VIÊN XÂY VÀ SỬ DỤNG VỮA CHO KHỐI XÂY BÊ TÔNG KHÍ CHƯNG ÁP

MỞ ĐẦU Sự cần thiết Vài năm gần đây, với vật liệu xây thông dụng gạch đất sét nung, gạch bê tơng nặng sản phẩm viên xây bê tơng khí chưng áp sản xuất, sử dụng nhiều cơng trình xây dựng nước ta Đây loại vật liệu có nhiều ưu điểm khối lượng thể tích nhỏ, khả cách nhiệt, cách âm tốt, ưa chuộng để dùng cho tường bao che tường ngăn nhà cao tầng Tuy nhiên, loại vật liệu sử dụng nước ta nên kinh nghiệm sử dụng hạn chế Một số vấn đề lên cần quan tâm nghiên cứu việc chế tạo sử dụng vữa xây phù hợp cho loại tường Bê tơng khí chưng áp xây vữa xây thơng thường loại vữa xây chuyên dụng Nhờ vào kích thước xác viên xây bê tơng khí chưng áp, chiều dày mạch vữa giảm đáng kể mà đảm bảo độ ngang hàng xây Như vậy, tường bê tông khí chưng áp xây vữa mạch mỏng Để đạt ổn định chất lượng vữa xây mạch mỏng khối xây sử dụng vữa mạch mỏng điều kiện Việt Nam, cần nghiên cứu lựa chọn yêu cầu kỹ thuật cho vữa mạch mỏng, nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến tính chất hỗn hợp vữa vữa mạch mỏng, hợp lý hóa cấp phối vữa phù hợp với điều kiện khí hậu viên xây bê tơng khí chưng áp sản xuất Việt Nam Kết nghiên cứu góp phần kiện tồn chất lượng vữa xây mạch mỏng, chất lượng khối xây bê tơng khí chưng áp Việt Nam Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận án vật liệu chế tạo, thành phần, tính chất vữa xây mạch mỏng khối xây bê tơng khí chưng áp Phạm vi nghiên cứu bao gồm: - Lựa chọn tiêu kỹ thuật vữa xây mạch mỏng cho khối xây bê tơng khí chưng áp; - Ảnh hưởng vật liệu chế tạo, cấp phối yếu tố khác đến tính chất vữa khối xây; - Ứng dụng thực tế hiệu kinh tế vữa xây mạch mỏng cho khối xây bê tơng khí chưng áp điều kiện Việt Nam Ý nghĩa khoa học Luận án đưa luận khoa học vấn đề sau: - Các tiêu kỹ thuật tối thiểu vữa mạch mỏng bao gồm: thời gian công tác; thời gian hiệu chỉnh; khả giữ nước; kích thước hạt cốt liệu lớn nhất; cường độ chịu nén; cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp có u cầu thiết kế; - Ảnh hưởng vật liệu đầu vào (phụ gia xenlulô, vôi, tro bay, xi măng) tới tính chất hỗn hợp vữa vữa mạch mỏng; - Ảnh hưởng điều kiện thi công tới tính chất vữa mạch mỏng điều kiện Việt Nam; - Khả chịu lực tường bê tông khí chưng áp sử dụng vữa mạch mỏng Ý nghĩa thực tiễn - Chế tạo ứng dụng thành cơng vào cơng trình xây dựng sản phẩm vữa xây mạch mỏng cho khối xây bê tơng khí chưng áp có mác M5 M7,5; - Ổn định chất lượng, giảm giá thành khối xây so với sử dụng vữa xây thơng thường Những đóng góp Các đóng góp luận án bao gồm: - Đã đề xuất số tiêu kỹ thuật góp phần hồn thiện u cầu kỹ thuật vữa xây mạch mỏng điều kiện Việt Nam - Bổ sung số liệu nghiên cứu ảnh hưởng số phụ gia xenlulô, vôi, tro bay, cát tới tính chất hỗn hợp vữa vữa xây mạch mỏng cho khối xây bê tơng khí chưng áp điều kiện Việt Nam; - Lựa chọn số thành phần vữa xây mạch mỏng sở vật liệu nước Áp dụng thực tế sản phẩm vữa cách hiệu - Đã làm rõ ảnh hưởng số điều kiện thi công đến tính chất vữa mạch mỏng ảnh hưởng vữa mạch mỏng đến cường độ khối xây điều kiện Việt Nam Kết cấu luận án Luận án gồm phần Mở đầu, chương, Kết luận kiến nghị, Phụ lục Trong có 36 bảng, 62 hình vẽ đồ thị với 61 tài liệu tham khảo trình bày 136 trang giấy khổ A4 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VIÊN XÂY VÀ SỬ DỤNG VỮA CHO KHỐI XÂY BÊ TƠNG KHÍ CHƢNG ÁP 1.1 Các kết nghiên cứu giới Viên xây bê tơng khí chưng áp Bê tơng tổ ong nói chung bê tơng khí chưng áp nói riêng có lịch sử phát triển lâu đời Các dạng bọt khí sử dụng để làm giảm khối lượng thể tích bê tơng có từ thời La Mã cổ đại Tuy nhiên, năm 1889 ghi nhận nỗ lực sản xuất bê tơng khí, khí tạo nhờ tương tác sản phẩm thủy hóa với chất tạo khí E Hoffman thực Các nghiên cứu bê tơng khí Aylsworth Dyer thực vào năm 1914 Hoa Kỳ Grosahe thực vào năm 1917 Đức Tuy nhiên, giai đoạn bê tơng khí chưa sản xuất cơng nghiệp chưa sử dụng rộng rãi Phát minh quan trọng tạo khởi đầu bê tơng khí ghi nhận vào năm 1923 Johan Alex Ericksson (Thụy Điển) thực liên quan đến trình chưng áp đá phiến phèn vơi với nước bột nhôm Công nghệ J.A Ericksson đăng ký quyền năm 1924 Vài năm sau đó, vào năm 1929, Y-tong nhà máy sản xuất bê tơng khí chưng áp giới đưa vào hoạt động Kể từ thời điểm này, bê tông khí chưng áp bắt đầu sản xuất ứng dụng hàng loạt mức độ công nghiệp.Vào năm cuối kỷ XX, tổng sản lượng bê tơng khí chưng áp hàng năm tồn giới ước tính đạt 45 triệu m3 với khoảng 200 nhà máy đặt 45 quốc gia Phần lớn sản lượng bê tơng khí chưng áp sản xuất theo cơng nghệ hãng lớn Hebel, Ytong, Xella, Wehrhahn, Masa-Henke Đức, Siporex Thụy Điển, Phần Lan, Aircrete Anh, Công suất nhà máy sản xuất bê tơng khí chưng áp phổ biến khoảng từ 160.000 m3/năm đến 200.000 m3/năm Bê tơng khí chưng áp chế tạo từ nguyên liệu gồm xi măng, vôi, nguyên liệu chứa SiO2 nghiền mịn, nước chất tạo khí… Hỗn hợp nguyên liệu trộn đều, tạo hình khn thép Trong giai đoạn sau tạo hình xảy phản ứng sinh khí hình thành lỗ rỗng kín làm cho hỗn hợp bê tơng trương nở, nhờ khối lượng thể tích giảm xuống Sau đóng rắn sơ bộ, khối bê tơng tháo khuôn, cắt thành viên blốc theo kích thước yêu cầu đưa vào thiết bị chưng áp Tại đây, viên xây phát triển cường độ mơi trường nước bão hịa có nhiệt độ áp suất cao Bên cạnh chất lượng vật liệu đầu vào, công nghệ sản xuất yếu tố quan trọng định chất lượng bê tơng khí chưng áp Các hãng tiên tiến giới làm chủ cơng nghệ sản xuất, viên xây có khối lượng thể tích 500 kg/m3 đạt cường độ 5,0MPa Tại nước phát triển, từ hàng chục năm nay, việc sử dụng bê tơng khí chưng áp để xây tường, làm sàn, mái cách nhiệt, giảm tải trọng cho cơng trình… trở nên phổ biến, đặc biệt xây dựng nhà cao tầng Tuy nhiên, cường độ thấp so với gạch đất sét nung gạch bê tông thông thường, cấu trúc lại rỗng xốp dễ hút nước, nên bê tơng khí chưng áp sử dụng cho kết cấu chịu lực cơng trình thường xun tiếp xúc với nước Với kích thước