BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM
__________________________________

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP BỘ
NĂM 2007-2008
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐỘ PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN TRONG CÁC
LOẠI VẬT LIỆU XÂY DỰNG CHỦ YẾU VÀ BƯỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ
LIỀU CHIẾU DO CHÚNG GÂY RA
(
Maõ soá: ĐT.07/07-09/NLNT) Cơ quan chủ trì: Viện Nghiên cứu Hạt nhân
Chủ nhiệm đề tài: ThS., NCV Lê Như Siêu

Cơ quan chủ trì: Viện Nghiên cứu Hạt nhân
Chủ nhiệm đề tài: ThS., NCV Lê Như Siêu

ĐÀ LẠT, 03/2010 1
DANH SÁCH
NHỮNG NGƯỜI THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI TT Họ và tên Học hàm, học vị Nơi công tác
1 Lê Như Siêu ThS, NCV Viện Nghiên cứu Hạt nhân
2
Nguyễn Thanh Bình CN, NCV
Viện Nghiên cứu Hạt nhân
3
Phan Sơn Hải ThS, NCVC
Viện Nghiên cứu Hạt nhân
4


2
MỤC LỤC
Trang
BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ABSTRACT
TÓM TẮT
MỞ ĐẦU
PHẦN I. TỔNG QUAN
1.1. CÁC LOẠI VẬT LIỆU XÂY DỰNG VÀ TÍNH CHẤT CỦA CHÚNG.
1.2. KHOÁNG SẢN VẬT LIỆU XÂY DỰNG Ở VIỆT NAM.
1.3. ĐỘ PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN TRONG VẬT LIỆU XÂY DỰNG.


4
7
9
12
12
22
26
26
27
33
36
38
39 39
40

43

44

45

47
47

47
48

VÀ TP. ĐÀ LẠT.
3.5.1. Nồng độ radon trong một số kiểu nhà ở tại Tp. Hồ Chí Minh.
3.5.2. Nồng độ radon trong một số kiểu nhà ở tại Tp. Đà Lạt:
3.6. SUẤT XẢ KHÍ RADON TỪ MẪU VẬT LIỆU XÂY DỰNG
KẾT LUẬN.
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
PHỤ LỤC
GIẢI TRÌNH KINH PHÍ 60
64
66
66
66
66
69
69
69
73
75
75

82

86

86
88
90

TLD: Thermoluminescence detector (Liều kế nhiệt phát quang)
TTKTHN Tp. HCM: Trung tâm Kỹ thuật Hạt nhân Tp. Hồ Chí Minh
UNSCEAR: United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (Ủy ban
Khoa học Liên hợp quốc về Tác động Bức xạ)
Viện KHKTHN: Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân
Viện NCHN: Viện Nghiên cứu Hạt nhân
Viện NLNTVNL: Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam
WHO: World Health Organization (Tổ chức Y tế Thế giới) 5
ABSTRACT
It is always possible radiological risks to human health caused by natural and artificial
radionuclides (included the external and internal exposure) with an average total effective dose
of 2.96 mSv/year. Naturally occurring radioactive materials (NORMs) are the major sources
which cause exposure to people by ionizing radiation of about 2.42 mSv/year (worldwide
value). Materials derived from rocks and soils contain mainly natural radionuclides of the U
and Th series, and K-40. These radionuclides pose exposure risks externally due to their
gamma-ray emissions and internally due to radon and its progeny which emit alpha particles
with the contributions of 31% and 54%, respectively to the total of annual effective dose
caused by the NORMs. In the uranium series, the decay chain segment starting from radium is
radiologically the most important and, therefore, reference is often made to radium instead of
uranium. The worldwide average concentrations of radium, thorium and potassium in the
earth’s crust are about 40, 40 and 400Bq/kg, respectively (UNSCEAR, 1993 & 2000).
Building materials are commonly originated from rocks and soils and also contain the
NORMs. In order to be able to assess radiological risk linking to standards and regulatories on
natural radioactivity in building materials, it is important to study the levels of radiation
emitted from them. Investigation levels can be derived for practical monitoring purposes.
Because more than one radionuclide contribute to the dose, it is practical to present
investigation levels in the form of an activity concentration index. The activity concentration

gamma background spectrometer; (2) the indoor radon measuring method accompanied with

