Tài liệu đào tạo về Gạch không nung - Mô đun 4: Công nghệ sản xuất gạch bê tông

LỜI NĨI ĐẦU

Chương trình phát triển vật liệu xây khơng nung đến năm 2020 được Thủ tướng
Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 567/QĐ-TTg ngày 28/4/2010. Để hỗ trợ
Chương trình này, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 1686/QĐ-TTg
ngày 19/9/2014 phê duyệt danh mục Dự án “Tăng cường sản xuất và sử dụng gạch
không nung ở Việt Nam” do Chương trình Phát triển Liên hợp quốc (UNDP) tài trợ
từ nguồn vốn của Quỹ Mơi trường tồn cầu (GEF) và giao cho Bộ Khoa học và
Công nghệ chủ trì và Bộ Xây dựng đồng thực hiện.
Mục tiêu của Dự án là giảm phát thải khí nhà kính thông qua việc tăng cường
sản xuất và sử dụng gạch không nung (GKN) thay thế dần sản xuất gạch đất sét
nung sử dụng nhiên liệu hóa thạch và đất nơng nghiệp.
Để đạt được mục tiêu trên, một trong những nội dung quan trọng của Dự án là
nâng cao kiến thức và năng lực kỹ thuật cho các lãnh đạo doanh nghiệp sản xuất và
sử dụng GKN, các tổ chức cung cấp dịch vụ kỹ thuật, các nhà đầu tư, các tổ chức tư
vấn thiết kế, tư vấn giám sát, nhà thầu thi công và cơ quan quản lý xây dựng địa
phương thơng qua chương trình đào tạo của Dự án.
Ban Quản lý Dự án (QLDA) gạch không nung đã phối hợp với các chuyên gia
đầu ngành trong nước và chuyên gia quốc tế biên soạn bộ tài liệu đào tạo về gạch
không nung gồm 05 môđun:
1) Kiến thức cơ bản về gạch khơng nung, chính sách và tiêu chuẩn;
2) Thi công nghiệm thu khối xây bằng vật liệu không nung;
3) Cơng nghệ sản xuất gạch bê tơng khí chưng áp (AAC);
4) Công nghệ sản xuất gạch bê tông (CBB);
5) Lập dự án đầu tư và hồ sơ vay vốn cho các dự án gạch không nung;
Bộ 05 tài liệu đã được hoàn thiện, đáp ứng cơ bản mục tiêu bồi dưỡng kiến thức
về vật liệu xây không nung cho các đối tượng nêu trên. Trong các năm 2016 - 2018,

với việc sử dụng 05 tài liệu này, Ban QLDA đã tổ chức 23 khóa đào tạo cho hơn
1.680 học viên đến từ 63 tỉnh, thành phố trong cả nước.
Để hỗ trợ các cán bộ quản lý, chuyên gia kỹ thuật, bạn đọc - Những người trực
tiếp triển khai thực hiện Chương trình phát triển vật liệu xây khơng nung của Thủ
tướng Chính phủ có tài liệu tham khảo, được sự nhất trí của UNDP, Ban QLDA
phối hợp với Nhà Xuất bản Xây dựng xuất bản 05 tài liệu này.

3


Ban QLDA cũng khẳng định, việc xuất bản 05 tài liệu đào tạo về gạch không
nung không phục vụ cho mục đích thương mại mà nhằm mục đích phổ biến kiến thức
và lưu hành nội bộ. Mọi sao chép, dưới bất kỳ hình thức nào nhằm mục đích thương
mại phải được sự đồng ý của Ban QLDA gạch không nung.
Ban QLDA xin trân trọng giới thiệu cùng bạn đọc 05 tập tài liệu này và mong
nhận được các ý kiến đóng góp của các độc giả. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Ban
QLDA gạch khơng nung - Vụ Khoa học và Công nghệ các ngành kinh tế-kỹ thuật,
Bộ Khoa học và Công nghệ, 113 Trần Duy Hưng, Hà Nội.
BAN QUẢN LÝ DỰ ÁN

4


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

GEF/UNDP

Global Environment Fund/United Nations Development Programme

CBB

Concrete Block Brick

GKN

Gạch không nung

GBT

Gạch bê tông

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

PTXD

Phế thải phá dỡ cơng trình xây dựng

AAC

Autoclaved Aerated Concrete

X

Xi măng

N

Nước/Xi măng

PG

Phụ gia hóa học

PGK

Phụ gia khống

CL
KLTT
PCB

Cốt liệu
Khối lượng thể tích
Portland Cement Blended

PCCC

Phòng cháy, chữa cháy

QTC

Quy tiêu chuẩn

5


6

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ GẠCH BÊ TÔNG

1.1. KHÁI NIỆM CHUNG

1.1.1. Định nghĩa
Theo TCVN 6477:2016, gạch bê tông (GBT) được định nghĩa là sản phẩm được
sản xuất từ hỗn hợp bê tơng cứng dùng trong các cơng trình xây dựng.
Hỗn hợp bê tơng cứng (bê tơng khơng có độ sụt) là hỗn hợp của xi măng, cốt
liệu, nước, có thể sử dụng thêm các loại vật liệu khác.
1.1.2. Phân loại
Theo TCVN 6477:2016, GBT được phân loại theo đặc điểm cấu tạo, theo mục
đích sử dụng và theo cường độ chịu nén.
Theo đặc điểm cấu tạo GBT được chia thành hai loại là gạch đặc và gạch rỗng.
GBT thường được chế tạo dạng viên hình hộp chữ nhật, gạch đặc thường có kích
thước viên gạch tiêu chuẩn (22011060 mm), gạch rỗng thường có một hoặc nhiều
lỗ rỗng. Một số kích thước thơng dụng của gạch rỗng được quy định trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Một số kích thước thơng dụng của GBT rỗng
Chiều dài,
l

Mức sai
lệch cho
phép

Mức sai
lệch cho
phép

80  200

390
220

Chiều
rộng,
b

±2

105

210

100

200

95

Chiều cao,
h

Mức sai
lệch cho
phép

Chiều dày

thành, t,
khơng nhỏ
hơn

±3

20

60  190
±2
60

Chú thích: Có thể sản xuất các loại gạch bê tơng có kích thước khác tùy theo thiết kế hoặc
yêu cầu của khách hàng.

