1 VẬT LIỆU XÂY DỰNG VÀ CHẤT LIỆU TRANG TRÍ KIẾN TRÚC 2 LỜI NÓI ĐẦU Trong lĩnh vực kiến trúc – xây dựng, việc tìm hiểu và ứng dụng các loại vật liệu xây dựng và chất liệu trang trí là một nhu cầu thườn.
VẬT LIỆUXÂY DỰNGVÀCHẤT LIỆU TRANGTRÍ KIẾNTRÚC LỜI NĨI ĐẦU Trong lĩnh vực kiến trúc – xây dựng, việc tìm hiểu ứng dụng loại vật liệu xây dựng chất liệu trang trí nhu cầu thường xuyên cấp thiết kỹ sư vật liệu, kỹ sư xây dựng, kiến trúc sư nhà trang trí nội ngoại thất Vật liệu chất liệu trang trí phần vật chất tạo nên kết cấu, hồn thiện bề kết cấu, vật liệu tốt hay đẹp xấu ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng tính thẩm mỹ cơng trình, cịn chiếm tỷ lệ lớn tổng kinh phí xây dựng (đến 85%) Do việc lựa chọn sử dụng vật liệu xây dựng chất liệu trang trí kiến trúc phù hợp cần thiết Cuốn “Vật liệu xây dựng chất liệu trang trí kiến trúc” đời nhằm đáp ứng nhu cầu với vai trò trang bị kiến thức chuyên sâu, đồng thời giáo trình phục vụ cho việc giảng dạy học tập ngành kiến trúc, quy hoạch, quản lý thị, mỹ thuật hồnh tráng trang trí nội ngoại thất Cuốn sách trình bày kiến thức chuyên sâu khoa học vật liệu, loại chất liệu cụ thể sử dụng xây dựng, trang trí kiến trúc nghệ thuật Cuốn sách giới thiệu địa đơn vị sản xuất kinh doanh chất liệu trang trí thiết kế kiến trúc nội ngoại thất Việt Nam giới thiệu hình ảnh hoạt động số công ty sản xuất vật liệu xây dựng tiếng để bạn đọc tham khảo cơng tác Tập thể tác giả, đặc biệt chủ biên TS Nguyễn Minh Ngọc xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Khoa Xây dựng, Khoa Kiến trúc, Phịng Khoa học Cơng nghệ, Đại học Kiến trúc Hà Nội có nhiều ý kiến đóng góp quý báu cho sách Các tác giả sử dụng nhiều tài liệu tham khảo Nhà khoa học, Thày giáo Anh Chị đồng nghiệp, phải kể đến sách chủ biên như: GS TSKH Phùng Văn Lự, ThS Phan Thế Vinh, Nguyễn Văn Phiêu, GS.TSKH.KTS Pixkarev V.A, … Lần mắt, chắn sách hạn chế, mong góp ý phê bình quý độc chuyên gia đồng lĩnh vực Mọi góp ý xin gửi Bộ môn Vật liệu xây dựng, trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Xin chân thành cảm ơn! Nhóm Tác giả CHƯƠNG NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG VÀ CHẤT LIỆU TRANG TRÍ KIẾN TRÚC 1.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG VÀ CHẤT LIỆU TRANG TRÍ KIẾN TRÚC Trong lĩnh vực xây dựng, vật liệu xây dựng chiếm vị trí đặc biệt quan trọng, định đến chất lượng, tuổi thọ, tính mỹ thuật trang trí, giá thành thời gian thi cơng cơng trình Do đó, chương trình đào tạo hệ đại học nhằm trang bị cho kiến trúc sư kiến trúc sư quy hoạch, hay nhà trang trí nội ngoại thất, hoạ sỹ, kỹ sư vật liệu xây dựng… có