6
RAD7; (3) the determination method of radon exhalation rate in building materials samples
using solid state nuclear track detectors and/or RAD7; (4) the methods of gamma dose rate
measurement with portable device and thermoluminescence dosimeter (TLD); and (5) the
method of collection and preparation for building materials samples.
Typical results of the project are as follows:
Summarization on the gathered information/document related to research contents of the
project, included: (1) characteristic and properties of building materials; (2) building materials
minerals in Vietnam; (3) natural radioactivity in building materials and indoor radon; (4)
radon exhalation from building materials; (5) radiation protection principles; and (6)
international and national regulatories related to this subjects.
Obtaining the data of existent levels of natural radioactivity (U-238, Ra-226, Th-232 and
K-40) in 218 samples over 11 kinds of building materials which are dominant used in Vietnam
(cement, sand, red-clay brick, gypsum, gravel aggregate, lime/limestone, glazed tile, granite,
marble); the data of indoor radon concentration and radiation doses in 40 houses (versus to
climate seasons) of 2 selected sites (Hochiminh city and Dalat city); the data of radon
exhalations from 50 building materials samples. The obtained data in this investigation reflect
to the actual state and to be compared with the corresponding reported data of other countries.
The specific radioactivities of the different building materials samples varied from 0.89
÷ 412.50, 0.18 ÷ 395.28, 0.10 ÷ 266.52 and 0.8 ÷ 2006.8 Bq/kg with the average values of
55.57, 52.09, 55.70 and 593.5 Bq/kg for U-238, Ra-226, Th-232 and K-40, respectively. The
obtained results shown that the average specific radioactivities in investigated building
materials were higher in comparison with the worldwide average concentrations of radium,
thorium and potassium in the earth’s crust about of 1.30, 1.39, 1.48 times, respectively; the
enhanced concentration values were sometimes felling into granite tiles, especially imported
granite tiles. The activity concentration index and the annual effective dose were evaluated to
assess the potential radiological hazard associated with these building materials. The results
shown that the activity concentration indexes of some glazed tile, granite samples were

7
The average values of radon mass exhalation rates of the different building materials
samples were 0.0101, 0.0400, 0.0131, 0.0072, 0.0318, 0.0028, 0.0082, and 0.0051 Bq/kg/h for
sand, gravel aggregate, imported granite, marble, local granite, glazed tile, red-clay brick and
cement, respectively. The average values of radon exhalation fraction (10
-3
h) were 0.4359,
0.6843, 0.4895, 0.9011, 0.4503, 0.0323, 0.1136, and 0.1413 for sand, gravel aggregate,
imported granite, marble, local granite, glazed tile, red-clay brick and cement, respectively. By
using the obtained data of radon mass exhalation rates, indoor radon concentration was
calculated for a model room (dimensions of 4 m × 5 m × 2.8 m; thickness of 20 cm, and
density of 2.35 g/cm
3
), in which the structures in a building causing the irradiation to be
concerned, and the results shown that the potential of exceed the recommendation value was
possible. 8
TÓM TẮT
Con người sống trên mặt đất luôn bị chiếu xạ (bao gồm chiếu xạ ngoài và trong) bởi các
nguồn phóng xạ tự nhiên và nhân tạo với liều trung bình khoảng 2,96 mSv/năm; trong đó có
đến 2,42 mSv/năm (khoảng 82%) gây ra do các đồng vị phóng xạ tự nhiên.
Các đồng vị phóng xạ tự nhiên chủ yếu gây ra liều chiếu lên người là các đồng vị thuộc
các chuỗi urani, thori và K-40. Tia bức xạ phát ra từ các đồng vị này gây nên chiếu ngoài đến
người, liều này đóng góp khoảng 31% vào liều chiếu do các đồng vị phóng xạ tự nhiên. Bên
cạnh đó, trong số các đồng vị của chuỗi urani có radon, là chất khí phóng xạ xả vào không khí,
gây nên chiếu trong rất nguy hại do việc hít thở radon và con cháu của nó, liều này đóng góp
khoảng 54% vào liều chiếu do các đồng vị phóng xạ tự nhiên.
Tất cả các vật liệu xây dựng đều chứa các lượng khác nhau của các nhân phóng xạ tự

xây dựng; (2) chuẩn hóa phương pháp đo trên hệ phổ kế gamma bán dẫn phông thấp để xác
định độ phóng xạ tự nhiên trong vật liệu xây dựng; (3) phương pháp đo nồng độ radon trong
không khí nhà ở dùng thiết bị RAD7; (4) phương pháp đo suất xả khí radon dùng detector vết
hạt nhân chất rắn và/hoặc dùng thiết bị RAD7; và (5) phương pháp đo suất liều gamma hiện
trường và liều kế nhiệt phát quang (TLD).
Các kết quả chính của đề tài có thể được tóm tắt như sau:
Thu thập tài liệu, tìm hiểu, tổng hợp một số vấn đề có liên quan đến nội dung nghiên cứu
của đề tài, gồ
m: đặc trưng, tính chất của các loại vật liệu xây dựng; các khoáng sản vật liệu

