Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý chất lượng vật liệu sử dụng trong thi công bê tông đầm lăn tại công trình thủy điện trung sơn

LỜI CAM ĐOAN
Họ và tên học viên:

Phạm Duy Anh

Lớp cao học:

22QLXD21

Chuyên ngành:

Quản lý xây dựng

Tên đề tài luận văn: “ Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý chất lượng vật
liệu sử dụng trong thi công bê tông đầm lăn tại công trình thủy điện Trung
Sơn”
Tôi xin cam đoan và chịu trách nhiệm kết quả nghiên cứu trong luận văn là
trung thực. Tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm sự tin cậy và cấp thiết của
đề tài được trích dẫn rõ nguồn gốc theo qui định.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2017

Tác giả luận văn

Phạm Duy Anh

1

i


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn, tác giả đã nhận được sự quan
tâm và hướng dẫn tận tình của PGS.TS Đồng Kim Hạnh, và những ý kiến quý
báu của các thầy cô giáo khoa Công trình, bộ môn Công nghệ và Quản lý xây
dựng,Viện kỹ thuật công trình –Trường Đại học Thủy lợi.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Trường Đại học Thủy lợi đã
tận tình giảng dạy tác giả trong suốt quá trình học tại trường và xin cảm ơn lãnh
đạo và đồng nghiệp trong cơ quan đã cung cấp số liệu, giúp đỡ tác giả để thực
hiện luận văn.
Do trình độ, kinh nghiệm cũng như thời gian nghiên cứu còn hạn chế nên Luận
văn khó tránh khỏi những thiếu sót, tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp
của quý thầy cô giáo và độc giả.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2017

Tác giả luận văn

Phạm Duy Anh

2

i

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT.............................................................................. vii
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG TÁC SỬ DỤNG VẬT LIỆU TRONG XÂY
DỰNG VÀ THI CÔNG BÊ TÔNG ĐẦM LĂN..........................................................6
1.1. Vật liệu sử dụng trong xây dựng ..............................................................................6
1.1.1. Lịch sử quá trình sử dụng vật liệu xây dựng .........................................................6
1.1.2. Vật liệu dùng trong bê tông .................................................................................12
1.2 Bê tông đầm lăn.......................................................................................................18
1.3 Thực trạng và tồn tại trong quá trình sử dụng vật liệu cho bê tông đầm lăn...........33
1.3.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng vật liệu ..................................................33
1.3.2 Thực trạng quá trình sử dụng vật liệu cho bê tông đầm lăn
.................................33
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ CƠ SỞ PHÁP LÝ VỀ QUẢN LÝ CHẤT
LƯỢNG

VẬT

LIỆU

TRONG

THI

CÔNG

BÊ

TÔNG

ĐẦM

LĂN.

............................34
2.1. Chất lượng công trình xây dựng.............................................................................34
2.1.1 Quan niệm về chất lượng......................................................................................34
2.1.2 Các yêu cầu và đặc điểm của chất lượng..............................................................34
2.1.3 Vai trò của chất lượng ..........................................................................................36
2.1.4 Quản lý chất lượng công trình xây dựng ..............................................................36
2.2 Cơ sở pháp lý trong quản lý chất lượng thi công bê tông ......................................38
2.2.1 Luật xây dựng 2014 số 50/2014/QH13 ngày 18/6/2014 của Quốc hội nước
CHXHCN Việt Nam......................................................................................................38
2.3. Quy trình giám sát thi công bê tông đầm lăn .........................................................48
2.4. Quy trình kiểm định, thí nghiệm ............................................................................50
2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng vật liệu của bê tông đầm lăn......................56
CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP TRONG QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG VẬT LIỆU KHI
THI CÔNG BÊ TÔNG ĐẦM LĂN............................................................................59
3.1 Giới thiệu về công trình Thủy điện Trung Sơn .......................................................59
3

3


3.2 Giới thiệu công tác quản lý chất lượng vật liệu cho thi công bê tông đầm lăn. ......61

4

4


3.2.1 Các yêu cầu về vật liệu sản xuất RCC .................................................................61
Trạm nghiền sàng-Bố trí và biểu đồ cường độ sản xuất ...............................................74
3.2.2. Công tác bảo quản vật liệu tại công trường.........................................................77
3.2.3. Cấp phối RCC và các thí nghiệm. .......................................................................79
3.3 Thực trạng công tác QLCL vật liệu cho thi công RCC...........................................87
3.3.1 Thực trạng quản lý chất lượng Xi măng ..............................................................87
3.3.2 Thực trạng quản lý chất lượng tro bay .................................................................88
3.3.3 Thực trạng công tác quản lý chất lượng phụ gia ..................................................90
3.3.4 Thực trạng công tác quản lý chất lượng cốt liệu ..................................................90
3.4 Nguyên tắc và yêu cầu của việc đề xuất các giải pháp quản lý chất lượng vật liệu
trong thi công bê tông đầm lăn......................................................................................97
3.5 Đề xuất giải pháp quản lý chất lượng vật liệu thi công RCC..................................98
3.5.1 Đề xuất quy trình quản lý chất lượng xi măng.....................................................98
3.5.3Giải pháp quản lý kho bãi ...................................................................................105
3.5.4 Giải pháp quản lý các máy nghiền, sàng cốt liệu ...............................................105
3.5.5 Giải pháp hiệu chỉnh lượng vật liệu ...................................................................106
Kết luận Chương 3: .....................................................................................................108
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: .................................................................................109
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................110