kiến thức vật liệu xây dựng chất liệu trang trí kiến trúc u cầu quan trọng Thơng thường chi phí vật liệu xây dựng chiếm tỷ lệ tương đối lớn tổng giá thành xây dựng: 75 ÷ 80 % cơng trình dân dụng cơng nghiệp, 70 ÷ 75 % cơng trình giao thơng, 50 ÷ 55 % cơng trình thuỷ lợi Đặc biệt đưa vào cơng trình văn hố, dân dụng loại chất liệu làm trang trí nội ngoại thất tổng giá trị cơng trình tăng lên nhiều Để nâng cao tính trang trí nghệ thuật tăng tính sử dụng cho cơng trình cần phải sử dụng vật liệu ốp lát trang trí bề mặt Chất liệu trang trí sở vật liệu thiên nhiên nhân tạo với sản phẩm chi tiết sẵn có hay tự chế tạo dựa sở mảng, hình khối, màu sắc, hoạ tiết trang trí…Thơng qua kiến trúc sư, cử nhân mỹ thuật chun trang trí nội ngoại thất khơng làm tăng vẻ đẹp cơng trình mà cịn tăng giá trị sử dụng, tăng tuổi thọ tạo cho công trình có tính ấn tượng cao, phong cách riêng Từ năm 1969, Liên xô đưa kế hoạch cần phải sản xuất sử dụng vật liệu, chất liệu trang trí kiến trúc nhằm tăng tuổi thọ vẻ đẹp cơng trình vật liệu, chất liệu đẹp như: gạch màu không trát, gốm ốp lát, gốm màu trang trí, bê tơng màu, nhơm kim loại màu, đá thiên nhiên, kính màu chi tiết trang trí, xi măng màu, sơn bền với mơi trường … Từ yêu cầu lớn xây dựng đại tạo cơng trình văn hố hay dân dụng nhà có khơng gian nội ngoại thất đẹp, tiện nghi, gây ấn tượng mạnh cho người sử dụng chất liệu tạo nên chúng; hình thức bề mặt có màu sắc đường nét hoạ tiết, hình khối mảng đòi hỏi phải kiến trúc sư, hoạ sỹ hay chuyên gia nội ngoại thất thiết kế, sáng tạo tảng chất liệu vật liệu trang trí 1.2 SƠ LUỢC TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG VÀ CÁC CHẤT LIỆU TRANG TRÍ KIẾN TRÚC Từ xa xưa, lồi người biết sử dụng vật liệu thơ có thiên nhiên đất, rơm rạ, đá thiên nhiên, gỗ, để xây dựng trang trí nhà cửa, cung điện, thành qch, cầu cống Những nơi khơng có núi đá, người ta biết dùng gạch mộc, sau dùng gạch ngói đất sét nung Để gắn viên rời rạc đá, gạch lại với thành khối, người xưa dùng chất kết dính thiên nhiên, chất kết dính rắn khơng khí vơi, thạch cao Với cơng trình tiếp xúc với nước, người ta dần biết sản xuất sử dụng chất kết dính có khả rắn môi trường nước, thời gian đầu chất kết dính hỗn hợp vơi rắn khơng khí với phụ gia hoạt tính, sau phát minh vôi thuỷ Người Việt nam chế tạo vữa xây trát hỗn hợp cát, vôi, tro trấu, b húng v ng mt mớa Loi vữa xây dựng có khả rắn phát triển cờng độ không khí mà tơng đối tốt môi trờng m t Nhiu cụng trỡnh xây dựng từ loại vữa tồn từ hàng trăm năm đến ngày Vào đầu kỷ 19, việc phát minh xi măng Pooc lăng tạo bước ngoặt lớn ngành xây dựng nói chung, kể từ bê tơng