7


Theo mục đích sử dụng, GBT được chia thành hai loại:
- Gạch thường: xây có trát, bề mặt có màu tự nhiên của bê tơng, có thể đặc
hoặc rỗng.
- Gạch trang trí: xây khơng trát, bề mặt nhẵn bóng hoặc sần sùi, có màu sắc trang
trí tùy theo u cầu, có thể đặc hoặc rỗng.
Tại Việt Nam, GBT cho xây tường được sản xuất chủ yếu là loại gạch thường.
GBT trang trí cho xây tường thường khơng được sản xuất, mà chủ yếu sản xuất loại
GBT trang trí cho lát nền.
Theo cường độ nén GBT được phân mác như sau: M3,5; M5,0; M7,5; M10,0;
M15,0; M20,0.
Ngoài 3 cách phân loại nêu trong TCVN 6477, GBT có thể phân loại theo:
- Cơng nghệ tạo hình: cơng nghệ rung-ép; cơng nghệ ép tĩnh; cơng nghệ đùn ép;

- Vật liệu chính sử dụng: gạch xi măng-mạt đá, xi măng-cát, xi măng-vôi-tro xỉ,
xi măng-tro xỉ, v.v…
1.2. YÊU CẦU CHẤT LƯỢNG ĐỐI VỚI GẠCH BÊ TÔNG

Gạch bê tơng cũng có đặc tính cơ bản giống như bê tơng thơng thường, đó là khả
năng chịu nén cao, khả năng chống va đập, chống cháy, cách nhiệt tốt, độ dãn nở,
dẫn nhiệt thấp,v.v… Một số chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của gạch bê tơng được trình
bày dưới đây.
1.2.1. Tính chất cơ lý
1.2.1.1. Cường độ nén
Cũng giống như các sản phẩm sử dụng vật liệu bê tông, cường độ nén là một chỉ
tiêu cơ bản nhất đối với GBT. Cường độ nén của GBT được sử dụng để lựa chọn,
tính tốn khả năng chịu lực cho khối xây. Theo tiêu chuẩn TCVN 6477: 2016, GBT
được phân loại theo cường độ nén với các mác gạch khác nhau như thể hiện trong
bảng 1.2.
Cường độ nén của gạch bê tông có thể xác định theo tiêu chuẩn TCVN 6477.
Theo tiêu chuẩn này, cường độ nén của viên gạch được xác định trên mặt chịu
lực chính của cả viên gạch. Cường độ nén viên gạch còn phụ thuộc vào chiều
rộng và chiều cao viên gạch. Cường độ nén (R) trên toàn viên gạch được tính
bằng MPa theo cơng thức:

R

8

Pmax
.K
S

(1.1)

trong đó:
Pmax - lực nén lớn nhất khi phá hủy mẫu, tính bằng N;
S - giá trị trung bình cộng tồn bộ diện tích 2 mặt nén, tính bằng mm2;
K - hệ số hình dạng được cho ở bảng 1.3.
Bảng 1.2. Yêu cầu cường độ chịu nén, độ hút nước và độ thấm nước
Cường độ nén, MPa
Mác
gạch

Trung bình cho
3 mẫu thử,
không nhỏ hơn

Nhỏ nhất
cho một
mẫu thử

M3,5

3,5

3,1

M5,0

5,0

4,5

M7,5

7,5

6,7

M10,0

10,0

9,0

M12,5

12,5

11,2

M15,0

15,0

13,5

M20,0

20,0

18,0

Khối lượng
viên gạch,
kg, không
lớn hơn

Độ thấm nước,
Độ hút nước,
L/m2.h, không lớn hơn
% khối
lượng,
không lớn Gạch xây Gạch xây
khơng trát có trát
hơn

14
20

20

0,35

16

0,35

16

12

Bảng 1.3. Hệ số hình dạng K theo kích thước mẫu
Kích thước tính bằng milimét
Chiều rộng

