Tóm tắt Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng BTKKCA sử dụng cho các vách ngăn, cách nhiệt mái nhà cao tầng và nhà công nghiệp

 1 
PHẦN MỞ ĐẦU 
1. Tính cấp thiết của đề tài 
Hiện nay, nguồn khoáng sản, vật liệu tự nhiên ở nước ta nói riêng và các nước 
trên thế giới nói chung đang ngày càng cạn kiệt. Trong khi đó, nguồn phế thải 
công nghiệp ngày càng tăng lên. Vấn đề đặt ra,phải tìm ra loại vật liệu mới có 
thể tận dụng các nguồn phế thải, thay thế được các nguồn vật liệu có nguồn gốc 
thiên nhiên, đảm bảo vấn đề về kinh tế - kỹ thuật và môi trường... Đứng trước 
thực tế đó, từ năm 2010 Nhà nước có quy định cấm sản xuất vật liệu nung bằng 
lò nung thủ công, khuyến khích sử dụng vật liệu không nung để bảo vệ môi 
trường, tiết kiệm nguồn khoáng sản đang cạn kiệt,... Do vâỵ, viêc̣ sử dụng vật 
liệu nhẹ trong xây dựng nói chung và xây dựng nhà cao tầng nói riêng đã trở 
thành yêu cầu bức thiết ở Việt Nam. Bê tông khí không chưng áp (BTKKCA) 
là loại vật liệu nhẹ có tiềm năng phát triển nhờ có khả năng cách âm, cách nhiệt 
tốt, quá trình sản xuất nhanh, rút ngắn thời gian thi công,... Tuy nhiên, cho đến 
nay loại vật liệu này vẫn chưa được nghiên cứu và sử dụng nhiều do còn một số 
hạn chế như: cường độ thấp (cường đô ̣nén thường nhỏ hơn 5,0MPa với khối 
lươṇg thể tích 700-800 kg/m3), độ co ngót lớn, độ hút nước cao và chất lượng 
không ổn định,... Việc nghiên cứu thiết kế và nâng cao chất lượng nhằm khắc 
phục một số hạn chế trên sẽ góp phần đưa loại vật liệu này vào sử dụng rộng rãi 
trong xây dựng ở Việt Nam. Đây cũng chính là hướng nghiên cứu xuyên suốt 
của luận án. 
2. Mục tiêu nghiên cứu 
Mục tiêu của đề tài đặt ra là nghiên cứu nâng cao chất lượng BTKKCA sử dụng 
cho các vách ngăn, cách nhiệt mái nhà cao tầng và nhà công nghiệp. 
3. Nội dung nghiên cứu của đề tài 
Với mục tiêu đặt ra như trên, đề tài sẽ thực hiện các nội dung nghiên cứu sau: 
- Tổng quan về tình hình nghiên cứu và sử dụng BTKKCA trên thế giới và 
ở Việt Nam. 
- Cơ sở khoa học của nghiên cứu chế tạo bê tông khí. 
- Nghiên cứu và đánh giá khả năng sử dụng các nguyên vật liệu sẵn có ở 
Việt Nam để sản xuất BTKKCA. 
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng và biện pháp nâng cao chất lượng của 
BTKKCA. 
- Nghiên cứu thiết kế tối ưu thành phần hỗn hợp BTKKCA. 
- Nghiên cứu thiết lập công nghệ sản xuất BTKKCA trong nhà máy và ứng 
dụng sản phẩm BTKKCA trong xây dựng 
- Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của việc sử dụng BTKKCA. 
 2 
4. Đối tượng và phạm vi nhiên cứu 
4.1. Đối tượng nghiên cứu 
Từ các loại nguyên vật liệu sử dụng, trong luâṇ án tiến hành nghiên cứu ảnh 
hưởng của các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của BTKKCA. Từ đó, tìm ra 
những cơ sở khoa học và biện pháp nâng cao chất lượng của BTKKCA, đề xuất 
dây chuyền công nghệ sản xuất gạch xây (blốc) và thi công lớp cách nhiệt mái 
nhà cao tầng và nhà công nghiệp ở Việt Nam. 
4.2. Phạm vi nghiên cứu 
Phạm vi nghiên cứu của luận án: Nghiên cứu chế tạo BTKKCA sử dụng tro bay 
nhiệt điện và bột nhôm có: 
- Khối lượng thể tích đạt 700 - 800 kg/m3. 
- Cường độ nén lớn hơn 5,0 MPa. 
5. Phương pháp nghiên cứu 
Trong nghiên cứu, đề tài đã sử dụng hai phương pháp: phương pháp tiêu chuẩn 
và phương pháp phi tiêu chuẩn, trong đó phương pháp tiêu chuẩn để xác định 
các tính chất của vật liệu sử dụng và xác định các tính chất của BTKKCA, và 
phương pháp phi tiêu chuẩn để xác định phương pháp tạo rỗng của hỗn hợp bê 
tông khí, thiết kế thành phần cấp phối BTKKCA và việc nghiên cứu ảnh hưởng 
của các nhân tố thành phần đến tính chất của bê tông bằng phương pháp quy 
hoạch thực nghiệm. 