bê tơng cốt thép, bê tông ứng lực trước phát triển mạnh Khả chịu lực cơng trình độ bước cột tăng lên nhiều Ngày nay, nhiều loại vật liệu kim loại màu, xi măng màu, sản phẩm vật liệu đá thiên nhiên nhân tạo, vật liệu gốm trang trí, bê tơng trang trí , gạch men ốp lát, thuỷ tinh màu, vật liệu compozit cht do, vt liu g v sn phm gỗ công nghiÖp… nghiên cứu, sản xuất ứng dụng khơng để xây dựng cơng trình dạng thơ mà cịn dùng làm chất liệu để trang trí nội ngoại thất mang nét văn hoá kiến trúc dân tộc đại Ở Việt Nam, từ xưa có cơng trình gỗ ngơi chùa có tuổi thọ gần nghìn năm, cơng trình đá Thành nhà Hồ (Thanh Hố), cơng trình thành luỹ đất Cổ Loa (Đông Anh- Hà Nội) v.v Tại Sa Pa (Hình 1.1), có nhà thờ đá mang phong cách Gotic xây dựng năm 1935 Nhà thờ đá Ninh Bình (Hình 1.2) xây dựng từ vật liệu đá thiên nhiên chủ yếu Tại Huế nghệ thuật trang trí kiến trúc từ chất liệu như: đá thiên nhiên, gỗ, gốm sứ… đạt trình độ cao việc tạo hình vật linh rồng, phượng… với nghệ thuật ghép mảnh, ghép gốm có màu sắc phong phú ấn tượng Hình 1.1.Nhà thờ đá Sapa Hình 1.2.Nhà thờ đá Phát Diệm - Ninh Bình Hình 1.3.Tử Cấm Thành - Trung Quốc Hình 1.4 Lăng mộ Taj Mahan - Ấn Độ đá cẩm thạch (Marble) trắng Kiến trúc nghệ thuật điêu khắc với tượng trịn hình người, hình động vật chạm nổi, chạm lộng chất liệu: gốm, đá, gỗ tạo nên tác phẩm có giá trị văn hố nghệ thuật cao Chủ nghĩa thô mộc xây tường đá lẫn với mảng gạch có nhiều nét trang trí đặc sắc dùng chất liệu kiểu thơ mộc trang trí với khối lớn Kiến trúc sư Mario Botta người Thụy Sỹ cho rằng: đá, gạch, bê tông vật liệu chắc, nặng, khoẻ trường tồn “Đá gạch nối vĩnh khứ đại” Tại Roma cổ đại có Khải hồn mơn xây dựng năm 203 cao 20m, rộng 25m xây gạch, đá vôi bên bọc chất liệu đá cẩm thạch Cơng trình hồ quyện kiến trúc điêu khắc Ở Trung Quốc có nhiều cơng trình tiếng xây dựng đá, gạch, ngói Tử Cấm Thành, Di Hoà Viên, Vạn Lý Trường Thành v.v…(Hình 1.3) Cơng trình lăng mộ Taj Mahan Ấn Độ (Hình 1.4) xây dựng đá cẩm thạch trắng làm say đắm hàng triệu tim viếng thăm Ngày nay, nhờ có đường lối phát triển kinh tế đắn Đảng, ngành vật liệu xây dựng phát triển nhanh chóng Trước có vật liệu xây dựng truyền thống gạch, ngói, đá, cát, xi măng có hàng trăm, nghìn chủng loại khác kể vật liệu với chất lượng cao, nhiều mẫu mã kích thước, đến màu sắc phong phú đáp ứng cho nhu cầu xây dựng nước xuất Nhiều nhà máy xi măng đại như: xi măng Bỉm Sơn (3,7 triệu tấn/năm), xi măng Hoàng Thạch (3,5 triệu tấn/năm), xi măng Bút Sơn (1,4 triệu tấn/năm), xi măng Chinfon- Hải phòng (1,4 triệu tấn/năm), xi măng Sao Mai (1,76 triệu tấn/năm), xi măng Nghi Sơn (2,27 