5

5

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Bê tông La Mã .................................................................................................7
Hình 1.2: ........................................................................................................................15
Hình 1.3: Bê tông nhẹ cho thi công sàn mái .................................................................16
Hình 1.4: Khai thác cát tự nhiên....................................................................................18
Hình 1.5: Khai thác đá...................................................................................................18
Hình 1.6: Tỷ lệ áp dụng BTĐL theo các hướng khác nhau trên thế giới ......................22
Hình 1.7: Thi công đập BTĐL bằng xe lu rung ( Beni-Haroun - Algeri) .....................24
Hình 1.8. Thi công sân bãi bằng công nghệ BTĐL.......................................................24
Hình 1.9 Cấu tạo trụ neo cáp cầu treo Akashi Kaiyko-Nhật Bản .................................25
Hình 1.10: Quy trình thi công bê tông đầm lăn.............................................................32
Hình1.11: Thi công bê tông đầm lăn .............................................................................33
Hình 2.1: Ràng buộc về quản lý CLCT xây dựng tại Việt Nam ...................................38
Hình 3.1: Thủy điện Trung Sơn.....................................................................................59
Hình 3.2: Mỏ đá 3A – Dự án Thuỷ điện Trung Sơn .....................................................74
Hình 3.3: Trạm nghiền số 1 – DATĐTS .......................................................................75
Hình 3.4: Trạm nghiền số 2 và số 3 – DATĐTS...........................................................76
Hình 3.5: Trạm nghiền số 4 – DATĐTS .......................................................................76
Hình 3.6: Bãi trữ số 1 và số 2 - DATĐTS.....................................................................78
3

3

Hình 3.8: Trạm trộn bê tông 360m /h và 120m /h - DATĐTS .....................................82
3

Hình 3.9: Trạm trộn bê tông 60m /h trộn vữa liên kết và hồ xi măng – DATĐTS ......83
Hình 3.10: Quy trình quản lý chât lượng xi măng.........................................................88
Hình 3.11: Quy trình quản lý chất lượng tro bay ..........................................................89
Hình 3.12: Quy trình quản lý chất lượng đá dăm..........................................................94

Hình 3.13: Quy trình quản lý chất lượng cát .................................................................96
Hình 3.14: Đề xuất quy trình quản lý chất lượng xi măng..........................................100
Hình 3.15: Biểu đồ lũy kế nhập và tiêu thụ xi măng...................................................101
Hình 3.16: Đề xuất quy trình quản lý chất lượng cát ..................................................104

6

6


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Số lượng đập BTĐL tại một số nước trên thế giới .......................................21
Bảng 1.2: Một số công trình đập BTĐL đã được thiết kế và bắt đầu xây dựng ở nước ta
.......................................................................................................................................26
Bảng 2.1: Tiêu chuẩn vật liệu cho RCC........................................................................51
Bảng 2.2: Tần suất, vị trí lấy mẫu và nội dung thí nghiệm đối với vật.........................53
Bảng 2.3: Các phương pháp thí nghiệm về vật liệu cho sản xuất RCC ........................54
Bảng 2.4: Độ chênh lệch tối đa cho phép trong kết quả của bộ thử nghiệm.................55
Bảng 3.1: Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng poóc lăng............................................64
Bảng 3.2: Bảng Yêu cầu hoá học bắt buộc đối với phụ gia khoáng hoạt tính ..............66
Bảng 3.3: Yêu cầu vật lý bắt buộc đối với phụ gia khoáng hoạt tính ...........................66
Bảng 3.4: Bảng Hàm lượng tối đa cho phép của muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua và
cặn không tan trong nước trộn bê tông và vữa..............................................................68
Bảng 3.5: Bảng Hàm lượng tối đa cho phép của muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua và
cặn không tan trong nước dùng để rửa cốt liệu và bảo dưỡng bê tông .........................70
Bảng 3.6: Bảng Các yêu cầu về thời gian đông kết của xi măng và cường độ chịu nén
của vữa...........................................................................................................................71
Bảng 3.7: Bảng Đường bao giới hạn cho cốt liệu được pha trộn..................................73
Bảng 3.8: Thành phần cấp phối cho 1m3 bê tông RCC................................................79
Bảng 3.9: Thành phần cấp phối cho 1m3 vữa liên kết..................................................80

Bảng 3.10: Thành phần cấp phối cho 1m3 hồ xi măng.................................................80
Bảng 3.11: Các thiết bị lấy mẫu ....................................................................................85
Bảng 3.12: Bảng Tần suất, vị trí lấy mẫu và nội dung thí nghiệm đối với vật liệu cho
sản xuất RCC.................................................................................................................86
Bảng 3.14: Các tiêu chuẩn thí nghiệm các chỉ tiêu RCC công trình thủy điện Trung
Sơn.................................................................................................................................87

7

7


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BTCT

: Bê tông cốt thép

QLCL

: Quản lý chất lượng

XDCT

: Xây dựng công trình

CĐT

: Chủ đầu tư

VBQPPL

: Văn bản quy phạm pháp luật

CTXD

: Công trình xây dựng

HSĐX

: Hồ sơ đề xuất

CQQLNN : Cơ quan quản lý nhà nước
QLNN

: Quản lý nhà nước

TVGS

: Tư vấn giám sát

QLDA

: Quản lý dự án

TVTK

: Tư vấn thiết kế

7

MỞ ĐẦU
1.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI.