6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luâṇ án 
Bê tông khí thường có cường độ thấp. Cường độ BTKKCA phụ thuộc vào 
nhiều yếu tố như cường độ vách ngăn giữa các lỗ rỗng, hình dáng kích thước 
của lỗ rỗng và sự phân bố của lỗ rỗng trong bê tông. Cường độ phần vữa tạo 
vách ngăn giữa các lỗ rỗng càng cao thì bê tông khí có cường độ càng cao. Các 
yếu tố ảnh hưởng đến cường độ của vách ngăn là nguyên liệu sử dụng (xi măng 
và cấu tử silic trong tro bay), tỷ lệ nước trên rắn, chế độ đóng rắn sau khi tạo 
hình, Bằng thuật toán quy hoạch thực nghiệm đề tài đã xác định được các 
nhân tố này ảnh hưởng đến tính chất và đặc biệt là đến cấu trúc vi mô của 
BTKKCA. Những kết quả này thể hiện rõ ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực 
tiễn của đề tài. 
7. Những điểm mới của luâṇ án 
Điểm mới của luâṇ án là đã sử dụng tro bay thay thế hoàn toàn cát trong chế tạo 
BTKKCA đạt được các yêu cầu đề ra. 
Đã xác lập được tỷ lệ tro bay/xi măng, độ mịn của tro bay và lượng phụ gia tạo 
khí (bột nhôm), loaị và lươṇg phu ̣gia siêu dẻo hợp lý làm tăng cường độ nén 
của BTKKCA từ 3,5 MPa lên trên 5,0 MPa trong khoảng KLTT 700-800 
kg/m3. 
 3 
Những kết quả vững chắc của nghiên cứu đã làm cơ sở tin cậy cho việc triển 
khai ứng dụng có hiệu quả vào một số công trình xây dựng ở nước ta. 
8. Cấu trúc của luận án 
Luận án gồm 5 chương, phần kết luận và kiến nghị, 59 tài liệu tham khảo và 4 
phụ lục. 
CHƯƠNG 1 
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÊ TÔNG KHÍ 
KHÔNG CHƯNG ÁP TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 
1.1. Khái niêṃ về bê tông khí 
Bê tông khí là một vật liệu đá nhân tạo không nung có chứa rất nhiều các lỗ 
rỗng gồm lỗ rỗng nhỏ, lỗ rỗng lớn và các dạng mao quản khác. Đây là sản 
phẩm được hình thành do quá trình thủy hóa và đóng rắn của chất kết dính (có 
thể là hỗn hợp xi măng, chất kết dính hỗn hợp hay chất kết dính vôi – cát) được 
trộn với nước và chất tạo rỗng, cùng với các loại vi cốt liệu phân tán khác. 
Về khía cạnh cấu trúc, BTK là một loại bê tông nhẹ chứa môṭ lươṇg lớn các lỗ 
rỗng nhỏ, kín có dạng hình cầu, có chứa khí hoặc hỗn hơp̣ khí và hơi nước có 
kích thước từ 0,5 - 2 mm phân bố môṭ cách đồng đều và đươc̣ ngăn cách nhau 
bằng những vách mỏng chắc. Cấu trúc của BTK được mô tả ở hình 1.1. 
Hình 1.1. Cấu trúc bê tông khí 
(a) Ảnh chụp sản phẩm nghiên cứu thực tế, (b) Ảnh minh họa 
BTKKCA có ưu điểm là công nghệ đơn giản, dễ sản xuất, tốn ít năng lượng, 
tính chất của sản phẩm cơ bản thỏa mãn yêu cầu sử dụng. Tuy nhiên, trong quá 
trình sử dụng những loại sản phẩm này không tránh khỏi những nhược điểm 
như co ngót lớn (đến 2-4 mm/m) [3, 16, 60], độ hút ẩm lớn, kém ổn định. Để 
giảm co ngót và cải thiện tính ổn định của BTKKCA người ta đã dùng các biện 
pháp để giảm lượng nước nhào trộn và bổ sung thêm vào hỗn hợp nguyên liệu 
thành phần hạt vi cốt liệu hợp lý. Có nhiều tài liệu [48, 49, 58] chứng minh 
mỏng chắc [1]. Cấu trúc của BTK được mô tả ở hình 1.1. 
(a) Ảnh chụp thực tế (b) Ảnh minh họa 
Lỗ rỗng 
Vách ngăn 
 4 
rằng, khi cho vào hỗn hợp bê tông khí một lượng tro bay thì độ co ngót và tính 
lưu biến của hỗn hơp̣ bê tông khí không chưng áp giảm đi đến hơn 2 lần. 
BTK chịu ảnh hưởng của các yếu tố có thể kể đến là [14]: 
- Chất lượng của xi măng pooclăng, thành phần Silic (hàm lượng SiO2, 
Al2O3, Fe2O3). 
- Tỷ lệ thành phần Silic (tro bay) và xi măng. 
- Đặc tính và lượng dùng của các chất tạo rỗng, cấu trúc vĩ mô mới xuất 
hiện. 
- Độ phân tán của các cấu tử thường được xác định theo tỷ diện tích và 
thành phần hạt của các cấu tử (lượng sót trên sàng 0,09 và 0,063, lượng lọt 
qua sàng 0,063). 
- Tỷ lệ các cỡ hạt của hỗn hợp nguyên liệu, có các tỷ diện tích khác nhau và 
diện tích bề mặt của cấu trúc vĩ mô mới xuất hiện. 
- Tỷ lệ nước trên tổng lượng các chất rắn. 
- Chiều cao và kích thước của khuôn. 
- Nhiệt độ của khối khi bắt đầu và kết thúc quá trình nở phồng. 
- Chế độ công nghệ: khi trộn các cấu tử của hỗn hợp BTK (máy trộn trục 
đứng, turbin, chấn động...), khi vận chuyển từ vị trí tạo hình đến vị trí cắt 
đầu thừa,... 
