CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU GỐM XÂY DỰNG
3.1. Khái niệm chung và phân loại
3.1.1. Khái niệm chung
3.1.1.1 Khái niệm
Vật liệu gốm xây dựng là loại vật liệu đá nhân tạo nung, được
sản xuất từ nguyên liệu chính là đất sét, qua quá trình gia công cơ
học, gia công nhiệt làm biến đổi cấu trúc và thành phần khoáng, làm
xuất hiện những đặc tính phù hợp với yêu cầu sử dụng trong xây
dựng.
3.1.1.2.Ưu, nhược điểm của vật liệu gốm
a/ Ưu điểm:
- Có độ bền và tuổi thọ cao.
- Từ nguồn nguyên liệu địa phương sẵn có, rẻ tiền.
- Công nghệ sản xuất đơn giản, dễ thi công,giá thành hạ.
b/ Nhược điểm:
- Giòn, dễ vỡ, tương đối nặng.
- Khó cơ giới hoá xây dựng.
- Thu hẹp diện tích đất nông nghiệp, ảnh hưởng ko tốt đến môi
trường (khai thác đất, đốt nhiên liệu, ).
3.1.2. Phân loại
3.1.2.1. Theo công dụng
- Vật liệu xây: Gạch đặc; Gạch rỗng (2 lỗ, 4 lỗ )
- Vật liệu lợp: Các loại ngói.
- Vật liệu ốp: ốp tường nhà, cầu thang, ốp trang trí.
- Vật liệu lát: Tấm lát nền, lát đường , lát vỉa hè, lát sàn
- Vật liệu đặc biệt:
+ Sản phẩm sứ vệ sinh: Chậu rửa, bồn tắm, bệ xí
+ Sản phẩm cách nhiệt, cách âm: gốm xốp
+ Sản phẩm chịu lửa: gạch samốt, gạch đinat.
+ Sản phẩm gốm tinh: gốm lọc nước, gốm cách điện
3.1.2.2. Theo cấu tạo vật liệu gốm

0
= 1350 ÷ 1580
0
C
+ Đất sét dễ chảy, t
0
< 1350
0
C
- Dựa theo điều kiện hình thành
+ Đất sét ổn định (đất sét tại chỗ)
+ Đất sét không ổn định (đất phù sa)
3.2.1.3. Thành phần khoáng hoá của đất sét
- Khoáng chủ yếu là: Caolinit (Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O), Môntmôrilôit (4SiO
2
.Al
2
O
3
.nH
2
O), Mica quyết định tính chất quan trọng của đất sét là độ

do
CaO MgO Tp
khác
% 40 ÷
60
8 ÷ 22 1 ÷ 7 15 ÷ 30 0,5 ÷
4,5
0,5 ÷
3,5
0,5 ÷ 3

25
3.2.1.4. Màu sắc của đất sét
Tuỳ theo hàm lượng tạp chất chứa trong đất sét mà nó có màu sắc
khác khau:
+ Nếu ít tạp chất: đất sét có màu trắng
→
Đất sét Caolinit.
+ Nếu chứa nhiều tạp chất: đỏ hung, xám xanh, nâu
3.2.1.5. Các tính chất chủ yếu của đất sét
Tính chất chủ yếu của đất sét bao gồm: Tính dẻo khi nhào trộn với
nước, sự co thể tích dưới tác dụng của nhiệt và sự biến đổi hoá lí khi
nung.
a/ Thành phần hạt
- Hạt sét, d < 0,005 mm
- Hạt bụi, d = 0,005 ÷ 0,14 mm
- Hạt cát, d = 0,14 ÷ 5 mm
b/ Độ dẻo
Tính dẻo là tính chất khi nhào trộn với nước cho một hỗn hợp có khả
năng tạo ra hình

dẻo, %
c/ Những biến đổi hoá lý khi nung đất sét
Đất sét là một hệ đa khoáng, khi gia công nhiệt xảy ra nhiều quá trình
hoá lý phức tạp, tạo ra những khoáng mới.
+ t
0
≥ 100
0
C, nước tự dobay hơi, đất sét bị co
+ t
0
= 450 ÷ 650
0
C, nước liên kết bay hơi, tạp chất hữu cơ cháy, đất
sét mất tính dẻo, caolinit chuyển thành mêtacaolinit (Al2O3.2SiO2 ).
Al2O3.2SiO2.2H2O → Al2O3.2SiO2 + 2H2O
+ t
0
= 700 ÷ 900
0
C, mêtacaolinit và đá vôi bị phân huỷ thành Al2O3
và SiO2
Al2O3.2SiO2 → Al2O3 + 2SiO2
CaCO3 → CaO + CO2↑
+ t
0
= 900 ÷ 1100
0
C, Các oxít kết hợp lại tạo thành khoáng silimanit
(Al2O3.SiO2) và khoáng mulit (3Al2O3.2SiO2)