9
xây dựng ở Việt Nam; độ phóng xạ tự nhiên trong vật liệu xây dựng và nồng độ khí radon
trong nhà ở trong nước và thế giới; suất xả khí radon từ vật liệu xây dựng; các nguyên lý bảo
vệ bức xạ; và các tiêu chuẩn quốc tế và Việt Nam liên quan.
Thu nhận bộ số liệu về mức hiện hữu của các đồng vị phóng xạ tự nhiên (U-238, Th-232,
Ra-226 và K-40) trong 218 mẫu của hơn 11 loại vật liệu xây dựng chủ yếu được sử dụng ở
Việt Nam (cát, đá dăm, đá ốp lát trong nước và nhập ngoại có nguồn gốc từ granite và marble,
gạch xây, gạch men, đá vôi/vôi, thạch cao, xi măng, và các loại khác); bộ số liệu về nồng độ
radon, liều bức xạ trong không khí đối với 40 nhà ở (theo các mùa khí hậu) tại các vùng chọn
lọc (Tp. Hồ Chí Minh, Tp. Đà Lạt); bộ số liệu về suấ
t xả khí radon của hơn 50 mẫu vật liệu
xây dựng. Các số liệu thu nhận được phản ánh chính xác hiện trạng và được phân tích, so sánh
với các nghiên cứu tương tự trên thế giới.
Dải hoạt độ riêng của các đồng vị phóng xạ tự nhiên trong 218 mẫu vật liệu xây dựng
thu góp được là 0,89 - 412,50; 0,18 - 395,28; 0,10 - 266,52 và 0,8 - 2006,8 Bq/kg với các giá
trị trung bình là 55,57; 52,09; 55,70 và 593,5 Bq/kg tương ứng cho U-238, Ra-226, Th-232 và
K-40. Các kết quả cho thấy hàm lượng phóng xạ tăng cao ở các loại v
ật liệu có nguồn gốc từ
đá granít, đặc biệt là các loại đá granít nhập ngoại. Chỉ số hoạt độ và liều hàng năm do vật liệu
xây dựng đã được tính toán, cho thấy chỉ số hoạt độ trong nhiều mẫu của các loại vật liệu xây

phòng chuẩn cho thấy khả năng vượt quá mức cho phép của radon khi sử dụng vật liệu của
một số địa phương là có thể có, chứng tỏ có sự phù hợp giữa các giá tr
ị tính toán và thực
nghiệm.

10
MỞ ĐẦU

Con người sống trên mặt đất luôn bị chiếu xạ (bao gồm chiếu xạ ngoài và chiếu xạ
trong) bởi các nguồn phóng xạ tự nhiên và nhân tạo với liều trung bình khoảng 2,96 mSv/năm;
trong đó có đến 2,42 mSv/năm (khoảng 82%) gây ra do các đồng vị phóng xạ tự nhiên [63].
Các đồng vị phóng xạ tự nhiên chủ yếu gây ra liều chiếu lên người là các đồng vị phóng
xạ trong các chuỗi urani, thori và K-40. Tia bức xạ phát ra từ các đồng vị này gây nên chi
ếu
ngoài đến người, liều này đóng góp khoảng 31% vào liều chiếu do các đồng vị phóng xạ tự
nhiên. Bên cạnh đó, trong số các đồng vị của chuỗi urani có radon, là chất khí phóng xạ xả vào
không khí, gây nên chiếu trong rất nguy hại do việc hít thở radon và con cháu của nó, liều này
đóng góp khoảng 54% vào liều chiếu do các đồng vị phóng xạ tự nhiên [63].
Vật liệu xây dựng phần lớn được chế tạo từ đất, đá lấy ở bề mặt trái đất, do đó nó cũng
chứa một lượng phóng xạ tự nhiên nhất định. Đánh giá độ phóng xạ tự nhiên trong vật liệu xây
dựng, đánh giá liều chiếu đối với con người, v.v…nhằm giảm thiểu liều chiếu, bảo vệ sức
khỏe cộng đồng là một vấn đề đã và đang được thế giới rất quan tâm nghiên cứu.
Trên thế giới các vấn đề trên đã được nghiên cứu phát triển khá toàn diện theo các hướng
sau đây: Xác định hoạt độ các đồng vị U, Th, K-40 trong các loại vật liệu xây dựng; xác định
mức nồng độ khí radon trong và ngoài nhà ở, đo xả radon trong hầm mỏ, khí đất và nước bằng
các kỹ thuật hạt nhân như đo radon bằng phương pháp hấp thụ trên than hoạt tính, phương
pháp dùng detector vết hạt nhân chất rắn (SSNTD),v.v ; đo suất xả radon từ đất, vật liệu xây
dựng, v.v vào môi trường; đánh giá sự đóng góp liều do radon vào liều bức xạ tự nhiên; cử
chỉ khí radon theo thời gian; nghiên cứu vận chuyển radon bằng phương pháp thống kê số học;
áp dụng các mô hình tính toán nồng độ radon từ các nguồn xả, v.v Ngoài ra, radon cũng

003); (2) Hướng dẫn về bảo vệ bức xạ do radon trong nhà ở; các phương pháp đo đạc, đánh