1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng bê tông khí trên thế giới 
Công nghệ sản xuất BTKKCA đươc̣ phát triển và đăng ký cấp bằng sáng chế 
đầu tiên cho tác giả Hoffman, Cộng hòa Séc năm 1889. Sau đó, năm 1914 
người ta đã sử dụng Ca(OH)2 và bột nhôm làm chất tạo khí trong hỗn hợp xi 
măng do Aysworth và Dyer – người Mỹ phát minh. 
Năm 1917, một sáng chế khác của Hà Lan sử dụng chất tạo khí. Các sáng chế 
sau này liên quan đến phản ứng giữa bột kẽm và các chất kiềm trong hỗn hợp xi 
măng, oxi già, natri hoặc canxi Hypochlorite- Ca(ClO)2 và tạo bọt khí. 
Năm 1919, bột kim loại sinh khí của Grosche - Đức phát minh. Bột nhôm được 
xem như môi trường xúc tác phổ biến nhất, khí có thể kiểm soát từ việc sinh ra 
các bong bóng khí H2 có kích thước phù hợp. 
Tuy nhiên, việc sản xuất và sử dụng rộng rãi BTK chỉ bắt đầu vào những năm 
1920. Năm 1922, người ta đề xuất tạo khí bằng ôxýt kép hyđrô H2O2. 
Năm 1923, ở Đan Mạch người ta bắt đầu sản xuất bê tông bọt. 
Năm 1924, ở Thụy Điển bắt đầu sản xuất bê tông khí bằng xi măng - vôi - cát 
và dùng bột nhôm làm chất tạo khí. 
Năm 1933, các nhà khoa học Thụy Sỹ đã đưa ra công nghệ sản xuất bê tông khí 
bằng phương pháp chưng áp, sử dụng chất kết dính xi măng - vôi - cát nghiền. 
Năm 1924, Tiến sĩ Erikson được cấp bằng sáng chế "bê tông khí chưng áp". 
 5 
Năm 1928, Liên Xô cũ bắt đầu nghiên cứu triển khai sản xuất bê tông khí bằng 
phương pháp tạo khí đến nay đã đạt trình độ cao 
Ngày nay, BTKCA được phát triển mạnh ở các nước công nghiệp phát triển 
như: Cộng hòa Liên bang Đức, Cộng hòa Séc, Mỹ, BaLan, Cộng hòa Liên bang 
Nga,... Trình độ công nghệ đạt đến mức độ rất cao (Tự động, cơ giới hóa, điều 
khiển trung tâm ) với nguyên vật liệu là xi măng - vôi - tro xỉ nghiền mịn hoặc 
xi măng - vôi - cát nghiền mịn. 
Theo thống kê năm 2011, đã có gần 50 nước sản xuất BTKCA được phân bố 
chủ yếu ở các vùng hàn đới, ôn đới và một số nước vùng nhiệt đới. 
1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng bê tông khí ở Việt Nam 
Các đơn vị có nghiên cứu BTKKCAphải kể đến là Viện KHCN xây dựng, Viện 
VLXD, Viện NCTL, Viện GTVT, trường ĐHXD, trường ĐHBK Hà Nội, 
trường ĐHBK Tp. HCM. 
Vào các năm 1988-1990 tại Viện KHCN xây dựng đã thiết kế và lắp đặt 1 dây 
chuyền sản xuất bê tông khí rắn chắc tự nhiên công suất 5000 m3/năm. 
Đến năm 2004, Viện KHCN xây dựng thực hiện đề tài nghiên cứu cấp Bộ [21] 
về Nghiên cứu sử dụng vật liệu nhẹ cho nhà và công trình gồm 5 phần trong đó 
có phần 1 là nghiên cứu sử dụng BTKKCA. Viện đã sử dụng xi măng Nghi Sơn 
PCB40, chất tạo khí- bột nhôm AK-1, cát nghiền, vôi để chế tạo BTKKCA 
với cường độ nén đạt (2,65 – 3,30) MPa đối với KLTT = 700 kg/m3; (3,50 – 
4,20) MPa đối với KLTT = 800 kg/m3; (6,00 – 7,30) MPa đối với KLTT = 
1000 kg/m3. 
Ngoài các đơn vị nghiên cứu trên, đã có một số công ty đã đầu tư sản xuất BTK 
như Công ty cổ phần đầu tư và bê tông Thịnh Liệt, Công ty đầu tư phát triển 
nhà và khu công nghiệp Đồng Tháp, Công ty cổ phần sản xuất bê tông nhẹ và 
xây dựng Thiên Giang, Công ty Vĩnh Đức thuộc tập đoàn Thái Hưng... 
Hiện nay, cả nước có 11 nhà máy sản xuất BTKCA với tổng công suất 1.700 
m3/năm. 
Ở Việt Nam, đã có một số đề tài nghiên cứu sản xuất BTKKCA, tuy nhiên 
cường độ sản phẩm vẫn còn hạn chế (khoảng 2,5-5,0 MPa) trong khi khối 
lượng thể tích còn tương đối lớn (khoảng 700 – 1000 kg/m3). 
Vật liệu xây dựng không nung (chủ yếu là bê tông khí) đã được Bộ xây dựng 
định hướng phát triển từ những năm 90 của thế kỷ trước và dự kiến đến năm 
2010 bê tông khí đạt 30% sản lượng vật liệu không nung. Xong đến nay,BTK 
chỉ sản xuất được một khối lượng nhỏ (8%) [6]. Để đẩy mạnh phát triển vật liệu 
xây dựng không nung tháng 6/2010 hội VLXD Việt Nam đã tổ chức hội thảo 
“Vật liệu xây dựng không nung – Thời cơ, giải pháp, hiệu quả”. 
