CHƯƠNG I CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG 1.1 Khái niệm chung 1.1.1 Phân loại tính chất vật liệu xây dựng (VLXD) Quá trình làm việc kết cấu cơng trình, vật liệu phải chịu tác dụng tải trọng bên ngồi mơi trường xung quanh Tải trọng gây biến dạng ứng suất vật liệu Do đó, để kết cấu cơng trình làm việc an tồn trước tiên vật liệu phải có tính chất học theo u cầu Ngồi ra, vật liệu phải có đủ độ bền vững chống lại tác dụng vật lý hóa học mơi trường Trong số trường hợp vật liệu có số u cầu riêng nhiệt, âm, chống phóng xạ v.v Như vậy, yêu cầu tính chất vật liệu đa dạng Song để nghiên cứu sử dụng vật liệu, phân tính chất thành nhóm như: nhóm tính chất đặc trưng cho trạng thái cấu trúc, nhóm tính chất vật lý, tính chất học, tính chất hóa học số tính chất mang ý nghĩa tổng hợp khác tính cơng tác, tính tuổi thọ v.v Các tham số đặc trưng cho trạng thái cấu trúc vật liệu tính chất đặc trưng cho q trình cơng nghệ, thành phần pha, thành phần khống hóa, thí dụ khối lượng riêng, khối lượng thể tích, độ rỗng, độ đặc, độ mịn, v.v Những tính chất vật lý xác định mối quan hệ vật liệu với mơi trường tính chất có liên quan đến nước, đến nhiệt, điện, âm, tính lưu biến vật liệu nhớt, dẻo Những tính chất học xác định quan hệ vật liệu với biến dạng phá hủy tác dụng tải trọng cường độ, độ cứng, độ dẻo v.v Các tính chất hóa học có liên quan đến biến đổi hóa học độ bền vững vật liệu tác dụng nhân tố hóa học Để tránh ảnh hưởng yếu tố khách quan q trình thí nghiệm, tính chất vật liệu phải xác định điều kiện phương pháp chuẩn theo quy định tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam Khi tính chất xác định tính chất tiêu chuẩn Ngồi tiêu chuẩn nhà nước tiêu chuẩn cấp ngành, cấp Các tiêu chuẩn bổ sung chỉnh lí tùy theo trình độ sản xuất yêu cầu sử dụng vật liệu Hiện nước ta, số loại VLXD chưa có tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật quy định dùng tiêu chuẩn nước 1.1.2 Quan hệ cấu trúc tính chất Cấu trúc vật liệu biểu thị mức: cấu trúc vĩ mô (cấu trúc quan sát mắt thường), cấu trúc vi mơ (chỉ quan sát kính hiển vi) cấu trúc hay cấu tạo chất (phải dùng thiết bị quan sát nghiên cứu kính hiển vi điện tử, phân tích rơngen) Cấu trúc vĩ mô Bằng mắt thường người ta thể phân biệt dạng cấu trúc như: đá nhân tạo đặc, cấu trúc tổ ong, cấu trúc dạng sợi, dạng lớp, dạng hạt rời Vật liệu đá nhân tạo đặc phổ biến xây dựng bê tông nặng, gạch ốp lát, gạch silicat Những loại vật liệu thường có cường độ, khả chống thấm, chống ăn mòn tốt loại vật liệu rỗng loại, nặng tính cách âm, cách nhiệt Bằng mắt thường nhìn thấy liên kết thơ nó, ví dụ: thấy lớp đá xi măng liên kết với hạt cốt liệu, độ dày lớp đá, độ lớn hạt cốt liệu: phát hạt, vết rạn nứt lớn, v.v Vật liệu cấu tạo rỗng vật liệu có lỗ rỗng lớn bê tơng khí, bê tơng bọt, chất dẻo tổ ong vật liệu có lỗ rỗng bé (vật liệu dùng đủ nước, dùng phụ gia cháy) Loại vật liệu có cường độ, độ chống ăn mòn vật liệu đặc loại, khả cách nhiệt, cách âm tốt Lượng lỗ rỗng, kích thước, hình dạng, đặc tính phân bố lỗ rỗng có ảnh hưởng lớn đến tính chất vật liệu Vật liệu có cấu tạo dạng sợi, gỗ, sản phẩm có từ bơng khống bơng thủy tinh, sợi gỗ ép v.v có cường độ, độ dẫn nhiệt tính chất khác khác theo phương dọc theo phương ngang thớ Vật liệu có cấu trúc dạng lớp, đá phiến ma, diệp thạch sét v.v vật liệu có tính dị hướng (tính chất khác theo phương khác nhau) Vật liệu hạt rời cốt liệu cho bê tông, vật liệu dạng bột (xi măng, bột vơi sống) có tính chất cơng dụng khác tùy theo thành phần độ lớn trạng thái bề mặt hạt Cấu trúc vi mơ vật liệu cấu tạo tinh thể hay vơ định hình Cấu tạo tinh thể vơ định hình hai trạng thái khác chất Ví dụ oxyt silic tồn dạng tinh thể thạch anh hay dạng vơ định hình (opan) Dạng tinh thể có độ bền độ ổn định lớn dạng vơ định hình SiO2 tinh thể khơng tương tác với Ca(OH) điều kiện thường, SiO2 vơ định hình lại tương tác với Ca(OH)2 nhiệt độ thường Cấu tạo bên chất cấu tạo nguyên tử, phân tử, hình dạng kích thước tinh thể, liên kết nội chúng Cấu tạo bên chất định cường độ, độ cứng, độ bền nhiệt nhiều tính chất quan trọng khác Khi nghiên cứu chất có cấu tạo tinh thể, người ta phải phân biệt chúng dựa vào đặc điểm mối liên kết phần tử để tạo mạng lưới không gian Tùy theo kiểu liên kết, mạng lưới hình thành từ ngun tử trung hòa (kim cương, SiO2) ion (CaCO3 , kim loại), phân tử (nước đá) Liên kết cộng hóa trị hình thành từ đôi điện tử dùng chung, tinh thể chất đơn giản (kim cương, than chì) hay tinh thể hợp chất gồm hai nguyên tố (thạch anh) Nếu hai nguyên tử giống cặp điện tử dùng chung thuộc hai ngun tử Nếu hai ngun tử có tính chất khác cặp điện tử bị lệch phía ngun tố có tính chất kim mạnh hơn, tạo liên kết cộng hóa trị có cực (H 2O) Những vật liệu có liên kết dạng có cường độ, độ cứng cao khó chảy Liên kết ion hình thành tinh thể vật liệu mà nguyên tử tương tác với nhường điện tử cho hình thành ion âm ion dương Các ion trái dấu hút để tạo phân tử Vật liệu xây dựng có liên kết loại (thạch cao, anhiđrit) có cường độ độ cứng thấp, không bền nước, loại VLXD thường gặp canxit, fenspat với tinh thể phức tạp gồm tinh thể gồm liên kết cộng hóa trị liên kết ion Bên ion phức tạp CO liên kết cộng hóa trị Nhưng liên kết với Ca2+ 2 liên kết ion (CaCO3) có cường độ cao Liên kết phân tử hình thành chủ yếu tinh thể chất có liên kết cộng hóa trị Liên kết silicat liên kết phức tạp, tạo thành từ khối mặt SiO liên kết với đỉnh chung (những nguyên tử oxi chung) tạo thành mạng lưới khơng gian ba chiều với tính chất đặc biệt cho VLXD Điều cho phép coi chúng polime vô 1.1.3 Quan hệ thành phần tính chất Vật liệu xây dựng đặc trưng thành phần: Hóa học, khống vật thành phần pha Thành phần hóa học biểu thị % hàm lượng oxyt có vật liệu Nó cho phép phán đốn hàng loạt tính chất VLXD: tính chất chịu lửa, bền sinh vật, đặc trưng học đặc tính kỹ thuật khác Riêng kim loại hợp kim thành phần hóa học tính % nguyên tố hóa học Thành phần hóa học xác định cách phân tích hóa học (kết phân tích biểu diễn dạng oxyt) Các oxyt vật