TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU & PHÁT TRIỂN VẬT LIỆU XÂY DỰNG SỐ 1-2019

2019 INTERNATIONAL CONFERENCE >> Tin nûúác ON BUILDING MATERIALS Science and technology of building materials for sustainable development October 31st - November 2nd, 2019, Hanoi, Vietnam NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> >> Tin nûúác >> NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> Tin nûúác TRONG SỐ NÀY SỐ 2019 TIN TỨC VÀ SỰ KIỆN 13 Tin nước Tin giới VẤN ĐỀ HÔM NAY VIỆN VẬT LIỆU XÂY DỰNG 18 Viện trưởng Lê Cao Chiến - TT Thiết bị, Mơi trường & An tồn Lao động, Viện Vật liệu xây dựng TS Lê Trung Thành Phó Viện trưởng TS Mai Ngọc Tâm ThS Nguyễn Văn Huynh TS Lưu Thị Hồng NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 24 Hội đồng khoa học TS Tạ Ngọc Dũng TS Vũ Văn Dũng TS Bùi Danh Đại TS Trịnh Minh Đạt ThS Nguyễn Văn Đoàn TS Lưu Thị Hồng ThS Nguyễn Văn Huynh ThS Trần Thị Thu Hà PGS TS Lương Đức Long TS Phùng Thị Mai Phương ThS Nguyễn Minh Quỳnh ThS Phùng Trọng Quyền PGS TSKH Bạch Đình Thiên TS Lê Trung Thành TS Mai Ngọc Tâm ThS Nguyễn Thị Tâm ThS Lê Đức Thịnh ThS Nguyễn Thị Hải Yến 29 Tòa soạn trị 235 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội Tel: 024 8582217 Fax: 024 8581112 E-mail: vienvlxd@vibm.vn Website: http://www.vibm.vn Giấy phép xuất bản: Số 175/ GP - BTTTT ngày 16 tháng năm 2011 Tính chất bê tơng sử dụng xỉ hạt lị cao nghiền mịn làm phụ gia khống Lê Việt Hùng, Vũ Văn Linh - TT Xi măng Bê tông, Viện Vật liệu xây dựng 40 Chế tạo gốm Cordierite-Zircon bền sốc nhiệt ThS Nguyễn Văn Trung - Trung tâm Gốm sứ Thủy tinh, Viện Vật liệu xây dựng TIÊU CHUẨN VÀ CHẤT LƯỢNG 49 Giới thiệu Tiêu chuẩn Quốc gia khung thép không chịu lực - Yêu cầu kỹ thuật Thái Duy Đức - TT Vật liệu Hữu Hóa phẩm xây dựng, Viện Vật liệu xây dựng ThS Phùng Trọng Quyền Nhà xuất Xây Dựng Nghiên cứu chế tạo vật liệu cấu trúc Nano Titan Đioxit (Tio2) biến tính nguyên tố La, Fe Khảo sát tính chất xúc tác quang phân hủy xanh metylen hiệu ứng siêu ưa nước, tự làm bề mặt kính xây dựng Huỳnh Đăng Chính, Đặng Thị Minh Huệ, Tạ Ngọc Dũng Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Biên tập Thiết kế chế Một số giải pháp sơ tán khẩn cấp nhà cao tầng xảy hỏa hoạn 53 Thử nghiệm phản ứng với lửa - Xác định tổng nhiệt lượng cháy (Nhiệt trị) Nguyễn Thị Kim, Nguyễn Đức Thành - TT Vật liệu chịu lửa chống cháy, Viện Vật liệu xây dựng NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> >> Tin nûúác CONTENTS Vol 2019 NEWS AND EVENTS 13 Vietnam News World News TODAY ISSUES VIETNAM INSTITUTE FOR BUILDING MATERIALS 18 Le Cao Chien - Center for Equipment, Environment and Labor safety - VIBM General Director PhD Le Trung Thanh SCIENTIFIC RESEARCH Vice General Director PhD Mai Ngoc Tam MSc Nguyen Van Huynh PhD Luu Thi Hong 24 Science Council PhD Ta Ngoc Dung PhD Vu Van Dung PhD Bui Danh Dai PhD Trinh Minh Dat MEng Nguyen Van Doan PhD Luu Thi Hong MEng Nguyen Van Huynh MSc Tran Thi Thu Ha Assoc Prof PhD Luong Duc Long PhD Phung Thi Mai Phuong MEng Nguyen Minh Quynh MEng Phung Trong Quyen Assoc Prof.PhD Bach Dinh Thien PhD Le Trung Thanh PhD Mai Ngoc Tam MEng Nguyen Thi Tam MSc Le Duc Thinh MSc Nguyen Thi Hai Yen Editor 29 235 Nguyen Trai, Thanh Xuan, Hanoi Tel: +8424 38582217; Fax: +8424 38581112 Email: vienvlxd@vibm.vn Website: http://www.vibm.vn License No 175/ GP - BTTTT 16.2.2011 Research on the properties of the concrete using ground granualated blast furnace slag (GGBFS) as a mineral additive Le Viet Hung, Vu Van Linh Center for Cement and Concrete - VIBM 40 Fabrication of thermal shock resistance cordierite-zircon ceramic Nguyen Van Trung - Center for Ceramic and Glass - VIBM STANDARDS AND QUALITY 49 Introduction of national standard “Metal members walltechnical requirements” Thai Duy Duc - Center for Organic materials and Construction chemicals - VIBM Designed and Published by: Address Research on the nanostructuredtitanium dioxide (Tio2) materials doped by La, Fe elements Study on photocatalytic properties decomposed methylene blue and superhydrophilic, self-cleaning effects on the surfaces of construction glass Huynh Dang Chinh, Dang Thi Minh Hue, Ta Ngoc Dung School of Chemical Engineering, Hanoi University of Science and Technology MEng Phung Trong Quyen Construction Publishing House The high rising building emergency evacuation solutions from high rise fires 53 Reaction to the fire tests - Determination of the gross heat of combustion (Calorific value) Nguyen Thi Kim, Nguyen Duc Thanh - Center for Refractory and Fire-proof materials - VIBM >> NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> Tin nûúác HỘI THẢO QUỐC TẾ VỀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG NĂM 2019 “KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU XÂY DỰNG VÌ SỰ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG” (31/10/2019 - 02/11/2019) Từ ngày 31/10/2019 đến 02/11/2019, Viện Vật liệu xây dựng (VIBM), Viện Hàn lâm Vật liệu xây dựng Trung Quốc (CBMA) trường Đại học Bách khoa liên bang Thuỵ Sĩ vùng Laussane phối hợp tổ chức Hội thảo quốc tế vật liệu xây dựng năm 2019 với chủ đề “Khoa học công nghệ vật liệu xây dựng phát triển bền vững” Hà Nội, Việt Nam Hội thảo quy tụ nhiều diễn giả, chuyên gia trường đại học, viện nghiên cứu tiếng giới lĩnh vực vật liệu xây dựng đến chia sẻ cách nhìn nhận nghiên cứu họ khoa học công nghệ vật liệu xây dựng theo hướng phát triển bền vững Để đăng ký tham gia hoạt động hội thảo, vui lòng truy cập trực tiếp vào website hội thảo http:// vicbm.org gửi e-mail đến địa contact@vicbm org Thư xác nhận Ban tổ chức gửi tới quý vị e-mail vịng ngày