 6 
Để định hướng phát triển vật liệu xây dựng không nung Thủ tướng Chính phủ 
đã ra quyết định số 567/QĐ-TTG ngày 28/4/2010 phê duyệt chương trình phát 
triển vật liệu xây dựng không nung đến 2020 [7]. Quyết định của Thủ tướng 
chính phủ đã được các nhà đầu tư đặc biệt quan tâm. 
Kết luận chương 1 
Qua phân tích tổng quan cho thấy, BTKCA đã và đang được đầu tư xây dựng, 
sản xuất mạnh mẽ ở Việt Nam trong thời gian tới. Tuy vậy, loại bê tông này 
cũng tồn tại nhiều nhược điểm như vốn đầu tư ban đầu cao, sản phẩm có độ hút 
nước lớn,... Từ đó cho thấy, việc nghiên cứu và chế tạo BTKKCA có tiềm năng 
rất lớn nhờ có khối lượng thể tích nhỏ, khả năng cách âm, cách nhiệt tốt, công 
nghệ sản xuất đơn giản, vốn đầu tư ban đầu thấp và tiết kiệm nguyên liệu. Hiện 
nay, việc sản xuất và sử dụng loại vật liệu này ở Việt Nam vẫn còn một số hạn 
chế như cường độ thấp, độ co ngót lớn, độ hút nước cao và chất lượng kém ổn 
định,... Do đó, việc nghiên cứu khắc phục những hạn chế trên giúp nâng cao 
hiệu quả sử dụng BTKKCA được đặt ra trong luận án này nhằm đưa loại vật 
liệu này vào sử dụng rộng rãi trong xây dựng ở Việt Nam là rất cần thiết. 
CHƯƠNG 2 
CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TÔNG KHÍ 
2.1. Cơ sở của sự hình thành cấu trúc rỗng trong bê tông khí. 
2.1.1. Phương pháp taọ rỗng cho bê tông khí 
Để tạo rỗng cho BTK người ta dùng chất tạo khí trộn đều với hỗn hợp bê tông 
đã được nhào trộn gồm chất kết dính (CKD), thành phần silic và một lượng 
nước cần thiết, sản phẩm khí tạo ra làm cho hỗn hợp bê tông nở phồng trong 
khuôn. Sau khi kết thúc quá trình tạo khí hỗn hợp bê tông rỗng này rắn chắc lại, 
tạo thành BTK. 
Hiện nay, bột nhôm là chất tạo khí được dùng phổ biến nhất. Bột nhôm ở dạng 
bột mịn gồm các hạt dạng vẩy có đường kính 20- 50 µm, dày 1 - 3 µm có độ 
nghiền mịn tương ứng S = 7000 ÷ 10000 cm2/g, được cách ly với không khí và 
ẩm bằng một màng rất mỏng paraphin hoặc stearin bao phủ bề mặt ngay trong 
quá trình chế tạo. 
Để có cấu trúc rỗng hợp lý, tức là cấu trúc rỗng gồm các lỗ rỗng kín, không 
thông nhau, kích thước nhỏ và được phân bố đều khắp trong toàn bộ thể tích bê 
tông, để đảm bảo sao cho quá trình tạo khí và phồng nở xảy ra thuận lợi cần tạo 
ra và duy trì nhiệt độ thích hợp, đảm bảo đủ các chất phản ứng, dùng bột nhôm 
có độ phân tán cao và phân bố thật đồng đều các hạt bột nhôm trong hỗn hợp bê 
tông, đảm bảo cho hỗn hợp bê tông có độ lưu động phù hợp trong từng giai 
đoạn của quá trình tách khí. 
 7 
Khi các điều kiện khác đã đảm bảo được thì yếu tố quan trọng nhất để tạo nên 
cấu trúc rỗng tối ưu trong BTK là phải điều khiển được tính chất dẻo nhớt của 
hỗn hợp bê tông sao cho phù hợp với động học của quá trình tách khí và phồng 
nở. 
2.1.2. Quá triǹh thủy hóa và phát triển vi cấu trúc của hê ̣xi măng – tro 
bay 
Trong hệ xi măng - tro bay - nước, tro bay tham gia vào quá trình thủy hóa của 
xi măng, đóng rắn và phát triển cường độ. Xi măng thuỷ hoá tạo ra sản phẩm 
phụ canxi hydroxit. Sản phẩm này phản ứng với các cấu tử có trong tro xỉ tạo 
thành sản phẩm có tính chất kết dính làm tăng cường độ của xi măng. 
Các sản phẩm thủy hóa được tạo thành đã làm tăng tỷ lệ rắn/lỏng trong hệ và 
tạo cho hê ̣xi măng- tro bay có cường độ dài ngày cao hơn so với mẫu xi măng. 
