Chương 5 vữa xây dựng

Khái niệm Vữa xây dựng là một loại vật liệu đá nhân tạo nhận được do sự cứng hoá của hỗn hợp bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu nhỏ và phụ gia nếu có..  Đặc điểm: - Chỉ có cốt liệu n

VẬT LIỆU XÂY DỰNG

VỮA XÂY DỰNG

1 Khái niệm

Vữa xây dựng là một loại vật liệu đá nhân tạo nhận được do sự cứng hoá của hỗn hợp bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu nhỏ và phụ gia (nếu có) Các thành phần này được nhào trộn theo tỷ lệ thích hợp, khi mới nhào trộn hỗn hợp có tính dẻo gọi là hỗn hợp vữa, sau khi cứng rắn có khả năng chịu lực gọi là vữa Phụ gia có tác dụng cải thiện tính chất của hỗn hợp vữa và vữa

 Đặc điểm:

- Chỉ có cốt liệu nhỏ

- khi xây và trát vữa phải dàn thành lớp mỏng

- lượng nước nhào trộn vữa cần lớn hơn so với bê tông

- cường độ chịu lực của vữa thấp hơn so với bê tông

Phân loại:

- Theo chất kết dính: vữa xi măng - cát, vữa vôi - cát, vữa xi măng - vôi - cát, vữa đất sét - xi măng – cát

- Theo khối lượng thể tích ở trạng thái đã đóng rắn: vữa thường γ0 > 1500 kg/m3, vữa nhẹ γ0 ≤ 1500 kg/m3

- Theo mục đích sử dụng, vữa được chia làm 2 loại: vữa xây, vữa hoàn thiện

Ngoài ra, còn có một số loại vữa đặc biệt như vữa chịu axit, vữa chống phóng xạ, vữa xi măng - polime, vữa giếng khoan, vữa chèn mối nối, vữa chống thấm

VẬT LIỆU CHẾ TẠO VỮA

 Chất kết dính

Việc chọn loại chất kết dính phải đảm bảo sao cho vữa có cường độ và độ ổn định trong điều kiện cụ thể

Xi măng pooclăng phải có các chỉ tiêu chất lượng phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của từng loại vữa

Vôi phải được tôi đủ nước, khi dùng phải lọc vôi tôi thành hồ vôi có khối lượng thể tích γo ≥ 1400 kg/m3 và phải sàng qua sàng 2,5 mm Khi dùng vôi bột hyđrat cho vữa phải sàng qua sàng có kích thước lỗ 2,5 mm

Đất sét dùng để làm vữa phải là đất sét béo (hàm lượng cát chứa trong đất sét phải nhỏ hơn 5% khối lượng) đã được ngâm kĩ và đánh tan với nước thành dạng hồ như hồ vôi, khối lượng thể tích của hồ đất sét γo ≥ 1400 kg/m3

Cát tạo nên bộ xương cứng trong vữa, làm cho vữa bớt co Chất lượng cát có ảnh hưởng ít nhiều đến tính chất của vữa

+ Cát thô có Mđl = 2,0 ÷ 3,3 được dùng chế tạo tất cả các mác vữa;

+ Cát mịn có Mđl = 1,5 ÷ 2,0 được dùng chế tạo vữa mác ≤ 7,5 MPa;

+ Cát mịn có Mđl = 0,7 ÷ 1,5 được dùng chế tạo vữa mác ≤ 5 MPa;

+ Cát không được lẫn quá 5 % khối lượng các hạt có kích thước lớn hơn 5 mm;

+ Hàm lượng tạp chất hữu cơ, bụi, bùn sét, hàm lượng clorua cũng như khả năng phản ứng kiềm - silic phải thỏa mãn các quy định trong TCVN 7570:2006 (xem 2.2.3)

Phụ gia là các chất vô cơ hoặc hữu cơ khi cho vào hỗn hợp sẽ cải thiện tính chất của hỗn hợp vữa.