liệu vô liên kết với thành muối kép, gọi thành phần khoáng vật Thành phần khoáng vật Thành phần khoáng vật định tính chất vật liệu Khống 3CaO.SiO2 3CaO.Al2O3 xi măng pooc lăng định tính đóng rắn nhanh, chậm xi măng, khống 3Al 2O3 2SiO2 định tính chất vật liệu gốm Biết thành phần khống vật ta ta phán đốn tương đối xác tính chất VLXD Việc xác định thành phần khoáng vật phức tạp, đặc biệt mặt định lượng Vì người ta phải dùng nhiều phương pháp để hỗ trợ cho : phân tích nhiệt vi sai, phân tích phổ rơnghen, laze, kính hiển vi điện tử v.v Thành phần pha Đa số vật liệu làm việc tồn pha rắn Nhưng vật liệu ln chứa lượng lỗ rỗng, bên ngồi pha rắn chứa pha khí (khi khơ) pha lỏng (khi ẩm) Tỉ lệ pha vật liệu có ảnh hưởng đến chất lượng nó, đặc biệt tính chất âm, nhiệt, tính chống ăn mòn, cường độ v.v Thành phần pha biến đổi q trình cơng nghệ tác động môi trường Sự thay đổi pha làm cho tính chất vật liệu thay đổi Ví dụ nước chứa nhiều lỗ rỗng vật liệu ảnh hưởng xấu đến tính chất nhiệt, âm cường độ vật liệu, làm cho vật liệu bị nở v.v Ngoài vật liệu rắn, xây dựng loại vật liệu phổ biến trạng thái nhớt dẻo Các chất kết dính nhào trộn với dung môi (thường nước), chưa rắn có cấu trúc phức tạp biến đổi theo thời gian: giai đoạn đầu trạng thái dung dịch, sau trạng thái keo Trạng thái định tính chất chủ yếu hỗn hợp Trong hệ keo, hạt keo gồm có nhân keo, lớp hấp thụ lớp khuyếch tán Chúng liên kết với lực phân tử, lực ma sát, lực mao dẫn, v.v loại chất kết dính nhào trộn với dung mơi thích hợp cho hệ keo định 1.2 Tính chất vật lý 1.2.1 Các thơng số trạng thái Khối lượng riêng Khối lượng riêng vật liệu khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái hồn tồn đặc (khơng có lỗ rỗng) Khối lượng riêng ký hiệu  tính theo cơng thức : m 3 ρ g/cm ; kg/l; kg/m V Trong : m : Khối lượng vật liệu trạng thái khô, g, kg 3 V : Thể tích hồn tồn đặc vật liệu, cm , l, m Tuỳ theo loại vật liệu mà có phương pháp xác định khác Đối với vật liệu hoàn toàn đặc kính, thép v.v ,  xác định cách cân đo mẫu thí nghiệm, đối vật liệu rỗng phải nghiền đến cỡ hạt < 0,2 mm loại vật liệu rời có cỡ hạt bé (cát, xi măng )  xác định phương pháp bình tỉ trọng (hình 1.1) Khối lượng riêng vật liệu phụ thuộc vào thành phần cấu trúc vi mơ nó, vật liệu rắn khơng phụ thuộc vào thành phần pha Khối lượng riêng Hình 1-1: Bình tỉ trọng vật liệu biến đổi phạm vi hẹp, đặc biệt loại vật liệu loại có khối lượng riêng tương tự Người ta dùng khối lượng riêng để phân biệt loại vật liệu khác nhau, phán đốn số tính chất Khối lượng thể tích Khối lượng thể tích vật liệu khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái tự nhiên (kể lỗ rỗng) Nếu khối lượng mẫu vật liệu m thể tích tự nhiên mẫu Vv thì: ρ V  m (g/cm3, kg/m3 , T/m3) VV Bảng 1-1 Tên VLXD Bê tông -nặng -nhẹ -tổ ong Gạch : -thường -rỗng ruột -granit -túp núi lửa Thuỷ tinh: -kính cửa sổ -thuỷ tinh bọt Chất dẻo -chất dẻo cốt thuỷ tinh -mipo Vật liệu gỗ : -gỗ thông -tấm sợi gỗ , (g/cm ) v, (g/cm ) r, (%) Hệ số dẫn nhiệt , (kCal/mCh) 2,6 2,6 2,6 2,4 1,0 0,5 10 61,5 81 1,00 0,30 0,17 2,65 2,65 2,67 2,7 1,8 1,3 1,4 1,4 3,2 51 2,40 52 0,69 0,47 2,65 2,65 2,65 0,30 0,0 88 0,50 0,10 2,0 1,2 2,0 0,015 0,0 98 0,43 0,026 1,53 1,5 0,5 0,2 67 86 0,15 0,05 0,43 Từ số liệu bảng 1-1, ta thấy: v vật liệu xây dựng dao động khoảng rộng Đối với vật liệu loại có cấu tạo khác v khác nhau, v phụ thuộc vào độ ẩm mơi trường Vì vậy, thực tế buộc phải xác định v tiêu chuẩn Việc xác định khối lượng mẫu thực cách cân, Vv tùy theo loại vật liệu mà dùng ba cách sau : mẫu vật liệu có kích thước hình học rõ ràng ta dùng cách đo trực tiếp; mẫu vật liệu khơng có kích thước hình học rõ ràng dùng phương pháp chiếm chỗ chất lỏng; vật liệu rời (xi măng, cát, sỏi) đổ vật liệu từ chiều cao định xuống dụng cụ tích biết trước Dựa vào khối lượng thể tích vật liệu phán đốn số tính chất nó, cường độ, độ rỗng, lựa chọn phương tiện vận chuyển, tính tốn trọng lượng thân kết cấu 1.2.2 Đặc trưng cấu trúc Đặc trưng cấu trúc vật liệu xây dựng độ rỗng độ đặc Độ rỗng r (số thập phân, %) thể tích rỗng chứa đơn vị thể tích tự nhiên vật liệu Nếu thể tích rỗng Vr V  r r thể tích tự nhiên vật liệu Vv : V v Trong : Vr = Vv-V  Vv  V V Do : r  1  1 v Vr Vv  Lỗ rỗng vật liệu gồm lỗ rỗng kín lỗ rỗng hở Lỗ rỗng hở lỗ rỗng thơng với mơi trường bên ngồi Đối với vật liệu dạng hạt phân lỗ rỗng hạt lỗ rỗng hạt Độ rỗng hở (rh ) tỉ số tổng lỗ rỗng chứa nước bão hòa thể tích tự nhiên vật liệu: m  m1 rh  Vv  n Trong đó: m1 m2 khối lượng mẫu trạng thái khơ trạng thái bão hòa nước Lỗ rỗng hở thơng với với mơi trường bên ngoài, nên chúng thường chứa nước điều kiện bão hòa bình thường ngâm vật liệu nước Lỗ rỗng hở làm tăng độ thấm nước độ hút nước, giảm khả chịu lực Tuy nhiên vật liệu sản phẩm hút âm lỗ rỗng hở việc khoan lỗ lại cần thiết để hút lượng âm Độ rỗng kín (rk ): rk = r-rh Vật liệu chứa nhiều lỗ rỗng kín cường độ cao, cách nhiệt tốt Độ rỗng vật liệu dao động phạm vi rộng từ đến 98% Dựa vào độ rỗng phán đốn số tính chất vật liệu: cường độ chịu lực, tính chống thấm, tính chất có liên quan đến nhiệt âm ρ Độ đặc (đ) mức độ chứa đầy thể tích vật liệu chất rắn: đ  v ρ Như r + đ = ( hay 100%), có nghĩa vật liệu khô bao gồm khung cứng để chịu lực lỗ rỗng khơng khí Độ mịn hay độ lớn vật liệu dạng hạt, dạng bột đại lượng đánh giá kích thước hạt Độ mịn định khả tương tác vật liệu với môi trường (hoạt động hóa học, phân tán mơi trường), đồng thời ảnh hưởng nhiều đến độ rỗng hạt Vì tuỳ theo loại vật liệu mục đích sử dụng người ta tăng hay giảm độ mịn chúng Đối với vật liệu rời xác định độ mịn thường phải quan tâm đến nhóm hạt, hình dạng tính chất bề mặt hạt, độ nhám, khả hấp thụ liên kết với vật liệu khác Độ mịn thường đánh giá tỷ diện bề mặt (cm /g) lượng lọt sàng, lượng sót sàng tiêu chuẩn (%) Dụng cụ sàng tiêu chuẩn có kích thước lỗ phụ thuộc vào loại vật liệu 1.2.3 Những tính chất có liên quan đến môi trường nước Liên kết nước vật liệu Trong vật liệu chứa lượng nước định Tuỳ theo chất vật liệu, thành phần, tính chất bề