợp để xây dựng công trình phụ- gạch không nung truyền thống

1.3.4.2 Nhóm thứ hai: Gạch không nung có kích thước bằng với gạch tuynel… bao gồm 2 loại đặc hoặc lỗ

- Gạch đặc hoặc gạch 02 lỗ: 220x105x60 mmm; 210x100x60 mm

- Ở miền Bắc và Bắc Trung Bộ: gạch 06 lỗ có kích thước 220x150 x106 mm

- Ở miền Trung: Gạch 06 lỗ có kích thước 75x115x175 mm

- Ở các tỉnh Nam Trung bộ và Nam Bộ gạch 02 lỗ có kích thước khoảng 50x85x170 mm

1.3.4.3 Nhóm thứ ba: Gạch không nung Block rỗng có kích thước 390x190x190 mm; 390x150x190 mm; 400x200x200 mm; 400x100x200 mm

Bảng 1.1: Một số kích thước của gạch không nung thông dụng ở Việt Nam

STT Tên gạch Kích thước Ghi chú

1 Gạch đặc 220mm x 105mm x 60mm

Gạch xi măng cốt liệu (Gạch block)

2 Gạch rỗng 2 thành vách 390mm x 100mm x 190mm

Nguyên liệu chính trong sản xuất gạch không nung

1.4.1 Gạch block: Đƣợc làm từ nguyên liệu đá mi, cát, xi măng và phụ gia Chất kết dính là xi măng portland, còn cốt liệu là cát, sạn, sỏi, mạt đá, bụi đá và các loại tuơng đương Đặc tính cơ lí của sản phẩm phụ thuộc chủ yếu vào lượng xi măng sử dụng kế đến là công nghệ sản xuất và phụ gia thêm vào Loại này đuợc dùng khá phổ biến ở các tỉnh phía Bắc trong các công trình phụ hoặc các công trình kiên cố, xây các kết cấu chịu lực hoặc không chịu lực

1.4.2 Gạch bê tông khí chƣng áp AAC:

Gạch không nung AAC được sản xuất bằng cách sử dụng vôi và xi măng, sau đó đóng rắn trong lò chưng áp suất cao Phương pháp này tiêu thụ ít năng lượng hơn so với nung gạch truyền thống, khi vẫn sử dụng than hoặc điện để đốt lò hơi Đặc biệt, gạch AAC phải đáp ứng tiêu chuẩn xây dựng TCVN 7959:2011 để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

1.4.3 Gạch bê tông CLC – (Cenllular lightwieght concrete)

Gạch bê tông nhẹ (CLC) được sản xuất từ các thành phần cơ bản như xi măng, tro bay nhiệt điện, cát mịn và phụ gia tạo bọt hữu cơ hoặc vô cơ Công nghệ tạo bọt giúp giảm tỷ trọng của viên gạch xuống từ 350 kg/m³ đến 800 kg/m³, mang lại khả năng cách ly nhiệt tốt Điều này đã trở thành ưu điểm nổi bật của loại gạch này Nhiều sản phẩm CLC tại Việt Nam đã được kiểm định chất lượng vượt tiêu chuẩn TCXDVN:2004 về cường độ chịu nén cho tỷ trọng 800 kg/m³ (D800).

1.4.4 Các loại gạch không nung khác

Gạch không nung thường được sản xuất từ các nguyên liệu như xỉ than, đất đồi núi kém chất lượng, và phế thải công nghiệp, xây dựng, kết hợp với phụ gia vôi bột để tạo độ đông kết Tùy thuộc vào điều kiện kinh tế, xi măng có thể được thêm vào để tăng cường độ bền Công nghệ sản xuất chủ yếu là thủ công, sử dụng phương pháp đổ khuôn và nén bằng tay, dẫn đến gạch có độ chịu lực thấp, lực nén yếu và khả năng hút nước cao Ngoài ra, một số loại đá khoáng tự nhiên như đá chẻ, đá ong, và đá silicat cũng có thể được sử dụng để sản xuất gạch.

Hình 1.6 Nguyên liệu sản xuất gạch không nung thông dụng

Giới thiệu công nghệ sản xuất vật liệu xanh hiện nay

Công nghệ sản xuất gạch không nung hiện đại sử dụng thiết bị tiên tiến, đảm bảo chất lượng và quy cách sản phẩm chính xác, đáp ứng tiêu chuẩn TCVN của bộ xây dựng Loại vật liệu này có nhiều tính năng ưu việt, là giải pháp xây dựng tiết kiệm năng lượng, đang được Việt Nam khuyến khích mở rộng sử dụng Ngoài ra, các công nghệ liên quan cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển gạch không nung.

Công nghệ CarbonCure mang đến cho các nhà sản xuất bê tông toàn cầu cơ hội tái chế khí thải CO2 thành bê tông, cải thiện hiệu suất môi trường, vật liệu và kinh tế Việc chuyển đổi CO2 thành chất rắn trong bê tông không chỉ tăng cường độ nén mà còn giúp giảm lượng xi măng cần thiết, từ đó tiết kiệm chi phí cho nhà sản xuất.

