bài giảng vật liệu xây dựng chương 2 - đh kỹ thuật công nghệ tp hcm

Please purchase a personal license.
Môn học: Vật liệu xây dựng
Môn học: Vật liệu xây dựngMôn học: Vật liệu xây dựng
Môn học: Vật liệu xây dựng
TP.HCM, Tháng 01 Năm 2010
GẠCH XÂY – GẠCH TRANG TRÍ ĐẤT SÉT
GỐM TRANG TRÍ
GẠCH ỐP LÁT
NGÓI ĐẤT SÉT
Ngói 22
Ngói 20
Ngói âm dương
Ngói 22
Ngói 20
Ngói âm dương
Ngói mũi hài Ngòi vảy cá Ngói nóc
5
SÀNH SỨ
SỨ VỆ SINH
CHÉN
NGỌC
THĂNG
THĂNG
LONG
CÚP HỒN VIỆT CÚP SEN VIỆT
I. KHÁI NIỆM & PHÂN LOẠI
CHƯƠNG 3
VẬT LIỆU GỐM XÂY DỰNG
II. NGUYÊN LIỆU CHẾ TẠO

12
III. GẠCH ĐẤT SÉT NUNG
IV. NGÓI ĐẤT SÉT NUNG
I. KHÁI NIỆM & PHÂN LOẠI
1. Khái niệm
 Định nghĩa:
 là vật liệu đá nhân tạo, được sản xuất từ nguyên liệu
chính là đất sét bằng cách tạo hình và nung ở nhiệt độ cao
 Ưu điểm
 Bền, tuổi thọ cao
Nhẹ
(
các
sản
phẩm
gạch
rỗng
)

Nhẹ
(
các
sản
phẩm
gạch
rỗng
)
 Công nghệ sx tương đối đơn giản
 Sử dụng nguyên liệu địa phương
 Sản phẩm đa dạng

 Nhược điểm
 Giòn, dễ vỡ
 Ô nhiễm môi trường
13
I. KHÁI NIỆM & PHÂN LOẠI
2. Phân loại
 Theo cấu tạo:
 Loại đặc: độ hút nước H
p
< 5%
 Loại rỗng: H
p
> 5%
14
Gạch không tráng men Sứ vệ sinh
I. KHÁI NIỆM & PHÂN LOẠI
2. Phân loại
 Theo công dụng:
 Vật liệu xây: gạch, block,…
 Vật liệu lợp: ngói
 Vật liệu lát: tấm lát nền, đường, vỉa hè,…

Vật liệu ốp: ốp bên trong nhà, ngoài nhà, cầu thang,…

Vật liệu ốp: ốp bên trong nhà, ngoài nhà, cầu thang,…
 Sứ vệ sinh: chậu rửa, bồn tắm,…
 Vật liệu cách nhiệt, cách âm: gốm xốp,….
 Vật liệu chịu lửa: gạch chamotte, gạch cao nhôm,…
 Vật liệu đặc biệt: gốm chịu acide, gốm bán dẫn, sứ
cách điện,…

15
I. KHÁI NIỆM & PHÂN LOẠI
2. Phân loại
 Theo phương pháp sản xuất:
 Gốm tinh: gạch trang trí, sứ vệ sinh,… Có men
 Gốm thô: gạch, ngói, tấm lát,… Không có men
16
II. NGUYÊN LIỆU CHẾ TẠO
II. 1. Nguyên liệu chính
 Đất sét
2. Nguyên liệu phụ ( phụ gia):
 Phụ gia gầy
 Phụ gia hạ nhiệt độ nung (chất trợ dung)

Phụ
gia
cháy

Phụ
gia
cháy
 Phụ gia tăng dẻo
3. Men
17
II.1. ĐẤT SÉT
1. Nguồn gốc đất sét
 Là đá trầm tích cơ học →Tạo thành do các loại đá thiên nhiên
chứa nhiều khoáng feldspar →Do quá trình phong hóa khoáng
feldspar taọ thành khoáng aluminosilicate ngậm nước (khoáng
sét) mAl

2
O
3
.nSiO
2
.pH
2
O- có thể là kaolinit hoặc monmorilonite:
 Trong môi trường kiềm (pH = 7.3÷10)Tạo thành
Montmorilonite
→
Độ
phân
tán
cao
,
độ
dẻo
cao
,
khả
năng
Montmorilonite
→
Độ
phân
tán
cao
,
độ

dẻo
cao
,
khả
năng
hấp thụ và trương phồng lớn →Làm phụ gia tăng dẻo cho
đất sét kém dẻo, phụ gia chống thấm nước :
K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
+ H
2
O + CO
2
→ Al
2
O
3
.4SiO
2
.nH
2
O + K
2
CO

3
 Trong môi trường acide yếu (pH = 6 ÷ 7), tạo thành
kaolinite→Khả năng chịu lửa tốt
K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
+ H
2
O + CO
2
→ Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O + K
2
CO
3
+
+4SiO
2