50

100

150

200

≥ 250

40

0,80

0,70

-

-

-

50

0,85

0,75

0,70

-

-

65

0,95

0,85

0,75

0,70

0,65

100

1,15

1,00

0,90

0,80

0,75

150

1,30

1,20

1,10

1,00

0,95

200

1,45

1,35

1,25

1,15

1,10

≥ 250

1,55

1,45

1,35

1,25

1,15

Chiều cao

9


1.2.1.2. Độ hút nước
Độ hút nước của GBT là khả năng ngậm nước trong phần đặc của viên gạch,
trong phần này có chứa các lỗ rỗng mà nước có thể thâm nhập vào. Độ hút nước của
GBT phụ thuộc vào vật liệu sử dụng, cấp phối vật liệu, công nghệ tạo hình và q
trình bảo dưỡng sản phẩm. Thơng thường, độ hút nước của GBT sử dụng xi măng,
cát, đá mạt trong khoảng (4-8)%, thấp hơn khá nhiều so với gạch đất sét nung. Tuy
nhiên, khi sử dụng một số loại vật liệu khác như tro đáy, xỉ hạt, cốt liệu tái chế, thì
độ hút nước của GBT có thể đến (14-16)%, tương đương với gạch đất sét nung. Độ
hút nước của GBT được xác định tương tự như phương pháp xác định độ hút nước
của gạch đất sét nung (theo TCVN 6355-3:1998).
1.2.1.3. Độ thấm nước
Đối với khối xây, ngoài khả năng chịu lực cịn phải có khả năng chống thấm
(xun) nước, đặc biệt là khối xây tường ngồi cơng trình, khối xây khơng trát. Do
vậy, viên xây thường được yêu cầu có khả năng chống thấm nước, đặc biệt trong
trường hợp xây tường ngồi, tường khơng trát. Độ thấm nước của GBT được xác
định bằng phương pháp đổ nước vào một mặt mẫu thử đã được đặt trong nước, xác
định thể tích nước thấm qua mẫu trong một đơn vị thời gian và diện tích mẫu thử.

Mơ hình thử độ thấm nước của GBT trong tiêu chuẩn TCVN 6477 được thể hiện
trong hình 1.1. Theo TCVN 6477, độ thấm nước của gạch xây tường không trát,
tường chống thấm không lớn hơn 0,35 L/m2.h và 16,0 L/m2.h với gạch xây có trát.

Hình 1.1: Sơ đồ thiết bị thử độ thấm nước cho GBT
1- khay nước; 2- mẫu thử; 3- bu lông hãm;
4- đệm cao su; 5- phễu nước; 6- ống đo nước

10


Các sản phẩm GBT tại Việt Nam hiện nay nói chung, đặc biệt là các sản phẩm
GBT từ các cơ sở sản xuất thủ công, bán thủ công, sản xuất nhỏ thường có độ thấm
nước cao, thơng thường từ 15,0 đến 20,0 L/m2.h hoặc cao hơn.
1.2.1.4. Khối lượng thể tích
Khối lượng thể tích của viên gạch bê tơng là chỉ tiêu quan trọng liên quan đến
khả năng chế tạo viên gạch có kích thước lớn hay nhỏ. Khối lượng thể tích của
viên gạch phụ thuộc vào cấu tạo hình dạng gạch và khối lượng thể tích của phần
đặc viên gạch. Theo đặc điểm cấu tạo, viên GBT được sản xuất ở Việt Nam hiện
nay gồm hai loại gạch đặc và gạch rỗng. Viên gạch đặc có khối lượng thể tích
cao hơn gạch rỗng, nên thường được chế tạo ở kích thước viên gạch tiêu chuẩn
(22011060)mm. GBT đặc sử dụng xi măng, cát, đá thơng thường có khối
lượng thể tích khoảng (2200-2350) kg/m3. Đối với GBT rỗng, khối lượng thể tích
phụ thuộc độ rỗng viên gạch, độ rỗng càng cao thì khối lượng thể tích càng giảm.
Tuy vậy, lỗ rỗng viên gạch được thiết kế sao cho độ rỗng viên gạch là lớn nhất
nhưng phải đảm bảo cường độ nén viên gạch, độ thấm nước và chiều dày tối
thiểu của thành vách viên gạch đáp ứng theo quy định. Thông thường viên gạch
bê tơng rỗng có độ rỗng trong khoảng (25-50)% với GBT theo cơng nghệ rung-ép
hoặc có thể cao hơn với cơng nghệ ép tĩnh, khối lượng thể tích của GBT rỗng
khoảng (1500-1800) kg/m3.

Hình1.2: Khối lượng thể tích của khối xâyGBT 4 lỗ và gạch đất sét nung 4 lỗ

11


Gần đây, GBT sản xuất theo công nghệ ép tĩnh đã xuất hiện tại Việt Nam. Cơng
nghệ này có khả năng tạo ra viên GBT có hình dạng và kích thước tương tự như
gạch đất sét nung. Viên GBT theo cơng nghệ này có độ rỗng cao, và khối lượng thể
tích thấp tương đương với gạch đất sét nung. Hình 1.2 là hình ảnh so sánh khối
lượng thể tích khối xây bằng GBT rỗng 4 lỗ theo công nghệ ép tĩnh và khối xây gạch
đất sét nung rỗng 4 lỗ.
Tiêu chuẩn TCVN 6477:2016 quy định: Độ rỗng của viên gạch khơng lớn hơn 65%.
1.2.1.5. Sai số về kích thước và ngoại quan
Quy định về khuyết tật ngoại quan của gạch bê tơng theo TCVN 6477:2016 được
trình bày trong bảng 1.4
Bảng 1.4. Quy định khuyết tật ngoại quan của GBT
Mức cho phép theo loại gạch
Loại khuyết tật
Gạch thường

Gạch trang trí

1. Độ cong vênh bề mặt, mm, không lớn hơn

3

1*

2. Số vết sứt vỡ ở các góc cạnh sâu (510)mm, dài

(1015)mm, khơng lớn hơn

2

0

3. Vết sứt sâu hơn 10mm, dài hơn 15mm
4. Số vết sứt có chiều dài đến 20mm, khơng lớn hơn
5. Vết sứt dài hơn 20mm

Không cho phép
1

0
Không cho phép

* Khơng áp dụng đối với gạch trang trí có bề mặt sần sùi hoặc lượn sóng.