xác nên khối xây từ bê tơng khí chưng áp có độ phẳng tốt Nhưng bê tơng khí chưng áp có mơ đun đàn hồi độ cứng thấp, nên khối xây thường phải dùng thêm số móc, giằng, tắc ke… để gia cường liên kết Viên xây bê tơng khí chưng áp dễ hút ẩm hút nước nhả ẩm lại chậm, tường hay kết cấu bao che từ bê tơng khí chưng áp cần trát chống thấm Vữa xây Vữa xây loại vật liệu đá nhân tạo chế tạo cách nhào trộn làm rắn hỗn hợp pha theo tỷ lệ hợp lý chất kết dính, nước, cốt liệu nhỏ, phụ gia Chất kết dính thơng dụng vữa thường vôi, xi măng hỗn hợp chúng Trong khối xây thực đồng thời chức kết nối làm lớp đệm tạo phẳng hàng xây Tùy theo tính chất viên xây khối xây mà chức thể mức độ định Vữa xây mạch mỏng hướng phát triển quan trọng cơng nghệ vữa xây nói riêng vữa khơ trộn sẵn nói chung Vữa xây mạch mỏng thiết kế dành cho viên xây sản xuất cơng nghiệp có kích thước xác Các viên xây bê tơng khí chưng áp sản xuất nhà máy với sai số kích thước khoảng 2mm Do đó, vai trị làm lớp đệm vữa thường xây sản phẩm không cao Mặt khác, bê tơng khí chưng áp có độ hút nước đáng kể, nên việc giảm chiều dày mạch vữa xây thông thường ảnh hưởng mạnh đến chất lượng vữa liên kết vữa với viên xây Để giảm chiều dày mạch vữa nhằm tiết kiệm vật liệu cần thiết phải có giải pháp cải thiện tính chất vữa xây Điều thực nhờ biện pháp công nghệ thông qua việc sử dụng loại phụ gia Khi tính vữa nâng cao giúp đảm bảo độ ổn định chất lượng thi công khối xây bê tơng khí chưng áp trường Điểm khác biệt lớn vữa mạch mỏng vữa thường khả liên kết bám dính với viên xây Khi sử dụng vữa xây mạch mỏng, khả chịu lực khối xây tăng lên nhờ làm việc đồng thời viên xây vữa gần vật liệu đồng Do đó, theo số kết nghiên cứu cường độ chịu nén tính tốn khối xây sử dụng vữa mạch mỏng phụ thuộc vào cường độ vữa mà tính theo cường độ đặc trưng viên xây 1.2 Các kết nghiên cứu ứng dụng Việt Nam Viên xây bê tơng khí chưng áp Các sản phẩm bê tơng tổ ong bao gồm bê tơng khí đóng rắn tự nhiên bê tông bọt nghiên cứu ứng dụng Việt Nam từ nhiều năm trước Tuy nhiên nghiên cứu kinh nghiệm sử dụng bê tơng khí chưng áp cịn Chỉ từ sau Thủ tướng Chính phủ định số 567/2010/QĐ-TTg ngày 28/4/2010 Thủ tướng Chính phủ "Chương trình phát triển vật liệu xây dựng khơng nung đến năm 2020", bê tơng khí chưng áp bắt đầu quan tâm phát triển mạnh mẽ Đến Việt Nam, có nhà máy bê tơng khí chưng áp vào sản xuất với công suất 1,05 triệu m3/năm Các nhà máy chủ yếu sử dụng thiết bị công nghệ Trung Quốc Những sản phẩm sử dụng cho nhiều cơng trình Tp.Hồ Chí Minh, Hà Nội, Đà Nẵng, Nha Trang, An Giang, Nghệ An, Đồng Nai, Quảng Ninh… Trong năm 2011, có 10 nhà máy với tổng công suất 1,9 triệu m3 tiếp tục đầu tư xây dựng Đến năm 2012 Việt Nam có tổng cơng suất triệu m3 bê tơng nhẹ Ngồi ra, có 12 doanh nghiệp lập dự án có kế hoạch đầu tư sản xuất bê tơng khí chưng áp với tổng cơng suất 1,6 triệu m3/năm Bê tơng khí chưng áp Việt Nam sản xuất với khối lượng thể tích dao động từ 600 kg/m3 đến 800 kg/m3 với cường độ chịu nén trung bình dao động từ 3,5 MPa đến 6,3 MPa, cường độ chịu nén tối thiểu dao động từ 3,1 MPa đến 5,7 MPa Cường độ nhổ giật dao động khoảng từ 0,42 MPa đến 0,82 MPa, cường độ chịu kéo bửa từ 0,21 MPa đến 0,38 MPa Mối tương quan cường độ chịu kéo bửa cường độ chịu nén bê tơng khí sản xuất nước chưa hoàn toàn trùng hợp với tương quan nói Khi cường độ bê tơng tính MPa (theo hệ SI) hệ số cơng thức thể mối tương quan có giá trị 0,2 Các kết nghiên cứu tính chất số loại viên xây bê tơng khí chưng áp nước cho thấy thời điểm nay, hệ số bê tơng khí chưng áp sản xuất Việt nam có giá trị dao động khoảng từ 0,09 đến 0,18 Với đà phát triển bê tơng khí chưng áp Việt Nam nay, nhu cầu vữa xây cho tường bê tơng khí chưng áp lớn Viên xây bê tơng khí chưng áp xây vữa thường vữa đặc chủng Thực tế cơng trình nước ta cho thấy số hạn chế đáng kể sử dụng vữa xây thường cho khối xây bê tơng khí chưng áp thể việc vữa bị khô nhanh, khả công tác liên kết với viên xây Việc nghiên cứu chế tạo ứng dụng vữa xây sở vật liệu chỗ phù hợp với viên xây bê tơng khí chưng áp điều kiện khí hậu Việt Nam có tính cấp thiết Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa với nhiệt độ độ ẩm khơng khí cao, mức độ xạ mặt trời cao Trong đó, bê tơng khí chưng áp có cấu trúc rỗng, xốp với mức độ thấm nước cao Vì điều kiện ảnh hưởng đến độ ẩm cân trình hút nhả ẩm (nước) viên xây, viên xây bao che Vữa xây Mới đây, vào cuối tháng 11 năm 2011, Bộ Khoa học Công nghệ ban hành TCVN 9028:2011 "Vữa cho bê tông nhẹ", quy định số tiêu kỹ thuật vữa xây mạch mỏng sở cho việc thi công nghiệm thu vữa khối xây Việt Nam Tuy nhiên, thực tế thi công cho thấy số vấn đề áp dụng tiêu Để xác định khả giữ độ lưu động hỗn hợp vữa theo TCVN 3121-8:2003 cần sử dụng thiết bị hút chân khơng, khó thực cơng trường Ngồi ra, cường độ bám dính thí nghiệm theo TCVN 3121-12:2003 chưa đánh giá khả bám dính hệ thống bao gồm viên xây bên dưới, vữa viên xây bên Mặt khác, tài liệu tiêu chuẩn giới cho thấy, vữa xây mạch mỏng đảm bảo khả liên kết bám dính đánh giá tiêu cường độ bửa liên kết hay cường độ chịu cắt áp dụng tiêu chuẩn riêng (ACI 530) để tính tốn khối xây bê tơng khí chưng áp giúp tận dụng tốt khả chịu lực khối xây Qua thấy rằng, việc nghiên cứu đề xuất tiêu kỹ thuật cho hỗn hợp vữa vữa mạch mỏng dùng cho viên xây bê tơng khí chưng áp điều kiện Việt Nam phù hợp tiếp cận với trình độ giới cần thiết Một đặc tính quan trọng viên xây ảnh hưởng lớn tới vữa chất lượng thi công khối xây khả hút nước chúng Với độ rỗng 70% bê tơng khí chưng áp dự đốn có khả hút nước độ ẩm cân cao Một số nghiên cứu sơ trình hút nước hút ẩm viên xây bê tơng khí chưng áp Việt Nam khẳng định điều Tuy nhiên, nghiên cứu tiến hành với bê tơng khí chưng áp ngâm nước 1.3 Cơ sở lý luận giả thuyết khoa học nghiên cứu Trong kết cấu khối xây, vữa xây không làm việc cách độc lập mà làm việc đồng thời với viên xây Các tài liệu nghiên cứu cho