mặt đặc tính lỗ rỗng mà mức độ liên kết nước với vật liệu có khác Dựa vào mức độ liên kết đó, nước vật liệu chia thành loại: Nước hoá học, nước hoá lý nước học Nước hoá học nước tham gia vào thành phần vật liệu, có liên kết bền với vật liệu Nước hoá học bay nhiệt độ cao (trên 500C) Khi nước hố học tính chất hóa học vật liệu bị thay đổi lớn Nước hố lý có liên kết bền với vật liệu, thay đổi tác động điều kiện môi trường nhiệt độ, độ ẩm bay làm cho tính chất vật liệu thay đổi mức độ định Nước học (nước tự do), loại gần khơng có liên kết với vật liệu, dễ dàng thay đổi điều kiện thường Khi nước học thay đổi, khơng làm thay đổi tính chất vật liệu Độ ẩm Độ ẩm W (%) tiêu đánh giá lượng nước có thật m n vật liệu thời điểm thí nghiệm Nếu khối lượng vật liệu lúc ẩm m a khối lượng vật liệu sau sấy khơ mk thì: m  m m a k W 100(%) hay W  n 100(%) mk mk Trong khơng khí vật liệu hút nước môi trường vào lỗ rỗng ngưng tụ thành pha lỏng Đây q trình có tính chất thuận nghịch Trong điều kiện môi trường vật liệu rỗng độ ẩm cao Đồng thời độ ẩm phụ thuộc vào chất vật liệu, đặc tính lỗ rỗng vào mơi trường Ở mơi trường khơng khí áp lực nước tăng (độ ẩm tương đối khơng khí tăng) độ ẩm vật liệu tăng Độ ẩm vật liệu tăng làm xấu tính tính chất nhiệt kỹ thuật, giảm cường độ độ bền, làm tăng thể tích số loại vật liệu Vì tính chất vật liệu xây dựng phải xác định điều kiện độ ẩm định Độ hút nước Độ hút nước vật liệu khả hút giữ nước điều kiện thường xác định cách ngâm mẫu vào nước có nhiệt độ 20  o 0,5 C Trong điều kiện nước chui vào lỗ rỗng hở, mà độ hút nước ln ln nhỏ độ rỗng vật liệu Thí dụ độ rỗng bê tơng nhẹ 50  60%, độ hút nước đến 20  30% thể tích Độ hút nước xác định theo khối lượng theo thể tích Độ hút nước theo khối lượng tỷ số khối lượng nước mà vật liệu hút vào với khối lượng vật liệu khô Độ hút nước theo khối lượng ký hiệu m HP  (%) m m xác định theo công thức: n u k H  100 (%)  100 (%) P mk mk Độ hút nước theo thể tích tỷ số thể tích nước mà vật liệu hút vào với thể tích tự nhiên vật liệu Độ hút nước theo thể tích ký hiệu HV(%) xác định theo công m m thức : H Vn  H  100(%) (%) y 100  − k V V Vv Vv ρn Trong : mn, Vn : Khối lượng thể tích nước mà vật liệu hút n : Khối lượng riêng nước n = 1g/cm mư, mk: Khối lượng vật liệu hút nước (ướt) khơ Vv : Thể tích tự nhiên vật liệu v Hv  v hay H  H sau : v p H p  n n HP (v: khối lượng thể tích tiêu chuẩn) Để xác định độ hút nước vật liệu, ta lấy mẫu vật liệu sấy khô đem cân ngâm vào nước Tùy loại vật liệu mà thời gian ngâm nước khác Sau vật liệu hút no nước vớt đem cân xác định độ hút nước theo khối lượng theo thể tích công thức Độ hút nước tạo thành ngâm trực tiếp vật liệu vào nước, với mẫu vật liệu đem thí nghiệm độ hút nước lớn độ ẩm Độ hút nước vật liệu phụ thuộc vào độ rỗng, đặc tính lỗ rỗng thành phần vật liệu Ví dụ: Độ hút nước theo khối lượng đá granit 0,02  0,7% bê tông nặng  4% gạch đất sét  20% Khi độ hút nước tăng lên làm cho thể tích số vật liệu tăng khả thu nhiệt tăng cường độ chịu lực khả cách nhiệt giảm Độ bão hòa nước Độ bão hòa nước tiêu đánh giá khả hút nước lớn vật liệu điều kiện cưỡng nhiệt độ hay áp suất Độ bão hòa nước xác định theo khối lượng theo thể tích, tương tự độ hút nước điều kiện thường Độ bão hòa nước theo khối lượng: bh bh bh m−  mk bh H m N  100 H  100 (%) P y m(%) P mk k bh − Độ bão hòa nước theo thể tích :  k 100 (%) m m H y bh Nbh bh  H  V 100(%) Mỗi quan hệ HV V  Chất tạo màu chất vô hữu cơ, không tan tan nước tan dung mơi hữu Mỗi chất tạo màu có màu sắc riêng tính chất định Bột khống màu thiên nhiên thường đá phấn trắng, đất son khô màu vàng, minium sắt (Fl2O3.FeO) màu nâu hồng, than chì xám, v.v Bột khoáng màu nhân tạo nhận cách gia cơng hóa học ngun liệu khống Bao gồm: Bột oxit titan màu trắng, bột kẽm trắng, bột kẽm khô màu vàng, oxit Crôm (Cr2O3) màu xanh, v.v Chất tạo màu hữu chất tổng hợp có nguồn gốc hữu màu tinh khiết, có khả tạo màu cao, khơng tan tan nước dung mơi khác, tính ổn định kiềm, ổn định ánh sáng loại chất tạo màu Chất độn Chất độn chất vô không tan nước, đa số màu trắng, pha vào sơn nhằn tiết kiệm chất tạo màu để tạo cho sơn tính chất khác Chất độn thường cao lanh, bột tan, cát, bụi thạch anh, bột sợi amiăng Dung môi Dung môi chất lỏng, dùng để pha vào sơn, tạo cho sơn có nồng độ thi cơng Dầu thơng, dung mơi than đá, sipirit trắng, etxăng thường sử dụng làm dung mơi cho sơn Nước dung mơi cho sơn dính dạng nhũ tương Chất làm khô Chất làm khô dùng để tăng nhanh q trình khơ cứng (đóng rắn) cho sơn vecni Chất làm khô thường sử dụng - 8% sơn đến 10% vecni Trong sơn xây dựng hay dùng dung dịch muối chì - mangan axit naftalen làm chất làm khô Chất pha loãng Chất pha loãng dùng để pha loãng sơn đặc sơn vô khô Khác với dung môi, chất pha lỗng ln chứa lượng cần thiết chất tạo màng để tạo cho màng sơn có chất lượng cao 10.3.3 Các loại sơn Sơn dầu Sơn dầu hỗn hợp chất tạo màu, chất độn nghiền mịn máy nghiền với dầu thực vật Sơn dầu sản xuất hai dạng: Đặc (trước sử dụng phải dùng dầu pha loãng đến độ đặc thi cơng) lỗng Sơn đặc chứa 12 - 25% sơn lỗng chứa 30 - 35% dầu (so với khối lượng chất tạo màu) Chất lượng sơn dầu đánh giá hàm lượng chất tạo màu dầu sơn Vì dầu sơn thường chiết tách kỹ Độ khơ hồn tồn sơn dầu nhiệt độ từ 18 - 23 C phải không lớn 24 Thời gian khô sơn dầu đen khoảng 24 Sơn dầu loại sơn phổ biến nước ta, dùng để sơn kim loại, gỗ, vữa bê tông Sơn men Sơn men huyền phù chất tạo màu vô hữu với vecni tổng hợp vecni dầu Sơn men chứa nhiều chất kết dính nên mặt sơn dễ bong Sơn men có độ bền ánh sáng chống mài mòn tốt, mau khơ Chúng dùng dể sơn kim loại, gỗ, bê tơng, mặt vữa phía phía ngồi nhà Sơn men ankit, epơxit ure - fomalđêhytankin loại sơn phổ biến Sơn ankin huyền phù chất tạo màu phân tán mịn vecni gliptan, pentaftalat loại vecni khác có pha thên dung mơi chất làm khơ Trong nhóm sơn ankin gồm có nhiều loại sơn với tính ổn định nước, chống tác dụng kiềm, độ bền tuổi thọ khác Sơn epoxit loại huyền phù chất tạo màu dung dịch êpoxit Chúng có độ bền hóa