BCN
VCN
BCN
VCN
BCN
VCN

KC.06.15

Mục lục
Danh sách những ngời thực hiện
Bài tóm tắt
Lời nói đầu
Nội dung chính báo cáo
Trang
chơng 1: Tình hình nghiên cứu, sản xuất tấm lợp trên thế
giới và Việt nam
9
1.1 Tình hình nghiên cứu, sản xuất tấm lợp trên thế giới 9
1.1.1 Tấm lợp amiăng ximăng
9
1.1.2 Tấm lợp không sử dụng amiăng
10
1.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất tấm lợp trong nớc 23
1.2.1 Tình hình sản xuất tấm lợp amiăng ximăng
23
1.2.2 Về chủ trơng cấm sử dụng amiăng trong sản xuất tấm lợp ở Việt Nam.
25
1.2.3 Tình hình nghiên cứu sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng.
26

2.4 Sợi cellulose và khả năng gia cờng cho vật liệu nền ximăng 46

KC.06.15

2.4.1 Sợi cellulose
46
2.4.2 Nguồn sợi cellulose
47
2.4.3 Khả năng sử dụng sợi cellulose trong sản xuất tấm lợp
48
2.5 Phụ gia và chất phụ trợ 51
2.5.1 Vai trò của phụ gia và nguyên lý sử dụng
51
2.5.2 Silica fume
54
2.5.3 Bột giấy (bột cellulose)
55
2.5.4 Bentonite
55
2.5.5 Keo PVA - Polivinyl Acetat
56
2.5.6 Sepiolit
56
2.5.7 Wolastonit
57
2.5.8 Chất kết bông Flocculant
57
2.6
Một số thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đối với hệ vật liệu đã chọn và
phụ gia

84
3.5 Các loại thiết bị trong dây chuyền sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng 89
3.5.1 Cụm chuẩn bị và hoà trộn nguyên liệu
89
3.5.2 Cụm thiết bị xeo cán và tạo hình sản phẩm
92
3.5.3 Các thiết bị và hệ thống phụ trợ
100

KC.06.15

3.6 Khả năng nội địa hoá trong việc chế tạo thiết bị 103
chơng 4: Thử nghiệm sản xuất trên hiện trờng
104
4.1 Các yêu cầu thử nghiệm 104
4.2 Các đợt thử nghiệm và kết quả 105
4.2.1 Thử nghiệm tại Công ty Ximăng Hệ Dỡng
105
4.2.2
Thử nghiệm trên dây chuyền sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng chế
tạo trong khuôn khổ đề tài KC.06.15
109
4.3 Đánh giá chung các kết quả thử nghiệm 118
Chơng 5: Kiểm tra cơ lý tính mẫu sản phẩm tấm lợp không
sử dụng amiăng
120
5.1 Đo độ dai va đập theo RILEM 120
5.1.1 Thiết bị đo và mẫu thử
120
5.1.2 Phơng pháp đo

6.2.2 Một số sản phẩm thuộc đề tài đã đăng ký sở hữu trí tuệ
135
6.3 Một số tác động xã hội của đề tài 135

KC.06.15

6.4 Ph¸t huy kÕt qu¶ cña ®Ò tµi 136
Tµi liÖu tham kh¶o
138Danh sách những ngời thực hiện

TT Họ và tên Cơ quan công tác Ghi chú
A
Chủ nhiệm đề tài
Đỗ Quốc Quang
Tiến sĩ Cơ học

Viện Công nghệ - Bộ Côn
g
n
g
hiệ
p
B
Cán bộ tham gia

5 Tăng Bích Thuỷ
KS. Chế tạo máy
Viện Công nghệ - Bộ Côn
g
n
g
hiệ
p
Chơng 3
6 Hoàng Việt Quang
KS. Chế tạo máy
Viện Công nghệ - Bộ Côn
g
n
g
hiệ
p
Chơng 3
7 Lê Anh Đức
KS. Tự động hoá
Viện Công nghệ - Bộ Côn
g
n
g
hiệ
p
Chơng 1
8 Vũ Thanh Hơng
KS. Hoá
Viện Công nghệ - Bộ Côn