Thơng tin chi tiết, xin liên hệ với Ban Tổ chức: Bên cạnh đó, hội thảo cịn có góp mặt tập đồn, doanh nghiệp hàng đầu giới Việt Nam trình bày giới thiệu hàng loạt công nghệ, thiết bị đại đáp ứng xu hướng phát triển bền vững ngành xây dựng Viện Vật liệu xây dựng - Bộ Xây dựng Hội thảo thảo luận chủ đề chính, bao gồm: xi măng, bê tơng, gốm sứ, thuỷ tinh, vật liệu chống cháy, vật liệu chịu lửa cách nhiệt, yếu tố môi trường sản xuất vật liệu xây dựng Với chủ đề đa dạng phong phú, Hội thảo hứa hẹn diễn đàn hữu ích việc trao đổi khoa học - công nghệ mở hội hợp tác, đầu tư quốc tế cho nhà nghiên cứu doanh nghiệp lĩnh vực xây dựng Email: vienvlxd@vibm.vn Địa chỉ: 235 Nguyễn Trãi, quận Thanh Xuân, Hà Nội Điện thoại: (+84) 243.858.2217 Fax: (+84) 243.858.1112 Website: www.vibm.vn NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> >> Tin nûúác HỘI THẢO QUỐC TẾ “CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG CHO PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG” Trong hai ngày 11 12/01/2019, Viện Vật liệu xây dựng (VIBM) phối hợp với Hội Bê tông Châu Á (ACFSF), Hội Bê tông Việt Nam (VCA) trường Đại học Xây dựng (NUCE) đồng tổ chức Hội thảo Quốc tế “Công nghệ Bê tông cho phát triển bền vững” forum trao đổi hợp tác tổ chức trụ sở Viện VLXD Tham dự Hội thảo có đại diện Vụ Vật liệu xây dựng (VLXD) - Bộ Xây dựng, Hội Bê tông Việt Nam, Hội VLXD, Viện Khoa học công nghệ xây dựng, Viện nghiên cứu ứng dụng VLXD Nhiệt đới, Trường Đại học Xây dựng, Đại học Kiến trúc Hà Nội đơn vị kiểm định xây dựng, sản xuất VLXD… Trong bối cảnh tất ngành công nghiệp hướng tới phát triển bền vững, ngành Xây dựng, chìa khóa để thúc đẩy phát triển bền vững nghiên cứu phát triển cách có hiệu loại VLXD đáp ứng đủ ba khía cạnh kinh tế, mơi trường xã hội Bê tông loại VLXD sử dụng phổ biến giới Việc phát triển công nghệ vật liệu bê tông bền vững cho tương lai giải pháp hữu hiệu để tăng hiệu sử dụng loại VLXD này, đồng thời giảm mặt trái tác động xấu đến môi trường Phát biểu Hội thảo, TS Lê Trung Thành - Viện trưởng VIBM, Chủ tịch Hội Bê tông Việt Nam cho biết, đến ngày nay, chứng kiến phát triển vượt bậc việc nghiên cứu phát triển công nghệ bê tông Ước lượng sản lượng bê tông năm 2018 40 tỉ tấn, 30 tỉ liên quan đến cốt liệu Như thấy, phần lớn tài nguyên thiên nhiên khai thác để sản xuất bê tông Hiện nay, nhiều vật liệu nghiên cứu ứng dụng có khả thay bê tơng như: xỉ lị cao, tro bay, tro trấu… nhằm giảm thiểu lượng xi măng sử dụng bê tông, đồng nghĩa với việc giảm tác động xấu tới mơi trường Bên cạnh có phát triển phụ gia hóa học nhằm sản xuất loại bê tơng tính cao tính chịu nhiệt, cường độ cao nhiều nghiên cứu phát triển khác Ở Việt Nam, việc nghiên cứu phát triển công nghệ bê tông phát triển mạnh mẽ từ hình thái bê tơng khn đúc sẵn bê tơng trường Tuy nhiên cịn số vấn đề cần cải thiện độ co ngót lớn hay nứt nẻ bê tông Điều cần chuyên gia dành thời gian nghiên cứu để khắc phục Hội thảo quốc tế “Công nghệ Bê tông cho phát triển bền vững” diễn đàn dành cho nhà nghiên >> NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG TS Lê Trung Thành - Viện trưởng VIBM phát biểu Hội thảo Quốc tế "Công nghệ Bê tông cho phát triển bền vững" cứu quốc tế Việt Nam, học giả, chuyên gia ngành nhà hoạch định sách… chia sẻ quan điểm phát triển gần công nghệ bê tơng ngồi nước Từ chia sẻ kinh nghiệm trao đổi, lựa chọn giải pháp hữu hiệu nhằm khắc phục phát triển công >> Tin nûúác nghệ bê tơng cách có hiệu quả, Hội nghị “Công nghệ Bê tông cho phát triển bền vững” phần quan trọng nhiệm vụ hỗ trợ định hướng phát triển bền vững môi trường xây dựng Việt Nam, nơi kinh tế phát triển đô thị quy mô địa phương quốc gia tiến triển với tốc độ ngày tăng, đổi cơng nghệ bê tông cần đảm bảo bám sát nhu cầu phát triển bền vững >> Nguồn: Viện Vật liệu xây dựng HỌP BÁO CÁO ĐỀ TÀI ĐÁNH GIÁ, KIỂM KÊ KHÍ NHÀ KÍNH TRONG SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ PHÙ HỢP Ngày 15/1/2019, Hội đồng khoa học Viện Vật liệu xây dựng (VIBM) tổ chức họp báo cáo nghiệm thu đề tài “Đánh giá, kiểm kê khí nhà kính sản xuất vật liệu xây dựng (VLXD) (xi măng, kính, gạch ốp lát, gạch xây nung, sứ vệ sinh) đề xuất giải pháp quản lý phù hợp” KS Phạm Bằng Hải làm chủ nhiệm, ThS Nguyễn Văn Huynh - Phó Viện trưởng VIBM làm chủ tịch Hội đồng chuyên gia đến từ Hội Vật liệu, Hội Môi trường xây dựng, vụ KHCN&MT, V-LEEP - USAID, Vicem trường đại học Hiện nay, Việt Nam quốc gia bị thiệt hại nhiều biến đổi khí hậu Do đó, đặt mục tiêu lực cắt giảm 8% tổng lượng khí nhà kính với đà phát triển thơng thường đến năm 2030, có tài trợ quốc tế cắt giảm lên tới 25% Ngành sản xuất VLXD tiêu thụ nhiều nguyên, nhiên liệu Theo tính tốn dựa số liệu thu thập chưa đầy đủ, năm 2015 ngành sản xuất vật liệu phát thải khoảng 60 triệu C02 Ngồi khí C02 trình nung cháy phân hủy nhiên, ngun liệu cịn có khí N0x, S02 Với mục tiêu quản lý giảm nhẹ phát thải khí nhà kính Việt Nam nói chung ngành xây dựng nói riêng, việc cấp thiết phải có đánh giá tính tốn lượng phát thải khí nhà kính cho ngành sản xuất VLXD, dự án “Đánh giá, kiểm kê khí nhà kính sản xuất VLXD (xi măng, kính, gạch ốp lát, gạch xây nung, sứ vệ sinh) đề xuất giải pháp quản lý phù hợp” gấp rút triển khai nghiên cứu Sau phần thuyết trình chủ nhiệm dự án nghe ý kiến phản biện, Hội đồng nhận thấy đề tài báo cáo cung cấp đầy đủ số liệu, nghiên cứu, ứng dụng liên quan đến nhiệm vụ, bao gồm “Tổng quan tình hình sản xuất trạng phát thải khí nhà kính ngành sản xuất VLXD, phương pháp luận kiểm kê khí nhà kính, xác định liệu đầu vào tính tốn phát thải khí nhà kính, đề xuất giải pháp quản lý giảm phát thải khí nhà kính phù hợp Hội đồng đánh giá