Ứng dụng các loại vật liệu nhẹ trong kết cấu công trình

Đề tài NCKH SV: Ứng dụng loại vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ỨNG DỤNG VẬT LIỆU NHẸ TRONG KẾT CẤU CƠNG TRÌNH GV Hướng Dẫn: NCS Ths Hồng Hiếu Nghĩa Nhóm SV Thực Hiện: Lớp XD14A Mai Ngọc Trung Đinh Hữu Sơn GVHD: NCS Ths Hoàng Hiếu Nghĩa Trang Đề tài NCKH SV: Ứng dụng loại vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình PHỤ LỤC PHẦN I : MỞ ĐẦU 1.Lý lựa chọn đề tài : 2 Mục tiêu nghiên cứu : Đối tượng, phạm vi nghiên cứu : Ý nghĩa khoa học mục đích đề tài : Tổng quan vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình Tình hình sử dụng các loại vật liệu nhẹ giới Việt Nam Đồng thời, phải sử dụng lượng than hóa thạch khổng lồ, kèm theo lượng củi đốt lớn dẫn đến chặt phá rừng, cân sinh thái Nghiêm trọng nữa, việc nung đất thành gạch gây ô nhiễm môi trường trầm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe người, để lại hậu lâu dài Phần III: KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN I : MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài : Việt Nam quốc gia q trình phát triển nhu cầu xây dựng sở hạ tầng phúc vụ phát triển kình tế đóng vai trị to lớn xã hội từ dẫn đến tiêu tốn nhiều vật liệu xây dựng gây ảnh hưởng tới tài nguyên trường Đồng thời việc sừ dụng loại vật liệu truyền thống không đáp úng yêu cầu ngày cao thiết kế kết cấu tính thẩm mỹ, kinh tế thân thiện với mơi trường cơng trình mà cịn gây ảnh hưởng không tốt đến môi trường Do giải pháp sử dụng vật liệu nhẹ sử dụng để giải nhược điểm loại vật liệu cũ Việc sử dụng vật liệu nhẹ đáp ứng yêu cầu đặt xây dựng: có khả chịu lực độ tin cậy cao, đồng thời tăng cường khả chống cháy, đáp ứng công sử dụng cao, hiệu kinh tế đảm bảo tính thẩm mỹ cho cơng trình cịn thân thiên với mơi trường viật liệu khơng nung Vì nhóm sinh viên đề xuất vấn đề :“ Nghiên cứu, ứng dụng cảu vật liệu nhẹ kết cấu công “ Mục tiêu nghiên cứu : - Trước hết trình bày cách tổng quan vật liệu nhẹ , để người đọc có nhìn rõ nét lịch sử phát triển, giải pháp cấu tạo, đặc điểm , tình hình sử dụng loại vật liệu giới Việt Nam - Nêu đặc điểm cấu tạo, chi tiêu lý ưu nhược điểm loại vật liệu nhẹ từ đưa biện pháp khác phục đồng thời nêu nên ứng GVHD: NCS Ths Hoàng Hiếu Nghĩa Trang Đề tài NCKH SV: Ứng dụng loại vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình dụng cơng trình thực tế đồng thời rút kết luận nhằm tăng hiệu mặt kinh tế đảm bảo mặt an tồn cho cơng trình Đối tượng, phạm vi nghiên cứu : - Đối tượng nghiên cứu đề tài loại vật liệu nhẹ sủ dụng kết cấu cơng trình - Phạm vi nghiên cứu đề tài đề cập tới ứng dụng loại vật liệu nhẹ các cơng trình thực tế Ý nghĩa khoa học mục đích đề tài : - Đưa cách nhìn khách quan thực tế vật liệu nhẹ ứng dụng kết cấu cơng trình từ nhằm thay đổi thói quen kiến trúc sư kỹ sư sủ dụng loại vật liệu truyền thống - Chỉ hiệu mặt kết cấu, thẩm mỹ, kinh tế, trường từ giá trị cơng trình PHẦN : NỘI DUNG CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NHẸ TRONG KẾT CẤU CƠNG TRÌNH Tổng quan vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình Vật liệu nhẹ loại vật liệu có trọng lượng thấp nhiều so với vật liệu có chủng loại kích thước ứng dụng đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, tiêu