TS. Wayne Stone, TS. Cao Duy Tiến và các cộng sự (Dự án Giảm thiểu ô
nhiễm trong công nghiệp sản xuất Vật liệu xây dựng), Bà Shellia Shen (Công ty
Hunan Xiangwei LTD., Co - China), KS. Nguyễn Văn Điệp - Giám đốc Công ty Xi
măng Hệ Dỡng Ninh Bình và các cộng sự, KS. Chu Văn Hoè Giám đốc Công
ty Sản xuất Kinh doanh Vật liệu xây dựng Nghệ An và các cộng sự Tác giả và
nhóm thực hiện đề tài xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tất cả các cá nhân và tổ
chức đã giúp đỡ để đề tài hoàn thành kế hoạch đúng thời hạn.
Cuối cùng, chúng tôi cũng chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.
Nguyễn Văn Tân Viện trởng và các Phòng, Ban thuộc Viện Công nghệ đã có
nhiều đóng góp to lớn cho công việc của đề tài từ khi hình thành các ý tởng ban
đầu và trong suốt quá trình thực hiện Đề tài.

Bài tóm tắt

Do những ảnh hởng xấu của amiăng tới môi trờng và sức khoẻ của con ngời, đã có
nhiều nớc tiên tiến trên thế giới cấm sử dụng amiăng trong các ngành sản xuất công
nghiệp và dân dụng. Tại Việt nam, Chính phủ đã có Quyết định số 115/2001/QĐ-TTg ngày
01/8/2001 cấm sử dụng amiăng trong sản xuất tấm lợp, Quyết định có hiệu lực từ năm 2004.
Đề tài này nhằm mục tiêu nghiên cứu, chế tạo và khảo nghiệm công nghệ và thiết bị sản
xuất tấm lợp không sử dụng amiăng trên qui mô công nghiệp bằng phơng pháp xeo cán.
Qua các khảo sát và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, đề tài đã lựa chọn hệ vật liệu
thay thế amiăng là sợi PVA và cellulose cùng với một số phụ gia vô cơ và hữu cơ. Các
nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cũng xác định đợc cấp phối định hớng nhằm đảm bảo
cho huyền phù có tính ổn định và tính lọc tốt nhất cho quá trình xeo cán tấm lợp không sử
dụng amiăng.
Một nội dung khác của đề tài là chế tạo dây chuyền công nghệ sản xuất sản phẩm mới có
năng suất thiết kế 0,5 triệu m
2
/năm. Trong dây chuyền này, đã thiết kế, chế tạo hai cụm thiết
bị mới là cụm Chuẩn bị liệu và Máy đánh - phun sợi PVA. Các thiết bị này cho phép tạo