triệu tấn/năm) v.v… Gốm xây tuờng ngói đất sét nung có sản phẩm Tổng công ty Viglacera, Công ty Cổ phần Thạch Bàn v.v Gốm ốp lát ceramic sản xuất tập đồn Prime, Tổng cơng ty Viglacera, Đồng Tâm v.v Gốm granite ốp lát Công ty cổ phần Thạch Bàn, Tổng công ty Viglacera, Bạch Mã v.v Gạch ốp lát từ đất sét nung Công ty Viglacera Hạ Long, Cotto Giếng Đáy sử dụng rộng rãi nước xuất nước Sản phẩm sứ vệ sinh Inax, Thanh Trì, Thiên Thanh, ToTo, Taicera, v.v khơng hình thức bề mặt đẹp mà cịn có chất lượng cao Kính xây dựng có nhà máy kính Đáp Cầu, nhà máy kính VFG Quế Võ- Bắc Ninh, kính Bình Dương Kính xây dựng với sản phẩm kính phẳng dày ÷ mm, kính phản quang, kính màu, kính an toàn, gương soi v.v… Ngoài vật liệu trên, sản phẩm vật liệu, chất liệu trang trí hồn thiện đá ốp lát thiên nhiên từ đá hoa cương, đá cẩm thạch, đá vôi đặc… sản phẩm đá nhân tạo, sơn silicat, vật liệu trang trí từ thạch cao trần nhà, tường ngăn, chi tiết hoa văn v.v…Vật liệu tôn lợp với màu sắc phong phú, vật liệu chất dẻo làm ốp, trần vừa nhẹ vừa đẹp lại dễ thi công Vật liệu gốm sứ vệ sinh, ốp lát chất liệu hồn thiện trang trí kiến trúc đa dạng Vật liệu gỗ thiên nhiên gỗ cơng nghiệp làm chất liệu trang trí nội thất phát triển với tốc độ cao Đạt vượt mục tiêu đến năm 2010 sản xuất 40 ÷ 45 triệu xi măng, 40 ÷ 50 triệu m2 gạch men lát ốp tường, ÷ triệu sản phẩm sứ vệ sinh với phụ kiện đồng bộ, 80 ÷ 90 triệu m2 kính xây dựng loại, 18 ÷ 20 tỷ viên gạch, 30 ÷ 35 triệu m2 lợp, 35 ÷ 40 triệu m3 đá xây dựng, triệu m2 đá ốp lát, 50000 cách âm cách nhiệt, sợi thuỷ tinh, vật liệu 1.3 PHÂN LOẠI VẬT LIỆU XÂY DỰNG VÀ CHẤT LIỆU TRANG TRÍ KIẾN TRÚC Vật liệu xây dựng chất liệu trang trí kiến trúc phân thành nhóm chính: 1.3.1.Vật liệu xây dựng chất liệu trang trí sở chất vô 1.3.1.1 Các loại vật liệu đá thiên nhiên, đá nhân tạo - Sản phẩm đá thiên nhiên đá nhân tạo sản xuất thành hàng hố có bán thị trường dùng để xây, làm cốt liệu cho bê tông (đá dăm), ốp lát, mặt bếp, mặt bàn v.v… - Các sản phẩm điêu khắc, trang trí kiến trúc từ chất liệu đá thiên nhiên dạng khối, dạng tấm, hay viên đá, bột đá màu chế tạo dựa ý tưởng thiết kế kiến trúc sư, hoạ sỹ cử nhân trang trí nội ngoại thất - Xây tường đá lẫn với mảng gạch tạo chủ nghĩa thô mộc kiến trúc - Bột màu vơ nung, nghiền từ khống chứa nhiều kim loại - Đá nhân tạo như: đá cẩm thạch nhân tạo Rumania, đá hoa hạt nhỏ kiểu Ý Tại Việt Nam có loại đá nhân tạo đá Vicostone, đá nhân tạo Corian, đá nhân tạo Viễn Phương v.v… 1.3.1.2 Vật liệu gốm xây dựng chất liệu gốm trang trí - Vật liệu gốm dùng để xây tường, để lợp, gốm men để ốp lát, sứ vệ sinh v.v… - Chất liệu gốm