Thường sử dụng loại phụ gia tăng độ dẻo, đóng rắn nhanh hoặc các loại phụ gia hỗn hợp khác như khi sử dụng cho bê tông xi măng

CÁC TÍNH CHẤT CHỦ YẾU

Độ lưu động (độ dẻo) của hỗn hợp vữa

- Độ lưu động (độ dẻo) của hỗn hợp vữa là tính chất quan trọng nhất đảm bảo năng suất lao động và chất lượng của khối xây

+ Nếu vữa khô quá, khi xây vữa sẽ rời rạc khó thi công, khả năng liên kết của vữa với gạch đá kém làm cho chất lượng khối xây giảm, nếu trát bằng vữa khô sẽ khó trát, vữa kém dính bám (hoặc không thể dính bám được) làm ảnh hưởng đến việc thi công

+ Nếu vữa nhão quá (nhiều nước) khi xây vữa lâu khô làm ảnh hưởng đến việc thi công (nếu xây quá cao, khối xây nặng bên trên có thể gây biến dạng các mạch vữa đã xây bên dưới làm đổ tường), nếu trát vữa khó dính, dễ bị rơi rụng Mặt khác sau khi vữa khô, lượng nước tự do khi bay hơi để lại nhiều lỗ rỗng cũng làm cho cường độ vữa giảm

Thí nghiệm xác định độ lưu động của vữa

Nguyên tắc:

Xác định đường kính mẫu vữa sau khi dằn trên bàn dằn theo quy định

- Bàn dằn: Khối lượng phần động của bàn dằn là 3250g±100g

Phần động cơ có cơ cấu điều chỉnh để có khả năng nâng lên hạ

xuống theo phương thẳng đứng là 10mm±5mm

- Khâu hình côn, đường kính trong đáy lớn là 100±0,5mm, của đáy

nhỏ là 70±5mm, chiều cao khâu là 60±0,5mm, chiều dày thành

côn không nhỏ hơn 2mm

Cách tiến hành

- Lau sạch mặt tấm kính, côn, chày bằng vải ẩm

- Đặt khâu hình côn vào giữa bàn dằn Lấy khoảng 1lit mẫu vữa tươi cho vào khâu thành 2 lớp, mỗi lớp đầm khoảng 10 cái sao cho vữa đầy kín và đồng nhất trong khâu Khi đầm, dùng tay giữ chặt khâu trên mặt bàn dằn

- Dùng dao gạt phẳng vữa thừa trên mặt khâu, lau sạch nước và vữa trên mặt kính xung quanh khâu

- Từ từ nhấc lên theo phương thẳng đứng và cho máy dằn 15 cái trong vòng 15 giây Dùng thước kẹp đo đường kính đáy của khối vữa chảy theo 2 chiều vuông góc, chính xác tới 1mm

 Kết quả thử là trung bình cộng của 2 kết quả đo

Nếu một trong hai giá trị đo sai lệch lớn hơn 10% so với giá trị trung bình thì phải tiến hành lại phép thử từ mẫu lưu

 Khả năng giữ độ lưu động (tính giữ nước) của hỗn hợp vữa

Hỗn hợp vữa phải có khả năng giữ độ lưu động (giữ nước) tốt để đảm bảo đủ nước cho chất kết dính thủy hóa và rắn

chắc, ít bị mất nước do bay hơi, do nền hút hoặc tách nước trong quá trình vận chuyển

- Khả năng giữ độ lưu động được xác định bằng thí nghiệm hút chân không theo TCVN 3121-8:2003

Khả năng giữ độ lưu động của hỗn hợp vữa được biểu thị qua tỷ lệ giữa độ lưu động của hỗn hợp vữa sau khi chịu hút áp lực chân không với độ lưu động của hỗn hợp vữa ban đầu.