cao cố gắng nhóm nghiên cứu đề tài Bên cạnh hội đồng thiếu sót điểm cần sửa đổi bổ xung, đặc biệt phần mềm số liệu tính tốn hướng dẫn cách tính dựa theo IPCC để hồn thiện báo cáo “Đánh giá, kiểm kê khí nhà kính sản xuất VLXD (xi măng, kính, gạch ốp lát, gạch xây nung, sứ vệ sinh) đề xuất giải pháp quản lý phù hợp” >> Nguồn: Viện Vật liệu xây dựng NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> >> Tin nûúác HỘI THẢO KHOA HỌC CÔNG NGHỆ, THIẾT BỊ VÀ VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO XỬ LÝ NƯỚC Ngày 13/12/2018, Viện Vật liệu xây dựng (VIBM) tổ chức hội thảo “Khoa học công nghệ, thiết bị vật liệu sử dụng cho xử lý nước” khách sạn InterContinental Hanoi - Landmark72 Keangnam Hanoi Landmark Tower Tham dự hội thảo có ơng Nguyễn Văn Huynh - Phó Viện trưởng VIBM đại diện Vụ KHCN&MT - Bộ Xây dựng, Cục Biến đổi khí hậu (BĐKH) - Bộ Tài nguyên Môi trường (BTNMT), Tổng công ty Xi măng Việt Nam, Vietnam Low Emission energy Program bên liên quan Khai mạc hội thảo ông Nguyễn Văn Huynh đề cập nhấn mạnh đến biến đổi khí hậu hiệu ứng nhà kính Việt Nam Đứng trước trạng môi trường ngày ô nhiễm ngành công nghiệp sản xuất Việt Nam, ông Lý Quang Huy đại điện Cục BĐKH BTNMT đưa tham luận: “Các sách BĐKH khí nhà kính” Liên quan đến ngành xi măng ơng Nguyễn Hoàng Linh “Giới thiệu kết đạt dự án MRV ngành xi măng” - Tổng công ty Xi măng Việt Nam Trên sở nghiên cứu thí nghiệm chun sâu nhóm dự án VIBM báo cáo hội thảo “Dữ liệu đầu vào kết tính tốn phát thải khí nhà kính ngành VLXD” bà Cao Thị Tú Mai - Trung tâm Thiết bị, môi trường an tồn lao động - VIBM thuyết trình Tiếp tục buổi hội thảo đại diện dự án Vietnam Low Emission energy Program bà Nguyễn Thanh Mai giới thiệu với hội thảo kế hoạch chương trình lượng phát thải thấp Việt Nam Hướng dẫn IPCC 2006 phát thải số kết tính tốn kiểm kê khí nhà kính ngành xi măng Trong tham luận ngắn nhóm dự án đưa biện >> NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG pháp quản lý giảm phát thải khí nhà kính ngành sản xuất vật liệu xây dựng (VLXD), qui định quản lý khí nhà kính, kiểm kê khí nhà kính có ngành VLXD nói riêng hay Việt Nam nói chung Buổi hội thảo kết thúc với nhiều ý kiến đóng góp chuyên gia tham dự trao đổi giải đáp nhóm dự án thực sở nghiên cứu thí nghiệm xác thực Hội thảo “Phát thải khí nhà kính sản xuất vật liệu xây dựng” mang lại nhiều thơng tin hữu ích tín hiệu khả quan việc chống lại ô nhiễm môi trường Việt Nam Hy vọng tương lai, nhiều buổi hội thảo lĩnh vực tổ chức nhằm nỗ lực cải thiện tình trạng mơi trường xuống cấp giới nói chung Việt Nam nói riêng >> Nguồn: Viện Vật liệu xây dựng >> NGHIÏN CÛÁU KHOA HỔC 3.3 Các tính chất vật liệu thu sau sung Các phối liệu từ Z0, Z5, Z10, Z15 Z20 nung nhiệt độ 1250oC, 1300oC, 1350oC, 1400oC 1450oC Sau nung thu sản phẩm, tiến hành khảo sát tính chất thu kết sau: 3.3.1 Ngoại quan Các mẫu nhiệt độ thấp 1450oC sau nung khơng giữ hình dạng ban đầu, pha thủy tinh hình thành nhiều làm biến dạng mẫu, mẫu bị cong vênh Đối với mẫu nhiệt độ thấp 1450oC nhìn chung giữ hình dạng ban đầu, cong vênh Duy có mẫu Z15, Z20 1400oC bắt đầu xuất pha lỏng, bề mặt bóng, mẫu bị co ngót nhiều cạnh Quan sát ngoại quan cho thấy tăng nhiệt độ đích, tất phối liệu Z0 đến Z20 mẫu có màu tối có màu nâu cam Thêm vào mẫu nhiệt độ cao 1350oC 1400oC có xu hướng co so với mẫu nhiệt độ thấp Tuy nhiên hàm lượng zirconia tăng lên đến 15 % 20 % quy luật diễn theo xu hướng nhiệt độ tăng độ co nung tăng Khi so sánh mẫu có tỷ lệ zirconnia nhiệt độ khác thấy Mẫu có màu đậm hơn, gần với màu nâu cam tỷ lệ thay % (tức mẫu Z5) Hiện tượng đưa đến dự đốn khoảng % có hình thành, biến đổi pha lớn Đối với trình thiêu kết vật liệu đơn pha, tức khơng có pha lỏng, khơng có phản ứng hóa học, khơng có chuyển pha tồn pha tinh thể, độ co nung thơng số đủ để đánh giá mức độ kết khối vật liệu Độ co nung lớn mức độ kết khối vật liệu cao Tuy nhiên, trình thiêu kết đa pha tổng hợp cordierite quy luật nói khơng Trong có phản ứng phân hủy, phản ứng kết hợp trình bày 1.3.1, tạo pha lỏng tạp chất nguyên liệu khoáng ban đầu, chuyển pha tinh thể, có cordierite Những q trình có ảnh hưởng đến độ co nung sản phẩm 3.3.2 Hệ số giãn nở nhiệt Các sản phẩm thu được, tiến hành đo hệ số giãn nở nhiệt dài tới 400oC, tốc độ nâng nhiệt oC/phút thu kết sau: Kết cho thấy rằng, hệ số giãn nở nhiệt mẫu lớn, nhỏ mẫu Z5 lớn nhiều so với gốm cordierite Như vậy, 1250oC chưa có có tinh thể cordierite hình thành Hệ số giãn nở nhiệt tất các mẫu có mặt ZrO2 nhìn chung giảm, trừ trường hợp mẫu 1400oC Điều cho thấy tác dụng xúc tác ZrO2 cho phản ứng tạo cordierite nhiệt độ thấp Lúc ZrO2 đóng vai trị thúc đẩy phản ứng tạo cordierite xảy nhanh Ở nhiệt độ thấp phản ứng tạo zirconsilicat cịn ít, chưa tạo ảnh hưởng rõ nét lên hệ số giãn nở chung vật liệu, hệ số giãn nở nhiệt định chủ yếu pha cordierite Hình Mẫu sản phẩm Z15, Z20 thu nhiệt độ nung Hình 10 Sự biến đổi ngoại quan qua nhiệt độ 44 >> NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> NGHIÏN CÛÁU KHOA HỔC Hình 11 Hệ số giãn nở nhiệt mẫu nhiệt độ đích 1250oC Hình 13 Hệ số giãn nở nhiệt mẫu nhiệt độ đích 1350oC Hình 12 Hệ số giãn nở nhiệt mẫu nhiệt độ đích 1300oC Hình 14 Hệ số giãn nở nhiệt mẫu nhiệt độ đích 1400oC Nhưng nhiệt độ tăng tới 1400oC, lúc có mức độ 5% vai trò xúc tác ZrO2 rõ rệt, hiệu suất phản ứng tạo cordierite đạt tối đa nên hệ số giãn nở nhiệt mẫu Z0 Z5 tương tự Nhưng hàm lượng ZrO2 tăng lên tới 10 %, 15 % 20 % lúc xuất nhiều pha zirconsilicat làm ảnh hưởng tới trình phát triển pha cordierite, tinh thể cordierite bị hạn chế phát triển đồng theo hướng dẫn tới hệ số giãn nở nhiệt bị nghiêng trục quang học Đồng