CHƯƠNG 7 BÊ TÔNG TỔ ONG CÁCH NHIỆT
7.5. CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG TỔ ONG CÁCH NHIỆT
Quy trình chế tạo bê tơng tổ ong cách nhiệt bao gồm các công đoạn sau: Chuẩn bị phối liệu, chuẩn bị hỗn hợp phồng nở; tạo hình sản phẩm và gia công nhiệt.
7.5.1. Chuẩn bị phối liệu
Phối liệu được nghiền mịn nhằm tăng độ ổn định cấu trúc trong giai đoạn tạo hình đồng thời tạo ra một lượng lớn các sản phẩm hiđrat trong sản xuất bê tông tổ ong cách nhiệt. Khi khối lượng thể tích càng nhỏ thì độ nghiền mịn càng cao.
Xi măng và chất tạo rỗng như bột nhơm có độ mịn lớn vì vậy khơng cần nghiền. Thành phần chứa silic và vôi cục cần phải nghiền đến độ mịn cần thiết. Các thành phần phối liệu càng mịn thì phẩm chất của sản phẩm càng cao.
Có thể sử dụng hai phương pháp nghiền:
- Nghiền ướt thành phần chứa silic (cát) và nghiền khơ chất kết dính hỗn hợp vơi – cát theo tỷ lệ 0,2 : 1. Nước trong bùn phải thích hợp để tạo ra độ chảy tốt.
- Nghiền khô vôi, xi măng, cát với độ ẩm cát không quá 2%.
Nghiền kết hợp các thành phần phối liệu làm tăng độ đồng nhất và có thể dự trữ phối liệu trong thời gian dài.
Trong q trình nghiền cần sử dụng phụ gia hoạt tính bề mặt để giảm nhẹ quá trình nghiền.
7.5.2. Chuẩn bị hỗn hợp phồng nở
Phương pháp chuẩn bị hỗn hợp phồng nở phụ thuộc vào công nghệ thành hình sản phẩm và loại chất tạo rỗng: Cơng nghệ đúc rót (bê tơng bọt, silicát bọt); cơng nghệ rung phồng (bê tơng khí, silicat khí)
Cơng nghệ chế tạo hỗn hợp bê tơng khí gồm các bước sau: - Định lượng các thành phần phối liệu;
- Nhào trộn chung phối liệu cho đến khi tạo ra vữa có độ đồng nhất cao với các tính chất kỹ thuật cần thiết;
Quá trình chuẩn bị hỗn hợp cho bê tơng khí gồm các cơng đoạn: Định lượng các thành phần phối liêu và nạp vào thùng trộn của máy trộn của bê tơng khí tự hành trục đứng dung tích 5 m3. Trước hết tạo bùn, sau đó cho nước vào. Chất kết dính và chất tạo khí ở dạng huyền phù. Phụ gia thạch cao, thủy tinh lỏng và chất hoạt tính bề mặt đưa vào máy trộn cùng với chất kết dính. Thời gian trộn phối liệu trước khi nạp chất tạo khí từ 3 – 5 phút trong lúc máy trộn di chuyển đến vị trí đổ khn. Khi sử dụng cơng nghệ rung phồng, quá trình nhào trộn hỗn hợp được thực hiện trong máy trộn bê tơng khí có rung.
Hỗn hợp bê tông bọt được chuẩn bị như sau: Cho bọt đã chuẩn bị sẵn trong máy đánh bọt vào thùng máy trộn đã nạp sẵn vữa. Thường sử dụng máy trộn ba thùng..
Hỗn hợp bê tơng khí cần được đun nóng đến 40 – 50oC trước khi tạo hình. Chuẩn bị hỗn hợp bê tơng khí bao gồm các cơng đoạn sau:
Bunke chứa vật liệu → Định lượng (cân tự động) → Trộn vữa (máy trộn tự hành) → Rót vào khuôn → Phồng nở (khuôn) ↑
Chất tạo khí
7.5.3. Thành hình sản phẩm
Việc thành hình sản phẩm bê tơng bọt và bê tơng khí có nhiều điểm khác nhau. Cơng nghệ bê tơng khí, hỗn hợp được rót vào khn và tại đây diễn ra q trình phồng nở cho đến khi đạt đến khối lượng thể tích theo u cầu.
Đối với cơng nghệ bê tơng bọt, hỗn hợp có độ rỗng xác định được rót vào khn, và độ rỗng khơng thay đổi trong q trình thành hình.
Trong cơng nghệ bê tơng khí, thành hình sản phẩm là cơng đoạn rất quan trọng. Trong công đoạn này cần tuân thủ những yêu cầu chủ yếu nhằm tạo ra cấu trúc rỗng hợp lí. Theo cơng nghệ đúc rót, q trình phồng nở bê tơng khí diễn ra trong khn, ở trạng thái tĩnh từ 25 – 50 phút. Nếu sử dụng công nghệ rung phồng, thời gian phồng nở kéo dài 3 – 6 phút.
Sử dụng công nghệ rung phồng để chế tạo bê tơng khí và silicat khí tạo ra nhiều hiệu quả kỹ thuật quan trọng:
- Giảm thời gian phồng nở từ 25 – 50 phút xuống còn 3 – 6 phút, tạo điều kiện điều khiển chế độ phồng nở khi độ nhớt thay đổi.