Kết quả xác định mức độ phân bố các lỗ rỗng trong đá xi măng- tro bay cũng 
chứng minh điều này. Trong hệ xi măng - tro bay, lượng các lỗ rỗng, nước tự 
do và canxi hydroxit ít hơn nhiều so với xi măng thông thường. Đây là nguyên 
nhân làm tăng tính b ... a khối lượng thể tích và cường độ: A= Rn
(mvb
k )
2 
 Trong đó: Rn- cường độ nén (daN/cm2) 
 mvb
k - khối lượng thể tích bê tông ở trạng thái khô (kg/l) 
Hình 4.27. Đồ thị thể hiện giá trị hệ số phẩm chất của từng cấp phối 
Như vậy, nếu chỉ so sánh giá trị đạt được của thử nghiệm 19 cấp phối này, cấp 
phối 10 sẽ cho giá trị hệ số chất lượng cao nhất, tương ứng với các giá trị biến 
mã X1 = -1,682, X2 = 0, X3 = 0, và các giá trị biến thực là Hệ số C = 0,65, S = 
4000 cm2/g, r = 50%, kết quả đạt được với Khối lượng thể tích là 766,8 kg/m3, 
Rn = 7,09 MPa. Đây chỉ là giá trị tương đối và có thể chưa phải là giá trị tối ưu 
cuối cùng vì mới chỉ là so sánh kết quả cụ thể của 19 cấp phối thí nghiệm. 
Qua khảo sát và tính toán sử dụng lý thuyết toán học thì giá trị lớn nhất về hệ 
số chất lượng A với điều kiện khối lượng thể tích nằm trong phạm vi 700-800 
kg/m3, và cường độ nén > 5MPa, đạt được là A = 134,4 với các biến mã tối ưu 
là X1 = -1,682, X2 = 1,234, X3 = 0,691. Kết quả khối lượng thể tích và cường 
độ nén tương ứng tại các giá trị biến mã này là 700,0 kg/m3 và 6,59 MPa. 
Kết quả so sánh về việc tính toán cấp phối tối ưu theo các mục tiêu khác nhau 
thể hiện ở Bảng 4.17. 
Bảng 4.17. Bảng tính toán cấp phối tối ưu theo các hàm mục tiêu khác 
nhau 
Cách 
tính 
Hàm mục tiêu 
KLTT, 
kg/m3 
Rn, MPa X1 X2 X3 
1* A 760 7,04 -1,682 0,000 0,000 
2** A 700 6,59 -1,682 1,234 0,691 
* Chỉ so sánh kết quả thưc̣ nghiêṃ 20 cấp phối với nhau 
** Tìm tối ưu theo lý thuyết toán học dựa trên hàm Rn ( 5 MPa) (phần 4.5.1) và 
0
20
40
60
80
100
120
140
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
H
ệ 
số
 p
h
ẩm
 c
h
ất
Cấp phối
 21 
KLTT (700-800 kg/m3) (phần 4.5.2) 
Như vậy cấp phối tối ưu BTKKCA như sau: 
Bảng 4.18. Điểm tối ưu của biến mã và giá trị tương ứng của biến thực 
CP 
Biến mã Biến thực 
X1 X2 X3 
ξ1 ξ2 ξ3 
Hệ số C S, cm2/g Al, kg 
Tối ưu -1,682 1,234 0,691 0,65 4356 0,604 
Bảng 4.19. Cấp phối BTKKCA tối ưu 
4.7. Phân tích vi cấu trúc của bê tông khí không chưng áp 
Sau khi tìm đươc̣ cấp phối BTKKCA tối ưu, đề tài tiến hành chup̣ ảnh vi cấu 
trúc SEM (hình 4.28) để xem xét, đánh giá. 
Hiǹh 4.28. Hiǹh ảnh vi cấu trúc SEM của BTKKCA cấp phối tối ưu 
nghiên cứu với đô ̣phóng đaị 50 , 1000 , 4000 , 8000 
CP TB X Vôi Bột nhôm N PGSD KLTT Rn, MPa 
Tối ưu 251 351 35,1 0,61 174 2,3 700,0 6,59 
 22 
Các hình ảnh SEM cho thấy rõ ràng các boṭ khí daṇg hình cầu với kích thước 
khá đồng đều từ 0,1-1mm và không thông nhau. Các thành vách của các lỗ rỗng 
BTKKCA khá đăc̣ chắc. 
4.8. So sánh chất lượng của NAAC với AAC theo cách tính hệ số chất 
lượng AAC 
Hệ số chất lượng AAC [19], tính theo công thức: A= Rn/0,016 (KLTT)². 
Hệ số chất lượng NAAC của cấp phối tối ưu trong nghiên cứu đạt được là: 
ANC = 6,59/(0,016 ×0,72) = 840,6 
Cũng theo cách tính như vậy, tài liệu [19] đã thống kê được hệ số chất lượng 
AAC của 09 đơn vị sản xuất giảm dần cho thấy chất lươṇg BTKKCA của đề tài 
nghiên cứu nằm giữa khoảng chất lươṇg của Xela (Thươṇg Hải)- vi ̣trí thứ 3 và 
V-Block- vi ̣trí thứ 4. 
4.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ N/R đến cường độ nén, độ hút nước và KLTT của 
BTKKCA 
4.9.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ N/R đến cường độ nén của BTKKCA 
Hình 4.31. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giưa tỷ lệ N/R và cường độ nén 
Nhận xét: Qua đồ thị hình 4.31 cho thấy: khi tỷ lệ N/R tăng từ 0,22 đến 0,24 thì 
cường độ nén BTKKCA có xu hướng gia tăng; khi tỷ lệ N/R tăng từ 0,24 đến 
0,30 thì cường độ nén của BTKKCA có chiều hướng giảm đi. 
y = -889.29x2 + 418.93x - 42.416
R² = 0.974
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
0.2 0.22 0.24 0.26 0.28 0.3
C
ư
ờ
n
g
 đ
ộ
 n
én
 t
ru
n
g
 b
ìn
h
 (
M
P
a
)
Tỷ lệ N/R
 23 
4.6.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ N/R đến độ hút nước của BTKKCA 
Hình 4.32. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tỷ lệ N/R và độ hút nước 
Nhận xét: Qua đồ thị hình 4.32 cho thấy: tỷ lệ N/R tăng thì độ hút nước của 
BTKKCA có xu hướng tăng do đô ̣rỗng của bê tông tăng lên. Tuy nhiên ở tỷ lê ̣
N/R là 0,24 và 0,30 đô ̣ hút nước của BTKKCA giảm có thể do cấu trúc các 
vách ngăn của lỗ rỗng trong BTKKCA ít thông nhau hơn. 