thấy, khối xây sử dụng viên xây có hình dạng cố định, cường độ khối xây chủ yếu phụ thuộc vào cường độ viên xây Khả bám dính vữa với viên xây chịu tác động nhiều yếu tố khác từ vật liệu đầu vào, q trình thi cơng đến đặc điểm viên xây Nghiên cứu vữa vôi dùng xây gạch đất sét nung cho thấy yếu tố ảnh hưởng lớn tới cường độ bám dính vữa theo thứ tự giảm dần khả giữ nước, lượng dùng nước cường độ Trong nhấn mạnh cường độ bám dính bị chi phối cường độ chất kết dính mà chủ yếu phụ thuộc vào khả giữ nước hỗn hợp vữa Độ hút nước viên xây đóng vai trị quan trọng việc hình thành khả bám dính gạch với vữa Thí nghiệm với vữa xi măng- cát vữa xi măng- vôi- cát cho thấy, với viên xây có độ hút nước thấp, khả bám dính vữa tăng cường độ chịu nén vữa tăng lên Tuy nhiên, với viên xây có độ hút nước cao, độ bám dính vữa xi măng- vơi- cát với cường độ thấp lại lớn độ bám dính vữa xi măng- cát có cường độ cao Các phân tích cho thấy, đặt giả thuyết rằng, để nâng cao chất lượng bám dính vữa với viên xây cần phải điều tiết trình chuyển dịch nước hỗn hợp vữa vào viên xây Quá trình cần đảm bảo, mặt, cho phép lượng nước định thấm vào để tạo liên tục miền chuyển tiếp, tăng cường bám dính, mặt khác cần đảm bảo trì lượng nước cần thiết hỗn hợp vữa nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho q trình thủy hóa xi măng Quá trình chuyển dịch cần gắn liền với điều kiện cụ thể - viên xây bê tơng khí chưng áp mơi trường khí hậu cụ thể - điều kiện khí hậu Việt Nam Trong điều kiện môi trường viên xây cố định, lượng nước chuyển dịch từ hỗn hợp vữa vào viên xây tỷ lệ nghịch với lượng nước lại hỗn hợp vữa Vì vậy, sử dụng tiêu khả giữ nước hỗn hợp vữa hút nước để đánh giá mức độ chuyển dịch nước từ hỗn hợp vữa vào Trong điều kiện Việt Nam cơng trình nghiên cứu sâu vữa xây cho khối xây bê tơng khí chưng áp, đề tài chọn hướng nghiên cứu vữa xây mạch mỏng, mục tiêu đảm bảo bám dính vữa với viên xây, nội dung khoa học điều tiết trình chuyển dịch nước từ hỗn hợp vữa vào viên xây, giải pháp sử dụng tối ưu tổ hợp phụ gia có khả giữ nước 1.4 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Mục đích nghiên cứu luận án chế tạo sử dụng vữa xây mạch mỏng cho khối xây bê tơng khí chưng áp Các nghiên cứu luận án gắn liền với điều kiện đặc thù khí hậu, vật liệu xây công nghệ thi công Việt Nam Căn vào mục tiêu nghiên cứu, dựa sở lý luận giả thuyết khoa học phân tích thiết lập trên, luận án đề nhiệm vụ nghiên cứu chế tạo sử dụng vữa mạch mỏng cho khối xây bê tơng khí chưng áp bao gồm vấn đề sau: - Nghiên cứu hoàn thiện tiêu kỹ thuật vữa xây mạch mỏng cho khối xây bê tơng khí chưng áp điều kiện Việt Nam nhằm áp dụng khối xây bê tơng khí chưng áp theo số tiêu chuẩn thiết kế khác nhau; - Nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu đầu vào tới tính chất hỗn hợp vữa vữa xây mạch mỏng cho khối xây bê tông khí chưng áp Điều tiết lượng nước thâm nhập vào viên xây thông qua việc điều chỉnh khả giữ nước hỗn hợp vữa - Nghiên cứu số tính chất vữa xây mạch mỏng cho khối xây bê tơng khí chưng áp - Nghiên cứu khả chịu lực khối xây bê tơng khí chưng áp sử dụng vữa mạch mỏng; - Sử dụng thực tế tính tốn hiệu kinh tế so với khối xây sử dụng vữa xây thông thường CHƢƠNG VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu sử dụng nghiên cứu sản phẩm có sẵn thị trường bao gồm xi măng pooc lăng hỗn hợp PCB40 sản xuất Nhà máy Xi măng Nghi Sơn Cốt liệu nhỏ bao gồm cát trắng Quảng Bình (C1), cát vàng Sơng Lơ (C2) cát đen Sông Hồng (C3), vôi bột tôi, tro bay qua tuyển nhà Nhà máy nhiệt điện Phả Lại bốn loại phụ gia xenlulơ có gốc hydroxyl propyl metyl xenlulơ (HPMC) hydorxyethyl xenlulơ (HEC) có tính chất khác Cát C1 lựa chọn sử dụng mặc định nghiên cứu Cát C2 C3 sử dụng thí nghiệm đối chứng Các thí nghiệm thực với viên xây bê tơng khí chưng áp sản xuất nước có khối lượng thể tích 690kg/m3, cường độ chịu nén trung bình 4,3MPa, cường độ chịu nén tối thiểu 3,5MPa, cường độ kéo bửa 0,35MPa, cường độ nhổ giật 0,61MPa Các phương pháp thí nghiệm sử dụng nghiên cứu phương pháp tiêu chuẩn quy định tiêu chuẩn Việt Nam, Châu Âu, Hoa Kỳ Liên Bang Nga Thí nghiệm gia tải tường bê tơng khí chưng áp chuẩn bị tiến hành theo quy định riêng CHƢƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VỮA MẠCH MỎNG 3.1 Nghiên cứu lựa chọn tiêu kỹ thuật cho vữa mạch mỏng Vữa mạch mỏng sản phẩm xuất nước ta tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9028:2011 cho loại sản phẩm chưa đồng với tiêu chuẩn nước Trên giới, sản phẩm thường tham chiếu tới hai tiêu chuẩn tương ứng Châu Âu Hoa Kỳ EN 998-2 "Specification for mortar for masonry - Part 2: Masonry mortar", ASTM 1660 "Standard specification for thin-bed mortar for autoclaved aerated concrete (AAC) masonry" Ngoài ra, tiêu chuẩn LB Nga ГОСТ 31357-2007 "Cмеси сухие строительные на цементном вяжущем - Общие технические условия" (GOST 31357-2007 Vữa xi măng trộn sẵn xây dựng - Yêu cầu kỹ thuật chung) quy định số tiêu vữa mạch mỏng Yêu cầu kỹ thuật vữa mạch mỏng tiêu chuẩn có khác biệt định, số lượng tiêu giá trị cần đạt Điều điều kiện đặc thù quốc gia khác Trong điều kiện Việt Nam nay, cần xây dựng tiêu chí cho vữa mạch mỏng sở tham khảo tiêu chuẩn nước ngồi Bên cạnh cần tính đến điều kiện đặc thù khí hậu, tính chất vật liệu, trình độ cơng nghệ quy định quản lý Đối chiếu với thực tế thi công kết thí nghiệm, luận án đề xuất tiêu kỹ thuật giá trị cần đạt bảng Theo vữa mạch mỏng bao gồm hai mác cường độ chịu nén hai mức thời gian hiệu chỉnh Cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp hai tiêu khuyến khích áp dụng khối xây bê tơng khí chưng áp tính tốn theo tiêu chuẩn ACI530 tương đương Bảng Yêu cầu kỹ thuật vữa mạch mỏng Giá trị Phương pháp thí nghiệm cần đạt Kích thước lớn hạt cốt liệu Mm 0,63 TCVN 3121-1:2003 Khả giữ nước % ≥ 95 ГОСТ 5802-86 Thời gian hiệu chỉnh Mức I ≥5 Phút EN 1015-9:2006 Mức II ≥ 10 Thời gian công tác Phút ≥ 180 EN 1015-9:2006 Cường độ chịu nén M5 ≥ 5,0 MPa TCVN 3121-11:2003 M7,5 ≥ 7,5 Cường độ bửa liên kết *) MPa ≥ 0,35 ASTM C1660-10 Cường độ bám dính tổ hợp **) MPa ≥ 0,42 Ghi chú: *) Phụ lục cho tính tốn khối xây theo Phụ lục A ACI 530 **) Tham khảo TT Chỉ tiêu Đơn vị 3.