học, bền nước cao, dùng để chống ăn mòn cho kim loại gỗ Huyền phù chất tạo màu nhựa ure - fomalđêhyt tạo sơn cacbamit, có độ bền nước cao dùng để sơn phủ trang thiết bị Sơn pha nước nhựa bay khống chất Trong nhóm có sơn polime - xi măng, sơn nhũ tương, loại sơn sơn men có nhựa bay Chúng hỗn hợp chất kết dính vơ cơ, bột màu với chất phụ gia hòa vào nước đến độ đặc thi công Loại sơn bền kiềm bền ánh sáng Theo dạng chất kết dính, sơn khống chất chia ra: sơn vơi, sơn silicat, sơn xi măng Sơn vơi gồm có vơi, bột màu clorua natri, clorua canxi stiorat canxi muối canxi, axit, dầu lanh Sơn vôi dùng để sơn tường gạch, bê tơng vữa cho mặt bên nhà Sơn silicat chế tạo từ bột đá phấn nghiền mịn, bột tan, bột kẽm trắng bột màu bền kiềm với dung dịch thủy tinh lỏng kali natri Sơn chế tạo công xưởng chứa thùng kín Sơn silicat, dùng cho mặt nhà nơi có độ ẩm bình thường độ ẩm cao, gồm có bột màu, chất độn thủy tinh lỏng kali Còn sơn dùng để hồn thiện nhà gồm có bột màu chất độn (khơng có nhựa) Sơn silicat kinh tế có tuổi thọ cao sơn peclovinyl, sơn vơi sơn cazêin Để bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn điều kiện ẩm ướt dung dịch muối có nồng độ vừa phải để bảo vệ chi tiết chờ”trong nhà panen cỡ lớn người ta dùng loại sơn bảo vệ đặc biệt Chúng huyền phù bột kẽm, bột màu chất đồng trùng hợp silicat - silicon Sơn xi măng loại sơn có dung mơi nước Sơn polime-xi măng chế tạo từ chất tạo màu bền kiềm, bền ánh sáng với xi măng nhựa tổng hợp Sơn polime-xi măng có màu sắc khác phục vụ cho công tác thi công vào mùa khác 10.3.4 Sử dụng sơn Ngoài việc lựa chọn loại sơn thích hợp với vật liệu sơn mơi trường sử dụng, phẩm chất lớp sơn phụ thuộc nhiều vào cách thi công sơn Nếu không cạo lớp sơn cũ, cạo rỉ, lau bụi, tẩy rửa hết dầu mỡ, vật sơn bị ẩm làm rộp phồng rỗ lớp sơn Không quấy sơn trước thi cơng lớp sơn không màu Lớp sơn trước chưa khô sơn lớp sau mặt sơn bị nhẵn Vì thi công sơn phải tuân theo nguyên tắc quy định Trình tự tiến hành sơn lớp sơn sau: Sau làm bề mặt sơn sơn lớp sơn (loại sơn gầy để bám vào vật sơn) Lớp sơn khơ sơn lớp lót cho bề mặt phẳng tiến hành sơn lớp sơn màu theo yêu cầu Cuối đánh bóng vecni, bột nhão oxit nhơm 10.3.5 Vật liệu phụ Trong thi công sơn người ta thường dùng loại vật liệu phụ sau: mattit bồi mặt, mattit gắn, sơn lót Mattit bồi mặt loại vật liệu hoàn thiện dùng để san phẳng mặt sơn Tùy thuộc vào loại sơn sử dụng mà người ta dùng loại mattit bồi mặt khác nhau: Nếu dùng sơn pha nước dùng mattit sunfuric phèn, keo ponivinyl axêtat Mattit gắn loại bột nhão dùng để gắn kính cửa sổ, liên kết rãnh soi, gắn thép mái Để lắp kính cửa sổ thường dùng mattit đá phấn, mattit minium chỉ, mattit trắng mattit naftalen chế tạo từ dầu trùng hợp nguyên thể, bột đá phấn, minium chì bột chì trắng Mattit gắn có tính ổn định nước độ dẻo cao Sơn lót loại sơn chế tạo từ chất màu, chất độn chất kết dính Sơn lót có hai dạng: Sơn lót lớp sơn nước sơn lót lớp sơn dầu sơn tổng hợp Trong cơng tác hồn thiện, sơn lót dùng để giảm độ rỗng mặt sơn, để giảm bớt lượng sơn đắt tiền làm tốt vẻ lớp sơn, để tăng cường khả bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn, để sơn sơ kết cấu gỗ kết cấu khác, để tăng cường sức dính bám lớp sơn màu với sơn 10.3.6 Vecni Vecni dung dịch nhựa dung môi bay Dung môi bay trình tạo màng bề mặt sản phẩm làm cho mặt sơn có độ bóng độ cứng Vecni chia làm nhóm Vecni dầu có nhựa dung dịch dung môi hữu nguyên thể - nhựa ankin nhựa tổng hợp biến tính dầu khơ Chúng sử dụng để qt mặt trong, mặt đồ gỗ, quét phủ lên sơn dầu màu sáng, để pha sơn men, để tạo lớp phủ bền chống ăn mòn chế tạo mattit, sơn lót Vecni tổng hợp khơng có dầu dung dịch nhựa dung môi hữu Tong xây dựng người ta sử dụng rộng rãi loại vecni sở ure fomalđêhyt để quét sàn gỗ, gỗ dán, sàn từ dăm bào ép Các loại vecni peclovinyl, inđenclrit dùng để quét tráng sản phẩm sơn dầu nhằm tăng cường tính chống ăn mòn cho sơn 190 Vecni bitum vecni nhựa atfan dung dịch bitum, nhựa atfan dầu thực vật dung mơi hữu (etxăng bezen) Vecni bitum có màu đen nâu, ổn định tác dụng xâm thực axit kiềm Vecni bitum nhựa atfan dùng để tạo lớp màng chống ăn mòn, ngăn nước, ngăn hơi, sơn phủ lò nung, sơn bếp hơi, v.v Vecni alcon vecni bóng dung dịch nhựa thiên nhiên hay nhân tạo rượu Chúng có màu sắc khác (vàng, xanh cây, xanh da trời, nâu, v.v ) dùng để đánh bóng mặt gỗ, che phủ kính kim loại Vecni nitroxenlulo estexenlulo dung dịch nhựa estexenlulo dung môi hữu Để nâng cao chất lượng vecni gần người ta cho thêm chất tăng dẻo - nhựa nguyên thể, nhựa nhân tạo tổng hợp Vecni nitroxenlulo có màu vàng nâu dùng để quét sản phẩm gỗ Vecni estexenlulo không màu dùng để quét sản phẩm gỗ có màu không màu 10.4 Vật liệu chất dẻo 10.4.1 Thành phần chất dẻo Chất dẻo tên gọi nhóm vật liệu chất hữu (nhân tạo thiên nhiên), mà cao phân tử polime-là thành phần nó, có khả tạo hình tác dụng nhiệt độ áp suất sau giữ ngun hình dạng Thành phần chất dẻo sau: chất kết dính (polime), chất độn (bột vơ hữu cơ, sợi vải, vẩy), chất hố dẻo (để cải thiện cho khả tạo hình cho chất dẻo), chất rắn nhanh chất tạo màu Cấu trúc tính chất chất dẻo, ngồi poli me phụ thuộc vào cấu tử khác Chất kết dính (polime) sử dụng cơng nghiệp sản xuất chất dẻo xây dựng nhận phương pháp tổng hợp từ chất đơn giản (đơn phân) Theo phương pháp sản xuất chúng chia hai nhóm: - Nhóm A polime trùng hợp (polistiron, polietylen, poliizobutilen, poli metylmentarilat) chủ yếu sản xuất phương pháp trùng hợp chuỗi - Nhóm B polime trùng ngưng (fenol - fomandehyt, motrevin foman dehyt, epoxy, poliamit ) sản xuất phương pháp trùng ngưng - Theo cấu tạo bên polime phân ra:loại mạch thẳng mạch khơng gian (có liên kết lưới liên kết ngang) Các cao phân tử có cấu trúc mạch thẳng (polietilen, polivinylclorit, polistiron) bị mềm nung nóng cứng rắn lại làm nguội Đó chất dẻo nóng Loại polime bị trương nở bị tan dung môi khác Các cao phân tử có cấu trúc mạng lưới khơng gian chất rắn dạng thuỷ tinh, không tan không chuyển thành trạng thái dẻo nung nóng Chất độn