thời có mặt nhiều zirconsilicat hệ số giãn nở nhiệt cua toàn hệ tăng lên Do tổng thể nhiệt độ 1400oC hệ số giãn nở nhiệt tăng lên theo tỷ lệ ZrO2 phối liệu Bảng Kết thử độ bền sốc nhiệt Nhiệt độ nung; oC 1300 1350 1400 Chu kỳ Z0 Z5 Z10 Z15 Z20 (0% YSZ) (5% YSZ) (10% YSZ) (15% YSZ) (20% YSZ) 21 59 71 26 24 31 70 54 20 20 110 119 21 26 31 3.3.3 Độ bền sốc nhiệt Tiến hành thử độ bền sốc nhiệt cho mẫu nhiệt độ đích 1300oC, 1350oC, 1400oC Nâng mẫu từ nhiệt độ phòng lên 1000oC, lưu mẫu phút sau đưa khơng khí Khi mẫu đạt nhiệt độ phòng phút, quan sát mẫu xem có xuất khuyết tật nứt gãy hay khơng Nếu khơng tiếp tục lặp lại chu trình đến mẫu xuất vết nứt vỡ, gãy… Hình 15 Kết thử bền sốc nhiệt NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> 45 >> NGHIÏN CÛÁU KHOA HỔC Từ kết trên, thấy mẫu Z5 có độ bền sốc nhiệt tốt so với mẫu lại Với mẫu Z10 hai nhiệt độ 1300oC 1350oC có kết tốt so với 1400oC Mẫu Z0 cho kết tốt 1400oC.Hai mẫu Z15 Z20 cho kết mẫu lại Mẫu Z5 cho kết tốt, phù hợp với kết giãn nở nhiêt Như tỷ lệ thay từ % - 10 % zirconia, hệ số giãn nở nhiệt, độ bền sốc nhiệt cordierite bị ảnh hưởng, chí cải thiện Ở tỉ lệ cao hơn, ảnh hưởng nhiều Do sử dụng zirconia để thiện tính chất cordierite, thay lên bị giới hạn 10% tốt khu vực % 3.3.4 Cường độ uốn Tạo hình mẫu kích thước × 10 cm, dày cm Nung mẫu, tiến hành đo cường độ uốn nhiệt độ thường Kết thể Bảng 2,5: Bảng Cường độ uốn Đơn vị: MPa Z0 Z5 Z10 Z15 Z20 (0 % YSZ) (5 % YSZ) (10 % YSZ) (15 % YSZ) (20 % YSZ) 1250 16,0 27,0 17,7 12,8 10,8 1300 15,6 28,0 22,5 22,7 24,7 1350 18,1 27,6 26,3 28,3 30,9 1400 26,0 31,3 28,1 31,4 35,9 Nhiệt độ nung; oC Kết cho thấy, nhiệt độ nung, có xuất zirconia cordierite cường độ uốn tăng lên.Tuy nhiên có giảm xuống 10 %, mức % cho kết cao Như thấy mức có mặt zirconia % cho sản phẩm có tính chất tốt, khơng cần tỉ lệ lớn 10 %,15 %, hay 20 % Khi liên hệ với kết giãn nở nhiệt, bến sốc nhiệt thấy tương đồng với mức có mặt % zirconia cordierite 3.3.5 Khả chịu tải nhiệt độ cao Để kiểm tra khả chịu tải mẫu nhiệt độ cao, đề tài dùng mẫu nung 1350oC mẫu nhiệt độ thể thiện nhiều ưu điểm Đề tài chọn mẫu %, % 20 % YSZ để thử thử cường độ mẫu nguội tỉ lệ cho xu hướng tăng cường độ Tiến hành thử theo quy trình Hình 28 thu kết quả: Như vậy, tỷ lệ % khối lượng, mẫu có độ biến dạng nhỏ Có thể dự đốn tỷ lệ % 20 % lượng pha thủy tinh cấu trúc vật liệu lớn nên dễ bị biến dạng nhiệt độ cao Hoặc với mẫu % có hư hỏng cấu trúc nên cường độ uốn giảm Bảng Kết độ biến dạng tải trọng nhiệt độ Đơn vị: mm Hình 16 Cường độ uốn sản phẩm a) 1350 oC - % Tỷ lệ YSZ phối liệu (% KL) Nhiệt độ phòng 1250oC 1300oC 1350oC 0,00 0,00 0,11 0,14 0,00 0,00 0,04 0,06 20 0,00 0,00 0,19 0,50 b) 1350 oC - % c) 1350 oC - 20 % Hình 17 Ảnh hiển vi điện tử quét SEM mẫu 1350oC 46 >> NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> NGHIÏN CÛÁU KHOA HOÅC Mẫu % có vết vi nứt nên cường độ sản phẩm giảm Còn mẫu 20 % pha thủy tinh nhiều, hạt tinh thể có biên trịn, cong thay sắc nét mẫu % 3.3.6 Kết phân tích XRD Tiến hành phân tích XRD mẫu mà tính chất vật liệu biến đổi.Ở chọn mẫu %, % 20 %.Phân tích mẫu hai nhiệt độ 1350 oC 1400 oC.Kết thu được phân tích phần mềm Match ra: Đối với mẫu % YSZ, 1350 oC bên cạnh cordierite (83,6 %) tồn spinel (Al2O3.MgO, 9,1 %) cristobalit (SiO2, 7,6 %), tức tồn dư nguyên liệu để phản ứng hình thành cordierite xảy ra, hay nói cách khác phản ứng tạo cordierite chưa đạt hiệu suất cao Hình 18 Kết XRD mẫu % YSZ nung 1350oC Ngược lại với mẫu % YSZ, 1400 oC phản ứng tạo cordierite có hiệu suất cao hơn, khơng cịn spinel va cristobalit cịn lượng nhỏ 3,3 % Spinel phản ứng hết Như nhiệt độ cao 1400 oC lượng cordierite lớn hơn, điều phù hợp với kết bền sốc nhiệt mẫu % YSZ 1400 oC có độ bền (chu kỳ) lớn mẫu 1350 oC Đối với mẫu nhiệt độ nung 1350 oC, có mặt YSZ bắt đầu có hình thành zirconsilicat (ZrSiO4) theo hai phương trình: Hình 19 Kết XRD mẫu % YSZ nung 1400oC 2Al2O3.2MgO.5SiO2 + Cordierite 5ZrO2 = SiO2 ZrSiO4 + ZrO2 Cristobalit = 5ZrSiO4 + 2Al2O3.MgO Zirconsilicat spinel Zirconsilicat Lượng YSZ thêm vào tham gia hai phản ứng, điều cho thấy lượng cordierite, spinel cristobalit giảm mẫu % Đến lượng YSZ tăng lên 20 % lượng cordierite giảm, cristobalit giảm vết lượng spinel tăng cao, lúc tỉ lệ khối lượng zirconsilicat/spinel phản ứng, xấp xỉ lần Trong ba mẫu, lượng spinel mẫu % thấp nhất, điểm eutectic hệ này bị kéo xuống thấp, tức độ chịu lửa tăng lên so với hai mẫu Điều phù hợp với kết biến dạng nhiệt độ cao mẫu % cho độ biến dạng Kết luận Hình 20 Tương quan giản đồ XRD ba mẫu %, % 20 % 1350oC Kết nghiên cứu, phân tích, khảo sát cho kết sau: Đề tài tạo thành công gốm cordierite-zircon bền sốc nhiệt so với sản phẩm cordierite thương NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> 47 >> NGHIÏN CÛÁU KHOA HOÅC mại dùng làm kê trụ đỡ mẫu cordierite tuý chế tạo điều kiện Trong sản phẩm thương mại công bố đạt 70 chu kỳ thử nghiệm sốc nhiệt, mẫu cordierite-zircon đề tài đạt đến 119 chu kỳ Mức tăng độ bền sốc nhiệt mẫu thêm % zirconia so với mẫu cordierite tuý sau nung 1300oC, 1350oC 1400 oC tương ứng 281 %, 233 % 108 % Chỉ nên hạn chế zirconia mức 5% Khi đưa vào phối liệu % zirconia khơng độ bền sốc nhiệt mà cường độ uốn nhiệt độ thường khả chịu tải trọng uốn nhiệt độ cao mà không bị biến dạng cải thiện so với cordierite túy Các tính chất nói khơng cải thiện, chí suy giảm tăng hàm lượng zirconia tới mức 10 %, 15 % 20 % Điều cần lưu ý ứng dụng vào sản xuất, tránh lãng phí Nhiệt độ chế tạo phù hợp khoảng 1300 oC đến 1400 oC, tối ưu vùng 1350 oC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Oh, Y.-J., T.-S Oh, and H.