trang trí nghệ thuật có bán sẵn như: gốm màu, phù điêu, gốm đắp, chum vại, gốm mây, gốm gỗ, gốm trai với bề mặt sơn mài v.v… - Các chế phẩm gốm thơ, gốm men với hình vẽ, hoạ tiết, màu sắc độc đáo thiết kế chế tạo dựa ý đồ trang trí cụ thể 1.3.1.3 Chất kết dính vơ - Vơi dùng để chế tạo vữa xây, trát mơi trường khơng khí - Thạch cao dùng để sản xuất tường ngăn, trần chi tiết trang trí Bột thạch cao dùng để đổ tượng, làm khuôn mẫu Thạch cao cịn chất liệu vơ hữu ích cho hoạ sỹ, kiến trúc sư, cử nhân trang trí chế tạo sản phẩm nghệ thuật dùng để tô điểm thêm cho không gian kiến trúc - Xi măng pooclăng dùng chế tạo vữa xây dựng, bê tông bê tông cốt thép Xi măng trắng xi măng màu dùng làm chất liệu chế tạo mảng tường, khối hay với đá trắng, đá bột màu tạo loại đá trang trí mang nét độc đáo riêng cho cơng trình xây dựng 1.3.1.4 Bê tơng - Bê tông bê tông cốt thép thành phần chịu lực cơng trình xây dựng móng, cột, dầm, sàn, v.v.v… - Bê tơng cịn dùng chế tạo tượng đài - Bê tông màu sử dụng làm chất liệu trang trí kiến trúc - Bê tông đá mài dạng chất liệu trang trí kiến trúc - Bê tơng khơng sơn với gạch thô tạo mảng tường mộc mạc 1.3.1.5 Vữa xây dựng - Vữa để xây, vữa trát, vữa ốp lát - Vữa màu làm chất liệu trang trí - Vữa chống thấm 1.3.2 Vật liệu xây dựng chất liệu trang trí sở chất hữu - Vật liệu gỗ xây dựng từ thiên nhiên sử dụng rộng rãi làm nhà công trình văn hố, tơn giáo (đình, chùa, đền ) nông thôn, thành ph, đặc biệt chất liệu chế tạo sản phẩm trang trí nội thất đẹp - Ván gỗ ép công nghiệp dùng để ốp tường, lát nhà - Các tác phẩm nghệ thuật điêu khắc chất liệu gỗ tô điểm thêm cho công trình - Mây, tre làm chất liệu trang trí ln điểm nhấn mạnh mang nét độc đáo dân tộc - Vật liệu chất dẻo vật liệu compozit lợp, ốp tường, trần, trải nhà, giả da… mang tính đại trang trí kiến trúc - Chất liệu sơn màu sở hữu sơn dầu, véc ni, polime bột màu, sơn silíc hữu ve màu để sơn tường ngồi nhà - Giấy dán tường, bìa cát tông chất liệu lý tưởng để trang trí nội thất 1.3.3.Vật liệu kim loại, inox - Cốt thép dùng chế tạo bê tông cốt thép bê tông ứng lực trước - Thép bản, khối làm khung nhà công nghiệp nhà cao tầng - Tôn màu làm lợp mang lại nét quyến rũ cho mặt cơng trình xây dựng - Thép , inox làm lan can uốn lượn, ghế, cửa sắt, hàng rào - Thép, thép màu inox chất liệu đa dạng cho sáng tác nghệ thuật trang trí - Ngày cịn dùng hợp kim màu để chế tạo ốp tường ngoài, làm khung xương để lắp kính v.v Chất liệu trang trí bề mặt “hình thức màu sắc” phân theo nhóm sau: - Chất liệu trang trí bề mặt đá thiên nhiên đá nhân tạo - Chất liệu trang trí bề mặt gốm - Chất liệu trang trí bề