hiện mối nguy cơ dẫn đến bệnh ung th đối với những ngời có tiếp xúc với các sản phẩm
có chứa amiăng. Do đó, từ năm 1980, các nớc công nghiệp phát triển đã bắt đầu lộ trình
thay thế amiăng trong các sản phẩm công nghiệp và dân dụng nói chung và trong sản xuất
tấm lợp nói riêng. Chính phủ Việt nam cũng đã có Quyết định số 115/2001/QĐ-TTg ngày
01/8/2001 cấm sử dụng amiăng trong sản xuất tấm lợp bắt đầu từ năm 2004. Trớc tình
hình này, việc nghiên cứu và đa vào sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng là một vấn
đề khá bức xúc và có tính thời sự cao.
Mặc dù đã đợc bắt đầu nghiên cứu từ những năm 60 của thế kỷ XX nhng việc thay
thế amiăng trong sản xuất tấm lợp mới chỉ đợc ứng dụng trong thực tiễn sản xuất gần
đây. Trên thế giới có thể kể đến các hãng lớn nh ETERNIT BUILDING MATERIALS
(Châu Âu), SIEMPELKAMP (CHLB Đức), JAMES HARDIE (Australia)đã phát triển
sản phẩm tấm lợp không sử dụng amiăng rất có hiệu quả. Đặc điểm của các dây chuyền
thiết bị do các hãng kể trên cung cấp là có độ tự động hoá và chất lợng sản phẩm cao,
tuy nhiên giá thành cũng rất cao, khó phù hợp với thị trờng Việt nam.
Các nghiên cứu trong nớc cũng đã đợc tiến hành bớc đầu nh đề tài cấp Bộ
Nghiên cứu công nghệ thích hợp sản xuất vật liệu tổ hợp ximăng polime sợi vô cơ -
sợi hữu cơ để chế tạo cấu kiện nhẹ sử dụng trong xây dựng công trình ở vùng đất yếu và
vùng có động đất của Viện KHCN Vật liệu xây dựng Bộ Xây dựng (năm 2003), đề tài
cấp Bộ Nghiên cứu cải tiến thiết bị sản xuất tấm lợp Fibrô Ximăng theo công nghệ
không sử dụng amiăng của Viện Công nghệ Bộ Công nghiệp (năm 2003). Các đề tài
này mới chỉ dừng lại ở việc áp dụng trên qui mô nhỏ, cha thực sự đáp ứng đợc yêu cầu
đổi mới công nghệ đối với sản xuất. Tuy nhiên, chúng cũng đặt ra các tiền đề quan trọng
đối với hớng sử dụng các vật liệu tổ hợp mới thay cho amiăng trong sản xuất tấm lợp,
phù hợp với điều kiện và hoàn cảnh của Việt nam.

Lời nói đầu

2
Trong bối cảnh trên, đầu năm 2003 Bộ Khoa học và Công nghệ đã giao cho Viện
Công nghệ Bộ Công nghiệp thực hiện đề tài cấp Nhà nớc Nghiên cứu thiết kế, chế tạo

nghiệp Bộ Công nghiệp.
9. Mục tiêu của Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo một dây chuyền sản xuất tấm lợp
không sử dụng Amiăng bằng phơng pháp xeo cán năng suất 500.000 m
2
/ năm.

Lời nói đầu

3
12
Nội dung nghiên cứu

Tơng ứng với các vấn đề cần tiếp cận nghiên cứu đợc luận cứ trong mục 11, các nội
dung nghiên cứu cần thiết bao gồm:
1. Nghiên cứu về sợi thay thế:
1.1. Sợi xenlulô:
- Nghiên cứu về thiết bị và sơ đồ công nghệ nghiền tinh xenlulô để đạt các mục tiêu
công nghệ và tính kinh tế.
- Tỷ lệ cấp phối tối u đảm bảo tính xeo và tính kinh tế.
1.2. Sợi tổng hợp:
- Tỷ lệ cấp phối của sợi tổng hợp trong ma trận ximăng
- Phân bố của sợi tổng hợp trong quá trình sản xuất bằng phơng pháp xeo cán: Nghiên
cứu cấu tạo và sử dụng các các trục định hớng sợi trong bể xeo
- Nghiên cứu ảnh hởng của tỷ lệ cấp phối và phân bố sợi tổng hợp đến độ bền (độ bền
toàn thể và độ dai va đập của sản phẩm). Cũng chú ý đến ảnh hởng của sợi tổng hợp
đến độ bền của tấm sản phẩm ớt chỉ tiêu rất có ý nghĩa đối với quá trình công nghệ
sản xuất tấm lợp.
2. Nghiên cứu dây chuyền thiết bị công nghệ (nội dung nghiên cứu trọng tâm- xem Sơ
đồ và mặt cắt công nghệ trong phần Phụ lục)
2.1. Thiết bị chuẩn bị sợi :