thường dạng bột, sợi vẩy Chất độn dạng bột (bột thạch anh, đá phấn, barit, hoạt thạch chất bột hữu cơ) tạo cho chất dẻo nhiều tính chất có giá trị (bền nhiệt, bền axit,v.v ) nâng cao độ cứng, tăng độ bền lâu, giảm giá thành Chất độn dạng sợi (sợi amiăng, gỗ thuỷ tinh) sử dụng rộng rãi, làm tăng cường độ, giảm độ giòn tăng độ bền nhiệt độ bền va đập cho chất dẻo Chất độn dạng vẩy (giấy, vải bông, vải thuỷ tinh, cactông amiăng, dăm bào gỗ, ) làm tăng cường độ chất dẻo Chất hoá dẻo chất làm tăng tính dẻo cho chất dẻo Chúng cần phải trơ mặt hố học, bay khơng độc Những chất hoá dẻo hay dùng axit zinkit, stearat nhôm v.v Chất tạo màu tạo cho chất dẻo màu sắc định Chúng cần phải ổn định theo thời gian, không biến màu tác dụng ánh sáng Các chất tạo màu thường dùng loại bột màu hữu (nigrozin, crizoidin v.v ) bột màu vơ (đất son, oxit chì, oxit crơm, untra marin,v.v ) Chất xúc tác có tác dụng rút ngắn thời gian rắn chất dẻo, thí dụ fenol-femaldehyt người ta hay dùng vôi urotropin Chất ổn định có khả giữ cho cấu trúc tính chất chất dẻo khơng bị biến đổi theo thời gian tác dụng ngăn ngừa hoá già sớm tác dụng ánh sáng mặt trời, oxy khơng khí, nung nóng tác dụng khác Chất bôi trơn dùng để bôi khuôn làm cho chất dẻo khơng bị dính vào khn, thí dụ chất stearin, axit oleic, v.v Để sản xuất dẻo xốp, người ta sử dụng chất tạo rỗng, để tạo lỗ rỗng vật liệu 10.4.2.Tính chất chủ yếu chất dẻo Chất dẻo có nhiều tính chất quý báu, tiêu lý cao Khối lượng thể 3 tích dao động khoảng 10-2200 kg/m , khối lượng riêng 0,9-2,2 g/cm Chất dẻo có chất độn dạng bột dạng sợi cường độ nén đạt đến 1200-2000 kG/cm Cường độ chịu uốn chất dẻo có chất độn dạng vẩy đạt đến 1500 2 kG/cm , có chất độn dạng sợi thuỷ tình dị hướng : 4800-9500 kG/cm Hệ số phẩm chất kết cấu chất dẻo lớn 2250 kG/cm , thép 127 2 kG/cm , đura 1613kG/cm Chất dẻo không bị ăn mòn Nói chung bền với dung dịch axit kiềm yếu Có số chất dẻo (thí dụ polyetilen, poliisobutilen, polistiron, polivinyl clorit) chí bền với dung dịch axit, muối kiềm đặc Vì chất dẻo sử dụng rộng rãi xây dựng xí nghiệp hố chất, hệ thống nước bảo vệ điện Chất dẻo, bình thường vật liệu dẫn nhiệt ( = 0,28-0,65 o kcal/m C.h) Chất dẻo bọt chất dẻo khí dẫn nhiệt (=0,05o 0,24 kcal/m C.h) Vì chất dẻo sử dụng rộng rãi để làm VLCN Chất dẻo bị mài mòn, nên thích dụng việc trải sàn nhà, có độ suốt cao Kính hữu cho tia tử ngoại qua 1%, kính thường 70% Chất dẻo nhuộm thành màu sắc Khi sử dụng chất tạo màu bền vững chúng giữ màu sắc lâu, nên sơn định kỳ Chất dẻo dễ gia công thành sản phẩm có hình dạng phong phú, chí phức tạp phương pháp rót, ép, đùn Nhiều loại chất dẻo dễ hàn nhờ người ta sản xuất loại đường ống phức tạp, loại lò chứa Hàn thực thiết bị đơn giản với o tham gia khí nóng (thí dụ CO2) nhiệt độ 150 - 200 C Một ưu điểm chất dẻo nguồn nguyên liệu vô tận Chúng nhận từ nhiều chất hố học, thí dụ: than đá, dầu mỏ, gỗ, vơi, khí, khơng khí, v.v Tuy chất dẻo có nhiều nhược điểm Đa số chất dẻo có tính bền o nhiệt khơng cao (70-200 C), có số loại chất dẻo (silic hữu cơ, o politetrafloetilen) làm việc nhiệt độ 250 C Chất dẻo có độ cứng khơng lớn Thí dụ chất dẻo polistiron, chất dẻo acrilat có độ cứng (theo phương pháp Biren) khoảng 1500 kG/cm , chất dẻo tectolit-3500, chất dẻo có hệ số nở -6 -6 nhiệt lớn (25 - 120).10 thép 10.10 Chúng có tính từ biến lớn, với tải trọng khơng đổi theo thời gian độ chảy dẻo phát triển lớn nhiều so với số vật liệu khác (thép, bê tơng) Theo thời gian số chất dẻo bị hố già, cường độ độ cứng giảm, tính giòn xuất hiện, biến màu Sự hoá già xảy tác dụng ánh sáng, khơng khí nhiệt độ Khi đốt cháy nhiều chất dẻo tách chất khí độc 10.4.3 Vật liệu sản phẩm chất dẻo Vật liệu sản phẩm chất dẻo chia ra: vật liệu để lát sàn, để hoàn thiện tường trong, trần đồ gỗ; vật liệu dùng cho kết cấu xây dựng, sản phẩm dạng matít tổng hợp; vật liệu cách nhiệt vật liệu cách âm; vật liệu lợp, ngăn nước vật liệu gắn; thiết bị kỹ thuật vệ sinh, ống dẫn, vật liệu làm cốt, sơn tổng hợp Vật liệu lát sàn Vật liệu polime dùng để lát sàn có tính chống mài mòn tốt, dẫn nhiệt, hút nước, khơng trương nở bị ẩm ướt, cứng bền, đặt biệt chất lượng sơn phủ cao Có nghĩa chúng thoã mãn yêu cầu sàn Vật liệu lát sàn chia làm nhóm: vật liệu cuộn, vật liệu vật liệu để tạo sàn liền khối Vật liệu cuộn Vật liệu cuộn để phủ sàn sản xuất sở polime chất độn khác Ngồi người ta cho thêm chất hoá dẻo, chất tạo màu chất phụ gia khác Theo loại polime sử dụng phân ra: vật liệu cuộn glip tan (polieste), polivinyl-clorit, cloxilin, cao su (relin) vật liệu cuộn khác Theo cấu tạo phân ra: vật liệu khơng có vật liệu có gia cường cách nhiệt, cách âm, lớp nhiều lớp, lóp mái phẳng mái lượn sóng, mái cong màu nhiều màu Vải sơn gliptan sản xuất từ polime gliptan biến tính, chất độn (bột nút, bột gỗ), chất tạo màu phụ gia Kích thước vải sơn (dạng cuộn) dài 20 m rộng 1,8-2 m, dày 2,5 - 3mm Vải sơn đặc trưng tiêu lý sau: độ mài mòn 0,06g/cm , độ hút nước sau 24 > %, độ cứng > 0,7mm (chiều sâu vết lõm viên bi có đường kính 5mm tải trọng 100KG) độ đàn hồi < 50% Vải sơn gliptan sản xuất với hoa văn màu nhiều màu khác Vải sơn polivinyl clorit sản xuất từ polivinyl clorit, chất độn chất hố dẻo, chất tạo màu phụ gia Nó có vải khơng Vải sơn khơng có có 1, lớp Ngồi ra, người ta sản xuất loại vải sơn cách nhiệt cách âm phớt xốp Vải sơn polivinylclorit có cường độ cao, chống mài mòn tốt, khơng bị mục, dẫn nhiệt vệ sinh Vật liệu Vật liệu sản xuất sở polime, chất hoá dẻo chất độn chất tạo màu Sàn nhà từ vật liệu bị mài mòn, bền ổn định hố học Tuỳ thuộc vào dạng nguyên liệu sử dụng, vật liệu lát sàn chia loại polivinylclorit, cumaron-polivinyl clorit, cumaron, bitum, cao su fenolit, sợi gỗ, dăm gỗ (polime cacbamit fenol, chất độn gỗ) Chúng phong phú hình dạng, lớp nhiều lớp, màu nhiều màu, nhẵn vân sóng Vật liệu để hồn thiện tường Về chất lượng trang trí, phong phú màu sắc hoa văn, vẻ sặc sỡ điều kiện vệ sinh vật liệu ốp chất dẻo vượt xa tất vật liệu trang trí khác Để hoàn thiện bên tường trần người ta sử dụng