mặt kính - Chất liệu trang trí bề mặt chất kết dính vơ cơ, bê tơng màu vữa màu - Chất liệu trang trí bề mặt gỗ, mây, tre thiên nhiên gỗ công nghiệp - Chất liệu trang trí bề mặt chất dẻo - Chất liệu trang trí bề mặt sơn, giấy dán phim (đề can) - Chất liệu trang trí thép INOX, hợp kim màu, nhơm CHƯƠNG NHỮNG TÍNH CHẤT CHỦ YẾU CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG VÀ CHẤT LIỆU TRANG TRÍ 2.1 KHÁI NIỆM Cơng trình xây dựng loại vật liệu xây dựng, chất liệu hoàn thiện trang trí khác nhau, q trình sử dụng chúng phải chịu tác động tải trọng bên yếu tố môi trường Những tác động (là q trình thường dạng học, vật lý, hố học…) ảnh hưởng trực tiếp đến vật liệu gây phá hoại Vì để bảo đảm an tồn cho cơng trình q trình sử dụng, vật liệu cần có khả hay tính chất chống lại tác nhân phá hoại Các tính chất vật liệu xây dựng chất liệu định thành phần tạo nên cấu trúc nội Để tạo nên loại vật liệu có nhiều ưu điểm loại cổ truyền tính chất lẫn hình thức màu sắc bề mặt, phải dựa vào thành phần cấu trúc tạo nên Các tính chất vật liệu xây dựng chất liệu xác định theo phương pháp thử tiêu chuẩn thí nghiệm quy định chặt chẽ theo tiêu chuẩn nhà nước (TCVN) Ngồi cịn sử dụng tiêu chuẩn ngành (TCN) tiêu chuẩn Quốc tế 2.2 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG TRẠNG THÁI VÀ CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG 2.2.1 Khối lượng riêng Khối lượng riêng khối lượng đơn vị thể tích VL trạng thái hoàn toàn đặc m Va (2- 1) Trong đó: 3 - Khối lượng riêng VL, (g/cm , kg/dm , T/m ) m - Khối lượng mẫu VL trạng thái hoàn tồn khơ (w = 0), (g, kg, T) Va - Thể tích mẫu VL trạng thái hồn tồn đặc,(cm3, dm3 , m3) Để xác định khối lượng riêng (Công thức 2-1) loại vật liệu đặc kính, thép cần cân xác định khối lượng khô (m), sau xác định thể tích đặc (Va) cách đo Đối với VL rỗng bê tông, gạch thể tích đặc xác định cách nghiền đến cỡ hạt < 0,2 mm cho vào bình tỷ trọng (Hình 2.1) Cịn với VL rời cát, bình tỷ trọng nước với xi măng dùng 10 ... DỰNG VÀ CHẤT LIỆU TRANG TRÍ KIẾN TRÚC Vật liệu xây dựng chất liệu trang trí kiến trúc phân thành nhóm chính: 1.3.1 .Vật liệu xây dựng chất liệu trang trí sở chất vơ 1.3.1.1 Các loại vật liệu đá... lớn tổng kinh phí xây dựng (đến 85%) Do việc lựa chọn sử dụng vật liệu xây dựng chất liệu trang trí kiến trúc phù hợp cần thiết Cuốn ? ?Vật liệu xây dựng chất liệu trang trí kiến trúc? ?? đời nhằm đáp... - Chất liệu trang trí thép INOX, hợp kim màu, nhôm CHƯƠNG NHỮNG TÍNH CHẤT CHỦ YẾU CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG VÀ CHẤT LIỆU TRANG TRÍ 2.1 KHÁI NIỆM Cơng trình xây dựng loại vật liệu xây dựng, chất liệu