-J Jung, Microstructure and mechanical properties of cordierite ceramics toughened by monoclinic ZrO2 Journal of materials science, 1991 26(23): p 6491-6495 48 >> NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG [2] Kumar, M.S., A Elayaperumal, and G Senguttuvan, Zirconias characteristic influence on cordierite mechanical properties Journal of Ovonic Research Vol, 2011 7(5): p 99-106 [3] Gupta, A.D., et al., Effect of ZrO addition on strength and dilation behaviour of cordierite ceramics Journal of materials science letters, 1994 13(5): p 332-334 [4] Levin, E.M., et al., Phase diagrams for ceramists 1964: American Ceramic Society [5] Japan, T.C.S.o and N.S Kyōkai, Advanced Ceramic Technologies & Products 2012: Springer [6] Tuyền, T.N., Nghiên cứu tổng hợp gốm Cordierite từ cao lanh Lâm Đồng talc Phú Thọ Tạp chí khoa học, 2008 48 [7] Phan Văn Tường, N.S.L., Trần Ngọc Tuyền, Phan Thị Hoàng Oanh, Tổng hợp precursor cordierite từ cao lanh A Lưới phương pháp đồng kết tủa ạp chí Hóa học (Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam), 2005 43(6): p 715-719 [8] Senguttuvan, G., et al., Sol-Gel Synthesis and Thermal Evaluation of Cordierite–Zirconia Composites (Ce–ZrO2, Y–Ce–ZrO2) Journal of Materials Synthesis and Processing, 1999 7(3): p 175-185 [9] Basu, B., J Vleugels, and O Van Der Biest, Transformation behaviour of tetragonal zirconia: role of dopant content and distribution Materials Science and Engineering: A, 2004 366(2): p 338-347 >> TIÏU CHÍN VÂ CHÊËT LÛÚÅNG GIỚI THIỆU TIÊU CHUẨN QUỐC GIA THANH TRONG KHUNG THÉP KHƠNG CHỊU LỰC U CẦU KỸ THUẬT Thái Duy Đức TT Vật liệu Hữu Hóa phẩm xây dựng, Viện Vật liệu xây dựng Nhận ngày 24/01/2019, chấp nhận đăng ngày 04/05/2019 TÓM TẮT Tiêu chuẩn chuyển dịch chấp nhận hoàn toàn ASTM C645-18, quy định mức yêu cầu kỹ thuật sai lệch kích thước, chất lượng lớp mạ, tính chất lý khả đâm xuyên đinh vít đứng hệ khung vách kim loại thi công loại thạch cao tường Từ khóa: Thanh khung thép không chịu lực ABSTRACT This standard is translated from ASTM C645-18, specifying the technical requirements for dimensional error, plating quality, mechanical properties and the ability to pierce the screws on the vertical bar of the metal wall system in plasterboard wall Keywords: Metal members wall Mở đầu Phạm vi áp dụng Hiện nay, việc thi công tường vách thạch cao phổ biến cơng tác hồn thiện bên tòa nhà, văn phòng cho thuê Việc lắp đặt thi cơng hệ tường vách thạch cao có nhiều ưu điểm như: chi phí rẻ, lắp đặt nhanh, cách âm tốt, dễ dàng tháo lắp, giảm thiểu khối lượng cơng trình Tiêu chuẩn áp dụng cho hệ khung kim loại không chịu lực để thi công lắp đặt thạch cao tường sử dụng nhà Trên thị trường Việt Nam có số hãng cung cấp hệ khung kim loại thi công tường thạch cao: khung vách Vĩnh Tường, khung vách Zinca, khung vách USG Boral Ở thị trường Việt Nam, lực sản xuất nước hoàn toàn đáp ứng đủ nhu cầu xây dựng nước ta Chất lượng hệ khung vách ảnh hưởng đến trình thi cơng lắp đặt độ bền lâu cơng trình Trên giới có tiêu chuẩn ASTM, BS EN AISI áp dụng cho hệ khung vách kim loại Hệ thống tiêu chuẩn ISO chưa có tiêu chuẩn qui định riêng loại vật liệu Ở Việt Nam, chưa có tiêu chuẩn TCVN ban hành áp dụng cho hệ khung kim loại cho thi công lắp đặt thạch cao tường Vật liệu chế tạo hệ khung thép không chịu lực phải đáp ứng quy định theo ASTM A1003/1003M Lớp phủ hoa văn, bảo vệ phải đáp ứng mức yêu cầu theo tiêu chuẩn Hiệp hội thép Mỹ AISI S220 điều A.5 Do vậy, để kiểm soát chất lượng sản xuất chất lượng vào thi cơng cơng trình xây dựng việc xây dựng tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) cho loại vật liệu cần thiết Nội dung tiêu chuẩn 3.1 Vật liệu chế tạo Chiều dày thép tối thiểu hệ khung khơng nhỏ 0,455 mm 3.2 Kích thước dung sai cho phép - Các phải sản xuất theo kích thước sai lệch cho phép theo quy định AISI 220, điều A 6.4 - Thanh lót: Có độ sâu khơng nhỏ 22 mm, chiều rộng phần cánh bắt vít nhỏ khơng nhỏ 12,7 mm (xem Hình 2) 3.3 Đặc trưng hình học mặt cắt ngang Tính chất mặt cắt ngang phải tính tốn theo AISI S100 (xem Bảng 1, Bảng 2, Hình Hình 2) NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> 49 >> TIÏU CHÍN VÂ CHÊËT LÛÚÅNG Hình Kích thước nhỏ mặt cắt ngang đứng Hình Mặt cắt ngang lót Bảng Yêu cầu tối thiểu đặc trưng hình học mặt cắt ngang đứng Định danh mặt cắt ngang A Chiều rộng bụng đứng (mm) Chiều dày thiết kế 162S125-18 41 0,478 0,454 162S125-30 41 0,792 162S125-33 41 250S125-18 64 250S125-30 Chiều dày tối Tổng diện tích thiểu thép mặt cắt ngang B (mm) (mm2) Tính chất hiệu dụng C,D IxE 1000 mm4 Mn/ΩF N-m 52 14 69 0,752 85 25 134 0,879 0,835 94 27 155 0,478 0,454 63 38 116 64 0,792 0,752 102 66 236 250S125-33 64 0,879 0,835 114 73 272 350S125-18 89 0,478 0,454 74 84 161 350S125-30 89 0,792 0,752 123 144 335 350S125-33 89 0,879 0,835 135 159 390 362S125-18 92 0,478 0,454 76 92 167 362S125-30 92 0,792 0,752 125 157 348 362S125-33 92 0,879 0,835 138 173 406 400S125-18 (mm) 102 0,478 0,454 81 117 185 400S125-30 102 0,792 0,752 133 197 388 400S125-33 102 0,879 0,835 147 218 453 600S125-30 152 0,792 0,752 173 513 609 600S125-33 152 0,879 0,835 192 574 714 A G Định danh mặt cắt ngang kích thước thép cán nguội Ví dụ: 350S125-18 350: ký hiệu chiều rộng bụng tính theo % in , 350 = 3,5 in = 88,9 mm S: ký hiệu loại thanh, S :Thanh đứng 125: ký hiệu độ sâu cánh tính theo % in, 125= 1,25 in = 31,8 mm -18: Ký hiệu chiều dày tối thiểu kim loại nền, 18= 0,18 in= 0,454 mm - 30: Ký hiệu chiều dày tối thiểu kim loại nền, 30= 0,3 in= 0,752 mm - 33: Ký hiệu chiều dày tối thiểu kim loại nền, 33 =0,33 in= 0,836 mm 50 >> NGHIÏN CÛÁU VAÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> TIÏU