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng số yếu tố đến tính chất hỗn hợp vữa vữa mạch mỏng 3.2.1 Lượng dùng nước khả giữ nước hỗn hợp vữa Trên sở đánh giá sơ khả tương thích loại phụ gia xenlulô thị trường, đề tài lựa chọn bốn loại phụ gia phù hợp với hệ vữaxi măng để triển khai nghiên cứu Kết thí nghiệm xác định lượng dùng nước để hỗn hợp vữa đạt độ xòe 170 mm cho thấy, loại phụ gia xenlulơ có ảnh hưởng lớn tới lượng dùng nước hỗn hợp vữa Với lượng dùng phụ gia 0,3% vữa khô theo khối lượng, lượng dùng nước tăng 14-16% sử dụng phụ gia gốc HPMC tới 9% sử dụng phụ gia gốc HEC 0.11 0.18 Hình Ảnh hưởng phụ gia xenlulơ tới khả giữ nước Khả giữ nước hỗn hợp vữa nâng cao đáng kể sử dụng bốn loại phụ gia xenlulô từ mức 75,4% không sử dụng phụ gia (hỗn hợp vữa xi măng cát) lên đến 98% Điều cho thấy vai trò đặc biệt quan trọng xenlulô việc đảm bảo tính cần thiết cho hỗn hợp vữa Có thể thấy phụ gia xenlulô sử dụng nghiên cứu có ảnh hưởng tích cực đến khả giữ nước hỗn hợp vữa Với lượng dùng phụ gia từ 0,05% trở lên, hỗn hợp vữa có khả giữ nước 90% Khả giữ nước hỗn hợp vữa sử dụng phụ gia xenlulơ có xu hướng tăng tăng lượng dùng phụ gia Tuy nhiên, mức độ gia tăng khả giữ nước khơng lớn Điều giải thích xenlulơ có khả kết hợp với nước hình thành dung dịch với độ nhớt cao Các xenlulô với phân tử lượng cao làm giảm khả linh động nước làm tăng khả giữ nước hỗn hợp vữa Kết thí nghiệm cho thấy, vơi tro bay có ảnh hưởng định đến lượng dùng nước hỗn hợp vữa với mức độ xu hướng khác Khi tăng tỷ lệ vôi từ 0% đến %, lượng dùng nước tăng, tăng tỷ lệ tro bay từ 0% đến 10% lượng dùng nước giảm Mức độ tăng giảm lượng dùng nước tỷ lệ gần tuyến tính với lượng phụ gia sử dụng Tuy nhiên, mức độ thay đổi lượng dùng nước khoảng từ 1% đến 2% Ảnh hưởng vôi tro bay tới khả giữ nước phụ thuộc vào lượng dùng xenlulô Ở mức dùng xenlulô cao (0,3%) ảnh hưởng vôi tro bay khơng đáng kể Trong với lượng dùng 0,1%, sử dụng vôi tro bay cho phép tăng khả giữ nước khoảng 2% Tăng lượng dùng xi măng góp phần nâng cao khả giữ nước hỗn hợp vữa Tuy nhiên, lượng dùng xenlulô mức 0,3%, tăng lượng dùng xi măng từ 20% lên 30% làm thay đổi không đáng kể khả giữ nước (tăng 1%) Hình Ảnh hưởng vôi tro bay đến khả giữ nước Nghiên cứu ảnh hưởng loại cát sử dụng cho thấy lượng dùng nước tăng giảm mô đun độ lớn cát Loại cát sử dụng có ảnh hưởng tới khả giữ nước hỗn hợp vữa Sử dụng cát C3 thay C2 làm tăng khả giữ nước tới 4,6% Điều chứng tỏ việc lựa chọn loại cát phù hợp cho vữa cần thiết Trong trường hợp nguồn cát khu vực bị hạn chế cần xem xét phương án sơ chế cát trước đưa vào sử dụng vữa mạch mỏng Nghiên cứu khả giữ nước hỗn hợp vữa thường vữa mỏng theo thời gian tiến hành gạch đất sét nung bê tơng khí chưng áp Q trình hút nước vữa thường diễn mạnh sau khoảng 50 phút, hỗn hợp vữa bị hút khoảng 50% lượng nước trộn Bê 10 nước Ngoài ra, nghiên cứu tỷ lệ cát xi măng ảnh hưởng lớn tới cường độ chịu nén vữa Hình Ảnh hưởng chất kết dính đến cường độ chịu nén Với lượng dùng xi măng, thêm vôi tro bay có tác dụng làm tăng lượng chất kết dính vữa Mặc dù cường độ thực tế chất kết dính (xi măng, vơi, tro bay) việc pha lỗng xi măng bi suy giảm đơi chút tổng thể, cường độ vữa cải thiện Điều cho phép thay lượng xi măng định vôi tro bay nhằm nâng cao hiệu kinh tế vữa Trong tăng lượng tro bay giúp giảm lượng nước trộn tăng lượng vôi lại làm tăng lượng nước trộn Tuy nhiên kết thí nghiệm cho thấy sử dụng phối hợp 5% tro bay 4% vôi 10% tro bay 8% vôi giúp cải thiện cường độ vữa với tỷ lệ sử dụng phụ gia xenlulô Cường độ chịu nén vữa tăng tỷ lệ với lượng dùng xi măng vữa Bổ sung tro bay vơi nhìn chung có ảnh hưởng tích cực đến cường độ vữa Kết thí nghiệm cho thấy, để chế tạo vữa mác M5 M7,5 lượng dùng xi măng không nên vượt 30% Lượng dùng tối ưu nằm khoảng 25% phụ thuộc vào tỷ lệ vôi tro bay Ảnh hưởng bốn loại xenlulô tới cường độ phát triển cường độ bê tơng trình bày Hình Ở lượng dùng 0,15% loại phụ gia xenlulơ có ảnh hưởng khác đến cường độ chịu nén vữa Bên cạnh đó, phát triển cường độ vữa bị ảnh hưởng đáng kể Trong đó, phụ gia P3 ảnh hưởng đến phát triển cường độ cho giá trị cường độ chịu nén cao nhất, phụ gia P1 làm suy giảm cường độ nhiều Tăng lượng dùng xenlulô đến 0,3% làm cho cường độ chịu nén vữa bị giảm mạnh Sử dụng phụ gia tro bay vôi làm tăng lượng hạt mịn, giúp cải 14 thiện cấu trúc vữa làm gia tăng cường độ bê tông Kết cho thấy, phụ gia xenlulơ có ảnh hưởng tốt đến tính chất hỗn hợp vữa, không nên sử dụng với liều lượng cao 0,3% Phụ gia xenlulơ có giá cao vật liệu thành phần vữa nên việc giảm lượng dùng phụ gia phạm vi cho phép có ý nghĩa quan trọng đảm bảo hiệu kinh tế kỹ thuật vữa Loại cát sử dụng có ảnh hưởng đáng kể đến cường độ chịu nén vữa Trong số loại cát sử dụng cát C2 với mơ đun độ lớn lớn độ hổng nhỏ cho cường độ chịu nén vữa cao Điều hoàn toàn phù hợp với quy luật hệ vật liệu xi măng Do có kích thước hạt lớn độ hổng nhỏ nên hỗn hợp vữa có lượng dùng nước nhỏ hơn, cường độ đá xi măng cao hệ số dư hồ nhỏ Do cường độ cải thiện đáng kể Chênh lệch cường độ chịu nén thay loại cát khác đạt đến 10-15% Tuy nhiên, cường độ chịu nén tiêu định vữa mạch mỏng Mặt khác, số nghiên cứu cho thấy, cường độ vữa sử dụng khối xây không nên vượt cường độ thân viên xây Với sản phẩm bê tơng khí chưng áp có cường độ chịu nén nằm khoảng từ MPa đến MPa mác vữa theo cường độ chịu nén nên trì mức M7,5 M5 Hình Ảnh hưởng phụ gia xenlulô tới phát triển cường độ chịu nén (XM=30%, Tr=10%, V=8%, PG=0,15%) 3.2.4 Ảnh hưởng số yếu tố đến khả bám dính vữa Kết thí nghiệm cho thấy, chủng loại phụ gia xenlulô ảnh hưởng lớn đến cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp Với cấp phối vữa lượng dùng phụ gia, thay đổi chủng loại phụ gia giúp tăng gấp đôi cường độ bửa liên kết tăng 25% cường độ bám dính tổ hợp 15 Hình Ảnh hưởng phụ gia xenlulô đến cường độ bửa liên kết (XM=30%, Tr=10%, V=8%, PG=0,15%) Hình 10 Ảnh hưởng phụ gia xenlulơ đến cường độ bám dính tổ hợp (XM=30%, Tr=10%, V=8%, PG=0,15%) Trong số bốn loại xenlulơ phụ gia P2 cho giá trị cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp cao Phụ gia P2 loại phụ gia cho phép tăng cường tốt khả giữ nước hỗn hợp vữa Điều cho thấy mối liên hệ khả giữ nước hỗn hợp vữa khả liên kết vữa Giữa cường độ chịu nén cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp tồn mối tương quan định Tương quan phụ thuộc nhiều vào chất phụ gia Phụ gia xenlulô P2 làm suy giảm cường độ chịu nén vữa nhiều so với phụ gia P3 lại ảnh hưởng tích cực đến cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp Ngun nhân cấu trúc phụ gia P2 biến tính nhằm nâng cao khả giữ nước liên kết 16 Ảnh hưởng phụ gia xenlulô, vôi, tro bay tới cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp trình bày theo hình 11 hình 12 Hình 11 Ảnh hưởng phụ gia đến cường độ bửa liên kết (XM=30%) Hình 12 Ảnh hưởng phụ gia đến cường độ bám dính tổ hợp (XM=30%) Vơi tro bay có ảnh hưởng tích cực, làm tăng cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp Mức độ ảnh hưởng vôi tro bay lượng dùng phụ gia xenlulô khoảng 0,1% đến 0,3% đáng kể Việc tăng cường hạt mịn thành phần vữa nhờ bổ sung tro bay vôi giúp mặt giúp cải thiện khả giữ nước hỗn hợp, mặt khác giúp cho hỗn hợp vữa dễ dàng lấp đầy vị trí mấp mơ bề mặt nền, lằm tăng diện tích tiếp xúc bề mặt , cải thiện khả bám dính Đặc điểm ảnh hưởng tro bay vôi tới cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp có nhiều nét tương đồng chế phá hoại hai trường hợp có đơi chút khác biệt Với lượng phụ gia xenlulô mức 0,1%, ảnh hưởng yếu tố lượng xi măng lượng vôi tro bay đến cường độ bửa liên kết cường độ 17 bám dính có đơi chỗ khác biệt Sự khác biệt cấp phối vữa với lượng dùng phụ gia xenlulô mức 0,3% không lớn Điều chứng tỏ ảnh hưởng lớn xenlulô tới hệ vữa mạch mỏng Với lượng dùng phụ gia xenlulơ nhỏ, đặc điểm tính chất vữa nằm vùng chuyển tiếp vữa thường sang vữa mạch mỏng Với lượng dùng phụ gia xenlulô đủ cao để trì khả giữ nước hỗn hợp vữa, loại trừ ảnh hưởng nền, đặc tính vữa ổn định thể cách có quy luật Lựa chọn loại cát phù hợp giúp gia tăng cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp tới 25% Một điều đáng ý cát C2 cho giá trị cường độ chịu nén cao cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp lại thua so với cát C1 Cát C1 có tác dụng tích cực cát C2, mặt đặc điểm nguồn gốc cát mặt khác cát C1 cải thiện tốt khả giữ nước vữa Trong trường hợp cát C3, có khả giữ nước cao khả bám dính lại thấp số loại cát sử dụng nghiên cứu Xem xét đặc tính vùng phá hoại cho thấy mẫu sử dụng cát C3 bị phá hoại thân vữa chứng tỏ nguyên nhân suy giảm cường độ cố kết vữa dùng loại cát Để cải thiện khả bám dính vữa sử dụng cát C3 cần điều chỉnh thành phần xi măng phụ gia Các nghiên cứu phần cho thấy tính chất bám dính vữa phụ thuộc vào cường độ chịu nén Trong nhiều trường hợp vữa với cường độ chịu nén thấp lại có giá trị bám dính cao với gạch Vấn đề mấu chốt khả giữ nước hỗn hợp vữa Tương quan cường độ chịu nén tính chất bám dính cần nghiên cứu điều kiện khả giữ nước Ảnh hưởng vật liệu đầu vào tới cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp có nhiều nét tương đồng mang tính quy luật Cả hai tiêu thí nghiệm với tổ hợp viên xây vữa, tính đến ảnh hưởng viên xây thứ viên xây thứ hai tới hệ So sánh hai tiêu với cường độ chịu kéo bửa cường độ nhổ giật thân viên xây cho thấy mức độ khối xây tương đồng với vật liệu đồng Cả hai tiêu sử dụng để đánh giá chất lượng vữa mạch mỏng Các thí nghiệm cho thấy, sử dụng phụ gia xenlulô kết hợp với vôi tro bay cho phép biến tính hệ vữa xây khoảng rộng, đảm bảo yêu cầu vữa xây mạch mỏng Các tính chất hỗn hợp vữa vữa mạch mỏng nâng cao đáng kể so với vữa xây thơng thường Có thể thấy rằng, việc khống chế trình dịch chuyển nước từ hỗn hợp vữa vào phụ gia xenlulô, vôi tro bay làm thay đổi đáng kể 18 cấu trúc vùng liên kết vữa gạch Hình thành cấu trúc đồng đều, mịn với hạt xi măng thủy hóa đầy đủ góp phần quan trọng việc nâng cao tính vữa, đặc biệt khả bám dính Trên sở nghiên cứu tiến hành xác định khoảng sử dụng tối ưu vật liệu khơ tính theo phần trăm vữa khơ sau: xi măng từ 22% đến 28%, vôi từ 4% đến 8%, tro bay từ 5% đến 10%, xenlulô từ 0,15% đến 0,2%, cát từ 54% đến 69% CHƢƠNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA VỮA MẠCH MỎNG 4.1 Nghiên cứu số tính chất vữa mạch mỏng 4.1.1 Phát triển tính chất theo thời gian Cường độ chịu nén, cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp số cấp phối vữa với tỷ lệ xi măng từ 21% đến 30%, tỷ lệ vôi từ 4% đến 8%, tỷ lệ tro bay từ 5% đến 10% tỷ lệ phụ gia xenlulô từ 0,15% đến 0,3% theo dõi từ tuổi ngày đến tuổi 90 ngày Kết thí nghiệm cho thấy cường độ chịu nén vữa phát triển theo thời gian 90 ngày Tốc độ phát triển cường độ phụ thuộc vào cấp phối vữa Cường độ chịu nén ngày tuổi đạt khoảng từ 30% đến 50% cường độ chịu nén tuổi 28 ngày Cường độ chịu nén tuổi 90 ngày đạt khoảng từ 105% đến 130% cường độ chịu nén tuổi ngày Cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp phát triển tuổi dài ngày Tuy nhiên phát triển cường độ bửa liên kết bám dính tổ hợp tuổi dài ngày bị hạn chế cường độ cố kết nội bê tơng khí chưng áp Ở tuổi ngắn ngày cường độ liên kết vữa thấp, bề mặt phá hoại chủ yếu nằm vữa khu vực tiếp giáp vữa bê tông Cường độ xác định giá trị bám dính vữa chịu ảnh hưởng thành phần cấp phối quy luật hệ vữa xi măng Ở tuổi dài ngày cường độ cố kết bám dính vữa đạt giá trị cao cường độ cố kết thân bê tơng khí chưng áp vùng phá hoại chủ yếu nằm bê tơng khí chưng áp Cường độ bửa liên kết