Bê tông là loại vật liệu hiện nay đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều nghành
xây dựng như dân dụng, giao thông , thủy lợi. Bê tông được sử dụng rộng rãi bởi
những ưu điểm như: Giá thành bê tông không cao vì có tới 80 – 90% là cốt liệu
từ đá thiên nhiên hoặc các phế phẩm từ công nghiệp( xỉ than, bã quặng..); Có thể
chế tạo được các loại bê tông có đặc tính khác nhau; Có thể gai công thành các
kết cấu bền vững có hình dáng và kích thước bất kỳ; Có thể cơ giới hóa hoàn
toàn việc sản xuất bê tông, hạ giá thành kết cấu. Ngoài ra có thể chế tạo được
các kết cấu bê tông cốt thép và bê tông cốt thép ứng suất trước. Bên cạnh những
ưu điểm như đã nêu trên thì bê tông còn có những nhược điểm như: Khối lượng
lớn, nặng nề và thời gian thi công dài. Trong xây dựng nói chung và xây dựng
thủy lợi nói riêng vấn đề thời gian thi công được yêu cầu rút ngắn mà vẫn bảo
đảm chất lượng do nhu câu nhanh chóng đưa công trình vào sử dụng từ đó làm
giảm chi phí xây dựng công trình. Từ nhu cầu đó các kỹ sư đã nghiên cứu và
đưa bê tông đầm lăn vào ứng dụng.
Bê tông đầm lăn hiện nay được áp dụng khá phổ biến trên thế giới. Do
được cơ giới hoá cao, tiến độ thi công nhanh, công trình sơm đưa vào khai thác,
hiệu quả kinh tế mang lại to lớn, việc áp dụng công nghệ bê tông đầm lăn vào
Việt Nam là điều không bàn cãi.

Những thập niên qua, nhìn lại chặng đường

phát triển BTĐL Trung Quốc cũng đủ thấy ưu điểm của loại công nghệ này.
Bê tông đầm lăn không chỉ áp dụng vào xây dựng đập mà còn phải được

tiếp tục nghiên cứu áp dụng vào việc xây dựng sân bay, cảng, kè chắn sóng, các
công trình bê tông khối lớn, diện rộng . . .
Do còn mới mẻ nên việc áp dụng công nghệ này vào điều kiện Việt Nam
cần phải có bước đi và giải pháp thích hợp:
- Nghiên cứu kinh nghiệm của các nước để rút ngắn thời gian nghiên cứu.
Qua phân tích nhận thấy Trung Quốc là nước láng giềng Việt Nam, là nước đầu
1

1


đàn về công nghệ BTĐL trên thế giới, chi phí học tập nghiên cứu với Trung
Quốc lại rẽ, vì vậy có thể xây dựng công nghệ BTĐL Việt Nam bằng việc kế
thừa kinh nghiệm Trung Quốc.
- Xây dựng đập nhỏ, thấp trước, đúc rút kinh nghiệm để làm đập cao sau.
- Dịch thuật các tài liệu, quy phạm các nước đặc biệt của Trung Quốc để trên
cơ sở thực tiễn xây dựng tại Việt Nam , hoàn chỉnh thành bộ quy phạm thiết kế,
thi công đập BTĐL của Việt Nam.
-

Đối với các dự án BTĐL đầu tiên, lớn, quan trọng cần phải có :

+ Thuê, hợp tác với nước ngoài để cùng Việt Nam tham gia tư vấn thiết kế.
+ Thuê Tư vấn thẩm định quốc tế để thẩm định lại hồ sơ thiết kế.
+ Thuê Tư vấn Giám sát chất lượng xây dựng quốc tế để giám sát thi công.
+ Thuê Tư vấn Kiểm định chất lượng xây dựng quốc tế để kiểm định chất lượng
xây dựng.
Do công nghệ thi công bê tông đầm lăn còn khá mới mẻ ở Việt Nam nên
không tránh khỏi những vướng mắc về công nghệ cũng như quản lý chất lượng
công trình. Hiên nay chúng ta rút ngắn thời gian nghiên cứu bằng cách tiếp thu

