Vật liệu gốm trong xây dựng

VẬT LIỆU GỐM XÂY DỰNG
1. Khái niệm
Vật liệu gốm xây dựng là loại vật liệu đá nhân tạo nung, được
sản xuất từ nguyên liệu chính là đất sét, qua quá trình gia công cơ
học, gia công nhiệt làm biến đổi cấu trúc và thành phần khoáng, làm
xuất hiện những đặc tính phù hợp với yêu cầu sử dụng trong xây
dựng.
a/ Ưu điểm:
- Có độ bền và tuổi thọ cao.
- Từ nguồn nguyên liệu địa phương sẵn có, rẻ tiền.
- Công nghệ sản xuất đơn giản, dễ thi công,giá thành hạ.
b/ Nhược điểm:
- Giòn, dễ vỡ, tương đối nặng.
- Khó cơ giới hoá xây dựng.
- Thu hẹp diện tích đất nông nghiệp, ảnh hưởng ko tốt đến môi
trường (khai thác đất, đốt nhiên liệu,...).
2. Phân loại
Theo công dụng
- Vật liệu xây: Gạch đặc; Gạch rỗng (2 lỗ, 4 lỗ...)
- Vật liệu lợp: Các loại ngói.
- Vật liệu ốp: ốp tường nhà, cầu thang, ốp trang trí.
- Vật liệu lát: Tấm lát nền, lát đường , lát vỉa hè, lát sàn...
- Sản phẩm kĩ thuật vệ sinh: Chậu rửa, bồn tắm, bệ xí...
- Sản phẩm cách nhiệt, cách âm: gốm xốp
- Sản phẩm chịu lửa: gạch samốt, gạch đinat.
Theo cấu tạo vật liệu gốm
- Gốm đặc: có độ rỗng r < 5% : như gạch ốp, lát, ống thoát nước.
- Gốm rỗng: có độ rỗng r > 5%: như gạch xây các loại, gạch lá nem.
Theo phương pháp sản xuất
- Gốm tinh: có cấu trúc xương hạt mịn, sản xuất phức tạp: gạch trang
trí, sứ vệ sinh...

- Gốm thô: có cấu trúc xương hạt lớn, sản xuất đơn giản: tấm lát,
gạch, ngói...
3. Nguyên liệu sản xuất vật liệu Gốm xây dựng
Nguyên liệu chính (đất sét dễ chảy)
24


Thành phần của đất sét
- Khoáng chủ yếu là: Caolinit (Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O), Môntmôrilôit (4SiO
2 .Al 2 O 3 .nH 2 O), Mica quyết định tính chất quan trọng của đất sét là độ
dẻo và độ co.
- Ngoài ra trong đất sét còn chứa các tạp chất hữu cơ như cát (SiO 2 ),
hợp chất cácbonat (MgCO 3 , CaCO 3 ), hợp chất sắt (Fe 2 O 3 , FeS 2 ),
than bùn... đều ảnh hưởng đến tính chất của đất sét.
Các tính chất chủ yếu của đất sét
Tính chất chủ yếu của đất sét bao gồm: Tính dẻo khi nhào trộn với
nước, sự co thể tích dưới tác dụng của nhiệt và sự biến đổi hoá lí khi
nung.
Nguyên liệu phụ (phụ gia và men)
Vật liệu gầy pha vào đất sét nhằm giảm độ dẻo, giảm độ co khi
sấy và nung, thường dùng là bột samốt, đất sét nung non, cát,
tro nhiệt điện, xỉ hạt hóa.
Phụ gia cháy như mùn cưa, tro nhiệt diện, bã giấy. Các thành
phần này có tác dụng làm tăng độ rỗng của sản phẩm gạch và
giúp cho quá trình gia nhiệt đồng đều hơn.
Phụ gia tăng dẻo như các loại đất sét có độ dẻo cao như cao
lanh đóng vai trò là chất tăng dẻo cho đất sét.
Phụ gia hạ nhiệt độ nung có tác dụng hạ thấp nhiệt độ kết khối
làm tăng nhiệt độ và độ đặc của sản phẩm, phụ gia hạ nhiệt độ
nung thường dùng là fenspát, pecmatit, canxit đôlomit.