CO2 được thu hồi từ các thiết bị phát thải công nghiệp, sau đó được tinh chế, lưu trữ và phân phối cho các nhà sản xuất bê tông Tại các nhà máy sản xuất bê tông, công nghệ CarbonCure phun CO2 lỏng vào xe tải hoặc máy trộn Khi CO2 lỏng được thêm vào bê tông ướt, nó sẽ phản ứng với các ion canxi từ xi măng, tạo ra các hạt carbon canxi nano, tồn tại vĩnh viễn trong bê tông Những hạt nano này giúp tăng cường độ bền của bê tông lên 10-20% thông qua cơ chế đông cứng hạt tinh thể Trên thế giới, hai loại công nghệ này đã được phổ biến rộng rãi.

Công nghệ bê tông nhẹ

• Bê tông khí chƣng áp (Autoclaved Aerated Concrete - AAC)

• Bê tông bọt khí (Cellular Lightweight Concrete - CLC)

Cả hai công nghệ này sử dụng nguyên lý đưa bọt khí vào hỗn hợp vữa xi măng để giảm trọng lượng và nâng cao chất lượng sản phẩm Với cấu trúc bọt khí chiếm tới 80% bên trong viên gạch, đặc tính này giúp tiết kiệm vật liệu cho khung, móng, tường, giảm tải cho công trình, đồng thời dễ dàng trong việc vận chuyển và thi công.

1.5.2 Quy trình sản xuất bê tông nhẹ

Công đoạn tập kết nguyên vật liệu

Các nguyên vật liệu chính (xi măng, cát, tro bay) đƣợc vận chuyển đến nhà máy bằng các phương tiện khác nhau:

Xi măng được vận chuyển bằng xe stec và bơm vào các silo chứa của trạm trộn Cát được chuyển đến bằng xe ben tự đổ và được tập kết tại các kho bãi trên mặt bằng của trạm trộn.

Tro bay: Đƣợc vận chuyển bằng các xe ben tự đổ và chứa trong nhà kho chứa Công đoạn sản xuất hỗn hợp bê tông nhẹ

Quá trình sản xuất diễn ra hoàn toàn tự động nhờ vào hệ thống phần mềm điện tử điều khiển, đảm bảo độ chính xác cao Tùy thuộc vào từng loại cấp phối thiết kế, hệ thống sẽ tự động định lượng xi măng, nước, cát và tro bay (nếu có) vào máy trộn cưỡng bức trục đứng, đồng thời kiểm soát tốc độ và thời gian trộn hỗn hợp vữa.

Dung dịch tạo bọt Mearlcrete® được pha trộn với nước và bơm vào máy tạo bọt, sau đó dưới áp suất khí nén, bọt được tạo ra và phun vào máy trộn cùng với hỗn hợp vữa Kết quả là hỗn hợp bê tông bọt được hình thành khi vữa và bọt khí được trộn đều Tùy thuộc vào yêu cầu của Chủ đầu tư hoặc khách hàng, sản phẩm có thể là gạch block bê tông nhẹ hoặc hỗn hợp bê tông nhẹ thương phẩm.

1.5.3 Quá trình phát triển thiết bị sản xuất gạch không nung

1.5.3.1 Đối với máy ép gạch không nung thủ công

Số lượng nhân công: 02÷03 người trong đó:

1 nhân công vận hành máy ép chính

1.5.3.2 Đối với máy ép gạch không nung bán tự động

Số lƣợng: 03÷05 nhân công trong đó:

1 nhân công vận hành máy ép chính

1 nhân công cấp xi măng

1.5.3.3 Đối với máy sản xuất gạch không nung tự động

1 nhân công điều khiển (yêu cầu thông hiểu cơ bản về điện, thủy lực, cơ khí)

1 nhân công cấp xi măng, pallet

1.5.3.4 Đối với dây chuyền sản xuất gạch không nung tự động hoàn toàn

1 nhân công vận hành tủ điều khiển (yêu cầu thông hiểu cơ bản về điện, thủy lực, cơ khí)

1 Nhân công lái xúc lật cấp liệu

1 nhân công lái xe nâng; 2 nhân công ra gạch, dỡ gạch khỏi pallet và tưới nước thủy hóa.

Quy trình sản xuất gạch không nung

• Bước 1: làm khô nguyên liệu như đất, cát đến khi còn từ 12-15% độ ẩm thì mang đến công đoạn thứ 2

• Bước 2: đem đất cát đi nghiền mịn, trộn với phụ gia trong các thiết bị nghiền trộn theo công thức khoa học

• Bước 3: Ủ hỗn hợp trên với vôi từ 15-18%

• Bước 4: Tiếp tục ủ với cát, chất thải xây dựng và phụ gia khác

Bước 5 trong quy trình sản xuất gạch không nung là ép định hình gạch bằng máy ép, đây là công đoạn quan trọng nhất để đảm bảo chất lượng viên gạch đạt tiêu chuẩn quốc gia gạch nhẹ chưng áp AAC TCVN 7959:2011, bao gồm các thông số kỹ thuật cần thiết.

1.6.1 Xử lý đất Đất nguyên liệu đƣợc lựa chọn và khai thác theo yêu cầu tiêu chuẩn của công nghệ sản xuất, sau đó được xây nhuyễn trước khi mang đi phối trộn với hỗn hợp (Hình 1.8)

Hình 1.7 Quy trình sản xuất gạch không nung 1.6.2 Phối trộn hỗn hợp nguyên liệu

Cấp nguyên liệu được thực hiện thông qua các phễu chứa liệu (PL1200 đến PL1600), băng tải liệu, cân định lượng và bộ phận cài đặt phối liệu Sau khi nguyên liệu được đưa đầy vào phễu nhờ máy xúc, một phần nguyên liệu sẽ được chuyển xuống bàn cân theo công thức phối trộn đã được cài đặt trước, đảm bảo cấp phối bê tông theo quy định Quá trình này giúp nguyên liệu được cung cấp chính xác theo công thức đã thiết lập.