học hỏi từ những nước đi trước do đó có nhiều điều chưa thực sự phù hợp với
điều kiện thực tế ở Việt Nam nhất là khâu quản lý chất. Một vấn đề đặt ra là quy
trình quản lý chất lượng bê tông đầm lăn một cách đồng bộ và hiệu quả. Khâu
đầu tiên trong quá trình sản xuất bê tông là lựa chọn vật liệu đạt tiêu chuẩn chất
lượng nhằm đáp ứng được yêu cầu sản xuất bê tông. Vật liệu sản xuất bê tông có
ảnh hưởng quyết định đến tính chất cũng như chất lượng bê tông. Chất lượng vật
liệu sản xuất bê tông phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cường độ vật liệu( cốt liệu
lớn: đá, sỏi, cát say…); cấp phối hạt vật liệu ( cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ….); độ
mịn ( xi măng, tro bay..); tính chất của các loại phụ gia
Qua đề tài nghiên cứu tác giả muốn đề xuất một số giải pháp quản lý chất lượng
vật liệu trong thi công bê tông đầm lăn từ đó nâng cao chất lượng thi công bê
tông đầm lăn.

2

2


Với những mục đích nêu trên tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu đề xuất giải
pháp quản lý chất lượng vật liệu sử dụng trong thi công bê tông đầm lăn tại
công trình thủy điện Trung Sơn”
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu đề xuất giải pháp nhằm tăng cường công tác quản lý chất lượng vật
liệu sản xuất bê tông đầm lăn tại các dự án đầu tư xây dựng công trình có sử
dụng bê tông đầm lăn.
3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
a. Ý nghĩa khoa học
Đề tài nghiên cứu hệ thống hóa và làm sáng tỏ những vấn đề lý luận về ảnh
hưởng của chất lượng vật liệu đến chất lượng của bê tông đầm lăn từ đó làm cơ
sở khoa học nghiên cứu, đề suất một số giải pháp quản lý chất lượng vật liệu, góp

phần nâng cao chất lượng xây dựng công trình bằng bê tông đầm lăn.
b. Ý nghĩa thực tiễn
Những kết quả nghiên cứu, đề xuất giải pháp của luận văn là tài liệu tham khảo
hữu ích không chỉ đối với công tác quản lý chất lượng vật liệu bê tông đầm lăn
nói riêng mà còn là tài liệu tham khảo cho các công trình sử dụng các loại bê tông
nói chung.
4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
a. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là công tác quản lý chất lượng vật liệu tại
các dự án đầu tư xây dựng có sử dụng bê tông đầm lăn từ giai đoạn thiết kế kỹ
thuật đến khi thực hiện thi công và đưa công trình vào sử dụng.

3

3


b. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi về không gian: Đề tài tập trung Nghiên cứu đề xuất các giải pháp tăng
cường công tác quản lý nhằm nâng cao chất lượng vật liệu sản xuất bê tông đầm
lăn tại các dự án đầu tư xây dựng.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Luận văn áp dụng phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp kế thừa những kết quả nghiên cứu đã công bố;
- Phương pháp thống kê;
- Phương pháp phân tích tổng hợp, so sánh;
- Phương pháp khảo sát điều tra thu thập số liệu;
- Phương pháp đối chiếu với các văn bản quy phạm chất lượng vật liệu xây dựng
công trình;
- Phương pháp đối chiếu với hệ thống văn bản pháp quy về quản lý đầu tư xây

dựng công trình;
- Phương pháp chuyên gia: Qua tham khảo xin ý kiến của các thầy cô trong
Trường và một số chuyên gia có kinh nghiệm chuyên môn tại địa phương.
6. KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC
- Hệ thống hóa và hoàn thiện cơ sở lý luận về quản lý chất lượng vật liệu tại các
dự án đầu tư xây dựng nói chung và dự án đầu tư xây dựng có sử dụng bê tông
đầm lăn nói riêng.
- Phân tích, đánh giá thực trạng quản lý chất lượng vật liệu tại các dự án đầu tư
xây dựng trong thời gian vừa qua, từ đó đánh giá những kết quả đạt được; những
mặt tồn tại hạn chế, nguyên nhân để từ đó tìm ra những giải pháp khắc phục.

4

4


- Nghiên cứu, đề xuất một số giải pháp có căn cứ khoa học, phù hợp và khả thi
với điều kiện thực tiễn của một công trình xây dựng cụ thể có sử dụng bê tông
đầm lăn trong việc tăng cường hơn nữa quản lý chất lượng vật liệu đầu vào góp
phần nâng cao chất lượng bê tông thành phẩm từ đó cho ra đời những sản phẩm
xây dựng có chất lượng tốt, tiết kiệm chi phí góp phần thúc đẩy phát triển kinh
tế xã hội.

5

5


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG TÁC SỬ DỤNG VẬT LIỆU TRONG
XÂY DỰNG VÀ THI CÔNG BÊ TÔNG ĐẦM LĂN

1.1.