cường dộ bám dính vữa có giá trị lớn giá trị xác định Cũng cần ý rằng, bê tơng khí có cấu trúc xốp, khả hút nước cao Cường độ bê tông khí chưng áp phụ thuộc nhiều vào độ ẩm mẫu thí nghiệm Do đó, khả liên kết vùng phá hoại nằm bê tơng khí chưng áp ảnh hưởng nhiều đến kết đo gây sai số đáng kể Điều giải thích chênh lệch kết thí nghiệm tuổi dài ngày 19 4.1.2 Ảnh hưởng điều kiện thi cơng Hình thành phát triển tính chất vữa mạch mỏng cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp chịu ảnh hưởng khơng vữa mà cịn điều kiện thi cơng, độ ẩm chất lượng bề mặt viên xây đóng vai trò quan trọng Ảnh hưởng độ ẩm bê tơng khí chưng áp nghiên cứu với bốn mức 10%, 20% 30% bão hòa nước với hai phương án bao gồm vữa xây thường vữa xây mạch mỏng TT Bảng Ảnh hưởng độ ẩm viên xây Cường độ bửa Cường độ bám Loại vữa Điều kiện liên kết, dính tổ hợp, MPa MPa 10% 0,11 20% 0,15 0,18 Vữa thường 30% 0,16 0,24 bão hòa 0,12 0,15 10% 0,37 0,48 20% 0,39 0,50 Vữa mạch mỏng 30% 0,38 0,47 bão hòa 0,31 0,39 Các kết thí nghiệm cho thấy ảnh hưởng lớn độ ẩm viên xây đến cường độ bửa liên kết cường độ bám dính vữa xây thơng thường Thay đổi độ ẩm viên xây làm suy giảm đến 25% cường độ bửa liên kết tới 40% cường độ bám dính tổ hợp Bê tơng khí chưng áp có độ ẩm khoảng 30% cho giá trị bám dính cao Bê tơng khí bão hịa nước, hay có độ ẩm nhỏ làm suy giảm khả bám dính Kết thí nghiệm với vữa mạch mỏng cho thấy cường độ bám dính tổ hợp cường độ bửa liên kết chịu ảnh hưởng độ ẩm viên xây so với vữa xây thường Cường độ bám dính tổ hợp cường độ bửa liên kết vữa mạch mỏng không thay đổi độ ẩm bê tông khí chưng áp dao động khoảng từ 10% đến 30% vượt mức yêu cầu kỹ thuật đề Các kết nghiên cứu Bảng cho thấy ảnh hưởng bề mặt viên xây độ kín mạch vữa tới khả liên kết vữa viên xây Kết cho thấy sử dụng vữa mạch mỏng: Dù chất lượng độ phẳng độ hút nước bề mặt có thay đổi đáng kể cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp khơng thay đổi 20 Bảng Ảnh hưởng viên xây Cường độ bửa Cường độ bám TT Đối tượng Điều kiện liên kết, dính tổ hợp, MPa MPa nhà máy 0,37 0,48 Bề mặt cắt 0,35 0,47 100% 0,37 0,48 Độ kín vữa mạch 70% 0,31 0,39 xây 50% 0,29 0,33 Thi công theo phương pháp trên, diện tích tiếp xúc viên xây bên vữa mạch mỏng đạt 100% Tuy nhiên, ảnh hưởng q trình thi cơng, viên xây bên lúc tiếp xúc với vữa tồn diện tích bề mặt Điều dẫn đến việc suy giảm cường độ bám dính vữa với viên xây Các kết thí nghiệm trình bày Bảng cho thấy không đảm bảo diện tích tiếp xúc bề mặt làm suy giảm đến khoảng 20% cường độ bửa liên kết đến khoảng 30% cường độ bám dính tổ hợp vữa Do đó, việc tn thủ quy trình thi cơng để đảm bảo diện tích tiếp xúc vữa viên xây cần thiết 4.1.3 Khả bảo vệ cốt thép Để đảm bảo liên kết tường bê tơng khí chưng áp cần bố trí thép liên kết với kết cấu cột, dầm, sàn liền kề Ngồi ra, thép bố trí hàng xây để tránh nứt chống đẩy ngang Theo dẫn thi công, thép đặt mạch vữa xây vữa thường đặt rãnh khoét sẵn mặt viên xây xây vữa mạch mỏng Đây vấn đề phức tạp, địi hỏi khối lượng lớn thí nghiệm nghiên cứu chuyên sâu Mục tiêu nghiên cứu ăn mòn cốt thép phạm vi luận án nhằm so sánh, đánh giá sơ khả ăn mòn cốt thép khối xây sử dụng vữa thường vữa mạch mỏng Mẫu thí nghiệm chế tạo từ bê tơng khí chưng áp vữa nghiên cứu Viên xây sử dụng để tạo mẫu có kích thước 50x100x300 mm cắt từ blốc bê tơng khí chưng áp Độ ẩm viên xây tạo mẫu trì khoảng từ 5% đến 15% Cốt thép sử dụng nghiên cứu thép vằn AIII đường kính 10 mm Mẫu thí nghiệm chế tạo với vữa xây thường vữa mạch mỏng Mẫu bảo dưỡng điều kiện phịng thí nghiệm vịng ngày Sau mẫu giữ điều kiện phịng thí nghiệm tưới nước ngày lần Định kỳ tiến hành xác định ăn mòn cốt thép theo tiêu chuẩn TCXD 294:2003 Kết thí nghiệm cho thấy sau tháng lưu giữ mẫu thí nghiệm sử dụng vữa thường sử dụng vữa mạch mỏng lớn -200 mV chứng tỏ 90% khả cốt thép chưa bị ăn mòn Các kết cho thấy vòng 21 tháng chưa có khác biệt ăn mịn mẫu sử dụng vữa thường sử dụng vữa mạch mỏng Thí nghiệm khả ăn mịn cốt thép tiếp tục trì nhằm thu thập số liệu tuổi dài ngày 4.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng vữa mạch mỏng tới cƣờng độ khối xây 4.2.1 Thí nghiệm cường độ chịu nén khối xây Để góp phần làm rõ chế phá hoại khả chịu lực vữa mạch mỏng so với vữa thường xây tường bê tông khí chưng áp, so với phương án tường gạch truyền thống, tiến hành thí nghiệm xác định cường độ chịu nén khối xây sử dụng phương án vật liệu khác Trong khuôn khổ nghiên cứu, tiến hành chuẩn bị thí nghiệm ba tổ mẫu khối xây sử dụng phương án vật liệu sau: mẫu AAC1 dùng 04 viên xây bê tông khí chưng áp xây vữa xây thường với chiều dày mạch vữa 1012 mm; mẫu AAC2 dùng 04 viên xây bê tơng khí chưng áp xây vữa mạch mỏng với chiều dày mạch vữa 2-5 mm; mẫu Brick dùng 05 viên gạch rỗng đất sét nung xây vữa xây thường với chiều dày mạch vữa 10-12 mm; Gạch rỗng đất sét nung sử dụng nghiên cứu thí nghiệm theo TCVN 6355:2009, có cường độ chịu nén thực tế 13,8 MPa, cường độ chịu uốn 5,6 MPa độ hút nước 9,7% Vữa xây thường mác M75 sử dụng xi măng Nghi sơn PCB40, cát vàng sơng Lơ có cường độ chịu nén thực tế 28 ngày tuổi 8,1 MPa Kết thí nghiệm cho thấy cường độ khối xây bê tơng khí chưng áp với vữa thường đạt 2,86MPa, khối xây bê tơng khí chưng áp với vữa mạch mỏng đạt 3,90MPa khối xây gạch rỗng đất sét nung với vữa thường đạt 5,55MPa Kết cho thấy, cường độ chịu nén thực tế khối xây gạch đất sét nung sử dụng vữa thường khối xây bê tơng khí chưng áp sử dụng vữa thường phù hợp với tính tốn theo tiêu chuẩn TCVN 5573:1991, sử dụng tiêu chuẩn tính tốn khối xây bê tơng khí chưng áp xây với vữa thường Sử dụng vữa mạch mỏng làm tăng tới 36% cường độ chịu nén khối xây bê tơng khí chưng áp Tính tốn cường độ khối xây bê tơng khí chưng áp sử dụng vữa mạch mỏng theo tiêu chuẩn TCVN 5573:1991 thiên an tồn Kết thí nghiệm cường độ thực tế khối xây phù hợp với dẫn ACI 530-08 tức cường độ đặc trưng (cường độ chịu nén tối