Lấy khoảng 1 lít mẫu vữa tươi xác định độ lưu động (D1) ban đầu của mẫu vữa Trộn đều mẫu vữa sau khi xác định độ lưu động,

đổ vữa cho vào phễu và điều chỉnh áp lực chân không tới 50 mmHg Sau khi hút chân không, lấy vữa ra khỏi phễu, trộn đều lại và xác định độ lưu động (D2)

Khả năng giữ độ lưu động (GLD), tính bằng %, theo công thức:

Để tăng khả năng giữ nước của hỗn hợp vữa ta phải sử dụng cát nhỏ, tăng hàm lượng chất kết dính và nhào trộn thật kỹ

1 Phễu có đĩa đục lỗ (1,4 ÷ 1,6) mm lót giấy lọc ướt.

2 Bình tam giác gắn với đồng hồ và thiết bị hút chân không.

Dụng cụ thử khả năng giữ độ lưu động

% 100 D

D GLD

1 2

=

Thời gian bắt đầu đông kết của hỗn hợp vữa

Vữa bắt đầu đông kết là khi vữa bắt đầu mất tính dẻo và ngày càng đặc sệt lại, nhưng chưa có khả năng chịu lực Khoảng thời gian này phải đủ lớn để có thể thi công hỗn hợp vữa

Thời gian bắt đầu đông kết, tính bằng phút, kể từ khi các thành phần vật liệu của vữa được trộn với nước cho đến khi mẫu vữa đạt cường độ đâm xuyên là 0,5 N/mm2.

Kim đâm xuyên (3) làm bằng đồng hoặc thép không gỉ, có gắn vòng đệm số (2) Phần dưới của kim (phần đâm vào vữa) có đường kính (6,175 ± 0,025) mm và chiều dài (25 ± 0,25) mm Khâu đựng mẫu vữa có đường kính trong 50 mm và 75 mm, chiều cao 50 mm ÷ 100 mm.

Đổ vữa đầy khâu (4), dùng que sắt (Φ10 hoặc Φ12 dài 25 cm) đầm

khoảng 10 cái sao cho vữa được đầy kín trong khâu Dùng dao gạt

vữa thừa ngang miệng khâu, dùng vải lau sạch vữa bám xung quanh

khâu, cân khâu có chứa mẫu, được khối lượng m1 (kg).

Đặt khâu chứa mẫu vào dưới kim, sao cho bề mặt vữa trong khâu cách

kim đâm xuyên khoảng 20 mm Hạ kim từ từ thông qua đòn bẩy (1)

cho tới khi chạm bề mặt mẫu vữa và giữ kim ổn định (1 ÷ 2) giây Sau

đó ấn kim đâm xuyên xuống cho đến khi vòng đệm của kim chạm vào

bề mặt mẫu Ghi lực đâm xuyên bằng cách đọc các giá trị chỉ trên

đồng hồ của cân, được khối lượng m2 (kg).

1 Đòn bẩy; 2 Vòng đệm;

3 Kim đâm xuyên; 4 Mẫu vữa;

5 Đồng hồ đo khối lượng

Cường độ đâm xuyên tính theo công thức:

Trong đó:

F - diện tích tiết diện của kim đâm xuyên (mm2), F = 29,93 mm2

Tiến hành thử mẫu cho tới khi cường độ đâm xuyên đạt 0,5 N/mm2

Kết quả thử là giá trị trung bình cộng của 2 lần xác định Nếu kết quả giữa hai lần thử sai lệch nhau quá 30 phút thì phải tiến hành xác định lại

- Thời gian bắt đầu đông kết phụ thuộc vào loại chất kết dính sử dụng và thành phần hỗn hợp vữa

93 , 29

) m m

.(

10 10

F

Yêu cầu đối với hỗn hợp vữa xây và hoàn thiện

Tính bám dính của vữa

- Tính bám dính của vữa biểu thị khả năng liên kết của nó với vật liệu xây, trát Nếu vữa bám dính kém sẽ ảnh hưởng đến độ bền của sản phẩm và năng suất thi công

- Tính bám dính được xác định thông qua thí nghiệm kéo tuột mẫu vữa khỏi tấm nền

Mẫu thử có hình trụ, đường kính (50 ± 0,1) mm, chiều cao (10 ± 1) mm trên tấm nền thường là bê tông Mẫu thử được bảo dưỡng 7 ngày trong túi nilon kín và 21 ngày ở độ ẩm 70% ± 10%, nhiệt độ (27 ± 2) °C Dùng keo epoxy gắn đầu kéo lên mẫu thử và tác dụng một lực kéo thẳng góc với mẫu thử với tốc độ tăng tải (0,05 ÷ 0,1) N/mm2/s nếu cường độ bám dính dự kiến lớn hơn 1 N/mm2, hoặc từ (0,01 ÷ 0,05) N/mm2/s nếu cường độ bám dính dự kiến nhỏ hơn 1 N/mm2, cho đến khi mẫu bị kéo đứt