Hỗn hợp nguyên liệu bao gồm đá mi, cát, xi măng và phụ gia được trộn với tỉ lệ nước thấp bằng máy trộn cưỡng bức trước khi được đưa vào khuôn ép.

Hình 1.8: Đất được xay nhuyễn trước Hình 1.9: Vật liệu được phối trộn khi phối trộn trong máy trộn cƣỡng bức

Cốt liệu như mạt đá, cát, xỉ nhiệt điện và phế thải công nghiệp được kết hợp với nước và xi măng trong máy trộn tự động theo quy định cấp phối Nguyên liệu được trộn đều trong thời gian cài đặt, sau đó hỗn hợp được tự động chuyển vào ngăn phân chia nguyên liệu tại khu vực máy tạo hình nhờ hệ thống băng tải.

Hỗn hợp nguyên liệu bao gồm đá mi, cát, xi măng và phụ gia được trộn đều với tỉ lệ nước thấp, sau đó được ép thành mẫu bằng khuôn thép 3 lỗ.

Máy tạo hình sử dụng hệ thống thủy lực để hoạt động theo cơ chế ép kết hợp với rung, tạo ra lực rung ép lớn giúp hình thành các viên gạch block đồng đều và chất lượng cao Việc phối trộn nguyên liệu cùng với bộ phận tạo hình nhờ ép rung là hai yếu tố quan trọng để sản xuất ra sản phẩm theo ý muốn.

Hình 1.11: Sản phẩm đƣợc đƣa ra sau quá trình ép mẫu (1)

Bộ phận tự động ép mặt giúp tạo màu bề mặt cho gạch tự chèn, trở nên không cần thiết nếu không sản xuất gạch này Máy tự động chuyển gạch có khả năng xếp từng khay gạch vào vị trí định trước, cho phép chuyển gạch vừa sản xuất đến nơi dưỡng hộ hoặc máy sấy Nếu dây chuyền có máy sấy, gạch sẽ hoàn thiện kết cấu và có thể đóng gói sau 24 giờ; ngược lại, gạch cần được dưỡng hộ từ 10 đến 28 ngày để đạt kết cấu mong muốn.

Hình 1.12 Dây chuyền công nghệ tự động hoá

ĐÁNH GIÁ THỰC NGHIỆM TÍNH CƠ LÝ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG

Giới thiệu và chỉ tiêu cơ lý của gạch đƣợc công bố của nhà sản xuất

Gạch xi măng cốt liệu, hay còn gọi là gạch Block và gạch bê tông cốt liệu, là loại gạch không nung được sản xuất từ mạt đá xi măng trộn với nước và phụ gia theo tỷ lệ nhất định Sau khi được ép thành hình và trải qua quá trình dưỡng hộ, gạch đạt được cường độ cao, phù hợp cho nhiều ứng dụng xây dựng.

Theo mác gạch, gạch bê tông đƣợc phân thành các loại M3,5; M5,0; M7,5; M10,0: M12,5; M15,0; và M20,0.

Một số chỉ tiêu khác của gạch xi măng cốt liệu

- Cường độ chịu nén cao

Cách âm, cách nhiệt tốt:

- Các loại gạch xi măng cốt liệu tạo nên những bức tường xây có nhiều thành vách tăng tính cách âm, cách nhiệt tốt hơn

+ Hệ số dẫn nhiệt ≤ 0.6 W/mok và đạt giới hạn chịu lửa trên 240 phút

+ Hệ số cách âm tối thiểu trên 35 db

Hình dạng

Một số hình dạng của gạch bê tông đƣợc thể hiện

Hình 2.1: 1a-gạch rỗng; 1b-gạch đặc.

Ký hiệu kích thước cơ bản

Ký hiệu kích thước cơ bản của viên gạch bê tông được thể hiện ở Hình 2

2- thành dọc; l - chiều dài; b - chiều rộng; h - chiều cao; t - chiều dày thành

Hình 2.2 - Ký hiệu kích thước cơ bản của viên gạch bê tông

Ký hiệu sản phẩm

Ký hiệu viên gạch bê tông đƣợc ghi theo thứ tự sau: loại-mác-chiều dàixchiều rộngxchiều cao-số hiệu tiêu chuẩn

+ Gạch bê tông đặc thường, mác 7,5 MPa, chiều dài 220 mm, chiều rộng 105 mm, chiều cao 60 mm, phù hợp với TCVN 6477:2016 đƣợc ký hiệu: GĐt-M7,5- 220x105x60-TCVN 6477:2016

Hình 2.3 Gạch đặc + Gạch bê tông rỗng trang trí, mác 10,0 MPa, chiều dài 210 mm, chiều rộng

100 mm, chiều cao 60 mm, phù hợp với TCVN 6477:2016 đƣợc ký hiệu: GRtt- M10,0-210x100x60-TCVN 6477:2016

Yêu cầu kỹ thuật

2.6.1 Kích thước và mức sai lệch

Yêu cầu kích thước của các loại gạch và mức sai lệch cho phép được quy định trong Bảng 2.1