4.9.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ N/R đến khối lượng thể tích của BTKKCA 
Hình 4.33. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tỷ lệ N/R và KLTT 
Nhận xét: Qua đồ thị hình 4.33 cho thấy: khi tỷ lệ N/R tăng thì khối lượng thể 
tích của BTKKCA có xu hướng giảm. 
14.8
14.0
15.7
16.6
16.3
13
14
15
16
17
0.22 0.24 0.26 0.28 0.30
Đ
ộ
 h
ú
t 
n
ư
ớ
c 
(H
p
)
Tỷ lệ N/R
y = -27321x2 + 11032x - 233.97
R² = 0.9899
600
650
700
750
800
850
900
0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30
K
h
ố
i 
lư
ợ
n
g
 t
h
ể 
tí
ch
 (
k
g
/m
3
)
Tỷ lệ N/R
 24 
4.10. Hệ số dẫn nhiệt của NAAC 
Kết quả đo hệ số dẫn nhiệt của BTKKCA đươc̣ xác điṇh theo TCVN 
9030:2011 tại Trung tâm nghiên cứu và ứng duṇg Vật liệu Xây dựng Nhiệt đới 
được ghi lại như bảng 4.24. 
Bảng 4.24. Hệ số dẫn nhiệt của NAAC 
Mẫu 
Hiệu điện 
thế nguồn 
(V) 
Cường độ 
dòng điện 
(A) 
Nhiệt độ 
thanh nhiệt 
(oC) 
Nhiệt độ 
tâm mặt 
ngoài (oC) 
Hệ số dẫn 
nhiệt 
(W/moC) 
1 73,2 0,541 84,9 57,1 0,472 
2 73,2 0,541 84,9 56,9 0,471 
3 81,6 0,604 89,9 59,4 0,519 
4 81,6 0,604 89,9 59,4 0,518 
5 76,7 0,567 84,4 56,6 0,532 
6 76,7 0,567 84,4 57,7 0,536 
Kết luận chương 4 
Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm bậc 2 tâm xoay bâc̣ hai tối ưu 
(cường độ và khối lượng thể tích) và sự hỗ trợ của phần mềm Design Expert đề 
đã tìm ra được cấp phối tối ưu của BTKKCA. 
Qua nghiên cứu cấp phối tối ưu đề tài đã giảm được lượng dùng xi măng nhưng 
vẫn đảm bảo BTKKCA có các tính chất vượt trội so với các sản phẩm đang có 
trên thị trường Việt Nam. Sản phẩm BTKKCA của đề tài có khối lượng thể tích 
danh nghĩa thuộc nhóm D700 nhưng cường độ đạt cấp B5. 
Môṭ số kết luâṇ có thể rút ra từ kết quả nghiên cứu này bao gồm: 
- Hoàn toàn chế taọ đươc̣ loại BTKKCA với cường độ được nâng cao lớn 
hơn 5 MPa, khối lượng thể tích nhỏ hơn 800 kg/m3 và độ co ngót giảm 
nhỏ hơn 0,78 mm/m. Cấp phối tối ưu tìm đươc̣ là XM: TB: V: BN: N: 
PGSD = 351: 251: 35,1: 0,61: 174 (tính theo kg/m3) để chế tạo loại 
BTKKCA có khối lượng thể tích 700kg/m3 và cường độ nén 6,59MPa. 
- Sử dụng phụ gia siêu dẻo polycarboxylate và tro bay thay thế cát nghiền 
làm tăng cường độ của vách ngăn mà không làm tăng khối lượng thể tích 
của bê tông khí. 
- Phụ gia siêu dẻo làm giảm tỷ lệ N/CKD do đó làm tăng tốc độ thủy hóa 
của xi măng, tăng nồng đô ̣CH, tăng tốc đô ̣phản ứng giữa bôṭ Al và CH, 
rút ngắn thời gian nở phồng của hỗn hợp bê tông. Trong khoảng sử dụng 
PGSD từ 0.6-0,8% xi măng, khi lượng sử dụng PGSD càng tăng thì tốc độ 
thủy hóa và nở phồng của bê tông càng tăng. 
Từ kết quả đạt được trong phòng thí nghiệm là cơ sở vững chắc để triển khai 
công nghệ và ứng dụng sản xuất và thi công các công trình xây dựng thực tế. 