- Cho phép sử dụng hỗn hợp tạo hình có tỷ lệ N/R nhỏ, giảm tỷ lệ N/R = 0,55 – 0,65 xuống còn 0,35 – 0,40 tạo điều kiện tăng cường độ cấu trúc ban đầu, rút ngắn thời gian tĩnh định, giảm co ngót.
- Tạo ra sản phẩm có cấu trúc rỗng đồng nhất, kích thước lỗ rỗng nhỏ, đồng đều. Chế độ rung phồng được lựa chọn ty thuộc tính chất hỗn hợp. Đối với sản phẩm khối lớn, trong giai đoạn đầu sử dụng f = 10 – 25 Hz, A = 1 – 2,5 mm. Trong giai đoạn phồng nở dùng f = 100 – 150 Hz, A = 0,15 – 0,2 mm.
Khối lượng thể tích của bê tơng khí, khi lượng dùng chất tạo khí khơng đổi, phụ thuộc vào khả năng ngậm khí của hỗn hợp. Khả năng ngậm khí của hỗn hợp được quyết định bởi sự biến đổi các đặc trưng cơ lí theo thời gian. Nếu sau khi diễn ra quá trình thải
khí hỗn hợp khơng cịn khả năng chịu được một ứng suất nhất định thì sẽ xảy ra hiện tượng sụy lún kèm theo sự sủi bọt, tức chất khí thốt ra từ sản phẩm mới tạo hình. Cấu trúc của bê tơng tổ ong được hình thành trong điều kiện đó gồm các lỗ rỗng có hình dạng bất thường và phần lớn là các lỗ rỗng thông nhau, cấu trúc rỗng khơng đồng nhất. Nếu q trình đơng kết kết thúc trước khi xảy ra q trình thải khí thì hỗn hợp sẽ đơng cứng trước khi kết thúc q trình thải khí, khối lượng thể tích thiết kế sẽ khó có thể đạt được và có nhiều vết nứt dẫn đến làm giảm các tính chất sử dụng của bê tơng tổ ong.
Bước quan trọng trong điều khiển quá trình phồng nở và hình thành cấu trúc của bê tơng khí là việc cân đối tốc độ diễn biến của quá trình này sao cho ở giai đoạn đầu của q trình thải khí, tính chất nhớt dẻo của hỗn hợp thay đổi từ từ và sau đó thay đổi nhanh.
Để tạo ra bê tơng tổ ong có khối lượng thể tích nhỏ có thể làm phồng nở sơ bộ hỗn hợp. Việc phồng nở sơ bộ được tiến hành bằng cách làm sủi bọt bùn trong giai đoạn nghiền ướt cát với sự có mặt của chất hoạt tính bề mặt hay làm sủi bọt ở giai đoạn trộn vữa trong thiết bị trộn.
Chiều cao của lớp rót hỗn hợp được tính tốn sao cho sau khi phồng nở khn được điền đầy với hệ số dư dôi cần thiết. Chiều cao đổ khn của bê tơng khí được xác định theo công thức: γhhn
h = 1,2ho . ------ (7.11) γv
Trong đó: h, ho – Chiều cao lớp vữa và chiều cao khuôn, m; γv, γhhn – Khối lượng thể tích vữa ướt và sau khi phồng nở, kg/m3
7.5.4. Gia công nhiệt sản phẩm bê tông tổ ong cách nhiệt
Hình 7.1. Chế độ gia cơng nhiệt bê tong tổ ong bằng autoclav. Trong đó:
τo – Thời gian thổi hơi nước nóng; h
τ1 – Thời gian nâng nhiệt, nâng áp đến t = 183oC, p = 1MPa; τ2 – Thời gian hằng nhiệt, hằng áp;
τ3 – Thời gian làm nguội (giật cấp); τ4 – Thời gian hút chân không (sấy).
Chu trình gia cơng nhiệt autoclav được chọn phụ thuộc vào chiều dày sản phẩm khi t = 183oC, p = 1MPa, γo = 200 – 300 kg/m3.
Bảng 7.4 Chế độ gia công nhiệt ẩm trong autoclav.
Chiều dày (mm) τ 1 τ 2 τ 3 τ 4 ∑τ
200 1 5 1 1 8
300 1 5 1 1 8
600 1,5 8 1,5 1 12
Q trình hóa lí xảy ra trong thời gian gia công nhiệt tương đối phức tạp. Khi nhiệt độ tăng thì nồng độ CaO tan trong dung dịch giảm và nồng độ SiO2 hòa tan tăng. Trong giai đoạn đầu, do nồng độ Ca(OH)2 cao và SiO2 thấp, sẽ hình thành C2SH(A). Khi nhiệt độ cao hơn, dung dịch có nồng độ SiO2 cao và CaO thấp, do đó sản phẩm chủ yếu có dạng CSH(B) và tobermorit. Các hiđrat mới tạo thành này tạo điều kiện cho cường độ sản phẩm phát triển nhanh. Ở giai đoạn làm nguội và sấy chân không, Ca(OH)2 kết tủa phần nào làm tăng cường độ của đá xi măng.
Thời gian hằng nhiệt, hằng áp được xác định bằng thực nghiệm, bảo đảm tính hiệu quả về kinh tế - kỹ thuật.