Lời nói đầu

4
3. Nghiên cứu mẫu sản phẩm
3.1. Các thử nghiệm theo chuẩn RILEM:
Khác với các thử nghiệm theo TCVN 4434:2000, các thử nghiệm theo chuẩn
RILEM (Technical Recomendations for the Testing and Use of Construction Materials
International Union of Testing and Research Laboratories for Materials and Structures)
cho phép đánh giá cơ-lý tính của mẫu vật liệu một cách trực tiếp (chứ không phải đánh
giá qua sản phẩm tấm sóng). Chủ yếu triển khai thử nghiệm mẫu bằng các test:
- Thử bằng phơng pháp va đập
- Thử độ xuyên nớc của mẫu
Mục tiêu của các thử nghiệm này nhằm đánh giá độ bền của mẫu thử một cách
toàn diện hơn so với phơng pháp thử sản phẩm-tấm sóng theo chỉ dẫn của TCVN
4434:2000. Mẫu thử đợc đánh giá độ bền, độ dai va đập của vật liệu thông qua giá trị
năng lợng phá huỷ xác định từ các test.
3.2. Chế tạo và thử nghiệm dụng cụ thử mẫu theo phơng pháp va đập:
Dự kiến chế tạo 01 mẫu dụng cụ thử nghiệm theo phơng pháp va đập có kết cấu
đơn giản và phù hợp với các mẫu vật liệu mới về thang đo. Dụng cụ này có thể trang bị
cho các cơ sở sản xuất để dùng trong quá trình sản xuất sau này.
3.3. Thử sản phẩm theo các chỉ dẫn của TCVN 4434:2000
Nh đã nêu trong mục 11, các sản phẩm mới cũng cần đợc thử bằng các chỉ dẫn
của TCVN 4434:2000 nhằm đánh giá các chỉ tiêu về độ chịu lực, xuyên nớc. Các số
liệu của các thử nghiệm này cũng có thể dùng để xây dựng một tiêu chuẩn mới phù hợp
hơn đối với các tấm lợp không sử dụng amiăng
3.4. Đánh giá sản phẩm và hiệu chỉnh công nghệ qua các kết quả thử nghiệm:
Dự kiến sản xuất khoảng 2.000 sản phẩm trong giai đoạn sản xuất pilot. Có hai
phạm vi điều chỉnh công nghệ cần chú ý tách biệt:
a - Điều chỉnh các thông số công nghệ của dây chuyền: Đợc thực hiện liên tục

khảo sát, phân tích, đánh giá
và xây dựng báo cáo tổng
quan về hiện trạng của đề tài
nghiên cứu

Bản báo cáo tổng quan
chi tiết
2/20036/2003 Nhóm đề tài
- Viện Công
Nghệ

Lời nói đầu

5
3 Tiến hành các nghiên cứu về
sợi xenlulô, sợi gia cờng
plastic. Sản xuất thử sợi xen
lulô đã nghiền tinh trên thiết
bị thí nghiệm của Viện Công
nghiệp giấy và Xenluylô

Xác định qui trình
công nghệ sản xuất sợi
xenlulô nghiền tinh
theo yêu cầu.

3/2003 6/2003 Viện Công
Nghệ +
Viện Công
nghiệp giấy

- Hệ thống dao cắt ba via.
- Máy đánh ba via.
- Hệ thống côn nớc lắng
lọc, hồi lu và hệ thống
đờng ống công nghệ.
- Hệ thống hút chân không
cao, thấp
- Hệ thống phun rửa băng
lới.
Hệ thống tủ bảng điện điều
khiển, hệ thống điện động
lực.
Bộ tài liệu thiết kế dây
chuyền pilot năng suất
0,5 triệu m
2
/năm
5/20039/2003 Viện Công
Nghệ +
Viện Công
nghiệp giấy
và
Xenluylô.
6 Chế tạo dây chuyền :
Chế tạo các cụm thiết bị đã
thiết kế ở trên.
Dây chuyền pilot sản
xuất tấm lợp không sử
dụng amiăng năng
suất 0,5triệu m

9 Sản xuất thử nghiệm tấm lợp
không sử dụng amiăng, hiệu
chỉnh các thông số công nghệ
của dây chuyền

Sản xuất khoảng 3 lô
sản phẩm đạt các tiêu
chuẩn cơ bản của
TCVN 4434:200, số
lợng 2.000 sản phẩm

6/2004 10/2004 Viện Công
Nghệ + Cty
Nam Long
và một số
cơ sở khác
10 Nghiên cứu, xây dựng và hiệu
chỉnh qui trình công nghệ sản
xuất tấm lợp sử dụng sợi
Xenlulo & Plastic.
Qui trình công nghệ
sản xuất tấm lợp sử
dụng sợi Plastic.