Vật liệu sử dụng trong xây dựng

1.1.1. Lịch sử quá trình sử dụng vật liệu xây
dựng
Cùng với sự phát triển của sức sản xuất và quan hệ sản xuất, cùng với sự phát
triển của khoa học kỹ thuật nói chung ngành vật liệu đã phát triển từ thô sơ đến
ntinh vi,từ đơn giản đến phức tạp, kỹ thuật sản xuất ngày càng hiện đại và chất
lượng vật liệu ngày càng nâng cao.
Lúc đầu loài người chỉ biết dùng vật liệu có sẵn trong tự nhiên như đất, đá, rơm,
rạ, gỗ,... để xây dựng lên nhà ở, cung điện, nhà thờ, đường sắt, cầu cống, v.v...
Những công trình đó còn thô sơ, tường nhà còn làm bằng đất hoặc xếp đá. Sau
đó ở những nơi xa núi đá, người ta đã biết đúc gạch mộc, rồi dần biết dùng gạch
ngói bằng đất nung. Đến thời phong kieensvieecj sản xuất và sử dụng chế phẩm
đất nung phát triển.
Để gắn các viên đá, gạch rời rạc lại với nhau, từ xưa người ta dã biết dùng đất
sét, thạch cao, vôi và guđrông. Ví dụ ở Ba Tư 2000 năm trước công nguyên
người ta đã biết dùng chất alfan thiên nhiên để làm chất kết dính. Ở La Mã và
thế kỷ thứ tư đã xây dựng những con đường đá lớn chất lượng tốt. Trong thời kỳ
này kỹ thuật gia công vật liệu gỗ và luyện kim cũng phát triên với một mức độ
nhất định.
Trong thời gian này người ta đã sản xuất được vôi với thạch cao là những chất
kết dính trong không khí,....
Do nhu cầu phải xây dựng một số công trình ở những nơi ẩm ướt, tiếp xúc với
nước và nằm trong nước, người ta đã dần dần phát hiện ra những chất kết dính
mới, có khả năng cứng rắn được ở noi ẩm ướt và trong nước. Chất kết dính rắn

6

6


trong nước đầu tiên đơn giản nhất là hỗn hợp vôi – đất sét nung, có khả năng
chịu được mưa và ngập lụt kéo dài. Sau này người ta đã tìm được nhiều loại phụ

7

7


gia khoáng vật trong tự nhiên có tính chất giống như đất sét nung như tro núi
lửa, trepen,v.v... gọi chung là puzơlan. Tiếp đó người ta đã phát minh ra vôi
cứng trong nước ( vôi thủy) và xi măng La Mã. Đến đầu thế kỷ thứ 19 phát minh
ra xi măng pooc lăng là chất kết dính tốt hơn hẳn các chất kết dính đã tìm được
trước đó và mở đầu cho những phát kiến về các chất kết dính khác và bê tông
sau này.

Hình 1.1: Bê tông La Mã
Đến thời kỹ tư bản chủ nghĩa, do nhu cầu xây dựng công nghiệp phát triển
, việc phát triển giao thông và các yêu cầu quân sự đòi hỏi phải có các vật liệu
mới có khả năng chịu lực cao, do đó sắt thép, bê tông, bê tông cốt thép, bê tông
cốt thép ứng suất trước đã được sử dụng v.v... Đến cuối thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20,
việc sản xuất các loại vật liệu đá nhân tạo như gạch silicat, sản phẩm fibrô xi
măng, bê tông xỉ lò cao, các vật liệu cách nhiệt và ngăn nước được phát triển.
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và kỹ thuật, kỹ
thuật sản xuất và sử dụng vật liệu xây dựng trên thế giới đã đạt trình đọ khá cao.
Người ta đã và đang nghiên cứu sử dụng những vật liệu hiện đại vừa nhẹ, vừa
bền như chất dẻo để thay thế thép và bê tông cốt thép hoặc để làm chất gắn kết
8

8


các cấu kiện thay cho bulong, đinh tán. Ngoài ra, từ chất dẻo người ta chế tạo ra
các loại sơn, nhũ quét ngoài mặt công trình, để tạo một lớp màng chống thấm
bền vững và chống xâm thực cho công trình ở trong môi trường nước có tính
chất xâm thực.
Vấn đề sản xuất cấu kiện đúc sẵn trong nhà máy với trình độ cơ khí hóa
và tự động hoá cao đang đặc biệt được chú trọng nhằm nâng cao năng xuất lao
động và phẩm chất vật liệu, trên cơ sở đó mà hạ giá thành sản phẩm. Nhiều công
nghệ tiên tiến được áp dụng như nung gạch bằng tuynen, nung xi măng bằng dầu
ma dút hoặc khí than; Các nhà máy xi măng cỡ lớn có công xuất tới 2,4 triệu
tấn/ năm, sản xuất các cấu kiện bê tông cốt thép ứng suất trước cỡ lớn, dùng
máy chấn động tần số cao để tạo hình, v.v... đã được xây dựng. Việc sản xuất
các loại vật liệu mới như các loại hợp kim nhẹ, cường độ cao, và bền vững lâu
dài; các sản phẩm vô cơ như sợi thủy tinh, sợi bông đá, bê tông cốt tre, cốt sợi
thủy tinh, các loại vật liệu đá nhân tạo cỡ lớn, các loại xi măng đặc biệt và các
loại vật liệu nhân tạo cỡ lớn, các loại xi măng đặc biệt và các loại vật liệu
chuyên dụng khác được đặc biệt chú trọng.
Người ta còn phát minh ra các máy móc kiểm tra tính chất các vật liệu
xây dựng và hoàn chỉnh các phương pháp nghiên cứu thí nghiệm để đánh giá
phẩm chất các vật liệu. Hàng loạt các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm quốc gia
và quốc tế ra đời để làm cơ sở pháp lý cho việc sản xuất sử dụng và kiểm tra
chất lượng vật liệu xây dựng.
Xu hướng chung của việc phát triển công nghiệp vật liệu xây dựng hiện
nay là tăng nhanh sản lượng và chất lượng sản phẩm, hạ giá thành và giảm nhẹ
cường độ lao động cho người sản xuất. Các biện pháp cơ bản sau đây thường
được chú trọng:
-