18
2. Thành phần hoá học của đất sét
 SiO
2td
: giảm co ngót khi sấy, nung

Al
2
O
3
: quyết định tính dẻo, khả năng chịu lửa
SiO
2td
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
CaO MgO Muối kiềm
15 – 30 40 – 60 8 – 22 1 – 7 0.5 – 1.5 0.5 – 3 1 – 3

Al
2
O
3

: quyết định tính dẻo, khả năng chịu lửa
 Fe
2
O
3
: hạ nhiệt độ nung, ảnh hưởng màu sắc sản phẩm
 CaO: làm sản phẩm xốp
19
3. Thành phần cỡ hạt của đất sét
 Ba nhóm cỡ hạt:
 Nhóm hạt sét: d < 0.005mm
 Nhóm hạt bụi: d = 0.005 – 0.15mm
 Nhóm hạt cát: d = 0.15 – 5mm
 Các loại đất sét:

Đất
sét
tinh
khiết
:
thành
phần
hạt
sét
> 60%
Đất
sét
tinh
khiết
:

thành
phần
hạt
sét
> 60%
 Đất sét thường: thành phần hạt sét 30 – 60%
 Đất sét pha: thành phần hạt sét 20 – 30%
 Đất cát pha nhiều sét: thành phần hạt sét 15 – 20%
 Đất cát pha ít sét: thành phần hạt sét 10 – 15%
 Đất cát: thành phần hạt sét 5 – 10%
 Cát: thành phần hạt sét <5%
20
4. Các tính chất kỹ thuật của đất sét
a. Tính dẻo
 Khả năng biến dạng khi chịu tác dụng cơ học và giữ nguyên
hình dáng sau khi không còn tác dụng.
 Phụ thuộc:
 Thành phần khoáng
 Thành phần hạt
 Hệ số dẻo →Thí nghiệm →Đất sét + (17 ÷ 30%) H
2
O→ Tạo
những viên bi d = 4 – 6cm →Ép → Viên bi nứt có chiều cao b→
K = P.a (kG.cm)
P – lực nén lên viên bi (kG)
a – độ biến dạng tuyệt đối
của viên bi (cm); a= d - b
21
Đất sét để làm
gạch thường:

K = 3-3.5 kG.cm
d
b
4. Các tính chất kỹ thuật của đất sét
a. Tính dẻo
 Phân loại đất sét theo tính dẻo:
 Đất sét rất dẻo: lượng nước yêu cầu > 28%
 Đất sét dẻo: lượng nước yêu cầu 20 - 28%
 Đất sét kém dẻo: lượng nước yêu cầu < 20%

Biện pháp nâng cao độ dẻo:

Biện pháp nâng cao độ dẻo:
 Loại trừ thành phần cát
 Cho “đất sét béo” vào “đất sét gầy”
 Ngâm, ủ, nghiền mịn
 Trộn thêm các chất hữu cơ: mật đường, keo nước,…
22
4. Các tính chất kỹ thuật của đất sét
b. Màu sắc
Hàm lượng
Fe
2
O
3
(%)
0.8 1.3 2.7 4.2 5.5 8.5 10
Màu sản
phẩm gốm
Trắng

Trắng
đục
Vàng
nhạt
Vàng
Hồng
nhạt
Hồng
Nâu
hồng
23
4. Các tính chất kỹ thuật của đất sét
c. Sự biến đổi hoá lý
 100
o
C→Nước tự do bay hơi→Đất sét bị co
 200 – 450
o
C →Nước liên kết vật lý và các tạp chất hữu cơ
bị cháy →Đất sét bị co đáng kể và
tạo nhiều lỗ rỗng nhỏ

450
–
650
o
C
→
N
ước

liên
kết
hóa
học
b
ay
hơi
→
khoáng
450
–
650
C
→
N
ước
liên
kết
hóa
học
b
ay
hơi
→
khoáng
Kaolinit chuyển thành Mêtakaolinit
Al
2
O
3

.2SiO
2
.2 H
2
O → Al
2
O
3
.2SiO
2
+ 2H
2
O
 650 –900
o
C →Mạng lưới tinh thể của khoáng Mêtakaolinit
hoàn toàn bị phá hủy →Tạo ra các Ôxyt riêng biệt:
Al
2
O
3
.2SiO
2
→ Al
2
O
3
+ 2SiO
2
24

c. Sự biến đổi hoá lý
 950
o
C →Bắt đầu có sự tái hợp giữa Al
2
O
3
và SiO
2
→Tạo nên
khoáng mới Sillimanite
Al
2
O
3
+ SiO
2
→ Al
2
O
3
.SiO
2
(silimanite)
CaCO
→
CaO
+
CO
↑

Các tạp chất cácbonat cũng bị phân hủy
4. Các tính chất kỹ thuật của đất sét
CaCO
3
→
CaO
+
CO
2
↑
25
 1000-1200
o
C→Giai đoạn chủ yếu cho sự tạo khoáng
Sillimanite
Cuối nhiệt độ này mới bắt đầu hình thành
khoáng Mullit do khoáng Sillimanite chuyển
hóa thành
3(Al
2
O
3
. 2SiO
2
) → 3Al
2
O
3
.2SiO
2

(mullite) + SiO2