CHÍN VÂ CHÊËT LÛÚÅNG B Chiều dày thép tối thiểu 95% chiều dày theo thiết kế C Các tính chất tính sở bán kính tâm 2,38 mm (xem Hình 1) D Các tính chất hiệu dụng tính tốn theo AISI S100 dựa vào ứng suất chảy, Fy= 227 MPa E Momen quán tính, Ix, đưa tính tốn độ võng Giá trị momen cho phép tính sở độ cong xoắn cục cong xoắn biến dạng, với độ cong xoắn biến dạng KФ = β = F G Nếu có, nằm tỷ lệ chiều rộng bụng /chiều dày lớn 200 lần cần phải làm cứng bụng Bảng Tính chất mặt cắt ngang lót Tính chất hiệu dụng B,C,D Chiều dày thiết kế, mm Chiều dày tối thiểu thép A mm Tổng diện tích mặt cắt ngang B mm2 IxE (mm4)D Mn/ΩF N-m 0,477 0,453 45,29 3563 36,16 0,719 0,683 67,48 5440 61,02 0,792 0,752 74,32 5953 68,98 0,879 0,835 81,94 6531 74,58 A Chiều dày thép tối thiểu 95% chiều dày theo thiết kế B Các tính chất tính sở bán kính tâm 2,38 mm C Các tính chất hiệu dụng tính giá trị nhỏ cho uốn cong dương hay uốn cong âm D Các tính chất hiệu dụng tính tốn theo AISI S100 dựa vào ứng suất chảy Fy= 227 MPa E Momen quán tính đưa tính toán độ võng F Momen cho phép đưa sở cong xoắn biến dạng 3.4 Yêu cầu tính - Độ đâm xuyên - Khi thử nghiệm độ đâm xun đinh vít, phải có khả giữ đầu đinh vít bề mặt thạch cao thời gian s mà khơng bị tuột - Các bên thứ ba chứng nhận thử nghiệm theo ICC-ES-AC86 (sửa đổi tháng năm 2012) phải phù hợp với giới hạn chiều cao theo qui định ASTM C754, không cần đáp ứng yêu cầu tối thiểu giới hạn chiều dày yêu cầu tối thiểu tính chất mặt cắt ngang 3.5 Thử nghiệm độ đâm xuyên - Ý nghĩa công dụng: Phương pháp thử đưa cách tiến hành đánh giá khả giữ đầu đinh vít bề mặt thạch cao tường xác định phù hợp theo tiêu chuẩn Phương pháp thử khơng xác định tính làm việc hệ kết cấu - Dụng cụ thử nghiệm: + Máy bắn vít, có tốc độ 4000 vịng/ (quay khơng tải) có gắn đầu gá mũi khoan để lắp đinh vít sử dụng phép thử + Đồng hồ bấm giờ, có khả đọc đến 0,1 s + Tấm thạch cao tường - Đáp ứng mức yêu cầu theo TCVN 8256: 2017 loại X, dày 15,9 mm + Đinh vít - Được qui định ASTM C1002, loại S, chiều dài tối thiểu 25,4 mm + Băng giấy xử lý mối nối - Được qui định TCVN : 2018 (ASTM C475/C475M) - Cách tiến hành: + Lắp đặt thử, thạch cao tường, băng giấy xử lý mối nối lên bề mặt phẳng (xem Hình cho đứng lót) + Trước tiến hành phép thử, khoan vài đinh vít phần không sử dụng băng giấy xử lý mối nối để thiết lập độ sâu mũi đinh, cho phép đinh vít xun qua vào thạch cao khơng gây vỡ – bề mặt có giấy + Khoan đinh vít xuyên qua băng giấy xử lý mối nối sử dụng đầu gắn mũi khoan vừa gia lực (tải trọng cố định lực tỳ) 112,2 N Khoan mũi khoan dừng lại giữ đầu đinh vít khỏi đầu đinh vít tuột Ghi lại đinh vít tuột s mà đầu đinh vít nằm thạch cao tường NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> 51 >> TIÏU CHÍN VÂ CHÊËT LÛÚÅNG Hình Thử nghiệm đâm xun đinh vít đứng lót + Một tổ mẫu bao gồm thử + Nếu có khơng q mẫu thử khơng đạt tổ mẫu đạt yêu cầu + Nếu hai năm mẫu thử khơng đạt u cầu chọn thêm hai mẫu để thử nghiệm lại Nếu hai mẫu thử bổ sung không đạt yêu cầu mẫu đem thử nghiệm khơng đạt u cầu theo tiêu chuẩn Kết luận Tiêu chuẩn “Thanh hệ khung kim loại không chịu lực” xây dựng sở chấp nhận hoàn toàn ASTM C645-18 đưa tương đối đầy đủ yêu cầu kỹ thuật để đánh giá mức chất lượng đưa cách tiến hành thử nghiệm khả đâm xuyên đinh vít Từ đó, giúp người sử dụng, lựa chọn loại hệ khung vách phù hợp thi công thiết kế để vừa đảm bảo tính an tồn kỹ thuật vừa giảm chi phí xây dựng Bản dự thảo tiêu chuẩn Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng thẩm định, dự kiến Bộ Khoa học Công nghệ ban hành năm 2018 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 1-1:2008 & TCVN 1-2:2008 Phần 1: Qui trình xây dựng tiêu chuẩn Quốc gia ban kỹ thuật tiêu chuẩn thực hiện; Phần 2: Qui định trình bày thể nội dung tiêu chuẩn Quốc gia [2] TCVN 8256 : 2009 (ASTM C1396/C1396M), Tấm thạch cao - Yêu cầu kỹ thuật [3] TCVN : 2018 (ASTM C475/C475M), Vật liệu xử lý mối nối thạch cao 52 >> NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG [4] ASTM A653/A653M, Specification for steel sheet, zinc-coated (galvanized) or zinc-iron alloy-coated (galvannealed) by the hot-dip process (Thép mạ kẽm (mạ điện hóa) tráng kẽm-sắt phương pháp nhúng nóng Yêu cầu kỹ thuật) [5] ASTM A1003/1003M, Specification for steel sheet, carbon, metallic and nonmetallic-coated for cold-formed framing members (Thép tấm, thép bon phủ vật liệu kim loại phi kim loại cho chế tạo khung gia công nguội - Yêu cầu kỹ thuật) [6] ASTM C11, Terminology relating to gypsum and related building materials and systems (Thuật ngữ cho thạch cao hệ thống vật liệu xây dựng có liên quan) [7] ASTM C754, Specification for Installation of Steel Framing Members to Receive Screw-Attached Gypsum Panel Products (Lắp đặt cho khung thép để gắn thạch cao đinh vít - Yêu cầu kỹ thuật) [8] ASTM C1002, Specification for Steel Self-Piercing Tapping Screws for the Application of Gypsum Panel Products or Metal Plaster Bases to Wood Studs or Steel Studs (Đinh vít thép tự xuyên dùng để lắp thạch cao thạch cao có mặt sau tráng kim loại vào đứng gỗ thép - Yêu cầu kỹ thuật) [9] AISI S100, North American Specification for the design of cold-formed steel structural members, 2007 edition (Tiêu chuẩn Bắc Mỹ yêu cầu kỹ thuật thiết kế thép cán nguội kết cấu, xuất 2007) [10] AISI S220, North American Standard for coldformed steel framing - nonstructural members (Tiêu chuẩn Bắc Mỹ khung thép cán nguội không chịu lực) [11] ICC-ES-AC86, Acceptance criteria for cold-formed steel framing members – interior nonload –bearing wall assemblies –approved May 2012 (Chứng cho hệ khung thép cán nguội – không