6/2004 8/2004 Viện Công
Nghệ
11 Kiểm tra, thử nghiệm các
mẫu vật liệu mới theo chuẩn
RILEM, thử nghiệm các sản
phẩm mới theo TCVN

sản phẩm

10/2004-12/2004 Viện Công
Nghệ
14 Nghiệm thu đề tài cấp cơ sở
và nghiệm thu chính thức.

Nghiệm thu xong đề
tài.
12/2004-1/2005 Viện Công
Nghệ
15
Dạng kết quả dự kiến của đề tài
I II III
Mẫu (model, maket) Quy trình công nghệ X Sơ đồ
Sản phẩm X Phơng pháp Bảng số liệu
Vật liệu Tiêu chuẩn Báo cáo phân tích
Thiết bị, máy móc Quy phạm Tài liệu dự báo
Dây chuyền công nghệ
X

Đề án, qui hoạch triển khai
Giốn
g
câ
y
trồn
g

Luận chứng kinh tế-kỹ

2 Qui trình công nghệ chế
tạo tấm lợp không sử
dụng Amiăng.

Có 01 bộ qui trình công nghệ đầy đủ, rõ ràng,
phù hợp điều kiện SX ở Việt nam.

17

Yêu cầu kỹ thuật, chỉ tiêu chất lợng đối với sản phẩm tạo ra (dạng kết quả I) TT Tên sản phẩm
và chỉ tiêu chất lợng chủ yếu

Đơn
vị
đo Mức chất lợng

Dự kiến
Số lợng

- Hệ thống hút chân không cao, thấp
- Hệ thống phun rửa băng lới.
- Hệ thống tủ bảng điện điều khiển,
hệ thống điện động lực.
2 Tấm lợp không sử dụng amiăng có
kích thớc 1520x920x5mm (profile
177/51),
chịu lực > 300 Kg

tấm TCV
N
4434
:
2000

chịu lực
>300 Kg

2.000

Lời nói đầu

8
23

B

Nguồn kinh phí 1
Ngân sách SNKH

2.000,0
640,0 1020,0 147,0 20,0 173,0
2
Kinh phí tự có 3
Kinh phí khác
dân dụng và công nghiệp khác [1] .
Ưu điểm mà loại vật liệu này có đợc là do amiăng có các đặc tính công nghệ và chịu
lực tốt. Amiăng - một loại khoáng vật dạng sợi - có mô đun đàn hồi khá cao nên có tác
dụng tốt với vai trò làm cốt sợi gia cờng trong vật liệu tổ hợp (composite) nền ximăng.
Trong ma trận ximăng, amiăng có sự phối hợp rất tốt về mặt cơ học và hoá học nên làm
tăng cờng độ chịu của sản phẩm.
Về mặt công nghệ sản xuất, tuyệt đại đa số các sản phẩm tấm lợp amiăng ximăng
đợc sản xuất bằng phơng pháp xeo cán (Hatschek Process - Hình 1.1). Do các sợi
amiăng có cấu trúc dạng búi, có tính trơng nở tốt trong môi trờng kiềm nên hỗn hợp
amiăng ximăng trong môi trờng nớc tạo ra dạng huyền phù đảm bảo tính lọc rất tốt
trong quá trình xeo. Các đặc tính của huyền phù amiăng ximăng đã làm đơn giản khá
nhiều các công đoạn của công nghệ xeo cán nên trên thực tế, các dây chuyền công nghệ
xeo cán sản phẩm amiăng ximăng hoạt động khá ổn định, năng suất cao, chi phí năng
lợng thấp. Vì đã có một khoảng thời gian dài đợc sản xuất ở qui mô công nghiệp nên
sản phẩm tấm lợp amiăng ximăng đợc nghiên cứu cả về lý thuyết và thực nghiệm rất kỹ
càng. Đặc điểm quí báu của tấm lợp amiăng ximăng là có tính chất cơ lý tính tốt, đặc biệt
là có độ dai va đập cao và độ bền ít bị suy giảm theo thời gian. Đặc điểm này cho phép
ngời ta chế tạo ra dạng tấm lợp amiăng ximăng lợn sóng khá mỏng (tới 5mm) nhng
vẫn có thể chịu lực tơng đối tốt khi vận chuyển và khi lợp.
KC.06.15
10