11
giá nồng độ khí radon trong nhà ở; các khuyến cáo đối với các bước xử lý tiếp theo; hướng
dẫn về liều bức xạ do radon (Citizen's Guide to Radon - The guide to protecting yourself and
your family from radon, EPA 402-K02-006); (3) Hướng dẫn cho các cá nhân, tổ chức mua bán
nhà, thanh tra về lĩnh vực liên quan tới khí radon trong nhà (
Home Buyer's and Seller's Guide
to Radon, EPA 402-K-00-008); (4) Hướng dẫn cho các cá nhân, tổ chức có nhu cầu đo đạc và
đánh giá nồng độ radon trong nhà và mức khuyến cáo về nồng độ radon (
Consumer's Guide to
Radon Reduction, EPA 402-K-92-003); (5) Hướng dẫn cho các tổ chức xây nhà có kiến thức
về các biện pháp giảm thiểu radon trong nhà cho những công trình xây dựng mới (Building
Radon Out: A Step-by-Step
Guide on How to Build Radon-Resistant Homes, EPA 402-K-01-
002); (6) Tài liệu hướng dẫn cung cấp các thông tin cơ bản về các biện pháp giảm thiểu cho
các công trình xây dựng dân dụng (
Buying a New Home: How to Protect Your Family From
Radon, EPA 402-F-98-008); (7) Sổ tay hướng dẫn cung cấp các thông tin, khuyến cáo, và
hướng dẫn kỹ thuật cho các tổ chức cung ứng dịch vụ đo đạc sử dụng các phương pháp đo
radon và con cháu của chúng (
Indoor Radon and Radon Decay Product Measurement Device
Protocols, EPA 402-R-92-004); (8) Sổ tay hướng dẫn kỹ thuật cho các phương pháp đo nồng
độ radon trong nhà ở (Protocols for Radon and Radon Decay Product Measurements in
Homes, EPA 402-R-93-003), v.v…
Ở Việt Nam, trước đây tại Viện Nghiên cứu Hạt nhân (NCHN), nồng độ con cháu radon,
thoron trong không khí phòng làm việc ở các điều kiện thông gió khác nhau và ngoài trời đã
được đo đạc. Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân (KHKTHN) đã có những khảo sát về nồng
độ radon trong không khí hầm mỏ và trong một số kiểu nhà ở Hà Nội.
Viện KHKTHN, Viện NCHN, Trung tâm Kỹ thuật Hạt nhân Tp. HCM đã tiến hành sơ

- Chuẩn hoá các phương pháp xác định độ phóng xạ tự nhiên của các loại vật liệu xây
dựng chủ yếu: phương pháp phân tích phổ gamma; phương pháp đo suất xả khí Rn; các
phương pháp đo nồng độ Rn trong không khí nhà ở, phương pháp đo suất liều gamma chiếu
ngoài.
- Thiết kế lấy mẫu và thu góp 120 mẫu các loại vật liệu xây dựng chính.
- Xác định hàm lượng các đồng vị phóng xạ U-238, Ra-226, Th-232, K-40 và suất xả khí
Rn của các mẫu vật liệu xây dựng đã thu góp.
- Khảo sát nồng độ Rn và suất liều hấp thụ trong không khí của một số kiểu nhà tiêu
biểu tại các vùng chọn lọc.
- Nghiên cứu xác lập mối tương quan nguồn - liều chiếu ngoài trong nhà cho một số mô
hình xây dựng tiêu biểu
- Áp dụng các kỹ thuật thống kê tiên tiến để xử lý số liệu thực nghiệm thu nhận được.

13
PHẦN I. TỔNG QUAN


kính xây
dựng các loại; 18-20 tỷ viên gạch; 30-35 triệu m
2
tấm lợp; 35- 40 triệu m
3

đá xây dựng; 2 triệu
m
2

đá ốp lát; 50 nghìn tấm cách âm, cách nhiệt, vật liệu mới, vật liệu tổng hợp.
Phân loại vật liệu xây dựng:
Theo bản chất, vật liệu xây dựng được phân ra 3 loại chính sau đây: (1) Vật liệu vô cơ,
gồm các loại vật liệu đá thiên nhiên, các loại vật liệu nung, các chất kết dính vô cơ, bê tông,
vữa và các loại vật liệu đá nhân tạo không nung khác; (2) Vật liệu hữu cơ, gồm các loại vật
liệu gỗ, tre, các loại nhựa, các loại chất dẻo, sơn, vecni, v.v ; (3) Vật liệu kim loại, gồm các
loại vật liệu và sản phẩm bằng gang, thép, kim loại màu và hợp kim.
Theo nguồn gốc, vật liệu xây dựng vô cơ được phân ra 2 nhóm chính: vật liệu đá nhân
tạo và vật liệu đá thiên nhiên. Vật liệu đá nhân tạo là một nhóm vật liệu rất phong phú và đa
dạng, chúng được phân thành 2 nhóm phụ: vậ
t liệu đá nhân tạo không nung và vật liệu đá
nhân tạo nung.
Phân loại tính chất của vật liệu xây dựng:
Vật liệu cấu tạo đặc rất phổ biến trong xây dựng như bê tông nặng, gạch ốp lát, gạch
silicat.
Vật liệu cấu tạo rỗng có thể là những vật liệu có những lỗ rỗng lớn như bê tông khí, bê
tông bọt, chất dẻo tổ ong hoặc những v
ật liệu có những lỗ rỗng bé.
Vật liệu có cấu tạo dạng sợi, như gỗ, các sản phẩm có từ bông khoáng và bông thủy tinh,

; fenspat gồm fenspat kali: K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
(octocla), fenspat natri:
Na
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
(plagiocla), fenspat canxi: CaO.Al
2
O
3
.2SiO
2
. Fenspat có khối lượng riêng
2,55-2,76 g/cm
3
; mica là những alumôsilicát ngậm nước rất dễ tách thành lớp mỏng, khối
lượng riêng 2,76 - 2,72 g/cm
3
.