thiểu tổ mẫu) Sử dụng vữa mạch mỏng làm thay đổi dạng phá hoại khối xây bê tơng khí chưng áp Phá hoại khối xây có dạng vết nứt dọc qua phần bê tông viên xây vữa Trong đó, phá hoại khối xây bê tơng khí chưng áp xây vữa thường hay xảy phần tiếp giáp viên xây vữa 4.2.2 Thí nghiệm gia tải tường Thí nghiệm gia tải tường bê tơng khí chưng áp tiến hành nhằm kiểm tra lại tính tốn cường độ khối xây bê tơng khí chưng áp với vữa thường vữa 22 mạch mỏng Đồng thời đánh giá đặc trưng phá hoại tường trường hợp Trong nghiên cứu này, tiến hành gia tải hai mẫu tường bê tơng khí chưng áp xây vữa xây thường (tường T1) vữa xây mạch mỏng (tường T2) Các viên xây sử dụng thí nghiệm có kích thước 100x100x300 mm Tường bê tơng khí chưng áp xây với vữa thường bao gồm hàng xây có kích thước 1820x780x99 mm, tường xây với vữa mạch mỏng gồm hàng xây có kích thước 1800x810x98 mm Tường xây bảo dưỡng phịng thí nghiệm Hình 13 Thí nghiệm gia tải tường bê tơng khí chưng áp Kết thí nghiệm cho thấy, tường T1 bị phá hoại tải trọng 358kN, tường T2 bị phá hoại tải trọng 480kN Các vết nứt bắt đầu xuất tường T1 gia tải tới cấp tức 60% tải trọng phá hoại dự kiến Các vết nứt bắt đầu xuất góc phạm vi viên xây Đồng thời, số mạch xây đứng xuất vết nứt Trong trình gia tải tiếp theo, vết nứt phát triển chiều dài tăng độ mở Một số vết nứt có xu hướng chạy xiên qua mạch vữa, tạo thêm vết nứt theo mạch ngang Khi gia tải tới 100% tải trọng, vết nứt có xu hướng nối dài đạt độ mở tối đa Chuyển vị xảy vùng tiếp xúc vữa viên xây Các vết nứt chuyển vị xảy chủ yếu nửa phía tường Đối với tường T2, vết nứt bắt đầu xuất gia tải cấp tức tới 60% tải trọng phá hoại dự kiến Khi tiếp tục gia tải, vết nứt ban đầu phát triển theo chiều dọc, tăng độ mở xuất thêm vết nứt hai bên tường Các vết nứt dọc phát triển qua mạch vữa mà không lệch hướng Gia tải cấp (tới 100% tải trọng phá hoại dự kiến) vết nứt mở rộng kéo dài xuống nửa bên tường Không phát vết nứt mạch vữa ngang Ở giai đoạn cuối, lớp bề mặt số viên xây hàng bị bong bật với chiều dày 1cm (có thể hiệu ứng nở hông) Kết cho thấy trình phá hoại tường T2 khác trình phá hoại tường T1 có nhiều điểm tương đồng q trình phá hoại panel bê tơng Điều chứng tỏ, nhờ gắn kết tốt vữa mạch mỏng, khối xây bê 23 tơng khí chưng áp đạt độ đồng cao, khắc phục ảnh hưởng mạch vữa Nhờ gia tăng khả chịu lực tường tới 30% CHƢƠNG ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM VÀ HIỆU QUẢ KINH TẾ 5.1 Ứng dụng thử nghiệm Trên sở kết nghiên cứu đề tài, tiến hành biên soạn tiêu chuẩn sở cho sản phẩm vữa xây mạch mỏng với tên thương hiệu "Blockmortar" (Hình 14) Sản phẩm đăng ký sản xuất Viện Chuyên ngành Bê tông - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Vữa xây mạch mỏng "Blockmortar" bao gồm hai mác M5 M7,5 khác cường độ chịu nén Mỗi mác sản phẩm có hai cấp độ I II Hình 14 Ứng dụng thử nghiệm vữa mạch mỏng Block-mortar Sản phẩm vữa xây mạch mỏng Block-mortar giới thiệu sử dụng thi công khối xây bê tông khí chưng áp gần 20 cơng trình nhà cao tầng, nhà công nghiệp địa bàn Hà Nội tỉnh với khối lượng sử dụng 100 Một số cơng trình tiêu biểu giới thiệu áp dụng bao gồm: Tòa nhà đa dịch vụ thương mại nhà số Trần Phú - Hà Đông, FLC Landmark Tower, Nhà máy Pepsi Bắc Ninh, Nhà kết hợp văn phòng số 45,47 Lê Ngọc Hân, Dolphin Plaza, Royal City, Hịa Bình Green City, Indochina Plaza, Times City Khu đô thị Đặng Xá, Khu thị Xn Khương nhiều cơng trình khác Đánh giá hiệu kinh tế sản phẩm vữa mạch mỏng bao gồm tính tốn giá thành sản phẩm vữa xây mạch mỏng, tính tốn giá thành thi cơng tường bê tơng khí chưng áp với vữa xây mạch mỏng so sánh giá thành với phương án sử dụng thực tế Giá thành sản phẩm tính cho 1kg vữa mạch mỏng M75 loại I loại II với tiêu kỹ thuật Bảng Tính tốn giá thành thực cho dây chuyền sản xuất thử nghiệm công suất 40 tấn/ngày với chế độ làm việc 250 ngày/năm Thời gian khấu hao thiết bị dây chuyền sản xuất năm 24 Bảng Tính chất kỹ thuật vữa mạch mỏng "Block-mortar" TT Chỉ tiêu Kích thước lớn cốt liệu Khả giữ nước Thời gian công tác Thời gian hiệu chỉnh Cường độ chịu nén M5 M7,5 Cường độ bửa liên kết Cường độ bám dính tổ hợp Đơn vị Mm % Phút Phút MPa MPa MPa Giá trị quy định I II 0,63 0,63 95 98 180 180 10 15 > 5,0 > 5,0 > 7,5 > 7,5 > 0,35 > 0,35 > 0,42 > 0,42 Phương pháp thí nghiệm TCVN 3121:2003 ГОСТ 5802-86 EN 1015-9:2006 EN 1015-9:2006 TCVN 3121:2003 ASTM C1660-10 - Các tính toán cho thấy, giá thành sản phẩm M7,5(I) 2230 VND/kg, M7,5(II) 2328 VND/kg Giá thành sản phẩm luận án với chất lượng cao tương đương với giá thành sản phẩm lưu hành thị trường Hiệu kinh tế vữa xem xét tổng thể giá thành khối xây Các phương án xem xét bao gồm: - khối xây gạch rỗng đất sét nung sử dụng vữa xi măng cát, tường dày 220 mm sử dụng gạch kích thước 220x105x65 mm, vữa xi măng cát mác M7,5; - khối xây bê tơng khí chưng áp sử dụng vữa xi măng cát, tường dày 200 mm sử dụng viên xây bê tơng khí chưng áp kích thước 600x200x200 mm, vữa xi măng cát M7,5; - khối xây bê tơng khí chưng áp sử dụng vữa mạch mỏng, tường dày 200 mm, viên xây bê tơng khí chưng áp kích thước 600x200x200 mm, vữa mạch mỏng M7,5II Bảng Tính tốn giá thành khối xây TT Khối xây Chi phí, VND viên xây Gạch rỗng đất sét nung + vữa 990.000 xi măng cát Viên xây bê tơng khí chưng 1.080.000 áp + vữa xi măng cát Viên xây bê tơng khí chưng 1.200.000 áp + vữa mạch mỏng vữa xây nh/công Th/tiền, VND 187.775 830.000 2.007.775 77.700 746.000 1.903.700 79.920 612.000 1.891.920 Các số liệu tính tốn cho thấy, chi phí cho vữa xây nhân công sử dụng vữa mạch mỏng với viên xây bê tơng khí chưng áp tiết kiệm đáng kể so với dùng vữa xây thường với gạch rỗng đất sét nung Nhờ đó, chi 25 phí cho viên xây có cao khối xây bê tơng khí chưng áp sử dụng vữa mạch mỏng có giá thành khơng cao so với khối xây gạch rỗng đất sét nung Khối xây bê tơng khí chưng áp sử dụng vữa mạch mỏng có chi phí vật liệu (viên xây vữa) cao so với sử dụng vữa