Hình 1.1: Sơ đồ sản xuất tấm lợp theo công nghệ xeo cán.
(nguồn: John Wiley & Sons.,
[
2
]

những năm 1980, ở hầu hết các nớc công nghiệp phát triển đã bắt đầu cấm sử dụng
amiăng trong sản xuất các sản phẩm công nghiệp và dân dụng. Nhiều nớc thuộc châu á
cũng đã cấm sử dụng amiăng trong công nghiệp. Theo tài liệu của Công ty Kuraray, Nhật
bản đã quan tâm tới việc hạn chế sử dụng amiăng từ rất lâu và gần đây Nhật bản đã hoàn
toàn cấm sử dụng amiăng trong việc sản xuất vật liệu xây dựng. Bảng 1.1 minh họa lộ
trình giảm dần việc sử dụng amiăng trong công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng của
Nhật bản trong những năm gần đây và hoàn toàn không sử dụng amiăng trong ngành công
nghiệp này từ năm 2005. Hình 1.2a và 1.2b minh họa tình hình sử dụng amiăng ở các
khu vực khác nhau trên phạm vi toàn cầu, kể cả khu vực châu Phi. Tới thời điểm hiện tại,
hầu hết các nớc ở châu Âu và châu Đại dơng đã hoàn toàn cấm sử dụng amiăng. Các
nớc ở các khu vực còn lại, kể cả châu Phi, đã cấm hoặc đã đa ra lộ trình không sử dụng
amiăng.

Bảng 1.1: Lợng amiăng tiêu thụ trong công nghiệp sản xuất VLXD ở Nhật bản
(nguồn: Kuaray, [5])

Năm Lợng tiêu thụ (tấn)
2001
2002
2003
2004
2005
79 463
43 318
24 653
8 162
0

Trong thời kỳ thập kỷ 1980, xu hớng này đã phát triển ở một số nớc đang phát
triển nh ấn độ và một số nớc châu Phi nhằm sản xuất các sản phẩm rẻ tiền, dễ tổ
chức sản xuất [3]. Xuất phát từ một số dạng vật liệu sợi thực vật nh các sợi đay, dứa dại,
cỏ ngời ta trộn các nguyên liệu này với ximăng, cát, một số chất độn khác và sử dụng
các công cụ tơng đối thủ công để tạo hình sản phẩm cuối cùng rồi đem dỡng hộ. Ưu
điểm của phơng pháp này là dễ sản xuất, giá thành hạ. Tuy nhiên, phơng pháp sử dụng
sợi thiên nhiên này có nhiều nhợc điểm, trong đó nhợc điểm lớn nhất là sản phẩm có độ
bền, tuổi thọ kém và khó sản xuất trên qui mô công nghiệp
. Ngoài ra, do sử dụng hoàn
toàn sợi tự nhiên chỉ qua chế biến sơ bộ nên khó kiểm soát đợc chất lợng sản phẩm
(Hình 1.3).
ở Việt Nam, trong những năm cuối của thập kỷ 1980 cũng có một số mô hình sản
xuất loại sản phẩm này, nhng do sản phẩm có tuổi thọ kém và chất lợng không ổn định
nên không tiếp tục phát triển đợc.
B. Sử dụng các loại sợi nhân tạo:
Sự phát triển của công nghệ bê tông sợi (fibre concrete).