loại vật liệu dẻo: loại cuộn, loại tấm, loại phiến Vật liệu cuộn chế tạo từ polime (polivinyl clorit , polistiron, ), chất hoá dẻo chất độn, bột màu thuốc nhuộm (có khơng có nền) Người ta thường dùng loại vật liệu dạng băng, vải giả da Vật liệu băng quan tâm nhiều loại băng polivinyl clorit dán giấy vải chất dẻo cách nhiệt, cách âm loại khơng có Băng có giấy sản xuất với nhiều màu sắc hoa văn khác Nó ổn định với kiềm axit yếu(10%), với dung dịch xà phòng nóng chất hữu chất sát trùng; băng thường dạng suốt, nửa suốt dịu, có màu sắc, có hoa văn chìm Vật liệu băng khơng thấm nước khí Vải giả da sản xuất cách sơn lên vải lớp màng polivinylclorit mỏng Nó thường có màu mặt nhẵn có gợn, vải giả da sử dụng để hoàn thiện tường, vách ngăn đồ gỗ nhà ở, nhà công cộng nhà công nghiệp Vật liệu để hồn thiện bên nhà có loại như: giấy ép trang trí, bìa gỗ ép, gỗ dán, dăm bào sợi gỗ ép Tấm giấy ép trang trí loại vật liệu sản xuất cách ép nóng tờ giấy đặt biệt có tẩm polime Đối với lớp người ta dùng giấy xenlulo sunfat không tẩy trắng, tẩm nhựa fenol fomandehit, lớp dùng giấy xenlulo tẩy trắng tẩm nhựa cacbamit Tấm giấy ép thuộc vật liệu dễ cháy, tẩm chất chống cháy trở thành vật liệu khó cháy Tấm giấy ép liên kết vào tường đinh, vít, nẹp gỗ, nẹp chất dẻo keo, mattit Tấm bìa gỗ bao gồm tờ bìa gỗ mỏng tẩm dung dịch polime (loại rezol) gián lại với gia cơng nhiệt Nó sử dụng nhà ở, nhà công cộng nhà công nghiệp làm vật liệu trang trí chịu lực trang trí Tấm bìa gỗ đặc trưng tiêu tính chất sau: kích thước (70 560)(90 -120)0,2cm, khối lượng thể tích 1330-1450 kg/m ; cường độ kéo dọc 2 thớ 1400-3000 kG/cm , nén 1250-1800 kG/cm , uốn 1500-2800 kG/cm ; độ hút nước sau 24 giờ: 5-10%; độ ẩm không lớn 7%, độ bền nhiệt cao độ o dẫn nhiệt thấp (0,14-0,24 kcal/m C.h); ổn định tác dụng dầu, dung mơi hữu khí quyển; dễ gia cơng học Các sản phẩm dạng bao gồm gờ chân tường, nối, ốp, phủ khe, dây chằng, góc, chữ T, v.v chi tiết dài sản xuất hồn tồn nhà máy khơng cần phải sửa chữa, sơn qt bổ sung Chúng có hình dạng, màu sắc cơng dụng khác ( hình 10-8) Ống chất dẻo (hình 10-9) sử dụng rộng rãi để lắp ghép đường ống dẫn công nghiệp, làm cơng trình dẫn nước, đường ống dẫn dầu, hệ thống tưới tiêu v.v phổ biến ống polietylen, polivinylclorit, ống chất dẻo thuỷ tinh ống thuỷ tinh hữu cơ, ống polip ropylen ống fenolitrit phổ biến Ống chất dẻo bền ống kim loại, khơng bị ăn mòn điện hố, có khối lượng thể tích tính dẫn nhiệt nhỏ, bền nước bền hoá học cao, giá thành lắp đặt rẻ ống kim loại Hình 10-8: Các sản phẩm dài Chất dẻo dạng góc cứng; a Chất dẻo dạng dây mềm; b c Chất dẻo dạng gờ chân tường; Hình 10-9: Các sản phẩm từ chất dẻo: a Ống; b Phụ tùng kỹ thuật vệ sinh; c Nắp bệ xí; d Ổ khóa, tay nắm cửa; e Công tắc điện; g Chậu rửa; Nhược điểm ống chất dẻo ổn định nhiệt Ống polietilen có tính cách nhiệt cao; bền tác động nước, muối axit, kiềm loại dầu; độ hút nước không lớn ( sau 24 - 0,1%); bắt lửa cháy chậm Ống sử dụng khoảng nhiệt từ – 80 đến +60 C, dẻo nên dễ cuộn vận chuyển, dễ gia công học Không nên gián ống (keo không bám vào mặt ống) mà nên hàn khơng khí nóng lắp ráp ống chi tiết nối từ kim loại nhẹ chất dẻo vinyl Ống polivinyl clorit dùng để chuyên chở chất lỏng có nhiệt độ đến 0 40 C áp lực, nhiệt độ 50 -60 C với chế độ tự chảy Ống dẫn nhiệt ống kim loại 400 lần Ống dán loại keo, hàn nối nhờ mặt bích đai ốc liên kết gia cơng máy cắt kim loại Ống chất dẻo polivinyl clo rit sử dụng để dẫn nước, tiêu nước lắp đặt để thơng gió, chun chở chất lỏng khí xâm thực hố học Khơng nên sử dụng ống chất dẻo vinyl môi trường chứa cacbua hiđrô thơm a xit đậm đặc Ống nên bảo quản kho kín, khô nhiệt độ 10-20 C Khi vận chuyển tránh va chạm Các chi tiết nối ống (hình 10-9) đầu nối dùng lắp đặt đường ống dẫn Những chi tiết gồm có ống lồng, khuỷu ống, khuỷu nối chữ T, chữ thập, nắp chụp, v.v Sản phẩm kĩ thuật vệ sinh ( hình 10-9) chất dẻo có màu sắc đẹp, bền nước, bền học, nhẹ, chống tác dụng axit kiềm tốt Các sản phẩm gồm có: chậu rửa, bồn tắm, bồn rửa, vòi tắm hoa sen, lưới chắn gió, v.v Sản phẩm kĩ thuật vệ sinh chất dẻo có nhiều ưu điểm so với sản phẩm kim loại: cường độ cao mà khối lượng không lớn, không cần phải nhuộm màu, khơng bị ăn mòn vệ sinh có hình dạng bên ngồi đẹp Keo mattit Keo mattit sở polime dùng để gắn vật liệu tấm, vẩy chi tiết kết cấu từ vật liệu xây dựng khác, kim, loại, bê tông v.v ) Trong công nghiệp sản xuất gỗ kết cấu gỗ gián keo tổng hợp có ý nghĩa lớn Keo mattit để liên kết vật liệu sản phẩm trang trí loại bột nhão dính, gồm có polime, dung mơi, chất hố dẻo, chất độn pha lỗng, số trường hợp có chất hoá rắn Để liên kết vải sơn polivinyl clorit với bê tông, giằng ximăng, gỗ, dăm bào sợi gỗ người ta dùng matttit cumaron cao su Còn để gắn vật liệu trang trí dạng cuộn, lá, vào trần, tường đồ gỗ, người ta dùng loại keo ure focmanldehyt, keo fenolrezon Các keo có tính dính bám tốt, ổn o định với tác dụng nhiệt độ 50-60 C, dễ thi công dễ rải thành lớp dày 0,30,5mm, có khả ổn định sinh vật, đồng nhất, không mùi Kết cấu bê tơng polime Bê tơng polime gồm có chất kết dính polime cốt liệu vơ axit hữu cơ, chất kết dính phổ biến cho bê tơng polime nhựa cứng nóng (epoxy, polyeste, furan), nhựa cacbonic Bê tông polime gia cường cốt thép chất dẻo sợi thủy tinh sợi thép, sợi thủy tinh, sợi polime So với bê tông xi măng, bê tơng polime có độ bền axit bền dung dịch kiềm đậm đặc cao hơn; tiêu cường độ, độ chống thấm nước cao hơn, tính dính bám với nhiều loại vật liệu tốt Lĩnh vực sử dụng hợp lý bê tông polime kết cấu chịu lực bền hóa nhà cơng nghiệp Từ bê tơng polime chế tạo kết cấu sau đây: móng cột, móng thiết bị cơng nghệ, cột, dầm trần, lót, tường, đường ống… cơng trình đất, từ bê tơng polime người ta chế tạo vòng thu (góp), giếng, blốc tường hầm có khả chịu lực lâu dài môi trường xâm thực Panen lớp: Pa nen lớp kết cấu phẳng không gian chế tạo từ vật liệu nhẹ cách nhiệt, cách âm, chống ồn, mặt có dán ốp cường độ cao, cứng bền tác động Công dụng chủ yếu panen lớp làm trần theo kết cấu chịu