Men là lớp thủy tinh lỏng phủ lên bề mặt của sản phẩm, bảo vệ
sản phẩm, chống lại tác dụng của môi trường. Men dùng để
sản xuất vật liệu gốm rất đa dạng, có màu và không màu, trắng
và đục, bóng và không bóng, có loại dùng cho đồ sứ (men sứ)
có loại dùng sản phẩm sành (men sành) và có loại men trang trí
v.v...Vì vậy việc chế tạo men là rất phức tạp.

4. Quá trình sản xuất
25


Khai thác nguyên liệu → Gia công nguyên liệu và chuẩn bị phối liệu →
Tạo hình → Phơi sấy → Nung → KCS
a/ Khai thác nguyên liệu
- Bóc loại bỏ lớp đất màu (0,3 ÷ 0,5) m.
- Dùng máy ủi, máy đào, máy cạp để khai tác vận chuyển đất sét.
- Đất sét sau khi khai thác cho vào kho để ngâm ủ, nhằm làm tăng
tính dẻo và đồng đều nguyên liệu đất sét.
b/ Nhào trộn đất sét
- Sẽ làm tăng thêm tính dẻo và đồng đều cho đất sét, giúp cho việc
tạo hình dễ dàng.
- Dùng các máy cán thô, cán mịn, máy nhào trộn (1 trục, 2 trục).
c/ Tạo hình
- Dùng máy đùn ruột gà (máy ép lentô). Để tăng độ đặc, cường độ
của gạch người ta còn dùng thiết bị hút chân không.
d/ Phơi sấy
- Để giảm độ ẩm, giúp sản phẩm mộc có cường độ cần thiết → phơi
sấy.
- Phơi gạch: nhà giàn hoặc sân phơi với thời gian từ 8 đến 15 ngày.
- Sấy gạch trong các lò sấy từ (18 ÷ 24)h, W spm ≤ 8%.

- Ưu, nhược điểm của sấy nhân tạo so với sấy tự nhiên:
+ Ưu điểm:
• Quá trình sản xuất được liên tục → Tăng năng suất.
• Điều kiện làm việc của công nhân được cải thiện.
• Chất lượng sản phẩm được đảm bảo.
+ Nhược điểm:
• Vốn đầu tư lớn.
• Tốn nhiên liệu.
e/ Nung gạch
Quyết định đến chất lượng sản phẩm.
- Gồm có 3 giai đoạn: Đốt nóng, nung và làm nguội.
- Thiết bị: là nung gián đoạn và liên tục.
5. Các chỉ tiêu kĩ thuật
* Gạch đất sét nung
Gạch xây (gạch chỉ, gạch đặc tiêu chuẩn)
26


a/ Kích thước: 220 × 105 × 60 (mm)
Theo TCVN: gạch đặc phải đạt những yêu cầu sau được gọi là Gạch
xây đạt loại A
+ Ngoại hình phải vuông vắn, đúng kích thước quy định, nếu có sai
số phải trong phạm vi cho phép chiều dài ± 7mm, chiều rộng ± 5mm,
chiều dày ± 3mm; không sứt mẻ, cong vênh; cong ở mặt đáy không
quá 4mm, ở mặt trên không quá 5mm. Trên mặt gạch không quá 5
đường nứt, mỗi đường dài không quá 15mm và sâu không quá 1mm;
bên cạnh không có quá 3 đường nứt và dài không quá 10mm, sâu
không quá 1mm.
Khi gõ phải trong thanh, không đe (dùng búa kim loại m = 250g, gõ
nhẹ).

+ Các chỉ tiêu vật lý:
ρ v = 1700 ÷ 1900kg/m 3 ; ρ = 2,5 ÷ 2,7g/cm 3 ; λ = 0,5 ÷ 0,8 kCal/m. 0 C.h;
Hp = (8 ÷ 16)%; R n = (50 ÷ 150) kG/cm 2 ; (200 kG/cm 2 )
b/ Mác gạch
Gạch đặc có các mác là M50, M75, M100, M125, M150, M200.
*/ Xác định mác gạch
- Mác gạch: là cường độ nén trung bình của 5 mẫu gạch thí nghiệm
ở điều kiện tiêu chuẩn t 0 = (25 ± 2) 0 C, W ≥ 90%.
- Cách xác định mác:
+ Trong 1 lô 10.000 viên gạch, lấy bất kỳ ra 20 viên, trong 20 viên lấy
10 viên, trong 10 viên lấy 5 viên.
+ Lấy gạch đi sấy khô ở t 0 = (105 ÷ 110) 0 C, đem cưa đôi và ngâm vào
nước 5phút thì vớt ra.
+ Gắn 2 nửa viên của cùng 1viên gạch cắt ra (gắn tráo đầu đuôi)
bằng vữa xi măng M300 hoặc vữa xi măng cát tỉ lệ

X
C

=

1 N
;
3 X

= 0,5.

Bề dày mạch vữa gắn là 3mm đối với vữa ximăng, 5mm đối với vữa
xi măng cát.
+ Hai mặt mẫu (trên và dưới) cũng được trát vữa ximăng hoặc vữa

ximăng + cát, với chiều dày như trên.
+ Để bảo dưỡng mẫu tự nhiên trong không khí 72h thì đem nén và
lấy kết quả trung bình của 5 mẫu:
R TB =

R1 + R2 + ..... + R 5
5

(kG/cm )

,

(3-4)

2

27


P

Cưa đôi viên gạch
Xác định R n mẫu gạch
Hình 3.1: Mô hình xác định mác gạch
c/ Công dụng: Dùng để xây các công trình dân dụng.
Gạch xây rỗng (gạch lỗ)
- Kích thước: 220 × 105 × 60 (mm); ρ v < 1600 kg/m 3
- Lỗ rỗng tròn: Φ 25; vuông 18 x 18; 20 x 20
- Có 2,4,6 lỗ rỗng; Hp > 25%; λ < 0,5 kCal/m 0 .C.h
- Mác gạch rỗng: 35, 50, 75, 100, 125

- Dùng để xây tường, cột, móng v.v...
Gạch lá nem
- Kích thước: 200 x 200 x 20 (mm); 150 x 150 x 50 (mm)
- Tính chất: đặc chắc, chống thấm tốt, chịu co mòn tốt.
- Công dụng: lát hành lang, lát sân thượng.
Gạch lá dừa
- Kích thước: 200 x 100 x 43 (mm); 160 x 160 x 40 (mm)
- Tính chất: bề mặt có vết khía, đặc chắc hơn gạch chỉ ρ =1900 ÷
2100 kg/m 3 .
- Công dụng: lát vỉa hè, lát nền nhà tắm.
Gạch nhẹ
- Chế tạo bằng cách thêm vào 1 số phụ gia dễ cháy: mùn cưa, than
bùn, than cám.
- ρ v = 1200kg/m 3 ; λ =0,4 kCal/m. 0 C.h
- Công dụng: Xây tường cách nhiệt, chống nóng.
Gạch chịu lửa
- Theo thành phần hoá học:
28


+ Gạch chịu lửa tính axit (gạch đinat)
+ Gạch chịu lửa tính kiềm (gạch crôm manhêgi)
- Theo độ chịu lửa:
+ Gạch chịu lửa TB: t 0 = 1580 ÷ 1770 0 C
+ Gạch chịu lửa cao: t 0 = 1770 ÷ 2000 0 C
+ Gạch chịu lửa cao: t 0 > 2000 0 C
⇒ Gạch Samôt các loại.
* Ngói đất sét
Phân loại ngói
a/ Ngói vẩy cá: có kích thước nhỏ, khi lợp viên nọ chồng lên viên kia.

b/ Ngói gờ và ngói úp: 3 loại: 13 viên/m 2 (420 x 260 mm); 16 viên/m 2
(420 x 205 mm); 22 viên/m 2 (340 x 205 mm).
Yêu cầu kỹ thuật: Theo TCVN
- Ngói phải có màu sắc đồng đều, khi dùng búa kim loại gõ nhẹ có
tiếng kêu trong và chắc, bề mặt ngói nhẵn, không có vết rạn nứt.
- Sai lệch về chiều dài và chiều rộng không quá ± 2mm
- Có ρ v = 1800 ÷ 2000 kg/m 3 ; ρ = 2,5 ÷ 2,7 g/cm 3 , Hp < 10%
- Phải đạt yêu cầu về độ chống thấm:
Đổ đầy nước vào ống thuỷ tinh Φ 25mm, h = 150 mm gắn trên vị trí
mỏng nhất của viên ngói trong 3h nước không được thấm qua.
- Lực uốn chính giữa niên ngói không nhỏ hơn 70 Kg với khoảng
cách 2 gối tựa là 330 mm.

29


Hình 3.2: Sản phẩm ngói 22 viên/m 2

30