Bảng 2.1 - Kích thước và mức sai lệch kích thước của viên gạch bê tông

Kích thước tính bằng milimet

Mức sai lệch cho phép

Mức sai lệch Cho phép

Chiều dày thành ở vị trí nhỏ nhất, t, không nhỏ hơn

Gạch block sản xuất theo công nghệ rung ép

Gạch ống sản xuất theo công nghệ ép tĩnh

CHÚ THÍCH: Có thể sản xuất các loại gạch bê tông có kích thước khác theo yêu cầu của khách hàng

- Màu sắc của viên gạch trang trí trong cùng một lô phải đồng đều

- Khuyết tật ngoại quan đƣợc quy định tại Bảng 2.2

Bảng 2.2 Khuyết tật ngoại quan cho phép

Mức cho phép theo loại gạch Gạch thường Gạch trang trí

1 Độ cong vênh trên bề mặt, mm, không lớn hơn 3 1*

2 Số vết sứt vỡ ở các góc cạnh sâu (5 ÷ 10) mm, dài (10 ÷

3 Vết sứt vỡ sâu hơn 10 mm, dài hơn 15 mm Không cho phép

4 Số vết nứt có chiều dài đến 20 mm, không lớn hơn 1 0

5 Vết nứt dài hơn 20 mm Không cho phép

* không áp dụng đối với gạch trang trí có bề mặt sần sùi hoặc Iƣợn sóng

- Độ rỗng của viên gạch không lớn hơn 65 %

2.6.3 Yêu cầu về tính chất cơ lý

Cường độ chịu nén, khối lượng, độ hút nước và độ thấm nước của viên gạch bê tông nhƣ quy định trong Bảng 2.3

Bảng 2.3 Yêu cầu cường độ chịu nén, độ hút nước và độ thấm nước

Cường độ chịu nén, MPa Khối lƣợng viên gạch, kg, không lớn hơn Độ hút nước,

% khối lƣợng, không lớn hơn Độ thấm nước, L/m 2 h, không lớn hơn

Trung bình cho ba mẫu thử, không nhỏ hơn

Nhỏ nhất cho một mẫu thử Gạch xây không trát

Hình 2.5 Gạch xi măng cốt liệu

Yêu cầu gạch xi măng cốt liệu cho công trình xây dựng

Tường bao ngoài tòa nhà:

Yêu cầu độ dày tương xây chưa trát: ≥ 190mm (190/ 200)

Loại gạch: Gạch đặc hoặc gạch lỗ rỗng ≥ 3 thành vách, có khả năng cách nhiệt, cách âm và chống thấm tốt

Tường chia phòng: Độ dày tường xây chưa trát: ≥ 150mm (150/ 190)

Loại gạch: Gạch đặc hoặc gạch lỗ rỗng ≥ 2 thành vách, có khả năng cách nhiệt, cách âm và chống thấm tốt

Dùng gạch đặc hoặc gạch lỗ rỗng 4 thành vách

Tường xây có cốt thép:

Dùng gạch, đục lỗ thủng đáy, cho khuyết 2 đầu, khi xếp gạch so le cần lưu ý các lỗ phải thẳng hàng giữa tầng trên và tầng dưới.

Tiêu chí chống thấm và bảo đảm chất lƣợng của gạch xi măng cốt liệu sử dụng cho công trình

Chỉ tiêu chống thấm của gạch xây là khả năng ngăn nước xuyên qua vật liệu, và nếu cốt liệu không được lèn chặt, gạch có thể bị thấm nước Gạch xi măng cốt liệu phải đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 6477:2016, giúp tường xây bao ngoài chống chịu mưa bão, duy trì độ bền cho lớp vữa và sơn phủ Đối với tường xây bên trong, gạch chống thấm ngăn chặn sự lan rộng của nước, dễ dàng khắc phục và sửa chữa Gạch có khả năng chống thấm giúp tường luôn khô ráo, bền vững, và ngăn ngừa nấm mốc do độ ẩm Sản phẩm cần đảm bảo tiêu chuẩn TCVN 6477:2016.

Giới thiệu phương pháp thí nghiệm gạch Block theo tiêu chuẩn 23

2 9.1 Xác định cường độ chịu nén

Cường độ chịu nén được xác định dựa trên lực nén làm phá hủy viên gạch có kích thước thực

Thước lá thép có vạch chia đến 1 mm;

Tấm kính để làm phẳng bề mặt vữa trát lên mẫu thử;

Bay, chảo để trộn hồ xi măng;

Máy nén có thang lực thích hợp để khi nén tải trọng nằm trong khoảng 20 % đến 80 % tải trọng lớn nhất của máy Không nén mẫu ngoài thang lực trên

Mẫu thử được tạo ra từ ba viên gạch có kích thước thực theo tiêu chuẩn 1.2 Để trộn hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn, sử dụng xi măng poóc lăng phù hợp với TCVN 2682:2009 hoặc xi măng poóc lăng hỗn hợp theo TCVN 6260:2009, cùng với nước đạt tiêu chuẩn TCVN 4506:2012.

Trát hồ xi măng vừa trộn lên hai mặt chịu nén của viên gạch Mặt chịu nén của viên gạch là mặt chịu lực chính khi xây

Để đảm bảo bề mặt lớp trát phẳng, cần sử dụng tấm kính, tránh tình trạng lồi lõm và bọt khí Độ dày của lớp trát không vượt quá 3 mm, và hai mặt của lớp trát phải song song với nhau.

Sau khi trát, mẫu thử cần được lưu trữ trong phòng thí nghiệm ở điều kiện tự nhiên ít nhất 72 giờ trước khi tiến hành thử nghiệm Mẫu thử sẽ được nén với độ ẩm tự nhiên.