lý thiết kế thi cơng xây dựng GVHD: NCS Ths Hồng Hiếu Nghĩa Trang Đề tài NCKH SV: Ứng dụng loại vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình Hình 1.1 Vật liệu nhẹ Tình hình sử dụng các loại vật liệu nhẹ giới Việt Nam a Gạch không nung Tại châu Âu nước phát triển châu Á, từ thập niên 60, 70 kỷ trước, ngành sản xuất vật liệu không nung phát triển mạnh, đến gần thay hoàn toàn gạch đất sét nung Vật liệu không nung chiếm thị phần ngày lớn phủ nhiều quốc gia sớm có sách hỗ trợ để loại vật liệu cạnh tranh với vật liệu nung Hình 1.2 Mơ hình sản suất gạch không nung cuốc gia phát triển Điển Trung Quốc ban hành lệnh cấm sản xuất, sử dụng gạch đất sét nung 170 thành phố từ năm 2003 Thái Lan không ban hành sách khuyến khích vật liệu khơng nung, quản lý chặt việc sử dụng đất đai, vật liệu nung có giá cao nhiều vật liệu khơng nung Bên cạnh đó, yếu tố thị trường điều tiết khiến công nghiệp vật liệu không nung Thái Lan phát triển, bê tông nhẹ có cách 10 năm Tại Ấn Độ, gạch khơng nung có xu hướng trở thành vật liệu phổ biến thứ hai sau gạch nung, chiếm khoảng 24% tổng vật liệu xây dựng Tại nước phát triển, vật liệu không nung chiếm khoảng 60% tổng vật liệu xây dựng, gạch đất sét nung chiếm khoảng 10 - 15 % Tại Mỹ, chương trình xây dựng xanh có chiều hướng tăng với tốc độ đáng kể sách ưu đãi khuyến khích quyền địa phương liên bang, có tới 1/3 cơng trình xây dựng thương mại cơng trình xanh, hồn tồn xây dựng vật liệu thân thiện với môi trường vật liệu không nung Trong năm tới, hoạt động GVHD: NCS Ths Hoàng Hiếu Nghĩa Trang Đề tài NCKH SV: Ứng dụng loại vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình xây dựng xanh khu vực thương mại dự kiến tăng gấp lần, trị giá tới 120 - 145 tỷ USD xây dựng Hình 1.3 Nhà máy sản suất gạch không nung Mỹ Ở Việt Nam, nhu cầu vật liệu xây cao nước ta giai đoạn phát triển Dự báo nhu cầu năm 2020 khoảng 42 tỷ viên gạch, sản xuất vật liệu không nung chiếm khoảng - 10% tổng vật liệu xây Tính đến năm 2014, sản xuất gạch block nước có 1.000 dây chuyền có cơng suất triệu viên/năm trở lại; 50 dây chuyền công suất từ - 40 triệu viên/năm Đồng thời, phải sử dụng lượng than hóa thạch khổng lồ, kèm theo lượng củi đốt lớn dẫn đến chặt phá rừng, cân sinh thái Nghiêm trọng nữa, việc nung đất thành gạch gây ô nhiễm môi trường trầm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe người, để lại hậu lâu dài GVHD: NCS Ths Hoàng Hiếu Nghĩa Trang Đề tài NCKH SV: Ứng dụng loại vật liệu nhẹ kết cấu công trình Hình 1.4 Lị nung gạch truyền thống Gạch AAC có 22 doanh nghiệp đầu tư dự án, có nhà máy hoạt động Gạch bê tơng bọt 17 dây chuyền, hoạt động cầm chừng Ở Việt Nam vật liệu khơng nung phát triển chậm thói quen sử dụng gạch đất sét nung, người dân chưa quen với gạch không nung, chưa ý thức sử dụng hành động bảo vệ môi trường; Chất lượng, giá thành gạch không nung chưa rẻ gạch đất sét nung Trong gạch đất sét nung chất lượng tốt, giá thành rẻ; thiết bị đơn giản, đầu tư thấp, doanh nghiệp sản xuất gạch nung có lợi nhuận khơng chịu thuế mơi truờng, giá ngun liệu, nhiên liệu nhân cơng rẻ.Chính sách, quy hoạch quản lý Chính phủ vật liệu khơng nung chưa kịp thời, đến năm 2010 Chính phủ có QĐ 567/QĐ-TTg vật liệu khơng