Cường độ bám dính của từng mẫu thử (Rbd), tính theo công thức:

Trong đó:

Pbd - lực bám dính khi kéo đứt (N);

F - diện tích bám dính chịu kéo của mẫu thử (mm2), F = 1950 mm2

Kết quả là giá trị trung bình cộng kết quả của 5 mẫu thử, chính xác đến 0,1 N/mm2

Tính chống thấm

Vữa trát ở mặt ngoài khối xây của công trình chịu áp lực nước cần phải có tính chống thấm tương ứng

Tính chống thấm được xác định bằng cách cho mẫu vữa dày 2 cm chịu áp lực nước lúc đầu 0,5 atm, sau 1 giờ tăng lên 1 atm, sau 2 giờ tăng 1,5 atm, sau 3 giờ tăng 2 atm rồi để 24 giờ mà nước không thấm qua thì coi là vữa có tính chống thấm

Cường độ và mác của vữa

Cường độ của vữa là khả năng vữa chống lại sự phá hoại của tải trọng

Cường độ chịu nén là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng các loại vữa thông thường

Mác vữa là đại lượng được qui định dựa vào cường độ chịu nén tiêu chuẩn

- Cường độ chịu uốn của vữa được xác định bằng cách uốn gãy 3 mẫu vữa ở tuổi tiêu chuẩn với tốc độ tăng tải trọng (10 ÷ 50) N/s

Cường độ uốn của mỗi mẫu thử (Ru), tính theo công thức:

(N/mm2)

Trong đó:

Pu - lực uốn gãy mẫu thử (N);

l - khoảng cách giữa hai gối uốn (mm);

b, h - chiều rộng, chiều cao mẫu thử (mm)

Kết quả lấy theo trung bình cộng 3 mẫu thử, chính xác đến 0,1 N/mm2

Cường độ nén của mỗi mẫu thử (Rn), tính theo công thức:

(N/mm2)

2

uu

h b

l.

P 5 , 1

Các yếu tố ảnh hưởng

- Thời gian: cường độ của vữa phát triển theo thời gian do cường độ chất kết dính phát triển theo thời gian

- Ảnh hưởng của nhiệt độ: vữa được dưỡng hộ ở những điều kiện nhiệt độ khác nhau thì tốc độ phát triển cường độ cũng khác nhau

- Ảnh hưởng của phụ gia: để tăng khả năng giữ nước và tăng độ dẻo của vữa, người ta thường cho thêm vào vữa xi măng các loại

phụ gia như vôi nhuyễn, bùn đất sét nhưng lượng phụ gia cần có một tỷ lệ hợp lý nhất, đó là tỷ lệ làm cho vữa có cường độ cao nhất Khi dùng quá tỷ lệ này thì cường độ của vữa sẽ giảm Nói chung, khi mác vữa càng cao thì tỷ lệ hợp lý của các chất phụ gia so với xi măng càng giảm dần

- Ảnh hưởng của điều kiện sử dụng: điều kiện sử dụng là tính chất của vật liệu cùng làm việc với vữa hoặc tính chất của nền.