Khi cần thử nhanh, xi măng alumin theo TCVN 7569:2007 hoặc thạch cao khan có thể được sử dụng để trát phẳng bề mặt viên gạch Mẫu thử cần được giữ trong phòng thí nghiệm với điều kiện tự nhiên ít nhất 16 giờ trước khi tiến hành thử nghiệm.

Đo kích thước hai mặt chịu nén của mẫu thử với độ chính xác 1 mm Đặt mẫu thử lên thớt dưới của máy nén sao cho tâm mẫu thử trùng với tâm thớt nén Tốc độ tăng tải cần duy trì đều, đạt 0,6 N/mm² ± 2 N/mm² trong 1 giây.

Cường độ nén (R) trên toàn viên gạch được tính bằng N/mm2 theo công thức

P: là lực nén phá hủy, tính bằng Newton

S: là giá trị trung bình cộng toàn bộ diện tích hai mặt nén, tính bằng mm2 2.9.5 Kết quả đƣợc tính nhƣ sau:

Để tính giá trị trung bình của các kết quả thử nghiệm, cần loại bỏ những giá trị có sai lệch lớn hơn 15% so với giá trị trung bình Kết quả cuối cùng sẽ là giá trị trung bình cộng của các giá trị hợp lệ còn lại, được làm tròn đến 0,1 N/mm2 Nếu giá trị lớn nhất và nhỏ nhất có độ lệch quá 15% so với cường độ nén của viên mẫu trung bình, cả hai kết quả này cũng sẽ bị loại bỏ Cuối cùng, cường độ nén của tổ mẫu sẽ được xác định dựa trên cường độ nén của viên mẫu còn lại.

Để tính tổng thể tích viên gạch, bạn có thể sử dụng cát để đổ vào các lỗ rỗng của viên gạch nhằm xác định thể tích phần rỗng Từ kết quả này, bạn sẽ tính được tỷ lệ phần trăm thể tích phần rỗng so với tổng thể tích của viên gạch.

Dụng cụ và vật liệu thử

- Cân kỹ thuật, chính xác tới 1g

- Thước đo có độ chia đến 1mm

Mẫu thử bao gồm 3 viên gạch nguyên, cần đo kích thước chiều dài, rộng và cao, với trị số đo mỗi chiều là giá trị trung bình cộng của 4 cạnh tương ứng Đổ cát vào các phần rỗng của mẫu thử, và đối với các phần rỗng ở đầu mẫu thử, cần áp sát các miếng kính để tạo thành lỗ rỗng Cát phải được thả tự nhiên theo phương thẳng đứng, với miệng phễu đổ cát cách miệng lỗ rỗng 10cm Cuối cùng, cân lượng cát ở toàn bộ các phần rỗng của mẫu thử.

Chú thích: trong quá trình thử không được rung hoặc lắc mẫu thử làm cho cát chặt lại

2.9.8 Đánh giá kết quả Độ rỗng mẫu thử (Yr), tính bằng %, theo công thức:

L, b, h: là chiều dài, rộng, cao của mẫu thử tính bằng cm

Vr: là thể tích phần lỗ rỗng, tính bằng cm3, theo công thức

MC: là khối lƣợng cát trong các lỗ rỗng, tính bằng gam

PV: là khối lƣợng thể tích của cát, xác định theo TCVN 7572-6:2006, tính bằng g/cm3

Kết quả độ rỗng là giá trị trung bình cộng của 3 mẫu thử, chính xác tới 0,1% Xác định độ thấm nước

Nguyên tắc thí nghiệm là đổ nước vào một mặt của mẫu thử được đặt trong nước, từ đó xác định thể tích nước thấm qua mẫu trong một đơn vị thời gian và diện tích của mẫu thử.

Thiết bị thử độ thấm nước (hình 3) được chế tạo bằng tôn tráng kẽm hoặc đồng lá

Để đảm bảo không xảy ra rò rỉ nước, các mối hàn và bu lông chốt cần phải chắc chắn Ống đo nước có đường kính từ 35 mm đến 45 mm và được thiết kế với vạch chia độ chính xác đến 2 ml.

Kích thước tính bằng milimet

Hình 2.6: Sơ đồ thiết bị thử độ thấm nước

Số lượng mẫu thử gồm 3 viên gạch nguyên, với mặt thử là mặt ngoài của tường xây Sử dụng hồ xi măng để trải một lớp rộng 15 mm ± 3 mm và dày 2 mm ± 1 mm xung quanh các cạnh mẫu thử Cuối cùng, dùng miếng kính để làm phẳng lớp hồ xi măng.

Sau khi trát, mẫu thử cần được để trong phòng thí nghiệm ít nhất 3 giờ Tiếp theo, mẫu phải được ngâm trong nước sạch trong khoảng thời gian 24 giờ ± 2 giờ, đảm bảo các viên cách nhau và cách thành bể tối thiểu 50 mm, với mặt nước cao hơn mặt mẫu thử ít nhất 20 mm.

Vớt mẫu ra và đo phần diện tích tiếp xúc với mặt thấm nước

Cặp chặt thiết bị thử vào mẫu và kiểm tra sự rò rỉ nước tại các điểm tiếp xúc Nếu phát hiện rò rỉ, cần xử lý lại Đặt mẫu thử vào nước với bề mặt cao hơn mặt nước 10 mm ± 2 mm và đổ nước vào ống chia độ đến mức cao hơn mặt nước 10 mm ± 2 mm.