thường tiết giảm chi phí nhân cơng nên tổng giá thành mức tương đương Bên cạnh đó, theo kết Chương 4, nhờ sử dụng vữa mạch mỏng nên cường độ khối xây bê tơng khí chưng áp tăng khoảng 30%, đem lại hiểu kỹ thuật đáng kể Điều chứng tỏ, đơn giá vữa mạch mỏng cao vữa xi măng cát thông thường hiệu tổng thể mà vữa mạch mỏng đem lại đáng kể Cơng tác hồn thiện cơng trình ứng dụng bê tơng khí chưng áp vữa mạch mỏng cho thấy, có độ xác cao, sai lệch bề mặt tường nhỏ nên chiều dày lớp trát giảm xuống cịn từ mm đến 10 mm, tiêu hao vữa trát nằm khoảng 12 kg/m2 đến 13 kg/m2 Tốc độ thi công trát hoàn thiện tăng khoảng lần so với trát tường gạch đất sét nung Điều góp phần tiết kiệm chi phí xây dựng cơng trình Việc đánh giá cách đầy đủ hiệu kinh tế tổng hợp cơng trình sử dụng bê tơng khí chưng áp vữa mạch mỏng phức tạp Bên cạnh việc giảm chi phí vật liệu việc giảm tải trọng cơng trình (và lợi ích mang lại từ điều đó) cần xét đến số lợi ích khác sử dụng sản phẩm như: - Chi phí vận chuyển xây lắp cơng trình thấp hơn; - Giảm chi phí lao động mức độ làm việc nặng nhọc công nhân; - Tăng diện tích sử dụng cải thiện hình thái kiến trúc cơng trình nhờ giảm tiết diện kết cấu; - Giảm chi phí cách nhiệt cho tường bao, chi phí cho công tác chống động đất; - Tiết kiệm lượng điều hồ khơng khí cải thiện vi khí hậu sử dụng Rõ ràng đánh giá cách tồn diện khối xây bê tơng khí chưng áp cịn có tiềm ứng dụng lớn KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Kế thừa kết nghiên cứu, áp dụng khối xây bê tơng khí chưng áp giới Việt Nam, đề tài “Nghiên cứu chế tạo vữa mạch mỏng cho khối xây bê tơng khí chưng áp” thực với mục tiêu chủ yếu cải 26 thiện chất lượng bám dính vữa với viên xây bê tơng khí chưng áp điều kiện vật liệu, khí hậu trình độ thi cơng Việt Nam Đề tài có nội dung khoa học điều tiết dịch chuyển nước từ hỗn hợp vữa mạch mỏng vào nền- viên xây thông qua việc sử dụng tổ hợp phụ gia giữ nước cho hỗn hợp vữa Bằng số liệu thực nghiệm, đề tài xác định ảnh hưởng thành phần xenlulô, vôi, tro bay tổ hợp phụ gia tới khả giữ nước, thời gian công tác, thời gian hiệu chỉnh hỗn hợp vữa số tính chất vữa Phụ gia xenlulơ đóng vai trị định việc đảm bảo khả giữ nước, thời gian công tác, thời gian hiệu chỉnh hỗn hợp vữa số tính chất vữa làm tăng nhu cầu dùng nước hỗn hợp vữa giảm phần cường độ vữa Trong số loại xenlulô đề tài nghiên cứu, xenlulơ P2 có cấu trúc biến tính cho hiệu cao Vơi, tro bay tỷ lệ thích hợp tham gia cải thiện khả giữ nước, thời gian công tác, thời gian hiệu chỉnh hỗn hợp vữa số tính chất vữa, góp phần làm giảm lượng xenlulơ giá thành cao Kết nghiên cứu cho phép lựa chọn vữa mạch mỏng M5-7,5 với thành phần vật liệu: xi măng từ 22% đến 28%; vôi từ 4% đến 8%; tro bay từ 5% đến 10%; xenlulô từ 0,15% đến 0,2%; cát từ 54% đến 69% Thí nghiệm kiểm chứng số cấp phối vữa lựa chọn cho thấy chúng đáp ứng tiêu kỹ thuật đề Kế thừa TCVN 9028:2011, đề tài nghiên cứu hồn thiện thêm số tính chất: khả giữ nước hỗn hợp vữa, cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp vữa Kết nghiên cứu thông qua cấu trúc vùng giáp ranh vữa- viên xây, tính chất lý khối xây cho thấy rõ tương tác hỗn hợp vữa nền, đồng thời hiểu đầy đủ chất làm việc vữa khối xây thân khối xây Sử dụng vữa mạch mỏng chế tạo theo kết nghiên cứu đề tài thay vữa xây thông thường giúp nâng cao đáng kể cường độ khối xây bê tông khí chưng áp Với viên xây bê tơng khí chưng áp D700 có cường độ trung bình 4,3 MPa, việc sử dụng vữa mạch mỏng thay vữa xây thông thường làm tăng 36% cường độ chịu nén khối xây tạo cho tường bê tơng khí chưng áp làm việc gần tương tự vật liệu đồng Khối xây bê tơng khí chưng áp sử dụng vữa mạch mỏng thiên an toàn thiết kế theo TCVN 5573:1991 Kết nghiên cứu cường độ bửa liên kết khối xây vữa mạch mỏng mở khả thiết kế khối xây bê tơng khí chưng áp theo ACI 530 nhằm tận dụng tốt khả chịu lực khối xây 27 Tổng quan kết nghiên cứu luận án chứng minh giả thuyết khoa học đặt Đó việc điều tiết lượng nước chuyển dịch từ hỗn hợp vữa vào viên xây hay trì khả giữ nước hỗn hợp vữa viên xây cải thiện cấu trúc vùng tiếp giáp vữa - viên xây, nâng cao cường độ bửa liên kết cường độ bám dính tổ hợp vữa với viên xây Nhờ đó, cải thiện làm việc đồng thời vữa viên xây khối xây, góp phần nâng cao cường độ khối xây bê tơng khí chưng áp sử dụng vữa mạch mỏng so với sử dụng vữa thông thường Ứng dụng thử nhiều cơng trình xây dựng dân dụng công nghiệp cho thấy vữa xây mạch mỏng chế tạo theo kết nghiên cứu đề tài thuận tiện thi cơng, phụ thuộc vào độ ẩm viên xây làm tăng suất lao động, có chất lượng ổn định dễ kiểm sốt cơng trường, mà cịn đem lại hiệu kinh tế Giá thành vữa mạch mỏng có cao vữa xây thường khối xây bê tơng khí chưng áp sử dụng vữa mạch mỏng có giá thành thấp so với khối xây bê tơng khí chưng áp sử dụng vữa thường số trường hợp cạnh tranh với giá thành khối xây gạch rỗng đất sét nung Kiến nghị - Sử dụng vữa mạch mỏng có khả giữ nước tốt cho khối xây bê tơng khí chưng áp khơng nâng cao chất lượng khối xây mà đem lại hiệu kinh tế Vì nên sử dụng rộng rãi thực tế thay cho vữa xây thông thường - Cần tiếp tục triển khai nghiên cứu vữa mạch mỏng khối xây bê tơng khí chưng áp điều kiện Việt Nam để kiện toàn tiêu chuẩn kỹ thuật cho vữa mạch mỏng thiết lập thông số thiết kế phù hợp cho khối xây sử dụng vữa 28 ... - khối xây bê tơng khí chưng áp sử dụng vữa xi măng cát, tường dày 200 mm sử dụng viên xây bê tơng khí chưng áp kích thước 600x200x200 mm, vữa xi măng cát M7,5; - khối xây bê tông khí chưng áp. .. cầu vữa xây cho tường bê tơng khí chưng áp lớn Viên xây bê tơng khí chưng áp xây vữa thường vữa đặc chủng Thực tế cơng trình nước ta cho thấy số hạn chế đáng kể sử dụng vữa xây thường cho khối xây. .. QUAN VỀ VIÊN XÂY VÀ SỬ DỤNG VỮA CHO KHỐI XÂY BÊ TƠNG KHÍ CHƢNG ÁP 1.1 Các kết nghiên cứu giới Viên xây bê tơng khí chưng áp Bê tơng tổ ong nói chung bê tơng khí chưng áp nói riêng có lịch sử phát