chịu lực sử dụng nhà – tường chịu lực – Hiệu lực -2012) >> TIÏU CHÍN VÂ CHÊËT LÛÚÅNG THỬ NGHIỆM PHẢN ỨNG VỚI LỬA XÁC ĐỊNH TỔNG NHIỆT LƯỢNG KHI CHÁY (NHIỆT TRỊ) Nguyễn Thị Kim, Nguyễn Đức Thành TT Vật liệu chịu lửa chống cháy, Viện Vật liệu xây dựng Nhận ngày 24/01/2019, chấp nhận đăng ngày 04/05/2019 TÓM TẮT Tiêu chuẩn chuyển dịch chấp nhận hoàn toàn từ ISO 1716:2010 Tiêu chuẩn quy định bước chuẩn bị mẫu thử, bước tiến hành để xác định tổng nhiệt lượng sản sinh cháy sản phẩm Từ khóa: Nhiệt lượng; phản ứng với lửa ABSTRACT This standard is fully accepsted by ISO 1716:2010 This standard specifies the steps for preparing the test sample, determining the heat of Combustion of product Keywords: Heat of Combustion I MỞ ĐẦU Trong lĩnh vực chống cháy, vật liệu cần phải xem xét đánh giá tính nguy hiểm cháy, tập hợp đặc tính kỹ thuật cháy như: tính cháy, tính bắt cháy, tính lan truyền lửa bề mặt, mức sinh nhiệt lượng cháy, khả tạo khói chất độc,… Để đánh giá tính cháy vật liệu tổ hợp vật liệu, cần dựa vào kết thử nghiệm ứng xử với lửa chúng Vật liệu khơng có đặc tính nêu có đặc tính mức độ giới hạn theo quy định (tùy theo hệ thống phân loại quốc gia vùng lãnh thổ), xem vật liệu chống cháy Trong hệ thống tiêu chuẩn an tồn cháy cho nhà cơng trình Châu Âu, để xếp vào nhóm vật liệu an tồn cháy vật liệu phải thử nghiệm tính khơng cháy tổng nhiệt lượng cháy Trong tiêu tổng nhiệt lượng cháy tiêu quan trọng ảnh hưởng tới nguy phát triển đám cháy Các tòa nhà chung cư, tòa nhà đa có kinh doanh trung tâm thương mại nơi tồn lượng lớn chất dễ cháy, chất cháy thông thường đồ nhựa, vải, sợi, gỗ, giấy… cháy lượng nhiệt xạ tỏa đủ để gây cháy cho khu vực chưa có lửa làm phát sinh đám cháy Trên giới, quốc gia phát triển như: Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản, Trung Quốc,… xây dựng tiêu chuẩn để xác định tiêu tổng nhiệt lượng sản sinh vật liệu để làm phân loại sản phẩm Việc thử nghiệm tiêu vật liệu bắt buộc yêu cầu quan trọng thiết kế xây dựng cơng trình Theo hệ thống quy chuẩn Việt Nam QCVN06:2010/ BXD tiêu tổng lượng nhiệt cháy tiêu để phân loại sản phẩm cháy Tuy nhiên theo hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu Trung Quốc, phân loại sản phẩm thuộc nhóm A (nhóm sản phẩm hồn thiện mặt sàn, bảo ơn cho đường ống vật liệu, sản phẩm xây dựng nói chung) mẫu vật liệu phải thử nghiệm tính khơng cháy theo ENISO 1182 tổng nhiệt lượng sản sinh cháy theo EN ISO 1716 Khi so sánh giá trị giới hạn kết thử nghiệm theo ENISO 1182 nhóm cho thấy, vật liệu xếp vào nhóm có tương đống với nhóm vật liệu cháy yếu theo QCVN06:2010/BXD Vì tiêu xác định tổng nhiệt lượng cháy (hay nhiệt trị) tiêu quan trọng trình đánh giá đặc tính cháy vật liệu Trong nước, ngồi tiêu chuẩn đánh giá tính khơng cháy vật liệu xây dựng TCXD 331:2004 (tiêu chuẩn soát xét xây dựng thành TCVN) chưa có tiêu chuẩn xác định tổng nhiệt lượng cháy vật liệu Khi có yêu cầu thử nghiệm tiêu số phịng thí nghiệm NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> 53 >> TIÏU CHÍN VÂ CHÊËT LÛÚÅNG phải áp dụng tiêu chuẩn nước ngồi Vì việc xây dựng tiêu chuẩn cần thiết vấn đề thử nghiệm vật liệu chống cháy để đáp ứng nhu cầu thực tiễn II NỘI DUNG VÀ BỐ CỤC CỦA TIÊU CHUẨN 2.1 Tên tiêu chuẩn Tên gọi tiêu chuẩn “Thử nghiệm phản ứng với lửa - Xác định tổng nhiệt lượng cháy (nhiệt trị)” Tên tiêu chuẩn bám bám sát theo nội dung gốc ISO 1716:2010 Khi đọc tên tiêu chuẩn này, người đọc dễ dàng nhận biết tiêu chuẩn thuộc nhóm thử nghiệm phản ứng với lửa để xác định tiêu tổng nhiệt lượng (nhiệt trị) cháy sản phẩm 2.2 Đối tượng tiêu chuẩn hoá phạm vi áp dụng tiêu chuẩn Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định tổng nhiệt lượng cháy (nhiệt trị) loại vật liệu sử dụng xây dựng Tiêu chuẩn khuyến khích sở sản xuất sở nhập người tiêu dùng áp dụng 2.3 Nguyên tắc Nguyên tắc phép thử đốt cháy mẫu thử có khối lượng quy định điều kiện chuẩn, thể tích khơng đổi, mơi trường khí ơxy, bom nhiệt lượng hiệu chuẩn đốt cháy axit benzoic chuẩn Xác định tổng nhiệt lượng cháy điều kiện tính tốn sở quan sát tăng nhiệt độ có tính đến nhiệt ẩn nhiệt trình bay nước 2.4 Thiết bị thử nghiệm Hai thiết bị quan trọng tiêu chuẩn nhiệt lượng kế bom nhiệt lượng mẫu đo tỏa so sánh với chất chuẩn Trong q trình này, mẫu đốt khí ơxy cao áp bình chịu áp suất kim loại hay gọi bom nhiệt lượng Năng lượng tỏa hấp thụ đo nhiệt lượng ghi lại thay đổi nhiệt độ Các phận quan trọng bom nhiệt lượng gồm: (1) lớp áo cách nhiệt bảo vệ giỏ từ ứng suất nhiệt thời trình đốt cháy; (2) giỏ để giữ bom đo lượng nước, với khuấy; (3) bom; (4) nhiệt kế cảm biến đo nhiệt độ thay đổi bom Bom nhiệt lượng dùng xác định nhiệt trị vật liệu, nhiên liệu nhiều lĩnh vực như: Than cốc; xăng dầu; quản lý chất thải, tái chế; nhà máy điện, thực phẩm, xây dựng vật liệu xây dựng,… Trong vật liệu xây dựng, dùng bom nhiệt lượng để xác định tổng lượng nhiệt cháy sản phẩm sau: - Xốp; - Vật liệu cách nhiệt; - Xốp cách nhiệt; - Vữa; - Bông thủy tinh 2.5 Mẫu thử Mục mẫu thử quy định cách lấy mẫu dạng sản phẩm sản phẩm dạng rời, sản phẩm chứa chất lỏng,… Mẫu dạng rắn phải nghiền mịn tới kích thước quy định mang thử nghiệm Mẫu sau nghiền phải xác định khối lượng ổn định mẫu điều kiện quy định Chuẩn bị mẫu thử theo hai phương pháp thử nghiệm riêng biệt phương pháp chén nung phương pháp “điếu thuốc lá” - Nhiệt lượng kế sử dụng để đo lượng nhiệt sinh đốt cháy mẫu đặt môi trường giàu khí ơxy bên bình kín (bom) bao quanh lượng nước xác định Năng lượng điện sử dụng để làm bắt lửa; mẫu cháy, làm nóng lớp nước bao quanh bom Từ người ta đo thay đổi nhiệt độ mẫu để tính nhiệt trị (năng suất tỏa nhiệt) mẫu Kết cho phép rút số