120 phút ± 5 phút đo thể tích nước thấm qua mẫu trong ống chia độ

+ Đánh giá kết quả Độ thấm nước (H) được tính bằng ml/m2.h, theo công thức:

V: là thể tích nước thấm qua mẫu, tính bằng mililit

S: là diện tích mặt mẫu tiếp xúc với mặt thấm nước, tính bằng m2 t: là thời gian nước thấm qua, tính bằng giờ

Kết quả độ thấm nước là giá trị trung bình cộng của 3 mẫu thử, chính xác tới 1ml/m2.h Xác định độ hút nước theo TCVN 6355 – 2009

Ghi nhãn, bảo quản và vận chuyển

+ Ghi nhãn: gạch block trong lô phải có ký hiệu của cơ sở sản xuất Số gạch có kí hiệu không ít hơn 50% số gạch block trong lò

+ Khi xuất xưởng, phải có giấy chứng nhận phù hợp của lô gạch đó đối với những yêu cầu của tiêu chuẩn này

+ Gạch block đƣợc xếp ngay ngắn theo từng lô

Gạch block được vận chuyển bằng nhiều phương tiện khác nhau và được chèn cẩn thận để tránh tình trạng sứt vỡ Trong quá trình bốc dỡ và vận chuyển, cần tránh việc ném hay đổ đống gạch.

Hình 2.7 Gạch không nung thành phẩm 2.10 Ứng dụng gạch Block không nung trên các công trình xây dựng

Việc ứng dụng gạch không nung trong xây dựng mang lại nhiều tính năng và lợi ích rõ rệt, mặc dù vẫn còn một số khó khăn tại Việt Nam Tuy nhiên, với quyết tâm của toàn xã hội, gạch không nung sẽ trở thành xu hướng tất yếu trong tương lai Điều này không chỉ áp dụng cho các công trình trọng điểm mà còn cho nhiều công trình khác, góp phần "xanh hóa" ngành xây dựng và giúp ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp.

Hình 2.8: Sử dụng gạch Block làm nền, trang trí bồn hoa

Hình ảnh 2.9: Sử dụng gạch không nung trong xây dựng hàng rào

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CƯỜNG ĐỘ

Giới thiệu

Để đánh giá chất lượng cường độ của gạch không nung trong các công trình nhà ở xã hội, nghiên cứu đã thu thập mẫu gạch từ một dự án lớn tại Bình Phước, cụ thể là khu nhà ở xã hội Hưng Thịnh ở xã Tiến Hưng, thị xã Đồng Xoài Đồng thời, mẫu gạch cũng được lấy từ thị trường tại các địa phương như Long An, Bến Tre, Vĩnh Long và Bình Dương.

Các mẫu gạch đã được thu thập và thử nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN 5573:2011 về kết cấu gạch đá và TCVN 6477:2016 về gạch bê tông Việc xác định cường độ của gạch không nung được thực hiện tại Trung Tâm Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Xây Dựng (REACTEC), tại phòng thí nghiệm tổng hợp LAS-XD187.

Hình 3.1 Dự án khu nhà ở xã hội Hƣng Thịnh

Hình 3.2 Hiện trạng tổng thể Khu E, dự án khu nhà ở xã hội Hƣng Thịnh

Hình 3.3 Căn hộ điển hình, dự án khu nhà ở xã hội Hƣng Thịnh

Công tác lấy mẫu

Đề tài nghiên cứu đã thu thập mẫu gạch không nung từ dự án nhà ở xã hội Hưng Thịnh tại Bình Phước, với quy mô lớn Các mẫu gạch này được lấy từ các viên gạch đã thi công thực tế trên vách căn hộ, sau đó được khoan, cắt và đưa về phòng thí nghiệm để phân tích Ngoài ra, mẫu gạch cũng được thu thập từ các địa phương như Long An, Bến Tre, Vĩnh Long và Bình Dương, từ các dự án xây dựng hoặc các điểm bán vật liệu xây dựng.

Hình 3.4 Lấy mẫu tại hiện trường, dự án khu nhà ở xã hội Hưng Thịnh

Hình 3.5 Lấy mẫu tại hiện trường, dự án khu nhà ở xã hội Hưng Thịnh

Hình 3.6 Tập hợp mẫu gạch tại phòng thí nghiệm

Hình 3.7 Mẫu gạch sau khi được gia công trước khi nén

Công tác thí nghiệm

Các mẫu gạch không nung được thu thập và tập hợp tại Phòng Thí Nghiệm Tổng Hợp LAS-XD187, thuộc Trung Tâm Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Xây Dựng (REACTEC) Những mẫu gạch này được gia công và đánh giá theo tiêu chuẩn TCVN 5573:2011 về kết cấu gạch đá và TCVN 6477:2016 về gạch bê tông Quá trình thí nghiệm nén để xác định cường độ của gạch được thực hiện bằng máy PHOENIX, đảm bảo đạt tiêu chuẩn kiểm định của các đơn vị chức năng.

Hình 3.8 Thí nghiệm nén mẫu gạch Thạnh Hóa, Long An

Hình 3.9 Thí nghiệm nén mẫu gạch Thạnh Hóa, Long An

Hình 3.10 Cường độ nén phá hủy mẫu gạch 10.94 MPa, 11.79 MPa

Hình 3.11 Cường độ nén phá hủy mẫu gạch 12.81 MPa

Kết quả thí nghiệm

Kết quả cường độ của các mẫu gạch không nung đã được tổng hợp sau khi thực hiện thí nghiệm tại Phòng Thí Nghiệm Tổng Hợp LAS-XD187 thuộc Trung Tâm Nghiên Cứu Ứng Dụng.