nung Sản xuất sử dụng vật liệu không nung, xây dựng xanh, xu tất yếu giới nói chung Việt Nam nói riêng Sự đời Thơng tư “Quy định sử dụng vật liệu không nung cơng trình xây dựng” biện pháp cứng rắn Chính phủ quan tâm người dân, hy vọng vật liệu không nung phát triển tương lai b Tấm calcium silicate Tấm calcium silicate vật liệu bền với đặc tính vật lý giúp chống chịu tốt với thời tiết khắc nghiệt thích hợp điều kiện khí hậu Việt Nam GVHD: NCS Ths Hoàng Hiếu Nghĩa Trang Đề tài NCKH SV: Ứng dụng loại vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình Hình 1.4 Tấm calcium silicate Tại nước tiên tiến, loại sử dụng gần 100 năm Việt Nam xuất khoảng vài năm gần đây, nguồn gốc hoàn toàn nhập khẩu, chủ yếu từ Thái Lan Malaysia doanh nghiệp nước phân phối Chính nhập nên nguồn cung năm vừa qua không ổn định thị trường thường tình trạng khan hàng Theo khảo sát qua số liệu nhập khẩu, sáu tháng đầu năm 2011, khoảng triệu m2 nhập khẩu; sáu tháng cuối năm, số tăng cao nhiều nhu cầu sử dụng vào hạng mục trần thường tăng dịp giáp tết Theo dự đoán, nhu cầu sử dụng calcium silicate Việt Nam khoảng triệu m2 năm 2012 khoảng 15 triệu m2 đến năm 2015 c Tấm 3D Panen Tấm 3D Panen hay (EVG 3D-Panels) có xuất xứ công nghệ từ CH áo, hãng Entwicklings und Verwertungs Gesellschaft M.B.H (viết tắt EVG) làm chủ phát minh (patent) sản xuất từ thập niên 80 kỷ trước EVG đăng ký quyền công nghệ nước tiên tiến Tây Âu, Mỹ, Nhật Bản GVHD: NCS Ths Hoàng Hiếu Nghĩa Trang Đề tài NCKH SV: Ứng dụng loại vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình Hình 1.5 Tấm 3D Panen Lần du nhập vào nước ta cách gần hai mười năm (xây dựng hai ngơi nhà mẫu huyện Bình Chánh, TP Hồ Chí Minh), sau EVG đăng ký độc quyền sáng chế Việt Nam từ năm 1998 Năm 2002, EVG chuyển giao công nghệ cung cấp thiết bị cho Công ty cổ phần Thế kỷ để tổ chức sản xuất Việt Nam Nhà máy EVG-3D Panels (Thừa Thiên-Huế) có vốn đầu tư triệu USD, cơng suất năm khoảng triệu m2 panel, đủ để đáp ứng nhu cầu xây dựng 500.000 m2 nhà Tuy khởi công từ tháng 7-2002, đến nhà máy hoạt động, sản phẩm nhiều cơng trình xây dựng có quy mơ lớn nhiều địa phương nước tiếp cận sử dụng tham gia xuất Theo chuyên gia ngành xây dựng, sản phẩm EVG 3D Panels nhanh chóng quan tâm sử dụng có nhiều ưu điểm bản, như: đạt chuẩn xây dựng quốc tế ACI (Mỹ), DIN (Đức), BS (Anh) ; cơng trình sử dụng kết cấu 3D chống gió bão 360 km/giờ; chịu động đất đến 7,5 độ richter; cách âm; cách nhiệt chống cháy Điều kiểm chứng thử nghiệm Viện nghiên cứu thử nghiệm hàng không áo, Viện kiểm soát chất lượng Singapore, Cơ quan kiểm định Hoa Kỳ Và thực tế với hàng loạt cơng trình thực EVG 3D-Panels khắp giới, có từ nhà ở, trường học, nhà thờ, chùa, đến khách sạn Hyatt, trung tâm thương mại, chung cư cao đến 30 tầng Mỹ, Đài Loan, Philippines khoảng 40 nước Riêng sản phẩm EVG 3D-Panels sản xuất Việt Nam, Viện khoa học cơng nghệ xây dựng thí nghiệm thử tải tường sàn EVG 3D, cho thấy khả chịu tải panels EVG 3D cao, vượt trội hoàn toàn so với loại vật liệu xây dựng truyền thống khác Cụ thể chịu tải trọng đến 70 tấn/mét dài, tường xây 220 đạt 20 tấn/mét dài, nghĩa khả chịu lực EVG 3D gấp 3,5 lần so với tường gạch 220 (tường 110 không coi tường chịu lực) GVHD: NCS Ths Hoàng