kết luận quan trọng chất lượng, đặc tính sinh lý, vật lý hóa học sản phẩm - Bom nhiệt lượng sử dụng nhiều q trình vật lý, hóa học nhiệt lượng thông số quan trọng Nhiệt đốt cháy xác định bom nhiệt lượng quy trình thay mà nhiệt lượng 54 >> NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG Hình Thiết bị bom nhiệt lượng phịng thí nghiệm >> TIÏU CHÍN VÂ CHÊËT LÛÚÅNG 2.6 Quy trình thử nghiệm Để xác định giá trị tổng nhiệt lượng cháy cần thực bước sau: 2.6.1 Lấy mẫu - Đối với vật liệu rời: Lấy ngẫu nhiên mẫu có khối lượng tối thiểu 50g từ sản phẩm - Đối với vật liệu dạng lỏng: Chuẩn bị mẫu thử vật liệu sấy khô với khối lượng tối thiểu 10 g Vật liệu làm khô sấy theo hướng dẫn nhà sản xuất Phải cẩn thận sấy thành phần sử dụng dạng lỏng có chất dung mơi 2.6.2 Xác định mật độ bề mặt Khi cần thiết, phải xác định mật độ bề mặt thành phần sản phẩm tới độ xác ± 0,5% từ diện tích tối thiểu 250 mm × 250 mm Đối với sản phẩm sử dụng dạng lỏng, phải xác định khối lượng khô 2.6.3 Nghiền mẫu Làm nhỏ dần mẫu theo quy định để tạo thành mẫu thử cuối Quá trình nghiền phải thực theo cách đảm bảo để không gây phân hủy nhiệt Nghiền thu nhỏ mẫu theo phương pháp lấy góc phần tư chéo nhau, nghiền mịn tiếp tục thu nhỏ mẫu Nếu mẫu không nghiền được, làm nhỏ mẫu phương pháp thích hợp để tạo thành hạt mẩu nhỏ coi mẫu thu dạng bột 2.6.4 Loại mẫu thử Nếu tạo bột mịn từ trình nghiền chuẩn bị mẫu thử phương pháp chén nung Nếu không tạo bột mịn từ trình nghiền và/hoặc sử dụng phương pháp chén nung mà đốt cháy hồn tồn phải tiến hành thử nghiệm theo phương pháp “điếu thuốc lá” phương pháp chén nung sử dụng chất trợ cháy, ví dụ dầu parafin 2.6.5 Ổn định mẫu thử Phải ổn định mẫu bột, benzoic acid giấy “điếu thuốc lá” trước thử nghiệm theo EN 13238 ISO 554 2.6.6 Số lượng mẫu thử nghiệm Lấy ba mẫu để tiến hành thử nghiệm Thử nghiệm thêm hai mẫu không đáp ứng giá trị thử nghiệm hợp lệ Có thể thử nghiệm nhiều ba mẫu thử theo yêu cầu cho hệ thống phân loại 2.6.7 Xác định khối lượng Cân thành phần đây, xác đến 0,1 mg: - 0,5 g vật liệu; - 0,5 g benzoic acid; - Chất trợ cháy; - Sợi đốt, sợi giấy “điếu thuốc lá”, cần 2.6.8 Thử nghiệm theo phương pháp chén nung Thực theo bước sau a) Đặt hỗn hợp mẫu cân trước benzoic acid vào chén nung b) Nối sợi đốt cân trước với hai điện cực c) Vòng sợi đốt xuống để chạm vào bột chén nung 2.6.9 Thử nghiệm theo phương pháp “điếu thuốc lá” Thực theo bước sau a) Đặt sợi đốt cân trước xuống tâm lõi b) Bọc giấy làm thuốc cân trước quanh lõi dính hai mép giấy chồng lên Khơng cần sử dụng keo dính giấy làm “điếu thuốc lá” phun keo dính Giấy phải thừa đầu mẫu để đủ quấn quanh sợi đốt c) Giấy quấn quanh sợi đốt đầu phía lõi đặt tồn bộ phận vào khn Sợi đốt phải xuyên qua đáy khuôn d) Rút lõi e) Đặt hỗn hợp mẫu cân trước benzoic acid vào giấy làm “điếu thuốc lá” f) Lấy “điếu thuốc lá” điền đầy khỏi khn quấn hai đầu giấy để bịt kín “điếu thuốc lá” g) Cân “điếu thuốc lá” để đảm bảo khối lượng tổng không thay đổi so với tổng khối lượng thành phần 10 mg h) Đặt “điếu thuốc lá” vào chén nung i) Nối dây đốt với hai điện cực 2.7 Biểu thị kết Phần xây dựng cơng thức tính tốn tổng lượng nhiệt sản sinh cháy mẫu thử sản phẩm NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG >> 55 >> TIÏU CHÍN VÂ CHÊËT LÛÚÅNG Trong đó: QPCS: Tổng nhiệt lượng cháy, tính mêgajun kilôgam (MJ/kg) E: Đương lượng nước nhiệt lượng kế, bom, dụng cụ phụ nước đưa vào bom, tính megajun kilogram (MJ/kg) tiêu tổng nhiệt lượng cháy mẫu thử Từ giúp cho phịng thí nghiệm người quan tâm hiểu rõ quy trình thử nghiệm tiến hành phép thử cách dễ dàng, thuận lợi Bản dự thảo tiêu chuẩn chờ xét duyệt thẩm định hội đồng Bộ Xây Dựng trước ban hành Ti: Nhiệt độ ban đầu, tính 0K Tm: Nhiệt độ tối đa, tính 0K b: Hệ số điều chỉnh, biểu thị megajun, yêu cầu nhiệt cháy “nhiên liệu” sử dụng thử nghiệm, tức sợi đốt, sợi bông, giấy làm thuốc axít benzoic chất trợ cháy c: Hệ số điều chỉnh nhiệt độ, biểu thị Kenvin, yêu cầu trao đổi nhiệt bên ngồi; khơng sử dụng vỏ bọc đoạn nhiệt m: Khối lượng mẫu thử, tính kilơgam III KẾT LUẬN Tiêu chuẩn “Thử nghiệm phản ứng với lửa - Xác định tổng nhiệt lượng cháy (nhiệt trị)” xây dựng sở chấp nhận hoàn toàn ISO 1716:2010 đưa tương đối đầy đủ quy trình thử nghiệm để đánh giá 56 >> NGHIÏN CÛÁU VÂ PHẤT TRIÏÍN VÊÅT LIÏåU XÊY DÛÅNG TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ISO 554, Standard atmospheres for conditioning and/ or testing - Specifications (Khí tiêu chuẩn choổn định mẫu và/hoặc thử nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật) [2] ISO 13943, Fire safety - Vocabulary (An toàn cháy Thuật ngữ) [3] EN 13238, Reaction to fire tests for building products - Conditionning procedures and general rules for selection of substrates(Thử nghiệm phản ứng với lửa cho sản phẩm xây dựng - Quy trình ổn định quy tắc chung để lựa chọn vật liệu nền) [4] ISO 5725-2:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 2:Basic method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurementmethod ... thống tiêu chuẩn quốc tế ISO tiêu chuẩn ISO 22159 - Personal equipment for protection against falls - Descending devices; Hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu tiêu chuẩn EN 341 - Personal equipment for protection... (2009) [3] P Novotna , J Krysa , J Maixner, P Kluson , P Novak, Photocatalytic activity of sol-gel TiO2 thin films deposited on soda lime glass andsoda lime glass precoated with a SiO2 layer, Surface... TCVN 8523:2010 Ống tụt cứu người 30m; [7] ISO 22159:2007 - Personal equipment for protection against falls - Descending devices; [8] BS EN 341:2011 - Personal equipment for protection against falls