1.2.2. Tính chất nhiệt lý
Gạch bê tông được sử dụng cho khối xây tường nên các tính chất nhiệt lý như
tính dẫn nhiệt, nhiệt dung, hệ số dãn nở nhiệt là các tính chất ảnh hưởng đến chất
lượng của khối xây tường trong việc đảm bảo độ bền kết cấu khối xây, điều kiện vi
khí hậu trong cơng trình.
1.2.2.1. Tính dẫn nhiệt
Tính dẫn nhiệt được đánh giá thông qua độ dẫn nhiệt. Độ dẫn nhiệt là thể hiện
khả năng truyền nhiệt của vật liệu từ mặt này sang mặt khác. Đây là chỉ tiêu quan
trọng ảnh hướng đến tính chất vật lý kiến trúc của cơng trình sử dụng. Đối với khối

12

xây thì vật liệu càng có độ dẫn nhiệt thấp (đồng nghĩa với khả năng cách nhiệt tốt)
thì cànglàm tăng tính bảo vệ nhiệt của tồ nhà nên càng được khuyến khích sử dụng.
Đặc biệt trong xu thế xây dựng hiện nay hướng đến sử dụng các vật liệu xanh (thân
thiện mơi trường, tiết kiệm năng lượng) trong cơng trình xây dựng. Cấu trúc bê tông
gồm pha rắn, hệ thống lỗ rỗng chứa khí và nước. Do độ dẫn nhiệt của khơng khí rất
thấp (=0,023W/moC), nên độ dẫn nhiệt bê tông chủ yếu phụ thuộc vào pha rắn và độ
ẩm trong bê tông. Độ dẫn nhiệt pha rắn trong bê tơng chủ yếu phụ thuộc vào khối
lượng thể tích của bê tông, loại cốt liệu sử dụng, độ đặc chắc (hay độ xốp) của bê
tông. Trong trường hợp cùng một loại bê tơng thì tính dẫn nhiệt phụ thuộc vào độ
ẩm và nhiệt độ của bê tông. Bê tông nặng đặc chắc có hệ số dẫn nhiệt khoảng
1,8W/m.oC, tường GBT rỗng thì hệ số dẫn nhiệt thấp hơn, khoảng 1,0-1,2W/m.oC.
Tường xây gạch đất sét nung có hệ số dẫn nhiệt khoảng 0,6-1,0W/m.oC.
1.2.2.2. Nhiệt dung
Nhiệt dung của vật liệu là lượng nhiệt thu vào hoặc tỏa ra để nhiệt độ tăng hoặc
giảm 1oC. Nhiệt dung được tính theo cơng thức sau:
Q = c.m.(t2-t1)

(1.2)

trong đó:
Q - nhiệt dung của khối vật liệu (Kcal);
m - khối lượng vật liệu bị đốt nóng (kg);
t1, t2 - nhiệt độ trước và sau khi bị đốt nóng (oC);
c - nhiệt dung riêng của vật liệu (Kcal/kg.oC).
Nhiệt dung riêng của bê tông phụ thuộc vào cấp phối vật liệu, loại vật liệu và độ
đặc chắc của bê tơng. Bê tơng sử dụng chất kết dính vơ cơ, cốt liệu khống ở trạng
thái khơ, tùy thuộc độ rỗng có nhiệt dung riêng dao động trong khoảng (0,18-0,20)
Kcal/kg.oC.
1.2.2.3. Biến dạng nhiệt

Biến dạng nhiệt được đánh giá thông qua hệ số dãn nở nhiệt (). Hệ số dãn nở
nhiệt trung bình của bê tơng khi bị đốt nóng đến 100oC là 10.10-6. Tuy vậy, thực chất
hệ số dãn nở nhiệt của bê tông phụ thuộc vào cấp phối bê tông, loại cốt liệu sử dụng.
Ví dụ, mẫu vữa tỷ lệ 1:3 có hệ số dãn nở nhiệt  = 10,4.10-6, cịn đá xi măng  =
13,1.10-6, bê tơng cốt liệu đá granite  = 9,8.10-6, bê tông cốt liệu đá vôi  = 8,6.10-6,
bê tông cốt liệu keramzit  = 7,4.10-6[1].

13


CHƯƠNG 2

NGUYÊN LIỆU CHO SẢN XUẤT GẠCH BÊ TÔNG

Chương này giới thiệu về các loại nguyên liệu thường được sử dụng cho sản xuất
GBT trong nước và trên thế giới. Trong các loại nguyên liệu được giới thiệu ở
chương này, có loại chưa hoặc mới bắt đầu được nghiên cứu sử dụng cho sản xuất
GBT trong nước, nhưng đã được sử dụng ở một số nước trên thế giới, được đánh giá
là mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật và đặc biệt mang lại hiệu quả môi trường, đáp
ứng được mục tiêu phát triển các loại “vật liệu xây dựng xanh” theo xu hướng hiện
nay, ví dụ như nguyên liệu từ xỉ gang, xỉ thép, từ phế thải xây dựng.
Về cơ bản, nguyên liệu cho GBT có thể chia thành các loại: chất kết dính, cốt
liệu lớn (hạt có kích thước lớn hơn 5mm), cốt liệu nhỏ (cát), phụ gia khống (dạng
bột), phụ gia hóa học và nước. Các nội dung dưới đây sẽ giới thiệu từng loại nguyên
liệu này và đưa ra những bàn luận và chỉ dẫn khi sử dụng chúng cho sản xuất GBT
trong thực tế.
2.1. CHẤT KẾT DÍNH