Đá bọt là loại đá rất rỗng được tạo thành khi dung nham nguội lạnh nhanh trong không
khí. Các viên đá bọt có khối lượng riêng trung bình 0,8 g/cm
3
, đây là loại đá nhẹ.
Cát núi lửa và đá bọt thường được dùng làm cốt liệu cho bê tông nhẹ.
Đá trầm tích
Đá trầm tích được tạo thành trong điều kiện nhiệt động học của vỏ trái đất thay đổi. Các
loại đất đá khác nhau do sự tác động của các yếu tố nhiệt độ, nước và các tác dụng hóa học mà
bị phong hóa vỡ vụn. Sau đó chúng được gió và nước cuốn đi rồi lắng đọng lại thành từng lớp.
Dưới áp lực và trải qua các thời kỳ địa chất chúng được gắn kết lại bằng các chất keo kết thiên
nhiên tạo thành đá trầm tích. Căn cứ vào điều kiện tạo thành, đá trầm tích được chia làm 3
loại: Đá trầm tích cơ học - là sản phẩm phong hóa của nhiều loại đá có trước, ví dụ như: cát,
sỏi, đất sét v.v ; Đá trầm tích hóa học - do khoáng vật hòa tan trong nước rồi lắng đọng tạo
thành, ví dụ: đá thạch cao, đôlômit, magiezit v.v ; Đá trầm tích hữu cơ - do một số động vật
trong xương chứa nhiều chất khoáng khác nhau, sau khi chết chúng được liên kết với nhau tạo
thành đá trầm tích hữu cơ, ví dụ: đá vôi, đá vôi sò, đá điatômit.
Thành phần khoáng vật của đá trầm tích như sau: Nhóm oxyt Silic bao gồm: Ôpan (SiO
2
.
2H
2
O), Chan xedon (SiO
2
); nhóm cacbonat bao gồm: canxit (CaCO
3
), khối lượng riêng 2,7
g/cm
3
; Đôlômít [CaMg(CO
3

2
O), khối lượng riêng 2,3g/cm
3
; Anhyđrít (CaSO
4
), khối
lượng riêng 3,0g/cm
3
.
Một số loại đá trầm tích thường dùng:
Cát, sỏi: Là loại đá trầm tích cơ học, được khai thác trong thiên nhiên sử dụng để làm
vữa, bê tông, v.v
Đất sét: Là loại đá trầm tích có độ dẻo cao khi nhào trộn với nước, là nguyên liệu để sản
xuất gạch, ngói, xi măng.
Thạch cao: Được sử dụng để sản xuất chất kết dính bột thạch cao xây dựng.
Đá vôi có hai loại là đá vôi rỗng và đá vôi đặc. Đá vôi rỗng gồm có đá vôi vỏ sò, thạch
nhũ, loại này có khối lượng riêng 0,8- 1,8 g/cm
3
. Các loại đá vôi rỗng thường dùng để sản xuất
vôi hoặc làm cốt liệu cho bê tông nhẹ. Đá vôi đặc bao gồm đá vôi canxit và đá vôi đôlômit. Đá
vôi can xít có màu trắng hoặc xanh, vàng, khối lượng riêng 2,2 -2,6 g/cm
3
. Đá vôi đặc thường
dùng để chế tạo đá khối xây tường, xây móng, sản xuất đá dăm và là nguyên liệu quan trọng
để sản xuất vôi, xi măng. Đá vôi đôlômit là loại đá đặc, màu đẹp, được dùng để sản xuất tấm
lát, ốp, đá dăm.
16

Vật liệu xây: Các loại gạch đặc, gạch 2 lỗ, gạch 4 lỗ.
Vật liệu lợp: Các loại ngói.
Vật liệu lát: Tấm lát nền, lát đường, lát vỉa hè.
Vật liệu ốp: Ốp tường nhà, ốp cầu thang, ốp trang trí.
Sản phẩm kỹ thuật vệ sinh: Chậu rửa, bồn tắm, bệ xí.
Sản phẩm cách nhiệt, cách âm: Các loại gốm xốp.
Sản phẩm chịu lửa: Gạch samốt, gạch đi nát.
Nguyên liệu chính để sản xuất vật liệu nung là đất sét. Ngoài ra tùy thuộc vào yêu cầu
của sản phẩm và tính chất của đất sét mà có thể dùng thêm các loại phụ gia cho phù hợp.
Đất sét:
Thành phần chính của đất sét là các khoáng alumôsilicát ngậm nước
(nAl
2
O
3
.mSiO
2
.pH
2
O) chúng được tạo thành do fenspát bị phong hóa. Tùy theo điều kiện của
từng môi trường mà các khoáng tạo ra có thành phần khác nhau, khoáng caolinit