lực, trần treo, bao che đứng Lớp vật liệu ốp để bảo vệ thép khỏi bị ăn mòn dùng nhơm mỏng, chất dẻo sợi thủy tinh, gỗ dán, sợi gỗ, xi măng amiăng Vật liệu dùng cho lớp phổ biến polystion bọt có giá thành hạ tính chất lý cao Panen có lớp từ chất độn dạng tổ ong chế tạo từ kim loại, giấy chất dẻo giới thiệu hình 10-10 Hình 10-10: Panen ba lớp: a Khơng bọc cạnh; b Có bọc cạnh; c Lớp lượn sóng; d Tạo thành tư phân tố hình hộp; Để tăng cường tính chống cháy kết cấu dạng tổ ong người ta thường tẩm chất chống cháy Panen lớp amiăng xi măng, cạnh bọc chi tiết gỗ, gỗ dán thép hình liên kết với ốp nhờ vít nhựa (hình 1011) Hình 10-11: a Sơ đồ kết cấu panen có lớp tổ ong; b Liên kết thành tổ ong với ốp; Tấm ốp; Thành tổ ong; Lớp keo phết ốp; Keo gắn thành tổ ong 10.5 Vật liệu cách nhiệt 10.5.1.Khái niệm Vật liệu cách nhiệt (VLCN) vật liệu có hệ số dẫn nhiệt không lớn 0,157 W/m C dùng để bảo vệ cho nhà, thiết bị công nghệ, ống dẫn máy lạnh công nghiệp Việc sử dụng VLCN có ý nghĩa kinh tế kĩ thuật lớn, 3 thí dụ bảo vệ nhiệt cho 1m tường nhà cần 0,64m gạch 0,32m bê tơng 3 keramzit, fibrolit cần 0,14m , bê tơng khống 0,1m chất dẻo xốp 0,04m VLCN phân loại theo nhiều dạng khác nhau: theo dạng nguyên liệu sử dụng, theo cấu trúc, theo hàm lượng chất kết dính, theo độ cháy, theo khả chịu nén 10.5.2.Tính chất VLCN Tính dẫn nhiệt vật liệu phụ thuộc độ ẩm mơi trường khí nước nằm lỗ rỗng Độ ẩm vật liệu có ý nghĩa lớn độ dẫn nhiệt o nói chung hệ số nước lớn (bằng 0,5kcal/m C.h), gấp 25 lần độ dẫn nhiệt khơng khí nằm lỗ rỗng kín, nhỏ Cường độ chịu nén VNCN khơng lớn 0,2 - 2,5 Mpa Cường độ chịu uốn cường độ chủ yếu vật liệu dạng sợi (đối với vật liệu vô 0,15-0,5 Mpa, sợi gỗ: 0,4 - MPa) Vật liệu cách nhiệt phải có cường độ cho khơng bị hư hỏng trình vận chuyển, kho, xây cất điều kiện sử dụng Độ hút nước làm giảm tính cách nhiệt vật liệu xốp mà làm giảm cường độ tuổi thọ Vật liệu có lỗ rỗng kín, thí dụ thuỷ tinh bọt, có độ hút nước nhỏ Để giảm độ hút nước người ta thường sử dụng phụ gia kị nước Tính thấm thấm khí VLCN phải tính đến sử dụng chúng kết cấu bao che Việc cách nhiệt không hạn chế trao đổi khí nhà với mơi trường xung quanh, qua tường ngồi nhà Tính chịu lửa liên quan đến độ chống cháy vật liệu có nghĩa khả bắt lửa cháy Vật liệu dễ cháy sử dụng dùng biện pháp bảo vệ cháy Tính chất cháy vật liệu xác định tác dụng o nhiệt độ 800-850 C giữ thời gian 20 phút Tính bền hoá bền sinh vật: Vật liệu cách nhiệt xốp dễ bị khí xâm thực mơi trường xung quanh thấm vào Vì chất kết dính (keo, tinh bột) VLCN hữu cần phải có độ bền sinh vật, có nghĩa có khả chống tác dụng nấm mốc côn trùng 10.5.3 Một số loại sản phẩm cách nhiệt Vật liệu sản phẩm cách nhiệt vô Việc sản xuất nâng cao chất lượng VLCN có liên quan chặt chẽ với q trình phát triển cơng nghiệp đại Hiện người ta sản xuất 25 loại sản phẩm cách nhiệt Trong vật liệu sản phẩm sở nguyên liệu khoáng, xỉ thủy tinh đóng vai trò quan trọng Vật liệu sản phẩm cách nhiệt vô bao gồm: Bơng khống sản phẩm từ bơng khống Bơng khống loại vật liệu cách nhiệt bao gồm khối sợi dạng thuỷ tinh, mảnh vụn silicat sợi ngắn cực mảnh sản xuất từ hỗn hợp nóng chảy khoáng vật tạo đá xỉ luyện kim Tùy thuộc vào phương pháp sản xuất, sợi khống thường có chiều dài từ đến 30mm đường kính từ đến 15m Trong thành phần bơng khống chứa đến 80-90% sợi mảnh có đường kính 7m Bơng khống sản xuất với mác 75 100 125(theo khối lượng thể tích, kg/m ) Hệ số dẫn nhiệt o nhiệt độ trung bình 255 C tương ứng 0,036; 0,038 0,041 o o o kcal/m C.h; 100 C tương ứng 0,05; 0,051 0,052 kcal/m C.h với độ ẩm khơng lớn 2% Bơng khống thổi li tâm Hiện bơng khống chiếm vị trí hàng đầu số VLCN vơ sản xuất nguồn nguyên liệu dồi dào, sản xuất đơn giản, độ hút ẩm nhỏ giá thành tương đối thấp Nhưng việc sử dụng bơng khống tơi để có khó khăn nhược điểm vật liệu chuyên chở bảo quản bơng dễ bị lèn chặt vón cục, số bị gãy biến thành bụi; kết cấu phải có phương tiện bảo vệ để tránh lèn ép học; chi phí lao động lớn lắp đặt Để khắc phục nhược điểm bơng khống rời, người ta chế tạo sản phẩm nỉ cứng bán cứng, vỏ, hình quạt, ống trụ sản phẩm khác Nỉ cách nhiệt loại sản phẩm cách nhiệt sản xuất sở bơng khống Nỉ cách nhiệt gồm có số loại sau đây: Nỉ khâu dùng để bảo vệ nhiệt cho kết cấu bao che nhà, thiết bị o công nghiệp đường ống dẫn có nhiệt độ nhỏ 400 C Loại nỉ sản xuất cách dùng dây kim loại đặc biệt để khâu bơng khống ép có chiều dày thích hợp, sau cắt thành có kích thước định trước Kích thước nỉ thường dài 2000, rộng 900-1300 dày 60 mm Mác o nỉ tính theo khối lượng thể tích (kg/m ) 150,  = 0,04 kcal/m C.h Nỉ khâu lưới kim loại sản xuất từ nỉ bơng khống khâu lưói kim loại Nỉ có kích thước 3000  500  50 5000  1000  1000 mm, o o khối lượng thể tích 100 kg/m , 100 C hệ số dẫn nhiệt  = 0,043 kcal/m C.h o Nỉ dùng để cách nhiệt nhiệt độ thấp 600 Nỉ khâu sợi thủy tinh o thường dùng để bảo vệ bề mặt có nhiệt độ 400 C Thành phần nỉ loại bơng khống tẩm dầu khâu sợi thủy tinh xử lí dung dịch xà phòng Nỉ khâu sợi thủy tinh thường sản xuất loại có khối lượng thể tích v = 125-175 kg/m , kích thước 2000  500  40 , o o 255 C hệ số dẫn nhiệt  = 0,038 kcal/m C.h Tấm cứng sản phẩm cách nhiệt dạng tấm, vỏ, bán trụ chế tạo sở bơng khống chất kết dính hũu cơ(tổng hợp bi tum) Chất kết dính tổng hợp thường dùng fenolfomanđêhit cacbamit fomaldêhit Tấm dạng bán cứng có khối lương thể tích 75 kg/m kích thước 1000  o (500;900;1000;1500)  (30;40;50;60;70;80)mm.