Công Nghệ Xây Dựng (REACTEC) Kết quả đƣợc xác định và đánh giá theo tiêu chuẩn TCVN 5573:2011 Kết cấu gạch đá – Tiêu chuẩn thiết kế và tiêu chuẩn

3.4.1 Kết quả thí nghiệm mẫu gạch tại dự án khu nhà ở xã hội Hƣng Thịnh, Tỉnh

Căn cứ theo Bảng số 3, TCVN 6477 – 2016 và Kết quả thí nghiệm, cường độ chịu nén của gạch cốt liệu xi măng hiện trạng đƣợc tóm tắt ở bảng sau:

Bảng 3.1 kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén dự án khu nhà ở xã hội Hưng

Cường độ chịu nén trung bình Đánh giá

Height sample area K Average cm cm 2 KN KN MPa MPa

Không đạt mác gạch M5,0 theo TCVN 6477:2016 (bảng 3)

7.51 Đạt mác gạch M5,0 theo TCVN 6477:2016 (bảng 3)

02 Mẫu bị vỡ không thí nghiệm đƣợc

5.37 Đạt mác gạch M5,0 theo TCVN

15 - - - 01 Mẫu bị vỡ không thí nghiệm đƣợc

24 - - - 01 Mẫu bị vỡ không thí nghiệm đƣợc

Bảng 3.2 thống kê số lƣợng mẫu Đạt/Không đạt Mác thiết kế M5,0

Số mẫu gạch đạt so với Mác thiết kế

Số mẫu gạch không đạt so với Mác thiết kế

Tổng số mẫu Tỉ lệ đạt (%) Tỉ lệ không đạt (%)

Bảng 3.3:Yêu cầu cường độ chịu nén, độ hút nước và độ thấm nước TCVN 6477-

Cường độ chịu nén, MPa

Khối lƣợng viên gạch, kg, không lớn hơn Độ hút nước, % khối lƣợng, không lớn hơn Độ thấm nước, L/m 2 h, không lớn hơn

Trung bình cho ba mẫu thử, không nhỏ hơn

Nhỏ nhất cho một mẫu thử

Gạch xây không trát Gạch xây có trát

3.4.2 Kết quả thí nghiệm mẫu gạch tại Huyện Thạnh Hóa, Tỉnh Long An

Bảng 3.4 kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén tại Tỉnh Long An

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN

Kích thước mẫu thử Diện tích chịu nén

Cường độ chịu nén trung bình

Rộng Cao mm mm 2 KN MPa

Test Method : TCVN 6477 : 2016 Thiết bị thí nghiệm

Calibration label : SG19-0370/1 Ngày hiệu chuẩn : 11/09/2019

Ngày hiệu chuẩn tiếp theo

Date of receiving : 25/04/2020 Ngày thí nghiệm

Nam e of sam ple : GẠCH 4 LỖ (80x80x180)

XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA GẠCH BÊ TÔNG

Adress : HUYỆN THẠNH HÓA, TỈNH LONG AN

Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Xây dựng, có Phòng thí nghiệm Tổng hợp LAS-XD187 tọa lạc tại Kios 88-93, 142 Tô Hiến Thành, Phường 14, Quận 10, TP HCM Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ qua điện thoại: 028.3864.3955, fax: 028.3863.7251 hoặc hotline: 091.388.3456 (Mr Thắng) và 0973.88.78.72 (Mr Sang).

Số/No: REACTEC/200425-G Tp HCM, Ngày 25 Tháng 04 Năm 2020

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Bảng tổng hợp kết quả nén mẫu gạch xi măng cốt liệu tại Huyện Thạnh Hóa, Tỉnh Long An cho thấy chất lượng gạch đạt yêu cầu tốt, với cường độ chịu nén dao động từ 13.42 MPa đến 17.88 MPa Kết quả thử nghiệm cho thấy sự ổn định cao giữa các mẫu gạch.

3.4.3 Kết quả thí nghiệm mẫu gạch tại Tỉnh Bình Dương

Kí hiệu mẫu, ngày đúc do khách hàng cung cấp Ghi chú: Kết quả này chỉ có giá trị cho các mẫu được thử tại phòng thí nghiệm

Bảng 3.5 kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén tại Tỉnh Bình Dương

Nam e of sam ple : GẠCH 4 LỖ (80x80x180) BÌNH DƯƠNG

Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, thông qua Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Xây dựng, cung cấp các dịch vụ nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực xây dựng Phòng thí nghiệm tổng hợp LAS-XD187 tọa lạc tại Kios 88-93, 142 Tô Hiến Thành, Phường 14, Quận 10, TP HCM Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ qua điện thoại 028.3864.3955 hoặc fax 028.3863.7251 Đường dây nóng hỗ trợ khách hàng là 091.388.3456 (Mr Thắng) và 0973.88.78.72 (Mr Sang).

Số/No: REACTEC/200512-G Tp HCM, Ngày 12 Tháng 05 Năm 2020

Kết quả nén mẫu gạch xi măng cốt liệu tại tỉnh Bình Dương cho thấy chất lượng gạch có cường độ chịu nén dao động từ 6.17 MPa đến 10.45 MPa, với sự biến động rõ rệt giữa các mẫu thử.