c/ Nguyên liệu cháy: làm tăng độ xốp cho sản phẩm, làm đồng đều
quá trình GCN: mùn cưa, than, tro nhiệt điện.
d/ Nguyên liệu trợ dung: hạ nhiệt độ kết khối, nhiệt độ sản phẩm và
độ đặc: Phensphat, pecmatit, canxit, đôlômit, trường thạch.
e/ Men: là lớp thuỷ tinh mỏng 0,1 ÷ 0,3 mm được phủ lên bề mặt sản
phẩm vừa bảo vệ xương gốm, làm nhẵn bề mặt, giảm độ hút nước,
vừa có tác dụng trang trí cho sản phẩm.
Chất lượng men phụ thuộc vào thành phần, hàm lượng oxít có trọng
men; còn màu sắc men phụ thuộc vào oxít tạo màu.
3.3. Sơ lược quá trình công nghệ sản xuất gạch ngói
Khai thác nguyên liệu
→
Gia công nguyên liệu và chuẩn bị phối liệu
→
Tạo hình
→
Phơi sấy
→
Nung
→
KCS
3.3.1. Sản xuất gạch
a/ Khai thác nguyên liệu
- Bóc loại bỏ lớp đất màu (0,3
÷
0,5) m.
- Dùng máy ủi, máy đào, máy cạp để khai tác vận chuyển đất sét.
- Đất sét sau khi khai thác cho vào kho để ngâm ủ, nhằm làm tăng
tính dẻo và đồng đều nguyên liệu đất sét.
b/ Gia công nguyên liệu và chuẩn bị phối liệu

e/ Nung gạch
Quyết định đến chất lượng sản phẩm.
- Gồm có 3 giai đoạn: Đốt nóng, nung và làm nguội.
- Thiết bị: là nung gián đoạn và liên tục.
3.3.2. Sản xuất ngói
Kỹ thuật sản xuất ngói gần giống như sản xuất gạch nhưng do ngói
có hình dáng phức tạp, mỏng, đòi hỏi chất lượng cao nên kỹ thuật
sản xuất ngói có thêm 1 số yêu cầu khác như:
+ Nguyên liệu: Đất sét phải có độ dẻo cao, dễ chảy, không lẫn các
tạp chất cacbonat, dùng (20
÷
25) % phụ gia cát, (15
÷
25) % phụ gia
samốt.
+ Gia công nguyên liệu và chuẩn bị phối liệu chủ yếu theo phương
pháp dẻo và cần được gia công kỹ hơn nhằm làm cho độ ẩm đồng
đều hơn và phá vỡ tối đa cấu trúc nguyên liệu bằng cách ngâm ủ dài
ngày hơn.
+ Phải tạo ra các viên galet trên máy ép lentô trước rồi ủ để độ ẩm
đồng đều rồi mới tạo hình ngói từ các viên gạch galet đó.
+ Khi nung ngói: Nhiệt độ được nâng từ từ, nung lâu hơn, làm
nguội chậm hơn.
Tuy nhiên hiện nay, người ta kết hợp nung cả gạch và ngói.
3.4. Các sản phẩm gốm xây dựng
3.4.1. Gạch đất sét nung
3.4.1.1. Gạch xây (gạch chỉ, gạch đặc tiêu chuẩn)

29
a/ Kích thước: 220

= 2,5
÷
2,7g/cm
3
;
λ
= 0,5
÷
0,8 kCal/m.
0
C.h;
Hp = (8
÷
16)%; R
n
= (50
÷
150) kG/cm
2
; (200 kG/cm
2
)
b/ Mác gạch
Gạch đặc có các mác là M50, M75, M100, M125, M150, M200.
*/ Xác định mác gạch
- Mác gạch: là cường độ nén trung bình của 5 mẫu gạch thí nghiệm
ở điều kiện tiêu chuẩn t
0
= (25
±

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

30
P

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

5

5
21
RRR +++
,
(kG/cm
2
)
(3-4)
31
- Chế tạo bằng cách thêm vào 1 số phụ gia dễ cháy: mùn cưa, than
bùn, than cám.
-
v
ρ
= 1200kg/m
3
;
λ
=0,4 kCal/m.
0
C.h
- Công dụng: Xây tường cách nhiệt, chống nóng.
3.4.1.6. Gạch chịu lửa
- Theo thành phần hoá học:
+ Gạch chịu lửa tính axit (gạch đinat)
+ Gạch chịu lửa tính kiềm (gạch crôm manhêgi)
- Theo độ chịu lửa:
+ Gạch chịu lửa TB: t

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

32
Hình 3.2: Sản phẩm ngói 22 viên/m