Ở 255 C hệ số dẫn nhiệt  o không lớn 0,039 kcal/m C.h Bông sợi thủy tinh siêu mảnh sản phẩm chúng vật liệu cách nhiệt, cách âm tốt, khối lượng thể tích 25kg/m , hệ số dấn nhiệt  = 0,026 o kcal/m C.h Thủy tinh bọt VLCN tốt có cấu trúc rỗng tổ ong Độ rỗng thủy tinh bọt cao (80-90%); lỗ rỗng có kích thước 0,25-0,5 mm, thành mỏng Tùy thuộc vào khối lượng thể tích (150-250 kg/m ) mà hệ số dẫn nhiệt 0,05o 0,1kcal/m C.h Ngồi số ưu điểm khác bền nước, bền nhiệt, bền băng giá cường độ cao( 20-50 kG/cm ) Thủy tinh bọt dùng để cách nhiệt cho kết cấu bao che nhà tường trần ngăn giữ nhiệt, sàn mái Bê tông tổ ong cách nhiệt loại vật liệu có khối lượng thể tích khơng lớn 500kg/m dùng để cách nhiệt cho kết cấu bao nhẹ nhà, bề mặt o thiết bị công nghiệp, đường ống dẫn nhiệt có nhiệt độ đến 400 C Sản phẩm bê tơng tổ ong cách nhiệt dạng có kích thước 1000  500  (80-20)mm, hệ số dẫn nhiệt trạng thái khô 0,069 -0,095 kcal/m C.h, độ ẩm không vượt 15% Theo khối lượng thể tích (kg/m ) người ta chia loại mác 300 500 với cường độ nén không nhỏ - 120 kG/cm Vật liệu sản phẩm cách nhiệt hữu (VLVHC) Vật liệu cách nhiệt hữu đa dạng, sợi gỗ, lau sậy, pibrôlit, than bùn loại chất dẻo xốp cách nhiệt sản xuất từ nguyên liệu thực vật động vật khác phế liệu gỗ (dăm bào, mùn cưa, đầu thừa gỗ ), cói, lau, sậy, than bùn, bơng rời, lanh gai, lông thú, nguyên liệu sở polime Vì số loại VLCHC dễ bị thối rữa, bị biến chất nhanh, dễ bị cháy, nên chúng thường xử lí trước dùng Việc sử dụng vật liệu dạng rời để chèn cách nhiệt thường bị phân lớp thối rữa, hiệu Vì người ta hay chế tạo sản phẩm dạng có bảo vệ tránh ẩm ướt Để tăng cao độ bền lâu loại xử lí chất chống cháy, chống trùng Vật liệu sản phẩm cách nhiệt hữu bao gồm: Tấm sợi gỗ Tấm sợi gỗ dùng để cách nhiệt cách âm cho kết cấu bao che Chúng sản xuất từ gỗ xé tơi tận dụng loại gỗ thứ phẩm, phế liệu công nghiệp gia công gỗ, vụn lanh, vụn đay-gai, thân lau sậy, rơm rạ, bơng Trong sợi gỗ sản xuất từ phế liệu gỗ phổ biến Quá trình sản xuất sợi gỗ cách nhiệt bao gồm cơng đoạn sau: đập, nghiền ngun liệu gỗ; tẩm nhựa; tạo hình gia cơng nhiệt Để tăng khả chống cháy, sợi gỗ tẩm thêm chất chống cháy để tăng cường tính ổn định nước cho thêm parafin, nhựa, dầu chất dạng nhũ tương Tấm sợi gỗ cách nhiệt có khối lượng thể tích 250 kg/m cường độ chịu uốn 12 o kG/cm , hệ số dẫn nhiệt khơng lớn 0,06kcal/m C.h, kích thước dài 12001300, rộng 1200-1600 dày 8-25mm Sản phẩm than bùn cách nhiệt Sản phẩm sản xuất dạng tấm, vỏ hình quạt sử dụng kết cấu bao che nhà cấp III, bề mặt thiết bị công nghiệp, đường ống dẫn dẫn nhiệt từ o o 60 C đến 100 C Nguyên liệu để sản xuất sản phẩm loại loại than bùn tầng trên, bị phân rã có cấu tạo sợi thuận tiện cho việc chế tạo sản phẩm ép có chất lượng cao Tấm có kích thước 100  500  30mm sản xuất cách ép than bùn khuôn kép có khơng có phụ gia sau sấy o nhiệt độ 120-150 C Theo khối lượng thể tích, than bùn chia loại mác 170 220 với o cường độ uốn kG/cm , hệ số dẫn nhiệt trạng thái khô 0,052 kcal/m C.h, độ ẩm không lớn 15% 200 Tấm fibrơlit Đó loại vật liệu cách nhiệt chịu lực cách nhiệt chế tạo từ hỗn hợp ximăng pooclăng, nước dăm gỗ Dăm gỗ đóng vai trò khung chịu lực sản xuất từ phế liệu gỗ kim có chiều dài đến 500, rộng 4-7 dày 0,250,5mm Dăm sấy trước, sau tẩm chất khống hóa (cloruacanxi, thủy tinh lỏng) trộn với hồ xi măng (theo phương pháp ướt) với xi măng (theo phương pháp khô) Trên máy ép băng chuyền, fibrolít tạo thành dạng dải dài liên tục, sau cắt thành Sau tạo hình ép o chưng nhiệt độ 30-35 C Theo khối lượng thể tích fibrơlit chia mác: 300;350;400 500 với cường độ tương ứng 4;5;7 12 o kG/cm , hệ số dẫn nhiệt 0,078-0,13 kcal/m C.h, độ hút nước không lớn 20% kích thước: dài 2000-2400, rộng 500-500 dày 50;75;100mm Tấm fibrôlit sử dụng làm vật liệu cách nhiệt, chịu lực-cách nhiệt cách âm cho tường, sàn trần ngăn Ngồi dăm gỗ người ta dùng ngun liệu dạng sợi ngắn khác vỏ bào, rơm rạ, cói băm, mùn cưa để chế tạo fibrơlit Chất dẻo xốp : Việc tạo rỗng cho polime nhờ sử dụng chất đặc biệt có khả tách khí mạnh làm trương nở khối polime polime bị nung chảy mềm Các chất dạng rắn, lỏmg khí Các chất tạo xốp dạng rắn có ý nghĩa thực tế lớn chất cacbonat, bicacbonatnatri amoniac (tách CO2 NH3 phân giải) ) Các chất tạo bọt lỏng benzen, rượu v v , chất tạo bọt dạng khí khơng khí , nitơ, cacbonic, amoniac Theo cấu tạo chất dẻo xốp chia làm nhóm : xốp bọt, xốp khí xốp tổ ong Loại chất dẻo xốp bọt xốp tổ ong VLCN mà vật liệu chịu lực Chất dẻo xốp khí xốp tổ ong chế tạo hai phương pháp: ép không ép Trong phương pháp ép hỗn hợp bột polime nghiền mịn, chất tạo khí phụ gia khác ép áp lực 150 -160 kG/cm Sau lấy mẫu (thường 2-2,5 kg) trương bọt Trong phương pháp khơng ép hỗn hợp polime, chất tạo khí, chất đóng rắn cấu tử khác nung nóng khn đến nhiệt độ phù hợp Do bị nung nóng, polime bị chảy ra, chất tạo khí bị phân giải, khí tách ra, polime bị sủi bọt Kết quả, người ta nhận lọai vật liệu có cấu tạo rỗng tổ ong với lỗ rỗng phân bố Loại vật liệu dẻo cách nhiệt phổ biến chất dẻo xốp khí polistiron, mipo Chất dẻo xốp polistiron vật liệu giữ nhiệt tốt panen phân lớp; phối hợp tốt với nhơm, xi măng amiăng chất dẻo thủy tinh Nó sử dụng rộng rãi để làm VLCN công nghiệp lạnh; đóng tàu biển, đóng tàu hỏa; cách nhiệt cho tường, trần mái nhà Chất dẻo khí polistiron sản xuất dạng sản phẩm định hình khác có khối lượng thể tích đến 60 o kg/m , hệ số dẫn nhiệt 0,026 - 0,034 kcal/m C.h, kích thước phổ biến 900  650 100mm Mipo chất dẻo xốp khí dùng để cách nhiệt cho kết cấu xây dựng, thiết o bị cơng nghiệp, đường ống dẫn có nhiệt độ đến +70 C Nguyên liệu để sản xuất mipo urefomaldêhit chất tạo bọt, thành phần cho vào thiết bị khuấy để tạo bọt, sau rót khối bọt vào khuôn o o kim loại chuyển vào giữ buồng có nhiệt độ 18 - 22 C - để hỗn hợp cứng rắn lại thành blôc Đem blôc sấy 60 - 80 buồng sấy o có nhiệt độ 30 - 50 C Blơc (thể tích khơng nhỏ 0,05m ) có cường độ nén o - kG/cm , độ hút nước sau 24 0,11%, hệ số dẫn nhiệt 0,027 kcal/m C.h ... Gạch đất sét rỗng  = 0,3 - 0,4 Kcal/m C.h Thép xây dựng  = 50 Kcal/m C.h Nhiệt dung nhiệt dung riêng Nhiệt dung nhiệt lượng mà vật liệu thu vào đun nóng Nhiệt lượng vật liệu thu vào xác định... thái nhớt dẻo Các chất kết dính nhào trộn với dung mơi (thường nước), chưa rắn có cấu trúc phức tạp biến đổi theo thời gian: giai đoạn đầu trạng thái dung dịch, sau trạng thái keo Trạng thái định... trình, biện pháp góp phần giảm bớt ăn mòn cho vật liệu đá thiên nhiên Gần người ta dùng dung dịch nước hay dung môi hữu bay hợp chất silic hữu có tính kị nước như: hydrôxilôxan, mêtinsilicol-natri