 25 
CHƯƠNG 5 
ỨNG DỤNG BÊ TÔNG KHÍ KHÔNG CHƯNG ÁP TRONG ĐIỀU KIỆN 
VIỆT NAM 
5.1. Sản xuất bê tông khí không chưng áp trong nhà máy 
5.1.1. Chuẩn bị khuôn và mặt bằng sản xuất. 
5.1.2. Trộn hỗn hợp và tạo hình 
5.1.3. Cắt và tháo dỡ sản phẩm 
5.1.4. Dưỡng hộ sản phẩm 
5.1.5. Đánh giá chất lượng sản phẩm 
5.1.6. Quy trình xây blốc BTKKCA 
Khi các viên xây (gạch blốc) đã đạt cưòng độ thiết kế được đưa đến xây tại 
công trình. Công tác nghiệm thu chất lượng blốc xây được thực hiện trước khi 
xuất xưởng. Các blốc xây được vận chuyển và tập kết đến vị trí xây và được 
xếp thành kiêu. Blốc bê tông khí được sử dụng để xây tường bao che bên ngoài 
và tường ngăn bên trong công trình . Quy trình xây blốc bê tông khí được tiến 
hành theo trình tự sau: 
Công tác chuẩn bị 
- Tập kết blốc đến nơi xây. 
- Vữa xây là vữa xi măng có phụ gia Polyme biến tính, vữa xi măng cát, 
vữa tam hợp mác 50#. Vữa phải dẻo và phù hợp với quy định thiết kế; 
- Chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ cần thiết để xây như dao xây, bay, thước, 
dây, quả dọi... 
- Vệ sinh sạch sẽ và tưới nước lên nền trước khi xây. Nếu sử dụng vữa có 
phụ gia Polyme biến tính thì Blốc không cần tưới nước trước khi xây. 
- Tưới nước lên blốc trước khi xây nếu thi công trong điều kiện nắng nóng 
hoặc khô hanh; 
Công tác xây, trát 
Sau khi sử dụng Bloc BTKKCA cho một số công trình chúng tôi rút ra được 
một số kinh nghiệm sau : 
- Rải đều vữa lên bề mặt gạch blốc và ray nhẹ. Chiều dày mạch vữa khoảng 
5 - 10mm; 
- Trong quá trình xây phải miết mạch ngang và mạch đứng sao cho mạch 
vữa được đầy và sạch sẽ; 
- Sử dụng các viên gạch blốc nguyên để xây ở các vị trí quan trọng như đầu 
tiếp giáp với cột, cạnh cửa; 
- Bề mặt tường xây phải phẳng; 
- Không xây tường cao quá 2m trong thời gian 24h; 
 26 
- Không được va chạm, dựa các vật nặng hoặc làm chấn động vào tường 
mới xây; 
- Sau khi vữa xây đã có cường độ, có thể tiến hành trát tường; 
- Sử dụng vữa xi măng cát mác 25 50# để trát tường với chiều dày 10  
15mm; 
- Phun nước lên tường đã trát để bảo dưỡng trong điều kiện nắng nóng hoặc 
khô hanh. 
5.2. Thi công BTKKCA chống nóng lớp mái tại công trình 
5.2.1. Quy trình thi chống nóng lớp mái 
- Chuẩn bị vật tư thiết bị: 
- Chuẩn bị mặt bằng thi công. 
- Quá trình thi công. 
5.2.2. Các ứng dụng thực tế 
- Tạo cốt và cách nhiệt mái 
- Cách nhiệt, cách âm mái 
- Tường nhà Gạch Blốc 
5.3. Đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật 
Việc sản xuất và sử dụng BTKKCA dùng xi măng, tro bay (thay thế hoàn toàn 
cát), bột nhôm, phụ gia siêu dẻo và nước đã đem lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật 
cao. 
Kết luận chương 5 
Đề tài đã nghiên cứu và triển khai một dây chuyền công nghệ sản xuất 
BTKKCA thực tế tại Công ty CP đầu tư xây dưng và bê tông Vĩnh Tuy – UDIC 
Hà Nội Việt Nam. Và tổ chức thi công trưc tiếp sản phẩm BTKKCA trên mái 
cách nhiệt cho công trình. Bên cạnh đó đề tài cũng hoàn thiện được các bước 
tiến hành sản xuất bê tông khí và khả năng ứng dụng chúng rộng rãi vào các 
công trình xây dựng. Ngoài quy trình sản xuất đề tài cũng xây dựng quy trình 
thi công xây gạch bê tông khí vào trong thực tế. Điều này có ý nghĩa quan 
trọng, nó nghiên cứu được các yêu tố ảnh hưởng đến các quá trình sản xuất và 
thi công bê tông khí. Đó là cơ sở để hoàn thiện công nghệ sản xuất và thi công. 
Hướng tới mục đích triển khai ứng dụng rộng rãi sản phẩm BTKKCA trong các 
công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. 
KẾT LUẬN 
Sau khi nghiên cứu đánh giá tổng quan về tình hình nghiên cứu và sử dụng 
BTKKCA trên thế giới và ở Việt Nam, đặc biệt là những tồn tại của BTKKCA 
đề tài lựa chọn đề tài để tiến hành nghiên cứu: “Nghiên cứu nâng cao chất 
lượng bê tông khí không chưng áp sử dụng cho các công trình nhà cao tầng và 
nhà công nghiệp” và đã đặt ra các vấn đề khoa học cần giải quyết. Từ việc 
nghiên cứu khảo sát, đánh giá và lựa chọn được các nguyên liệu thành phần chế 
 27 
tạo BTKKCA bao gồm các thành phần cơ bản như thành phần silic là tro bay, 
chất kết dính gồm xi măng và bột vôi sống, chất tạo rỗng là bột nhôm, và phụ 
gia siêu dẻo, đề tài đã tiến hành nghiên cứu nâng cao chất lượng BTKKCA. 
Một số kết luận chính của luận án được rút ra như sau: 
1. Chất lượng của BTKKCA được cải thiện khi tăng cường độ của phần vữa 
tạo vách ngăn giữa các lỗ rỗng tổ ong, cải thiện cấu trúc lỗ rỗng của bê 
tông. Kết quả nghiên cứu là loại BTKKCA với cường độ được nâng cao 
lớn hơn 5 MPa, khối lượng thể tích nhỏ hơn 800 kg/m3 và độ co ngót giảm 
nhỏ hơn 0,78 mm/m. 
2. Sử dụng phụ gia siêu dẻo polycarboxylate và tro bay thay thế cát nghiền 
có thể tăng được cường độ của vách ngăn mà không làm tăng khối lượng 
thể tích của bê tông khí. 
3. Phụ gia siêu dẻo làm giảm tỷ lệ N/CKD do đó làm tăng tốc độ tỏa nhiệt 
của xi măng rút ngắn thời gian nở phồng của hỗn hợp bê tông. Trong 
khoảng sử dụng PGSD từ 0-0,8% xi măng, khi lượng sử dụng PGSD càng 
tăng thì tốc độ tỏa nhiệt và nở phồng của bê tông càng tăng. 
4. Độ mịn của tro bay có ảnh hưởng đến cường độ của BTKKCA theo quy 
luật: ở cùng một tỷ lệ sử dụng, độ mịn tro bay càng tăng thì cường độ bê 
tông càng tăng. Có thể tạo ra loại tro bay có độ mịn theo yêu cầu bằng 
cách phối hợp giữa tro bay loại bình thường và tro bay siêu mịn dựa trên 
các hàm đã tính toán. Độ mịn hợp lý của tro bay trong nghiên cứu này là 
khoảng 4300 cm2/g. 
5. Luận án đã nghiên cứu và thiết kế được cấp phối BTKKCA hợp lí dựa 
trên kết quả ứng dụng toán quy hoạch thực nghiệm. Kết quả tính toán 
thành phần hợp lý của bê tông như sau: XM: TB: V: BN: N: PGSD = 351: 
251: 35,1: 0,61: 174 (tính theo kg/m3) để chế tạo được loại BTKKCA có 
khối lượng thể tích 700kg/m3 và cường độ nén 6,59MPa. 
Từ kết quả nghiên cứu của đề tài, luận án đã thiết lập được dây chuyền sản xuất 
trong nhà máy và triển khai ứng dụng ở một số công trình thực tế và mang lại 
hiệu quả kinh tế - kỹ thuật trong cả hai lĩnh vực là sản xuất blốc BTKKCA và 
chống nóng trên mái công trình. Căn cứ vào các phân tích kỹ thuật có thể giảm 
tải trọng công trình 25-30%. Bên cạnh đó lợi nhuận trong quá trình sản xuất 1 
năm theo phân tích với công suất 15000m3 sản phẩm/năm (tương đương 10 
triệu viên gạch đất nung tiêu chuẩn) là khoảng 4,5 tỷ đồng. 
KIẾN NGHỊ 
1. Đề xuất hướng nghiên cứu nâng cao chất lượng BTKKCA ở các KLTT 
hơn 500 - 600 kg/m3. 
2. Nghiên cứu chế tạo BTKKCA cách nhiệt có KLTT: 300 - 400 kg/m3. 
3. Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và tự động hóa dây chuyền sản sản 
xuất các sản phẩm blốc BTKKCA. 
 28 
 CÔNG TRÌNH KHOA HỌC 
1. Hoàng Văn Tiến (2004), Công nghệ sản xuất gach Block Bê tông khí 
tại Công ty bê tông và xây dựng Thịnh Liệt. Hội thảo khoa học toàn 
quốc – Công sản xuất và sử dụng Bê tông đặc biệt – TSC. 
2. Hoàng Văn Tiến (2010), Công nghệ sản xuất gạch Block Bê tông khí 
không chưng áp dùng cho xây tường ngăn, tường bao che và thi công 
cách nhiệt mái cho một số công trình xây dựng. Thông tin khoa học 
công nghệ Bê tông – Hội công nghiệp Bê tông Số 3/2010. 
3. Hoàng Văn Tiến (2010), Một số kinh nghiệm triển khai nghiên cứu sản 
xuất và ứng dụng Bê tông khí không chưng áp. Hội thảo Hội công 
nghiệp Bê tông nhiệm kỳ III tháng 11/2010. 
4. Hoàng Văn Tiến (2011). Phương pháp thiết kế thành phần nguyên liệu 
Bê tông AAC. Tạp chí Vật liệu xây dựng – Hội Vật liệu xây dựng Việt 
Nam. 
5. Hoàng Văn Tiến (2010), Nguyên nhân AAC không ổn định khi đổ đúc 
tạo phôi. Tạp chí Vật liệu xây dựng – Hội Vật liệu xây dựng Việt Nam 
số 11/2011. 
6. Nguyễn Trọng Lâm, Hoàng Văn Tiến và Nguyễn Văn Tuấn (2014), 
Nghiên cứu nâng cao chất lượng Bê tông khí không chưng áp sử dụng 
xây dựng ở Việt Nam. Tạp chí Xây dựng – Bộ Xây dựng, Số 11/2014, 
trang 92-95. 
7. Hoàng Văn Tiến, Nguyễn Trọng Lâm và Nguyễn Văn Tuấn (2015), 
Thiết kế cấp phối Bê tông khí không chưng áp sử dụng Tro bay và Phụ 
gia siêu dẻo. Tạp chí Xây dưng – Bộ Xây dựng, Số 6/2015, trang 83-87.