Hiếu Nghĩa Trang Đề tài NCKH SV: Ứng dụng loại vật liệu nhẹ kết cấu công trình d Sàn BubbleDeck Hiện giới có nhiều cơng nghệ sàn, cơng nghệ có ưu nhược điểm riêng BubbleDeck công nghệ sàn mới, thành công Châu Âu từ năm đầu thành lập Được xuất phát từ Đan Mạch , giáo sư Jorgen Breuning người Đan Mạch sáng chế vào năm 1993, sau phát triển nhanh Đan mạch lan tỏa khắp giới Trong 20 năm qua hàng triệu m2 sàn sử dụng công nghệ BubbleDeck thi công, ứng dụng cho tất tòa nhà cao tầng bao gồm Văn phòng, Bệnh viện, Trường học, Nhà ở, Nhà để xe cơng trình cơng cộng khác Hình 1.5 Sàn BubbleDeck BubbleDeck có mặt Việt Nam từ năm 2007 với phiên A deck B deck Sau trình sử dụng gần năm thấy: + Loại A lắp đặt cốt pha, giáo chống, lưới thép dưới, xếp bóng, linh kiện phụ cơng trường thời gian thi cơng lâu, khó kiểm soát đẩy nổi, … + Loại B đúc sẵn 6cm bê tơng nhà xưởng khơng cần cốp pha cần lắp giáo chống, thép nối lớp thép mũ cột Loại đòi hỏi chi phí đầu tư nhà máy, thiết bị lớn, trình độ sản xuất cao Khối lượng block nặng từ 2-4 Tấn nên vận chuyển dễ bị rạn nứt, địi hỏi thiết bị giới lắp đặt có lực cao tốn - Chính lí nêu nên năm 2009 sàn loại C xuất hiện, khắc phục nhược điểm nêu trên: cấu kiện nhẹ ( từ 400-600 kg ), kiểm sốt chất lượng thi cơng dễ hơn, đầu tư ban đầu thấp, chi phí vận chuyên cẩu lắp rẻ, tận dụng nhân công…Cho nên sàn C deck phổ biến phù hợp Việt Nam - Công ty Cổ phần Xây dựng Công nghệ Việt Nam ( Newteccon ) nhận chuyển giao công nghệ C-Deck từ Công ty Cổ phần Giải pháp cơng nghệ quốc tế Việt GVHD: NCS Ths Hồng Hiếu Nghĩa Trang Đề tài NCKH SV: Ứng dụng loại vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình Nam - Vitec (là chủ sở hữu hợp pháp độc quyền công nghệ Việt Nam) năm 2012 e Sàn Uboot Beton Được sáng chế phát triển tập đoàn xây dựng lớn từ Italia – Daliform, Uboot Beton giải pháp công nghệ xanh tiêu biểu sử dụng móng bè kết cấu sàn Hình 1.6 Sàn Uboot Beton Kể từ năm 2001, hàng nghìn cơng trình xanh lớn nhỏ khắp giới, đặc biệt nhiều nước Pháp, Ý, Brazil ứng dụng công nghệ sàn U-boot beton xây dựng kiến tạo Ngày nay, Uboot Beton ngày trở nên phổ biến nhờ hiệu mặt kinh tế môi trường mà giải pháp mang lại cho ngành xây dựng Sản phẩm Uboot Beton chuyển giao công nghệ LPC từ tập đoàn tiếng Daliform từ năm 2012, với tên rút gọn Việt Nam sàn nhẹ Ubot f Sàn 3D panen VRO Cũng giống 3d panen sàn 3d panen ứng dụng khác 3d panen công ty cổ phần xây dựng VRO cách tân thành hộp 3D panen sủ dụng làm coffpha tao rỗng cho sàn đưa sủ dụng từ năm 2011 GVHD: NCS Ths Hoàng Hiếu Nghĩa Trang 10 ... VỀ VẬT LIỆU NHẸ TRONG KẾT CẤU CÔNG TRÌNH Tổng quan vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình Vật liệu nhẹ loại vật liệu có trọng lượng thấp nhiều so với vật liệu có chủng loại kích thước ứng dụng đáp ứng. .. NCS Ths Hồng Hiếu Nghĩa Trang Đề tài NCKH SV: Ứng dụng loại vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình Hình 1.1 Vật liệu nhẹ Tình hình sử dụng các loại vật liệu nhẹ giới Việt Nam a Gạch không nung Tại châu... tài NCKH SV: Ứng dụng loại vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình Hình 1.7 Sàn 3D panen VRO GVHD: NCS Ths Hoàng Hiếu Nghĩa Trang 11 Đề tài NCKH SV: Ứng dụng loại vật liệu nhẹ kết cấu cơng trình CHƯƠNG