17
2SiO
2
.Al
2
O
3
.2H

3
.2SiO
2

(A
3
S
2
) đây là khoáng làm cho sản phẩm có cường độ cao và bền nhiệt.
Các vật liệu phụ:
Để cải thiện tính chất của đất sét cũng như tính chất của sản phẩm, trong quá trình sản
xuất người ta có thể sử dụng một số loại vật liệu phụ sau:
Vật liệu pha vào đất sét nhằm giảm độ dẻo, giảm độ co khi sấy và nung, thường dùng là
bột samốt, đất sét nung non, cát, tro nhiệt điện.
Phụ gia cháy như mùn cưa, bã giấy, các thành phần này có tác dụng làm tăng độ rỗng
của sản phẩm gạch và giúp cho quá trình gia nhiệt đồng đều hơn.
Phụ gia tăng dẻo như các loại đất sét có độ dẻo cao như cao lanh đóng vai trò là chất
tăng dẻo cho đất sét.
Phụ gia hạ nhiệt độ nung có tác dụng hạ thấp nhiệt độ kết khối làm tăng nhiệt độ và độ
đặc của sản phẩm, phụ gia hạ nhiệt độ nung thường dùng là fenspát, pecmatit, canxit đôlomit.
Men là lớp thủy tinh lỏng phủ lên bề mặt của sản phẩm, bảo vệ sản phẩm, chống lại tác
dụng của môi trường. Men dùng để sản xuất vật liệu gốm rất đa dạng, có màu và không màu,
trắng và đục, bóng và không bóng, có loại dùng cho đồ sứ (men sứ) có loại dùng sản phẩm
sành (men sành) và có loại men trang trí v.v vì vậy việc chế tạo men là rất phức tạp.
Một số loại sản phẩm thông dụng:
Gạch xây là loại vật liệu gốm phổ biến thông dụng nhất, nguyên liệu dùng sản xuất gạch
là đất sét. Nguyên liệu dùng sản xuất ngói là đất sét có độ dẻo cao, dễ chảy; đất không chứa
tạp chất cacbonat. Trong sản xuất ngói có thể dùng 15 - 25% phụ gia cát, 10 - 20% phụ gia
samốt. Nguyên liệu chủ y
ếu trong sản xuất gạch gốm ốp lát là loại đất sét chất lượng cao. Về

hỗn hợp được sấy khô và dùng máy ép áp lực lớn (400kG/cm
2
) để tạo hình sản phẩm. Sản
phẩm được nung ở nhiệt độ 1220 - 1280
o
C với thời gian của mỗi chu kỳ nung từ 60 - 70 phút.
Granite là loại gạch đồng chất (từ đáy đến bề mặt viên gạch cùng chất liệu), độ bóng của gạch
là do mài chứ không phải tráng men như gạch gốm sứ tráng men.
Gạch lát đất sét nung: Cũng là loại gạch được sản xuất từ đất sét, tạo hình bằng phương pháp
dẻo, không có phụ gia và được nung chín. Gạch này thường dùng lát lớp trên của mái bê tông
cốt thép hoặc lát nền nhà.
Ngói đất sét: là loại vật liệu lợp phổ biến trong các công trình xây dựng, thường có các loại
ngói vẩy cá, ngói có gờ và ngói bò.
Các loại sản phẩm khác
Ngoài những loại sản phẩm đã nêu ở trên, vật liệu nung còn nhiều loại sản phẩm khác
được sử dụng trong xây dựng.
Sản phẩm sành dạng đá: Đây là sản phẩm có cường độ cao, độ đặc lớn cấu trúc hạt bé, chống
mài mòn tốt, chịu được tác dụng của axít, chúng được dùng khá rộng rãi trong xây dựng công
nghiệp, hóa học và các công trình khác.
Keramzit: gồm những hạt tròn hay bầu dục được sản xuất bằng cách nung phồng đất sét dễ
chảy đồng nhất về thành phần và tính chất, có độ phân tán cao, có thành phần hoá học: Al
2
O
3
:
15-22%; SiO
2
: 50-60%; Fe
2
O

(2) Chất kết dính vô cơ rắn trong nước: loại chất kết dính không những có khả năng rắn
chắc và giữ được cường độ lâu dài trong môi trường không khí mà còn có khả năng rắn chắc
và giữ được cường độ lâu dài trong môi trường nước như vôi thủy, các loại xi măng. Về thành
phần hoá học chất kết dính rắn trong nước là một hệ thống phức tạp bao gồm chủ yếu là liên
kết của 4 oxyt CaO-SiO
2
-Al
2
O
3
-Fe
2
O
3
. Các liên kết đó hình thành ra 3 nhóm chất kết dính chủ
yếu sau: Xi măng silicat, gồm xi măng pooc lăng và các chủng loại của nó (nhóm chất kết dính
chủ yếu trong xây dựng); xi măng aluminat; vôi thuỷ.
(3) Chất kết dính rắn trong Ôtôcla: có 2 thành phần chủ yếu là CaO và SiO
2
. Các chất kết
dính thường gặp trong nhóm này là: chất kết dính vôi silic; vôi tro; vôi xỉ, v.v
Vôi rắn trong không khí: Nguyên liệu để sản xuất vôi là các loại đá giàu khoáng canxit
cacbonat CaCO
3
như đá san hô, đá vôi, đá đôlômit với hàm lượng sét không lớn hơn 6%.
Trong đó hay dùng nhất là đá vôi đặc.
Thạch cao xây dựng: Thạch cao xây dựng là một chất kết dính cứng rắn được trong không
khí, chế tạo bằng cách nung CaSO
4
.2H

