Vật liệu xây dựng cấu tạo đất sét xây dựng

Vật liệu nung hay các loại gốm xây dựng là loại vật liệu được sản xuất ra từ nguyên liệu chính là đất sét.  Bằng cách tạo hình và được nung ở nhiệt độ cao. Do quá trình thay đổi lý, hóa trong khi nung nên loại vật liệu gốm xây dựng có tính chất khác hẳn so với nguyên liệu ban đầu.

Trong xây dựng,  vật liệu gốm thường được dùng trong nhiều chi tiết kết cấu của các công trình từ khối xây, lát nền, ốp tường cho đến cốt liệu rỗng (keramzit) cho loại bê tông nhẹ. Ngoài ra các sản phẩm như sứ vệ sinh là những vật liệu không thể thiếu được trong xây dựng. 

Các sản phẩm gốm có tính bền axít, bền nhiệt được dùng nhiều trong công nghiệp hóa học, luyện kim và một số các ngành công nghiệp khác.Vật liệu gốm vẫn còn có những hạn chế là giòn, dễ vỡ, và tương đối nặng, khó cơ giới hóa trong xây dựng đặc biệt là với loại gạch xây và ngói lợp.

Phân loại các sản phẩm đất sét xây dựng

Sản phẩm đất sét xây dựng rất đa dạng về chủng loại và cả tính chất. Để phân loại chúng người ta thường dựa vào những cơ sở sau :


Theo từng công dụng vật liệu đất sét được chia ra :

  • Vật liệu xây : Có các loại gạch đặc, gạch 2 lỗ, gạch 4 lỗ.
  • Vật liệu lợp : Gồm các loại ngói.
  • Vật liệu lát : được chia ra tấm lát nền . lát đường, lát vỉa hè.
  • Vật liệu ốp : thì có ốp tường nhà, ốp cầu thang, ốp trang trí.
  • Sản phẩm về kỹ thuật vệ sinh : Chậu rửa, bồn tắm, bệ xí.
  • Sản phẩm dùng cách nhiệt, cách âm : Các loại gốm xốp.
  • Sản phẩm có tính chịu lửa : Gạch samốt, gạch đi nát.

Theo cấu tạo vật liệu đất sét sẽ được chia ra :

  • Gốm đặc : Có độ rỗng r ≤ 5% như gạch ốp, lát, ống thoát nước.
  • Gốm rỗng : Có độ rỗng r > 5% như gạch xây các loại, gạch lá nem.

Theo các phương pháp sản xuất vật liệu đất sét được chia ra:

  • Gốm tinh: thường có cấu trúc hạt mịn, sản xuất khá phức tạp như gạch trang trí, sứ vệ sinh.
  • Gốm thô: thường có cấu trúc là hạt lớn, sản xuất đơn giản như gạch ngói, tấm lát, ống nước.

Nguyên vật liệu chứa trong đất sét

Nguyên liệu chính để sản xuất ra vật liêu nung đó là đất sét. Ngoài ra còn 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 alumôsili, cát ngậm nước (nAl2O3.mSiO2.pH2O) chúng được tạo thành là do fenspát bị phong hóa.

Tùy theo điều kiện của từng môi trường mà các khoáng tạo ra sẽ có thành phần khác nhau, khoáng caolinit 2SiO2.Al2O3.2H2O và loại khoáng montmôrilonit 4SiO2.Al2O3.nH2O là hai khoáng quyết định những tính chất quan trọng của đất sét như độ dẻo, độ co, độ phân tán, khả năng chịu lửa v.v…

Ngoài ra trong đất sét còn có chứa các tạp chất vô cơ và hữu cơ như là thạch anh (SiO2), cacbonat (CaCO3, MgCO3), các hợp chất sắt Fe(OH)3, FeS2, và tạp chất hữu cơ ở dạng than bùn, bi tum v.v… các tạp chất này đều ảnh hưởng đến tính chất của đất sét.

Màu sắc của đất sét chính là do tạp chất vô cơ và hữu cơ quyết định. Màu của đất sét chứa ít tạp chất thường sẽ là trắng, chứa nhiều tạp chất thì đất sét thường có màu xám xanh, nâu, xám đen.

Tính chất chủ yếu của đất sét bao gồm tính dẻo, khi được nhào trộn với nước, sự co thể tích dưới các tác dụng của nhiệt và sự biến đổi lý hóa khi nung. Chính vì nhờ có sự thay đổi thành phần khoáng vật trong quá trình nung mà các sản phẩm gốm có tính chất khác hẳn tính chất của nguyên liệu ban đầu.

Sau khi nung, thành phần khoáng cơ bản của vật liệu gốm đó là mulit 3Al2O3.2SiO2 (A3S2) đây chính là khoáng làm cho sản phẩm có cường độ cao và bền nhiệt.

Các vật liệu phụ gia để cải thiện tính chất của đất sét

Để cải thiện được tính chất của đất sét cũng như là tính chất của sản phẩm, trong quá trình sản xuất ta có thể sử dụng kèm theo một số loại vật liệu phụ sau:

  • Vật liệu gầy: pha vào đất sét để nhằm giảm độ dