Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 3 - TS. Vũ Quốc Hoàng

Bài giảng Vật liệu xây dựng: Chương 3 Vật liệu gốm xây dựng, cung cấp cho người học những kiến thức như: Nguyên liệu để chế tạo; các tính chất cơ học chủ yếu của đất sét; gạch đất sét nung. Mời các bạn cùng tham khảo!

Trang 1

CHƯƠNG III VẬT LIỆU GỐM XÂY DỰNG

Khái niệm chung

Ở chương II, chúng ta đã nghiên cứu vật liệu đá

thiên nhiên là những loại vật liệu qua quá trình gia

công đơn thuần về cơ học mà có, do vậy, tính chất

của loại vật liệu đó hoàn toàn giống như loại đá gốc

ban đầu

Vật liệu đá thiên nhiên có những nhược điểm: o >

 hệ số truyền nhiệt   nặng nề  chi phí đầu

tư nền móng kinh phí vận chuyển lớn.

Trang 2

GV VŨ QUỐC HOÀNG

1 Nguyên liệu để chế tạo

 Nguyên liệu chủ yếu để chế tạo gốm xây dựng gồm:



Sự thành tạo dưới 2 dạng:

 Trầm tích cơ học:

 Trầm tích hóa học:

1.1 Đất sét

Trang 3

 Đất sét cao lanh:

 Đất sét:

1.1 Đất sét

1.2 Thành phần hóa học của đất sét

dùng chế tạo sản phẩm gốm

 Được đặc trưng bằng hàm lượng các Oxit (%) có

trong đất sét Bảng III-1:

 Ở Việt Nam thành phần hóa học của đất sét dao

động trong một phạm vi khá rộng ở các vùng

khác nhau, thậm chí ở các khu vực khác nhau

Trang 4

+ Tác dụng của từng Oxít đến chất lượng sản phẩm:

 Al2O3:

 SiO2 :

 Fe2O3:

 CaO, MgO :

Trang 5

 K2O và Na2O :

 SiO2 td :

 Trong đất sét có nhiều loại cở hạt khác nhau nhưng

người ta chia ra làm 3 nhóm chủ yếu sau đây:

 Nhóm hạt sét: d < 0,005 mm

 Nhóm hạt bụi : d = 0,005  0,15 mm

 Nhóm hạt cát: 0,15  5 mm

1.3 Thành phần cỡ hạt của đất sét

Trang 6

1.3 Thành phần cỡ hạt của đất sét

Người ta dựa

vào tỉ lệ % hàm

lượng nhóm hạt

sét mà chi đất sét

ra làm các loại

với các tên gọi

như sau:

Bảng III-2

lượng hạt sét

- Đất sét tinh khiết

- Đất sét

- Đất sét pha

- Đất cát pha nhiều sét

- Đất cát pha ít sét

- Đất cát

- Cát

> 60 30-60 20-30 15-30 % 10-15 5-10

< 5 %



2 Các tính chất cơ học chủ yếu của đất sét

2.1 Tính thấm nước

Trang 7

2.1

 Ở thí nghiệm a: dưới tác dụng của dung dịch NaCl

làm cho các thành phần keo trong đất sét co lại, tạo

thành các mao quản bên trong  nước chui qua

được  môi trường có NaCl thì đất sét không

chống thấm được

 Ở thí nghiệm b: dưới tác dụng của nước làm các

hạt sét nở ra và bịt kín các lỗ nhỏ lại, nước không

chui qua được Cho nên, ở trong môi trường này thì

đất sét không thấm nước  đất sét có thể làm vật

liệu chống thấm

2.1

Trang 8



 Tính dẻo phụ thuộc vào:

+

2.2

 Để xác định độ dẻo của đất sét thì có nhiều phương

pháp, nhưng hiện nay người ta thường sử dụng 2

phương pháp chủ yếu sau đây:

a/ Xác định độ dẻo qua độ co ngót của đất sét nhuyễn

trong kk ứng với lượng nước nhào trộn được xác

định

b/ Nén các bi đất sét: (D = 4-6 cm)

2.2

Trang 9

a/ Xác định độ dẻo qua độ co ngót của đất sét

nhuyễn trong kk ứng với lượng nước nhào trộn

được xác định

Theo phương pháp này chia làm 3 mức độ:

 Đất sét có độ dẻo cao

 Đất sét có độ dẻo vừa

 Đất sét có độ dẻo kém dẻo

2.2

a/ Xác định độ dẻo qua độ co ngót của đất sét nhuyễn trong

kk ứng với lượng nước nhào trộn được xác định

+ Người ta đem nhào trộn đất sét khô với > 28 % lượng nước

thì độ co ngót của sản phẩm trên 10%

+ Người ta đem nhào trộn đất sét khô với 20  28 % lượng

nước thì độ co ngót của sản phẩm trên 610%

+ Người ta đem nhào trộn đất sét khô với < 20 % lượng nước

thì độ co ngót của sản phẩm trên < 6 %

Căn cứ vào công nghệ tạo hình hoặc trang thiết bị của nhà máy

mà người ta sẽ lựa chọn cách nào.

2.2

Trang 10

 b/ Nén các bi đất sét: (D = 4-6 cm)

 Người ta nhào trộn đất sét khô với 17  30 % nước,

sau đó dùng máy nén chuyên dùng, lực 500 gf, 700

gf, 1000 gf  xuất hiện vết nứt

 Công thức:

Kd = P  a

 P: lực nén gf, Kgf

 a: độ biến dạng của bi (cm)

 Kd = 3  3,5 Kgf.cm

2.2

Hình III.1:

Máy nén chuyên dùng

1 Mâm nén dưới

2 Viên bi sắt

3 Mâm nén trên

4 Trục di động thẳng đứng

5 Phần trục khắc độ

6 Mâm đặt tải trọng

Trang 11

2.3

 Tuỳ thuộc chủ yếu vào tỷ lệ % Fe2O3có trong

nguyên liệu Bảng III-3

 Bảng III-3 là điều kiện cần (%Fe2O3)

 Điều kiện đủ là nhiệt độ nung phải phù hợp với tính

chất nguyên liệu đó

Hàm lượng

Fe 2 O 3 (%)

0,8 1,3 2,7 4,2 5,5 8,5 10

Màu sản phẩm

sau khi nung

Trắng Trắng

đục

Vàng nhạt

Vàng Hồng

nhạt

Hồng Nâu

hồng

 Khi gặp nhiệt độ trong lò nung tăng dần:



2.4

Trang 12

 Khi gặp nhiệt độ trong lò nung tăng dần:



2.4 Quá trình biến đổi lý hóa của đất sét



Trang 13

+ Đo gián tiếp:

 Chế tạo dụng cụ nón cụt tiêu chuẩn (cône tiêu chuẩn)

 Nguyên liệu:

• Đất sét cao lanh

• Oxit nhôm

• Cát thạch anh

• Một số chất trợ dung khác

 nghiền  sàng qua sàng 900 lỗ/m 2

 phối hợp tỷ lệ khác  nón cụt có nhiệt độ chảy khác

Ban đầu, to = 600 o C, 620 o C,640 o C,….2000 o C

 Quy trình công nghệ sản xuất gồm các bước sau:



3 Gạch đất sét nung

Trang 14

 Căn cứ vào công suất nhà máy  chọn phương tiện:

hoàn toàn cơ giới, bán cơ giới

 Dùng máy xúc bóc vỏ lớp đất canh tác: 20-30 cm

 Chọn các phương tiện: băng chuyền bằng cao su, xe

tự đổ

 Nhà máy gần nguồn nguyên liệu, khoảng cách vận

chuyển là ngắn nhất  giảm chi phí

3.1

 Mục đích:

Để đồng nhất về độ ẩm và về thành phần hóa học

-> tạo hình dễ dàng, màu sắc đồng nhất

3.2

Trang 15

3.3

 Thiết bị: máy đùn có vít xoắn (máy ép Lento)

Hình III.2: Sơ đồ máy ép Lento: 1 Cửa ra; 2 Đầu

ép; 3 Xi lanh ép; 4 Cánh vít xoắn; 5 Phễu nạp liệu

 Phơi nhiều nhược điểm

 Ảnh hưởng của thời tiết

 Sử dụng lực lượng công nhân đông

 Thời gian phơi lâu: 8-15 ngày  W=5-8%

 Chất lượng sản phẩm không đều

3.4

Trang 16

Sấy: dùng phương pháp nhân tạo

 Sấy bằng lò sấy tunnel Ưu:

+ Có công suất lớn

+ Chất lượng sản phẩm đều, chất lượng cao.

+ Thời gian sấy nhanh, 3-4 ngày

+ Giảm lực lượng lao động  hoàn toàn cơ giới hoá.

(Sơ đồ mặt cắt dọc lò sấy tunnel)

* Nguyên lý làm việc:

 Sản phẩm di chuyển, nguồn nhiệt cố định.

 Sản phẩm di chuyển ngược chiều với sự di chuyển của

nguồn nhiệt.

3.4

 Lò nung gián đoạn

 Lò nung liên tục

 Lò vòng Hốp-man (Hoffmann):

 Có thể hoạt động 4 động tác cùng một lúc: sấy khô- nung

trước-nung- làm nguội.

 Ưu: + có công suất lớn

+ Hiệu quả sử dụng nhiệt cao.

 Nhược:

+ Không cơ giới hóa được khâu vào lò và ra lò

3.5

Trang 17

3.5

Lò vòng Hốp-man (Hoffmann):

 Nguyên lý làm việc:

Sản phẩm cố định, nguồn

nhiệt di động

1 Vùng xếp gạch mộc vào lò

2 Vùng sấy khô

3 Vùng nung trước

4 Vùng nung

5 Vùng làm nguội

6 Ra lò (ra sản phẩm)

7 Chuẩn bị vào lò.

Hình III.3: Sơ đồ mặt cắt ngang lò nung Hoffmann

3.5

Lò nung tunnel:

Ưu:

+ Có công suất lớn

+ Chất lượng sản phẩm tốt, đều

+ Hoàn toàn cơ giới hoá

+ Hiệu quả kinh tế cao nhất

Nguyên lý làm việc:

Sản phẩm di chuyển, nguồn nhiệt cố định,

nhiệt độ đầu vào 90 o C

Trang 18

3.5 Nung

Hình III.4: Sơ đồ lò sấy tunen:

1 Truyền chất tải nhiệt; 2 Toa goòng chở gạch mộc; 3 Thu chất

tải nhiệt; 4 Kênh trung tâm để chuyển chất tải nhiệt vào lò sấy.

 Sự chuyển động của toa goòng;  sự chuyển động của khí.



NGÓI ĐẤT SÉT NUNG

Trang 19

+

NGÓI ĐẤT SÉT NUNG

Định dạng
Số trang	19
Dung lượng	512,67 KB