+ Trường hợp nền không thấm (nền đặc có độ hút nước Hv ≤ 5%): cường độ của vữa phụ thuộc cường độ xi măng, lượng nước và xác định theo công thức N.A Popov

+ Trường hợp nền thấm (nền xốp): cường độ vữa chỉ phụ thuộc cường độ xi măng, không phụ thuộc vào lượng nước vì lượng nước sau khi bị nền hút còn lại hầu như là bằng nhau

Trong đó:

X - lượng xi măng dùng cho 1 m3 cát (tấn);

N - lượng nước dùng cho 1 m3 vữa (m3);

k - hệ số phụ thuộc vào chất lượng cát

Khi mác xi măng xác định theo phương pháp mềm thì: đối với cát tốt, hạt lớn k = 2,2; đối với cát trung bình k = 1,8; đối với cát kém, hạt nhỏ k = 1,4

) 4 , 0 N

X (

R 25 , 0

R28 x

4 ) 05 , 0 X (

R k

R28v = x − +

TỶ LỆ PHỐI HỢP VỮA

Tỷ lệ phối hợp vữa (còn gọi là cấp phối vữa) là việc biểu thị tỷ lệ về thể tích giữa các thành phần vật liệu chế tạo vữa

Tùy theo loại vữa, mác vữa mà có các cấp phối vữa khác nhau

+ Vữa xi măng cát: cấp phối vữa biểu thị tỷ lệ về thể tích giữa lượng xi măng và cát

+ Vữa hỗn hợp (xi măng - vôi - cát): cấp phối vữa biểu thị tỷ lệ về thể tích giữa lượng xi măng, vôi nhuyễn và cát, trong đó lấy thể tích xi măng làm chuẩn

+ Vữa vôi cát: cấp phối vữa biểu thị tỷ lệ về thể tích giữa lượng vôi nhuyễn và cát

Trong đó:

Vov - thể tích tự nhiên của vôi nhuyễn (m3);

Voc - thể tích tự nhiên của cát (m3);

Vox - thể tích tự nhiên của xi măng cần thiết cho 1 m3 cát (m3)

ox

oc V

V : 1 C

:

1 =

ox

ocox

ov

V

V : V

V : 1 C : V :

ov

ocV

V : 1 C :

Vữa xây - Cấp phối vữa xây

a Vữa xây

Vữa xây làm nhiệm vụ liên kết vật liệu xây, liên kết khối xây với nền và truyền lực từ viên gạch hay đá này xuống viên gạch hay đá khác trong kết cấu xây nên đòi hỏi nó phải có cường độ cao, lực liên kết lớn, độ dẻo tốt Nếu mạch vữa không đầy, khối xây không chắc thì

dễ sinh hiện tượng bị phá hoại vì uốn

b Cấp phối vữa xây

- Vữa vôi: thường không tính toán mà lựa chọn cấp phối dựa vào chất lượng vôi.

+ Vôi cấp 3: V : C = 1 : 2

+ Vôi cấp 2: V : C = 1 : 3

+ Vôi cấp 1: V : C = 1 : 4

- Vữa hỗn hợp và vữa xi măng cát: tùy thuộc mác vữa yêu cầu và loại vật liệu sử dụng, cấp phối vữa được xác định bằng cách tính

toán hoặc tra bảng lập sẵn (có thể lựa chọn theo 1776/BXD-VP - Phụ lục 5.1)

Vữa trát - Cấp phối vữa trát

a Vữa trát

Vữa trát làm nhiệm vụ bảo vệ khối xây, tăng vẻ mỹ quan cho công trình và trong những trường hợp đặc biệt, nó còn có nhiệm vụ cách âm, cách nhiệt, chống thấm

Thông thường vữa trát thường được trát thành 3 lớp mỏng:

+ Lớp dự bị (trát đầu tiên): có độ dày 3 mm ÷ 8 mm dính chặt vào bề mặt của khối xây nên yêu cầu độ dẻo lớn, lực dính kết lớn và khi trát phải dùng áp lực mạnh

+ Lớp đệm (trát thứ hai): có độ dày 5 mm ÷ 12 mm, có nhiệm vụ làm bằng phẳng bề mặt khối xây, độ dẻo lớp này kém hơn lớp dự bị + Lớp trang trí (trát thứ ba): có độ dày 2 mm có tác dụng làm trơn nhẵn bề mặt khối xây nếu cần, thường có pha bột màu để trang trí

+ Để trát tường trong nhà thường dùng cấp phối X : V : C = 1 : 2 : 9.

- Vữa xi măng: Thường lấy cấp phối từ X : C = 1 : 6 đến 1 : 3.