dựng chất kết dính hỗn hợp được sử dụng ở dạng hỗn hợp của vôi và phụ gia vô cơ hoạt tính
nghiền mịn chúng được sản xuất bằng cách nghiền chung vôi sống với phụ gia hoạt tính hoặc
trộn lẫn vôi nhuyễn với phụ gia nghiền mịn. Phụ gia vô cơ hoạt tính có hai nhóm chính, phụ
gia vô cơ hoạt tính thiên nhiên gồm điatômit, tro núi lửa; phụ gia hoạt tính nhân tạo gồm tro xỉ
trong công nghiệp nhiệt điện hoặc luyện kim; (4) Vôi thủy được sản xuất bằng cách nung đá
mácnơ (chứa nhiều sét, 6-20%) ở nhiệt độ 900 - 1100
0
C; (5) Xi măng pooc lăng là chất kết
dính rắn trong nước, chứa khoảng 70 - 80% silicat canxi nên còn có tên gọi là xi măng silicat,
nó là sản phẩm nghiền mịn của clinke với phụ gia đá thạch cao (3 - 5%).
Clinke: được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp đá vôi, đất sét và quặng sắt đã nghiền mịn đến
nhiệt độ kết khối (khoảng 1450
o
C). Thành phần hóa học của clinke biểu thị bằng hàm lượng
(%) các oxyt có trong clinke, dao động trong giới hạn sau: CaO: 63 - 66%; Al
2
O
3
: 4 - 8%;
SiO
2
: 21 - 24%; Fe
2
O
3
: 2 - 4%. Nguyên liệu sản xuất clinke là đá vôi có hàm lượng canxi lớn
như đá vôi đặc, đá phấn, đá macnơ và đất sét. Trung bình để sản xuất 1 tấn xi măng cần
khoảng 1,5 tấn nguyên liệu. Tỷ lệ giữa thành phần đá vôi và đất sét vào khoảng 3:1. Ngoài hai
thành phần chính là đá vôi và đất sét người ta có thể cho thêm vào thành phần phối liệu các
nguyên liệu phụ để điều chỉnh thành phần hóa học, nhiệt độ k

nhiệt độ kết khối (1300
o
C) hoặc nhiệt độ chảy (1400
o
C).
Xi măng nở là loại chất kết dính tổ hợp của một số chất kết dính hoặc của nhiều loại ximăng.
Có nhiều thành phần gây nở, nhưng hiệu quả nhất là 3CaO.Al
2
O
3
.3CaSO
4
.31H
2
O. Sự đóng
góp của các thành phần vào xi măng được trình bày ở Bảng 1.
Bảng 1. Sự đóng góp của các thành phần vật liệu vào xi măng.
Thành phần Đá vôi Đất sét Đất đỏ quặng sắt Cát Poulzolane Thạch cao
Phần đóng góp 56-64% 11-16% 2-4% 0,5-1,5% 15-20% Còn lại
Nguồn: số liệu nội bộ của Nhà máy xi măng Holcim, Kiên Giang
Vữa xây dựng là một loại vật liệu đá nhân tạo với thành phần bao gồm chất kết dính, nước,
cốt liệu nhỏ và phụ gia. Đặc điểm của vữa là chỉ có cốt liệu nhỏ, khi xây và trát phải trải thành
lớp mỏng, diện tích tiếp xúc với nền xây, với mặt trát và với không khí khá lớn, nước dễ bị
mất đi. Vữa xây dựng được thường được phân loại theo loại chất kết dính, công dụng của vữa.
Khi chế tạo vữa, có thể dùng tất cả các loại phụ gia như bê tông, bao gồm phụ gia vô cơ (đất
sét dẻo, cát nghiền nhỏ, bột đá puzolan) hoặc phụ gia hoạt tính tăng dẻo.
Một số loại vật liệu khác:
Gạch hoa xi măng lát nền dùng để lát trang trí các công trình xây dựng, sản xuất bằng
phương pháp ép bán khô hỗn hợp gồm xi măng, cát vàng. Bề mặt gạch được phủ một lớp hồ xi
măng trắng, bột màu và trang trí các loại hoa văn khác nhau.