Cơ khí hóa và tự động hóa quá trình công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng

và sản phẩm. Kết hợp chặt chẽ với khâu thiết kế để tiêu chuẩn hóa kích thước,
quy cách, phẩm chất các loại vật liệu và sản phẩm. Kế hoạch hóa các khâu khai
thác, chế biến, lưu thông phân phối và sử dụng vật liêu xây dựng. Đẩy mạnh
9

9


công tác nghiên cứu khoa học vật liêu xây dựng cho phù hợp với tài nguyên ,
khí hậu mỗi địa phương, đồng thời nghiên cứu ứng dụng những tiến bộ kỹ thuật
của các nghành khác vào công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng.
-

Công xưởng hóa việc sản xuất cấu kiện và tích cực thi công lắp ghép. Kết

hợp chặt chẽ với các khâu thiết kế và thi công để định ra chế độ sử dụng tiết
kiệm các loại vật liệu.
-

Tận dụng các nguồn nguyên liệu địa phương và các nguồn phế liệu công

nghiệp để sản xuất vật liệu xây dựng.
Ở Việt Nam từ xưa đã có những công trình bằng gỗ, gạch đá xây dựng rất công
phu, ví dụ công trình đá thành nhà Hồ (Thanh Hóa), công trình đất Cổ Loa
(Đông Anh - Hà Nội). Nhưng trong suốt thời kỳ phong kiến thực dân thống trị,
kỹ thuật về vật liệu xây dựng không được đúc kết, đề cao và phát triển, sau
chiến thắng thực dân Pháp (1954) và nhất là kể từ khi ngành xây dựng Việt Nam

ra đời (29.4.1958) đến nay ngành công nghiệp vật liệu xây dựng đã phát triển
nhanh chóng. Trong 45 năm, từ những vật liệu xây dựng truyền thống như gạch,
ngói, đá, cát, xi măng, ngày nay ngành vật liệu xây dựng Việt Nam đã bao gồm
hàng trăm chủng loại vật liệu khác nhau, từ vật liệu thông dụng nhất đến vật liệu
cao cấp với chất lượng tốt, có đủ các mẫu mã, kích thước, màu sắc đáp ứng nhu
cầu xây dựng trong nước và hướng ra xuất khẩu.
Nhờ có đường lối phát triển kinh tế đúng đắn của Đảng, ngành vật liệu xây dựng
đã đi trước một bước, phát huy tiềm năng, nội lực sử dụng nguồn tài nguyên
phong phú, đa dạng với sức lao động dồi dào, hợp tác, liên doanh, liên kết trong
và ngoài nước, ứng dụng công nghệ tiên tiến, kỹ thuật hiện đại của thế giới vào
hoàn cảnh cụ thể của nước ta, đầu tư, liên doanh với nước ngoài xây dựng nhiều
nhà máy mới trên khắp ba miền như xi măng Bút Sơn (1,4 triệu tấn/năm), xi
măng Chinfon - Hải Phòng (1,4 triệu tấn/năm), xi măng Sao Mai (1,76 triệu
tấn/năm), xi măng Nghi Sơn (2,27 triệu tấn/năm). Về gốm sứ xây dựng có nhà
máy ceramic Hữu Hưng, Thanh Thanh, Thạch Bàn, Việt Trì, Đà Nẵng, Đồng
10

10


Tâm, Taicera ShiJar v.v... Năm 1992 chúng ta mới sản xuất được 160.000 m2
loại Ceramic tráng men ốp tường 100 x 100 mm, thì năm 2002 đã cung cấp cho
thị trường hơn 15 triệu m2 loại: 300x300, 400x400, 500x500 mm.
Một thành tựu quan trọng của ngành gốm sứ xây dựng là sự phát triển đột biến
của sứ vệ sinh. Hai nhà máy sứ Thiên Thanh và Thanh Trì đã nghiên cứu sản
xuất sứ từ nguyên liệu trong nước, tự vay vốn đầu tư trang bị dây chuyền công
nghệ tiên tiến, thiết bị hiện đại đưa sản lượng hai nhà máy lên 800000 sản
phẩm/năm. Nếu kể cả sản lượng của các liên doanh thì năm 2002 đã sản xuất
được 1405 triệu sản phẩm sứ vệ sinh có chất lượng cao.
Về kính xây dựng có nhà máy kính Đáp Cầu, với các sản phẩm kính phẳng dày