Vật liệu bê tông sợi đợc con ngời biết đến khá sớm. Các nghiên cứu về bê tông sợi
thờng nhắc đến kinh nghiệm của ngời xa biết sử dụng lông súc vật (ngựa, cừu ) trộn
vào vữa khi xây nhà nhằm tránh chế các nứt vỡ khi vữa khô. Bản chất của hiện tợng này
là tạo ra một loại vật liệu tổ hợp (vật liệu composite) làm tăng một số chỉ tiêu cơ lý tính
của vật liệu nền, chủ yếu là tăng độ dai va đập. Tuy nhiên, việc ứng dụng bê tông sợi hiện
đại lại xuất hiện muộn hơn nhiều. Vào khoảng những năm 1970, việc sử dụng các sợi
nhân tạo trong sản xuất bê tông mới bắt đầu trở nên phổ biến và bê tông sợi đợc ứng
dụng ngày càng rộng rãi trong các ngành xây dựng công nghiệp và dân dụng.
KC.06.15
15

đã đợc giới thiệu hàng loạt các ứng dụng của bê tông sợi trong xây dựng các công trình
đặc biệt (cầu đờng, hầm, sân bay ) của Trung Quốc.
Hình 1.4 và 1.5 cho ta thấy các đặc tính cơ học của bê tông đợc cải thiện rõ rệt khi ta
thêm một lợng nhỏ sợi PVA với vai trò nh sợi gia cờng cho ma trận ximăng. Độ bền
kéo, uốn, đặc biệt là độ dai va đập của bê tông sợi cao hơn nhiền so với vật liệu bê tông
truyền thống, và với các tính chất cơ lý này khả năng ứng dụng của bê tông sợi đợc mở
rộng sang nhiều lĩnh vực khác nhau.
Cơ chế của việc tăng các tính chất cơ lý của vật liệu bê tông sợi đợc giải thích bằng
khả năng ngăn chặn các vết nứt vốn tiềm ẩn khắp nơi trong ma trận vật liệu nền xi măng.
Vật liệu nền xi măng, do bản chất của quá trình hình thành, đợc biết tới nh là loại vật
liệu chứa nhiều lỗ rỗng, giòn, có cờng độ kéo và uốn thấp. Dới tác động của lực ngoài,
kể cả sự thay đổi nhiệt độ, các lỗ rỗng, vết nứt phát triển, gặp nhau, dẫn tới phá vỡ sản
phẩm. Khi bê tông có sợi phân bố đều trong ma trận, các sợi đóng vai trò nh các cấu nối
giữa hai bờ của vết nứt. Nh vậy, để vết nứt tiếp tục phát triển ta cần tiêu hao một năng
lợng đủ để rút các sợi ra khỏi ma trận xi măng hoặc đủ để dứt đứt sợi. Theo ngôn ngữ
của cơ học phá hủy, năng lợng hao tán cần thiết để phá hủy vật liệu bê tông sợi cao hơn
nhiều so với bê tông thông thờng và điều này giải thích vì sao bê tông sợi có các tính
chất cơ lý u việt hơn bê tông truyền thống.
Công nghệ sản xuất bê tông sợi từ các sợi nhân tạo chủ yếu dùng phơng pháp phun
nhằm đạt đợc hiệu quả cao nhất trong việc phân bố sợi trong ma trận nền. Tuy nhiên,
trong việc sản xuất các sản phẩm mỏng nh trờng hợp tấm lợp, ngời ta vẫn khuyến cáo
sử dụng công nghệ xeo. Trong trờng hợp này, việc phân bố các sợi gia cờng có một số
khó khăn đòi hỏi các biện pháp đặc biệt nh sử dụng phụ gia (phụ gia khuếch tán và một
số phụ gia khác nh phụ gia trợ lọc, phụ gia chống lắng ), cải tạo các thiết bị để đảm
bảo các kết quả mong muốn và khắc phục các nh
ợc điểm về công nghệ mà các loại sợi
nhân tạo thờng hay gặp phải.
Theo nghiên cứu của Công ty Kuaray Nhật bản, các tấm mỏng xi măng gia cờng bằng
sợi PVA có độ bền uốn tơng đối cao so với vật liệu gia cờng bằng các sợi
polypropylene, polyester, polyacrylonitrele (Hình 1.6). Nh ta thấy từ hình 1.7, mẫu

Hình 1.5: Quan hệ giữa ứng suất
và biến dạng đối với vật liệu
composite ximăng, sợi PVA
(nguồn: Concrete International,
[4]) Tensile stress (psi)
Tensile strain
(inch/inch)
P2 through P5 are
individual