3.4.4 Kết quả thí nghiệm mẫu gạch tại Tỉnh Bến Tre

Bảng 3.6 kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén tại Tỉnh Bến Tre

Nam e of sam ple : GẠCH 4 LỖ (80x80x180) BẾN TRE

Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Xây dựng, tọa lạc tại Kios 88-93, 142 Tô Hiến Thành, Phường 14, Quận 10, TP HCM Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ qua điện thoại 028.3864.3955, fax 028.3863.7251 hoặc hotline 091.388.3456 (Mr Thắng) và 0973.88.78.72 (Mr Sang).

Số/No: REACTEC/200512-G-2 Tp HCM, Ngày 12 Tháng 05 Năm 2020

Kết quả nén mẫu gạch xi măng cốt liệu tại tỉnh Bến Tre cho thấy chất lượng gạch không đạt yêu cầu, với cường độ chịu nén dao động từ 2.42 MPa đến 5.73 MPa, và có sự biến động đáng kể giữa các mẫu thử.

3.4.5 Kết quả thí nghiệm mẫu gạch tại Tỉnh Vĩnh Long

Bảng 3.7 kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén tại Tỉnh Vĩnh Long

Nam e of sam ple : GẠCH 4 LỖ (80x80x180) VĨNH LONG

Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Xây dựng, có Phòng thí nghiệm Tổng hợp LAS-XD187 tọa lạc tại Kios 88-93, 142 Tô Hiến Thành, Phường 14, Quận 10, TP HCM Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ qua điện thoại 028.3864.3955, fax 028.3863.7251 hoặc hotline 091.388.3456 (Mr Thắng) và 0973.88.78.72 (Mr Sang).

Số/No: REACTEC/200512-G-3 Tp HCM, Ngày 12 Tháng 05 Năm 2020

Kết quả nén mẫu gạch xi măng cốt liệu tại tỉnh Vĩnh Long cho thấy chất lượng gạch rất tốt, với cường độ chịu nén dao động từ 12.81 MPa đến 25.06 MPa, đồng thời có sự biến động qua các mẫu thử.

Kết quả tổng hợp

Dựa trên số liệu thí nghiệm nén mẫu gạch tại các địa phương khảo sát, nghiên cứu đã tổng hợp kết quả xác định cường độ chịu nén của gạch xi măng cốt liệu, như được trình bày trong bảng 3.8 dưới đây Bảng này nêu rõ địa điểm lấy mẫu gạch để thực hiện thí nghiệm.

Cường độ chịu nén (MPa)

Trung bình các mẫu thử

Nhỏ nhất trong các mẫu thử

Lớn nhất trong các mẫu thử

Bảng tổng hợp kết quả nén mẫu gạch xi măng cốt liệu cho thấy Vĩnh Long có chất lượng gạch tốt nhất với cường độ chịu nén cao và ổn định qua các mẫu thử Tiếp theo là Long An và Bình Dương, trong khi Bến Tre có kết quả kém nhất.

Mẫu gạch thu được ở Bến Tre không đạt Mác 50, trong khi đó, gạch ở Bình Phước cho thấy sự biến động lớn về cường độ nén Cường độ nén thấp nhất chỉ đạt 1.67 MPa, trong khi mẫu cao nhất có cường độ lên đến 17.64 MPa.

Bảng 3.9 trình bày cường độ tính toán R k, R ku, R c, R kc của khối xây bằng gạch đá có hình dạng đều đặn khi khối xây bị phá hoại qua gạch hoặc đá, với đơn vị tính là Megapascal.

Trạng thái ứng suất Trị số R khi mác gạch đá

Kéo dọc trục R k 0.25 0.20 0.18 0.13 0.10 0.08 0.06 0.05 0.03 Kéo khi uốn R ku và ứng suất kéo chính R kc

CHÚ THÍCH 1: Cường độ tính toán R k , R kc , R ku được tính với toàn bộ tiết diện đứt của khối xây

Cường độ tính toán chịu cắt theo mạch giằng chỉ được xác định dựa trên diện tích tiết diện của gạch hoặc đá trong tiết diện, tức là diện tích thực tế của gạch đá, không bao gồm diện tích của mạch vữa đứng.

(Bảng 10 – TCVN 5573:2011 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu gạch đá)

Dựa vào kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của mẫu gạch tại các địa phương khảo sát và theo TCVN 5573:2011, bảng dưới đây tổng hợp ứng suất giới hạn của khối xây gạch tương ứng với từng Mác gạch Những ứng suất giới hạn này giúp đánh giá khả năng chịu lực của công trình dưới tác động của tải trọng và động đất.

Bảng 3.10 Tổng hợp trạng thái ứng suất giới hạn của khối xây gạch ƣng với từng Mác gạch

(MPa) Địa điểm xây dựng Long An Bình Dương Bến Tre Vĩnh Long Bình Phước

MÁC 150 MÁC 75 MÁC 35 MÁC 200 MÁC 35

Kéo khi uốn Rku và ứng suất kéo chính R kc 0.30 0.20 0.12 0.40 0.12

Một số hình ảnh trong quá trình thí nghiệm

Hình 3.12-Hình ảnh trong quá trình thí nghiệm

Hình 3.17-Hình trong quá trình thí nghiệm

Hình 3.19-Hình ảnh trong qua trình kiểm định

Hình 3.20-Hình ảnh trong qua trình thí nghiệm

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA GẠCH KHÔNG

Định dạng
Số trang	112
Dung lượng	9,87 MB