2 -5 mm, kính phản quang, kính màu, kính an toàn, gương soi đã đạt sản lượng
7,2 triệu m2 trong năm 2002.
Ngoài các loại vật liệu cơ bản trên, các sản phẩm vật liệu trang trí hoàn thiện
như đá ốp lát thiên nhiên sản xuất từ đá cẩm thạch, đá hoa cương, sơn silicat, vật
liệu chống thấm, vật liệu làm trần, vật liệu lợp đã được phát triển với tốc độ cao,
chất lượng ngày càng được cải thiện.
Tuy nhiên, bên cạnh các nhà máy vật liệu xây dựng được đầu tư với công nghệ
tiên tiến, thiết bị hiện đại thì cũng còn nhiều nhà máy vẫn phải duy trì công nghệ
lạc hậu, thiết bị quá cũ, chất lượng sản phẩm không ổn định.
Phương hướng phát triển ngành công nghệ vật liệu trong thời gian tới là phát
huy nội lực về nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú, lực lượng lao động dồi
dào, tích cực huy động vốn trong dân, tăng cường hợp tác trong nước, ngoài
nước, đầu tư phát triển nhiều công nghệ tiên tiến, sản xuất các mặt hàng mới
thay thế hàng nhập khẩu như vật liệu cao cấp, vật liệu cách âm, cách nhiệt, vật
liệu trang trí nội thất, hoàn thiện để tạo lập một thị trường vật liệu đồng bộ
phong phú, thỏa mãn nhu cầu của toàn xã hội với tiềm lực thị trường to lớn
trong nước, đủ sức cạnh tranh, hội nhập thị trường khu vực và thế giới.
11

11


Mục tiêu đến năm 2010 là sản xuất 40-45 triệu tấn xi măng, 40-50 triệu m2 gạch
men lát nền, ốp tường, 4-5 triệu sản phẩm sứ vệ sinh với phụ kiện đồng bộ, 8090 triệu m2 kính xây dựng các loại, 18 -20 tỷ viên gạch, 30-35 triệu m2 tấm lợp,
35- 40 triệu m3 đá xây dựng, 2 triệu m2 đá ốp lát, 50.000 tấm cách âm, cách
nhiệt, bông, sợi thủy tinh, vật liệu mới, vật liệu tổng hợp
Phân loại vật liệu xây dựng
Vật liệu xây dựng được phân theo 2 cách chính:
Theo bản chất
Theo bản chất vật liệu xây dựng được phân ra 3 loại chính sau đây:

+ Vật liệu vô cơ bao gồm các loại vật liệu đá thiên nhiên, các loại vật liệu nung,
các chất kết dính vô cơ, bê tông, vữa và các loại vật liệu đá nhân tạo không nung
khác
+ Vật liệu hữu cơ: bao gồm các loại vật liệu gỗ, tre, các loại nhựa bitum và
guđrông, các loại chất dẻo, sơn, vecni v.v..
+ Vật liệu kim loại: bao gồm các loại vật liệu và sản phẩm bằng gang, thép, kim
loại màu và hợp kim
Theo nguồn gốc
+ Theo nguồn gốc vật liệu xây dựng được phân ra 2 nhóm chính: vật liệu đá
nhân tạo và vật liệu đá thiên nhiên.
+ Theo tính toán, vật liệu sử dụng trong các công trình xây dựng có tới hơn 90%
là vật liệu đá nhân tạo và gần 10% là vật liệu khác.
+ Vật liệu đá nhân tạo là một nhóm vật liệu rất phong phú và đa dạng, chúng
được phân thành 2 nhóm phụ: vật liệu đá nhân tạo không nung và vật liệu đá
nhân tạo nung.

12

12


+ Vật liệu đá nhân tạo không nung: nhóm vật liệu mà sự rắn chắc của chúng xảy
ra ở nhiệt độ không cao lắm và sự hình thành cấu trúc là kết quả của sự biến đổi
hóa học và hóa lý của chất kết dính, ở trạng thái dung dịch (phân tử, keo, lỏng
và rắn, pha loãng và đậm đặc).
+ Vật liệu đá nhân tạo nung: nhóm vật liệu mà sự rắn chắc của nó xảy ra chủ
yếu là quá trình làm nguội dung dịch nóng chảy. Dung dịch đó đóng vai trò là
chất kết dính.
Đối với vật liệu đá nhân tạo khi thay đổi thành phần hạt của cốt liệu, thành phần
khoáng hóa của chất kết dính, các phương pháp công nghệ và các loại phụ gia

đặc biệt thì có thể làm thay đổi và điều chỉnh cấu trúc cũng như tính chất của vật
liệu
1.1.2.