dùng để quét những lớp mỏng lên bề mặt sản phẩm nhằm chống gỉ cho kim loại, chống ẩm,
chống tác dụng phá hoại của hóa chất, v.v
Vật liệu phụ: Trong khi thi công sơn người ta thường dùng những loại vật liệu phụ sau: mattit
bồi mặt, mattit gắn, sơn lót.
Vecni là dung dịch nhựa trong dung môi bay hơi. Dung môi sẽ bay hơi trong quá trình tạo
màng trên bề mặt sản phẩm làm cho mặt sơn có độ bóng và độ cứng.
Vật liệu chất dẻo là tên gọi của một nhóm vật liệu chất hữu cơ (nhân tạo hoặc thiên nhiên).
Thành phần của chất dẻo như sau: chất kết dính (polime), chất độn (bột vô cơ hoặc hữu cơ, s
ợi
vải, vẩy), chất hoá dẻo (để cải thiện khả năng tạo hình cho chất dẻo), chất rắn nhanh và chất
tạo màu.
Vật liệu cách nhiệt là vật liệu được dùng để bảo vệ cho nhà, các thiết bị công nghệ, ống dẫn
và máy lạnh công nghiệp.
Định mức cấp phối vật liệu: Theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, định mức cấp phối bê tông
và vữa xây d
ựng được trình bày ở các Bảng 2&3; định mức cấp phối vật liệu xây tường được
trình bày ở Bảng 4.
Bảng 2. Định mức cấp phối bê tông [9].
Mác bê tông Xi măng, kg Cát, m
3
Đá, m
3

PCB30 150 288,025 0,505 0,913
PCB30 200 350,550 0,481 0,900
PCB30 250 415,125 0,455 0,887
PCB40 200 278 0,483 0,86
PCB40 250 324 0,466 0,85
PCB40 300 370 0,450 0,84
Bảng 3. Định mức cấp phối vữa xây [9].

>2 25 86,09 84,66 1,16
1,5÷2,0 25 93,1 82,62 1,15
0,7÷1,4 25 106,01 77,52 1,12
>2 25 88,09 1,19
1,5÷2,0 25 96,1 1,18
0,7÷1,4 25 108,02 1,14
>2 50 161,02 70,38 1,14
1,5÷2,0 50 173,02 65,28 1,12
0,7÷1,4 50 196,02 59,16 1,09
>2 50 163,02 1,16
1,5÷2,0 50 176,02 1,14
0,7÷1,4 50 200,02 1,11
>2 75 223,02 57,12 1,11
1,5÷2,0 75 242,02 52,02 1,10
0,7÷1,4 75 275,03 42,84 1,07
>2 75 227,02 1,13
1,5÷2,0 75 247,02 1,12
0,7÷1,4 75 278,03 1,1
>2 100 291,03 42,84 1,09
1,5÷2,0 100 317,03 36,72 1,08
>2 100 297,02 1,11
1,5÷2,0 100 320,03 1,09
0,7÷1,4 100 359,04 1,04
>2 125 357,04 29,58 1,07
>2 125 361,04 1,08
1,5÷2,0 125 3889,04 1,06
PC40
>2 150 425,04 1,06
Bảng 4. Định mức cấp phối vật liệu xây tường [9].
Gạch, viên Vữa, m

xây dựng nằm rải rác ở nhiều nơi, cho phép hình thành ngành công nghiệp sản xuất vật liệu
xây dựng rộng khắp tỉnh.
Bắc Giang có nguồn khoáng sản vật liệu xây dựng như mỏ cao lanh (3 triệu tấn) ở Yên
Dũng; sét sử dụng làm gạch ngói (với 16 mỏ và điểm mỏ, tổng trữ lượng khoảng 360 triệu m
3
)
chủ yếu ở Việt Yên, Lạng Giang, Lục Nam, Yên Thế, Hiệp Hoà; các mỏ sỏi, cuội kết ở Hiệp
Hòa, Lục Nam; đá vôi (nguồn nguyên liệu sản xuất xi măng đạt khoảng 82 nghìn tấn/năm).
Bắc Kạn có nguồn khoáng sản vật liệu xây dựng như đá vôi (150 triệu m
3
); sét (10 triệu
m
3
). Các ngành sản xuất vật liệu xây dựng như: xi măng, đá ốp lát, bột đá công nghiệp, rất có
triển vọng ở Bắc Kạn như Công ty cổ phần xi măng Bắc Kạn (trên 40 nghìn tấn/năm).
Bắc Ninh nghèo về tài nguyên khoáng sản, chủ yếu chỉ có vật liệu xây dựng như: đất sét
làm gạch, ngói, gốm, với trữ lượng khoảng 4 triệu tấn ở Quế Võ và Tiên Du; đất sét làm gạch
chịu lửa ở thị xã Bắc Ninh, đá cát kết với trữ lượng khoảng 1 triệu tấn ở Thị Cầu; đá sa thạch ở
Vũ Ninh có trữ lượng khoảng 0,3 triệu m³.
Bình Định có nguồn tài nguyên khoáng sản vật liệu xây dựng khá đa dạng, đáng chú ý
nhất là đá granít có trữ lượng khoảng 500 triệu m
3
, với nhiều sắc đỏ, đen, vàng, … là vật liệu
xây dựng cao cấp được thị trường trong và ngoài nước ưa chuộng. Cát trắng ở Hoài Nhơn có
trữ lượng 90 nghìn m
3
. Ngoài ra, các khoáng sản khác như cao lanh, đất sét có trữ lượng đáng
kể.
Bình Dương có mỏ cao lanh (256 triệu tấn); sét gạch ngói (629 triệu m
3