Xi măng là loại chất kết dính phổ biến và được dùng nhiều nhất cho sản xuất
GBT. Ngoài xi măng, có thể sử dụng chất kết dính hỗn hợp như xi măng-vôi, xi

măng-tro bay, xi măng-puzơlan, v.v... để sản xuất GBT.
Tại Việt Nam, loại xi măng chủ yếu được sử dụng cho sản xuất GBT là xi măng
poóc lăng hỗn hợp PCB30 và PCB40. Nhà sản xuất GBT cần lưu ý có cấp phối vật
liệu phù hợp khi sử dụng mỗi loại xi măng này. Nếu sử dụng xi măng PCB40 thì
lượng dùng xi măng sẽ giảm và có thể tăng thêm các thành phần vật liệu khác như
phụ gia khoáng, cốt liệu. Khi dùng xi măng PCB30 thì lượng dùng xi măng tăng,
nhưng phù hợp với các cấp phối mà thành phần bột mịn ít, điều này làm tăng khả
năng chống thấm của sản phẩm. Ngoài ra, xi măng pc lăng PC40 cũng là loại xi
măng thích hợp cho sản xuất GBT. Xi măng PC40 có ưu điểm là khơng bị pha trộn
phụ gia khống trong q trình sản xuất nên mác xi măng thường cao, đặc biệt là
thuận tiện khi thêm các thành phần phụ gia khống, phụ gia hóa học khi thiết kế
thành phần cấp phối vật liệu cho bê tông. Như vậy, nhà sản xuất GBT cũng có thể
đưa ra phương án sử dụng xi măng PC40 để sản xuất GBT, đặc biệt trong trường

14


hợp cơ sở sản xuất lớn, muốn sử dụng các vật liệu địa phương, phế thải tro xỉ. Xi
măng xây trát loại MC25 (TCVN 9202:2012) cũng là sự lựa chọn tốt cho sản xuất
GBT nhằm tăng cường thành phần hạt mịn nhằm tăng độ chống thấm của sản phẩm.
Kiểm soát chất lượng: Xi măng sử dụng cho GBT cần đảm bảo chất lượng theo
tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành. Xi măng poóc lăng hỗn hợp PCB30 và PCB40 phù
hợp TCVN 6260:2009 và xi măng poóc lăng phù hợp tiêu chuẩn TCVN 2682:2009,
v.v... Khi sử dụng xi măng dạng bao cần có biện pháp lưu kho phù hợp với tiêu
chuẩn để xi măng không bị xuống cấp làm giảm chất lượng sản phẩm.
Tại một số nơi, người ta sử dụngchất kết dính cho sản xuất GBT là xi măng-vơi,
hoặc vơi-tro xỉ. Lưu ý rằng, khi sử dụng loại chất kết dính này, cần sử dụng sản
phẩm vôi đáp ứng yêu cầu kỹ thuật theo qui định (ví dụ theo TCVN 2231), khơng
nên sử dụng dạng vơi cục già lửa vì loại vơi này thường có q trình thủy hóa chậm
nên rất dễ gây hiện tượng nở thể tích làm nứt hoặc biến dạng viên gạch, khi sử dụng

cho chế tạoGBT.
2.2. CỐT LIỆU

Do giới hạn về kích thước và chiều dày của thành vách viên gạch nên các cơ
sở sản xuất GBT sử dụng cốt liệu có Dmax thường nhỏ hơn 10mm, phổ biến
7mm, kích thước này tương đương với kích thước Dmax của đá mạt thông
thường. Về nguyên tắc thiết kế cấp phối, cốt liệu cho GBT cần được phối trộn cốt
liệu lớn (cấp hạt 5-10 mm) và cốt liệu nhỏ (cát nghiền hoặc cát tự nhiên) để hỗn
hợp cốt liệu có dải hạt liên tục. Tuy vậy, trong thực tế, nhiều cơ sở sản xuất GBT
do hạn chế về nguồn nguyên liệu hoặc do hiệu quả kinh tế nên chỉ sử dụng cốt
liệu nhỏ cho chế tạo GBT.
2.2.1. Cốt liệu lớn
Về nguyên tắc, yêu cầu cốt liệu lớn cho sản xuất GBT cũng tương tự như đối với
cốt liệu cho sản xuất bê tơng. Như vậy, theo TCVN thì cốt liệu lớn cho sản xuất
GBT cần đáp ứng theo TCVN 7570:2006 “Cốt liệu cho bê tông và vữa xây dựng”.
Trong thực tế sản xuất GBT thì cốt liệu lớn và cốt liệu nhỏ cho sản xuất GBT
thường không tách rời nhau. Các cơ sở sản xuất GBT thường sử dụng đá mạt (hay
đá mi theo cách gọi ở các tỉnh phía Nam), cấp hạt nằm trong khoảng (0-7) mm. Đá
mạt là loại vật liệu có cấp hạt nhỏ nhất thu được trong quá trình sản xuất các sản
phẩm đá dăm cho chế tạo bê tơng. Do đó, đá mạt thường được các cơ sở sản xuất
GBT sử dụng để làm cốt liệu cho sản phẩm gạch xi măng-cốt liệu (cả công nghệ
rung ép và ép tĩnh).

15


Do là sản phẩm thu được dưới sàng nhỏ nhất trong dây chuyền sản xuất đá dăm,
nên đá mạt thường lẫn nhiều tạp chất, chất lượng không đồng đều dẫn đến làm giảm
chất lượng của sản phẩm GBT khi sử dụng chúng. Gần đây, nhằm nâng cao chất lượng
sản phẩm, một số cơ sở sản xuất GBT đã sử dụng đá nghiền có cấp hạt (0-10) mm

cho sản xuất GBT. Loại cốt liệu này có chất lượng tốt, cỡ hạt đồng đều hơn so với
đá mạt phụ phẩm.
Hình 2.1, hình 2.2, hình 2.3 minh họa hình ảnh của đá dăm, sản phẩm GBT từ
cơng nghệ rung ép và ép tĩnh.

Hình 2.1: Sản xuất đá dăm làm cốt liệu trong xây dựng

Hình 2.2: Sản phẩm gạch xi măng-cốt liệu từ đá mạt theo công nghệ rung ép

16


Hình 2.3: Sản phẩm gạch xi măng-cốt liệu từ đá mạt theo cơng nghệ ép tĩnh

Kiểm sốt chất lượng: Do GBT cũng là một loại bê tông nên đá mạt khi được
sử dụng làm cốt liệu cho GBT cần phải phù hợp với yêu cầu của cốt liệu cho bê tông
theo TCVN 7570:2006 “Cốt liệu cho bê tông và vữa xây dựng”. Các loại đá dăm
hiện nay có thành phần hạt thường thiếu các hạt cỡ lớn 5-10mm và cỡ hạt từ 0,15
đến 1,25 mm nên để đảm bảo dải hạt liên tục phù hợp với TCVN 9205:2012 thì đá
dăm phải được bổ sung các cỡ hạt bị thiếu. Việc bổ sung cỡ hạt này có thể thực hiện
bằng cách phối trộn với cát tự nhiên hoặc phối trộn với cát nghiền. Tuy nhiên trong
thực tế, rất nhiều cơ sở sản xuất GBT xi măng-cốt liệu chưa chú ý đến việc này, dẫn
đến cốt liệu cho sản phẩm có cấp hạt gián đoạn làm cho sản phẩm có nhiều lỗ rỗng,
khả năng chống thấm khơng tốt, thậm chí cịn bị nước xuyên ngay sau khi bắt đầu
thí nghiệm.
2.2.2. Cốt liệu nhỏ
Cát nghiền hoặc cát tự nhiên được sử dụng làm cốt liệu nhỏ cho sản xuất GBT.
Tương tự như bê tơng thơng thường, cát vàng có mơ đun độ lớn từ 2,5- 3,0 là loại tốt
nhất cho chế tạo GBT. Tuy vậy, do hạn chế về nguồn cát, giá thành cao nên loại cát
vàng cho bê tông đang dần không còn được sử dụng trong nhiều cơ sở sản xuất

GBT. Thay vào đó, các loại cát có mơ đun độ lớn nhỏ hơn 2,5 đang là sự lựa chọn
cho nhiều cơ sở sản xuất GBT. Một đặc điểm thuận lợi cho việc sử dụng cát hạt mịn
là GBT sử dụng bê tơng khơng có độ sụt (khơng u cầu tính dẻo) nên sẽ giảm các
nhược điểm về tăng lượng dùng nước trộn của bê tông thông thường. Đối với nguồn
cát nhân tạo cho chế tạo GBT, chúng có cỡ hạt nằm trong sản phẩm đá mạt, đây là
nguồn nguyên liệu chính cung cấp cho các cơ sở sản xuất GBT như đã nói ở trên.
Hình 2.4 thể hiện máy ép gạch sử dụng nguyên liệu là cát mịn thay thế cát thô và đá
mạttrong một dây chuyền sản xuất GBT.

17


Hình 2.4: Thiết bị ép tĩnh sản xuất GBT sử dụng cát mịn
2.3. PHỤ GIA KHỐNG MỊN

Phụ gia khống mịn có kích thước nhỏ hơn kích thước nhỏ nhất của cốt liệu nhỏ.
Phụ gia khoáng mịn được sử dụng để cải thiện cấu trúc vi mô của gạch bê tông
nhằm tăng độ đặc chắc, tăng khả năng chống thấm và tăng cường độ. Nói chung, có
thể sử dụng các loại phụ gia khoáng mịn thỏa mãn các yêu cầu của phụ gia khống
cho sản xuất xi măng và bê tơng cho sản xuất GBT. Thực tế, hầu hết các cơ sở sản
xuất đều sử các chất thải công nghiệp dạng bột mịn để làm phụ gia khoáng mịn cho
sản xuất GBT. Trong phần viết về sử dụng chất thải làm nguyên liệu cho sản xuất
GBT sẽ trình bày kỹ hơn về vấn đề này.
2.4. NƯỚC CHO SẢN XUẤT GẠCH BÊ TÔNG

Nước cho sản xuất GBT tương tự như nước cho sản xuất bê tông và vữa xây
dựng. Do vậy các yêu cầu đối với chất lượng nước cho trộn phối liệu, rửa cốt liệu
(nếu có), cho bảo dưỡng sản phẩm cần phải tuân thủ theo qui định trong TCVN
4506:2012 “Nước cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật”.
2.5. PHỤ GIA HÓA HỌC

Do GBT sử dụng loại hỗn hợp bê tơng cứng để tạo hình, nên các loại phụ gia giảm
nước ít được sử dụng trong sản xuất GBT. Tuy vậy, GBT có thể sử dụng phụ gia giảm
nước để làm tăng cường độ sản phẩm, đặc biệt là tăng cường độ tuổi sớm của sản phẩm.
Ngoài phụ gia giảm nước thì phụ gia làm tăng cường độ tuổi sớm cho GBT cũng
được sử dụng, đặc biệt là cho các loại GBT sử dụng ít xi măng, sử dụng hàm lượng

18


tro xỉ cao. Các phụ gia tăng cường độ tuổi sớm cho GBT thường sử dụng là các
muối clorua, như muối CaCl2, KCl. Các cơ sở sản xuất GBT khi sử dụng phụ gia
trên cơ sở muối clorua cho sản xuất GBT cần phải có thử nghiệm chất lượng phụ
gia, xác định liều lượng hợp lý để không ảnh hưởng đến tính ăn mịn cốt thép khi sử
dụng sản phẩm GBT vào cơng trình.
2.6. TÁI SỬ DỤNG CHẤT THẢI LÀM NGUN LIỆU SẢN XUẤT GẠCH BÊ TƠNG

Ngồi các nguồn vật liệu cho sản xuất GBT nêu trên, còn một số loại phế thải
cơng nghiệp cũng có khả năng sử dụng làm nguyên liệu dưới dạng cốt liệu cho GBT
như tro, xỉ nhiệt điện, thạch cao FGD, Phospho gypsum, các loại xỉ luyện gang,
thép, đá xít thải của ngành khai thác mỏ, phế thải từ các cơ sở sản xuất chế biến đá
ốp lát, phế thải của nhà máy sản xuất gốm sứ, ceramic xây dựng, phế thải RFCC của
nhà máy lọc dầu, dịch kiềm đen, bùn vôi sản xuất vôi của nhà máy sản xuất giấy có
thể sử dụng làm chất kết dính và phụ gia cho sản xuất GBT. Trong phần này chỉ
trình bày về việc tái sử dụng một số chất thải được sử dụng rộng rãi làm nguyên liệu
cho sản xuất GBT.
2.6.1. Tái sử dụng chất thải làm cốt liệu
2.6.1.1. Sử dụng xỉ hạt lò cao
Xỉ hạt lò cao là phụ phẩm được tạo thành do quá trình sử dụng nước làm nguội
nhanh xỉ trong quá trình sản xuất gang bằng lò cao. Xỉ hạt lò cao có hình dạng và cỡ

hạt gần giống với cát hạt thơ (hầu hết các hạt có kích thước nhỏ hơn 5mm, hình 2.5).
Thành phần hạt của một số loại xỉ hạt lò cao của các nhà máy gang thép tại Việt Nam
được thể hiện trong hình 2.6.

Hình 2.5: Xỉ hạt lò cao

19


Hình 2.6: Thành phần hạt của xỉ hạt lị cao
[nguồn: Viện Vật liệu xây dựng]

2.6.1.2. Sử dụng xỉ lò cao làm nguội chậm và xỉ thép.
Đây là các thải phẩm q trình sản xuất gang, thép. Xỉ lị cao làm nguội chậm và
xỉ thép là nguồn chất thải có thể làm cốt liệu cho GBT. Xỉ lò cao làm nguội chậm và
xỉ thép hiện nay có mặt ở nhiều địa phương trong cả nước, đặc biệt các khu kinh tế
Vũng Áng, Nghi Sơn, Bà Rịa-Vũng Tàu là các địa phương có nguồn xỉ gang và thép
dồi dào.
Hình 2.7, hình 2.8 giới thiệu một số hình ảnh về xỉ lị cao làm nguội chậm và
xỉ thép.

Hình 2.7: Xỉ lị cao làm nguội chậm

20


Hình 2.8: Xỉ thép chưa gia cơng và sau khi gia cơng cỡ hạt

Do đặc tính khác nhau của xỉ lò cao làm nguội chậm và xỉ thép, nên chúng là
loại vật liệu phù hợp hơn cho việc sử dụng làm cốt liệu cho GBT. Xỉ lò cao làm

nguội chậm và xỉ thép được tạo ra dưới dạng xỉ tảng nên muốn sử dụng làm cốt
liệu cho bê tông cần nghiền sàng để tạo ra cỡ hạt mong muốn. Các loại xỉ này
trong thành phần có thể có chứa các chất gây nở nên cần lưu ý kiểm soát chất
lượng khi sử dụng.
Chất lượng của xỉ lò cao làm nguội chậm và xỉ thép sử dụng cho chế tạo GBT
cần được kiểm soát thành phần hạt theo TCVN 7570:2006 và bổ sung các chỉ tiêu
đánh giá về độ nở của cốt liệu. Việc kiểm sốt độ nở cốt liệu có thể áp dụng theo
tiêu chuẩn Nhật JIS A 5015 hoặc tiêu chuẩn Mỹ ASTM D4792. Chi tiết về chỉ dẫn
sử dụng xi gang và xỉ thép làm cốt liệu cho bê tơng có thể tham khảo trong Chỉ dẫn
kỹ thuật xỉ gang và xỉ thép sử dụng làm vật liệu xây dựng do Viện Vật liệu xây dựng
soạn thảo năm 2015.
2.6.1.3. Sử dụng tro đáy nhà máy nhiệt điện
Tro, xỉ nhiệt điện được phân thành hai loại: tro bay và tro đáy. Trong đó tro bay
là các hạt mịn, thu được tại bộ phận lắng đọng khí thải lị đốt than của các nhà máy
nhiệt điện. Tro đáy có thành phần hạt thơ hơn thu được tại phần đáy lị đốt than
nghiền hoặc than bột. Thông thường, trong một nhà máy nhiệt điện than thì lượng
tro bay thu được gấp 3 đến 5 lần lượng tro đáy.
Theo kết quả điều tra của Viện Vật liệu xây dựng thì tổng lượng tro xỉ nhiệt
điện than thải ra năm 2015 là khoảng 10,6 triệu tấn, trong đó tro bay là 8,5 triệu
tấn và 2,1 triệu tấn tro đáy. Lượng tro xỉ nhiệt điện còn tăng mạnh trong thời gian
sắp tới khi các nhà máy nhiệt điện mới đi vào hoạt động. Lượng tro xỉ nhiệt điện

21


ước tính thể hiện trong bảng 2.1. Hình 2.9 giới thiệu hình ảnh chụp mẫu tro đáy
nhà máy nhiệt điện đốt than.
1

Bảng 2.1. Số liệu ước tính về lượng tro xỉ nhiệt điện tại Viêt Nam

Năm

Các nhà máy nhiệt điện
đốt tầng sôi (tấn)

Các nhà máy nhiệt điện đốt
than phun (tấn)

Tổng cộng (tấn)

2015

2.729.325

7.894.500

10.623.825

2020

6.001.800

19.439.970

25.441.770

2025

6.285.300

23.086.800

29.372.100

2030

6.479.700

31.834.800

38.314.500

Hình 2.9: Tro đáy nhà máy nhiệt điện than

Tro đáy có thể sử dụng làm cốt liệu nhỏ cho chế tạo GBT hoặc nghiền mịn làm
phụ gia khoáng cho GBT. Do khối lượng thể tích tro đáy khoảng 1,8-2,3 g/cm3
thấp hơn so với cát tự nhiên, nên sử dụng tro đáy thay thế cát sẽ làm giảm khối
lượng thể tích của viên gạch. Có thể sử dụng kết hợp tro đáy và tro bay cho sản
xuất GBT.
Kiểm soát chất lượng: Cốt liệu nhỏ cho sản xuất GBT cũng cần được kiểm soát
chất lượng theo TCVN 7570:2006 “Cốt liệu cho bê tông và vữa xây dựng” hoặc
TCVN 9205:2012 “Cát nghiền cho bê tông và vữa”. Đối với tro đáy khi sử dụng làm
cốt liệu cho GBT cần đánh giá các chỉ tiêu nêu trong Bảng 2.2.
1

Nguyễn Văn Hoan, Báo cáo điều tra các nguồn chất thải rắn công nghiệp làm vật liệu xây dựng, Viện
Vật liệu xây dựng, năm 2015

22

Bảng 2.2. Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản đối với tro đáy làm cốt liệu cho GBT
STT

Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản đối với tro nhiệt
điện cho bê tông và vữa

Phương pháp thử1)
Theo TCVN 10302
và công nghệ đốt than

1

Phân loại

2

Hàm lượng SO3

TCVN 141:2008

3

Hàm lượng CaO tự do

TCVN 141:2008

Hàm lượng MgO tối đa, hoặc

TCVN 8262:2009

Độ nở Autoclave2)

TCVN 7711:2007

5

Hàm lượng mất khi nung trong tro đáy

TCVN 8262:2009

6

Thành phần hạt

4

TCVN 7572-2:2006

1)

Có thể áp dụng tiêu chuẩn nước ngoài tương đương

2)

Hàm lượng tro trong cấp phối vật liệu thí nghiệm có thể cao hơn 20% nếu hàm lượng tro
trong chất kết dính của dự án yêu cầu lớn hơn 20%

2.6.1.4. Sử dụng phế thải phá dỡ các cơng trình xây dựng
Phế thải phá dỡ cơng trình (PTXD) là các loại vật liệu khi phá dỡ, sửa chữa, cải

tạo các cơng trình xây dựng. Chúng chủ yếu bao gồm các loại vật liệu sau: bê tơng,
thép, các loại gạch, vữa, kính, sứ vệ sinh, gỗ, nhựa, thạch cao,… Trong PTXD
thường lẫn các các tạp chất làm giảm chất lượng của bê tơng xi măng đó là gỗ, nhựa,
kim loại, vật liệu bảo ôn, sơn, thạch cao, các loại vật liệu mềm, nhẹ, chất có hại, …
Phế thải xây dựng dùng để tái chế thành cốt liệu cho sản xuất GBT ở đây được
hiểu là các loại vật liệu trơ, thành phần chủ yếu là bê tơng, vữa, gạch, đá. Qua q
trình xử lý tái chế, với các công đoạn chủ yếu là nghiền, sàng, loại bỏ các vật liệu
tạp lai trong PTXD, tạo ra cốt liệu tái chế có thành phần cỡ hạt tương tự như cốt liệu
nghiền sàng từ đá tự nhiên. Do đó, PTXD thường được sử dụng cho GBT với vai trò
là cốt liệu thay thế một phần hoặc toàn bộ cốt liệu cát, đá dăm. Tuy nhiên, khi thay
thế toàn bộ cốt liệu tự nhiên thì cường độ sản phẩm có thể giảm khoảng (10-25)%
tùy thuộc vào chất lượng của cốt liệu tái chế. Do vậy, lượng xi măng sẽ tăng so với
dùng cốt liệu tự nhiên. Mặc dù vậy, do cốt liệu tái chế có khối lượng thể tích thấp
hơn cốt liệu tự nhiên, nên GBT sử dụng cốt liệu tái chế sẽ có khối lượng thể tích
thấp hơn GBT thơng thường [2]. Hình 2.10, hình 2.11 mơ tả q trình sản xuất cốt
liệu tái chế và sản phẩm GBT sử dụng cốt liệu tái chế.

23