Vật liệu dùng trong bê tông

Bê tông là vật liệu đá nhân tạo do hỗn hợp của các chất kết dính vô cơ hoặc hữu
cơ với nước, cố liệu nhỏ, cốt liệu lớn và phụ gia ( nếu có) được nhào trộn kỹ
theo một tỉ lệ thích hợp lèn chặt và rắn chắc lại tạo thành. Trước khi đóng rắn
hỗn hợp này gọi là hỗn hợp bê tông.
Trong xây dựng, các loại bê tông chế tọa từ xi măng hoặc các chất vô cơ
khác được sử dụng rộng rãi. Hỗn hợp các loại bê tông này nhào trộn với nước.
Xi măng và nước là các thành phần hoạt tính của bê tông; phản ứng hóa học
giữa chúng tạo thành đá xi măng, gắn kết rắn chắc các hạt cốt liệu vào một khối
thống nhất.
Giữa xi măng và cốt liệu thông thường không xảy ra sự tác dụng hóa học (
ngoại trừ bê tông silicat hình thành khi dưỡng hộ cao áp), vì vậy cốt liệu thường
được gọi là vật liệu trơ. Tuy nhiên khi thay đổi cấu trúc, thời gian đóng rắn,
trạng thái dưới tác dụng của tải trọng và môi trường bên ngoài, cốt liệu có ảnh
hưởng lớn đến cấu trúc và tính chất của bê tông. Cốt liệu làm giảm đáng kể biến

13

13


dạng của bê tông khi đóng rắn nên đảm bảo chế tạo được các kết cấu và cấu kiện
kích thước lớn. Các đá khoáng vật tại chỗ, các phế thải sản xuất được sử dụng có
lợi để làm cốt liệu. Các loại cốt liệu rẻ tiền này làm giảm giá thành của bê tông
do cốt liệu và nước chiếm 85% - 90% còn xi măng chỉ chiếm 10 – 15 % khối

lượng của bê tông. Để làm giảm độ đặc của bê tông và tăng các tính chất nhiệt
kỹ thuật cần sử dụng cốt liệu rỗng tự nhiên và nhân tạo.
Để điều chỉnh các tính chất của bê tông và hỗn hợp bê tông người ta đưa
vào thành phần của chúng các phụ gia hóa học khác nhau và các thành phần
khoáng hoạt tính, chúng đẩy nhanh hoặc làm chậm lại sự đông kết của hỗn hợp
bê tông, làm cho hỗn hợp bê tông dẻo hơn và dễ đổ khuôn, thúc đẩy sự đóng rắn
của bê tông, làm tăng cường độ và độ bề của bê tông, điều chỉnh biến dạng của
bản thân bê tông xảy ra khi đóng rắn, cũng như khi cần thiết làm thay đổi các
tính chất khác của bê tông.
Bê tông dùng chất kết dính khoáng là vật thể rỗng mao quản, các quá trình
tác dụng bên trong giữa các thành phần bê tông và sự tác động của môi trường
xung quanh có ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc và tính chất của bê tông. Sự biến
đổi cấu trúc rỗng cũng như các quá trình hình thành và phá hủy cấu trúc do sự
thay đổi tính chất của vật liệu trong bê tông xảy ra trong một thời gian dài.
Cường độ, đọ đặc, dộ bền chống lại tác động của môi trường xung quanh của bê
tông tăng theo tuổi của chúng. Các tính chất của bê tông được xác định không
những theo thành phần hỗn hợp bê tông, chất lượng của nguyên liệu sử dụng,
mà còn bằng công nghệ chế tạo và cách đổ hỗn hợp bê tông vào cấu kiện, điều
kiện đóng rắn của bê tông. Tất cả các yếu tố đó được xem xét khi xem xét thiết
kế cấp phối của bê tông và trong sản xuất các kết cấu có sử dụng cấp phối đó.
Dùng chất kết dính hữu cơ để chế tạo hỗn hợp bê tông không cần dùng
nước nên đảm bảo được độ đặc và độ không thấm nước của bê tông cao.

14

14


Sự đa dạng của chất kết dính, cốt liệu, phụ gia cùng các thành phần
khoáng hoạt tính và các giải pháp công nghệ cho phép nhận các loại bê tông

cũng có các tính chất đa dạng.
Các loại bê tông:
+ Theo điều kiện làm việc : 3 loại .
- Bê tông thường xuyên nằm dưới nước .
- Bê tông ở vùng mực nước thay đổi .
- Bê tông ở trên khô.
+ Theo hình khối kết cấu:
- Bê tông khối lớn .
- Bê tông khối không lớn .
+ Theo vị trí của chúng trong các kết cấu khối bê tông .
- Bê tông ở mặt ngoài .
- Bê tông ở mặt trong .
+ Theo cột nước tác dụng lên công trình :
- Bê tông chịu áp lực nước .
- Bê tông không chịu áp lực nước .
+ Theo khối lượng thể tích :
- Bê tông đặc biệt nặng γ 0 ≥ 2700 kg/m3
- Bê tông nặng

γ

- Bê tông nhẹ

γ

0

0

= (1800 ÷ 2500) kg/m

3

= (1000 ÷ 1800) kg/m

15

15

3


- Bê tông đặc biệt nhẹ

γ

0

< 1000 kg/m

3

+ Theo dạng của chất kết dính:
-

Bê tông xi măng
Bê tông Silicat
Bê tông thạch cao
Bê tông xỉ kiềm
Polime bê rông

Polime xi măng bê tông

Vật liệu dùng cho bê tông nhẹ

Hình 1.2: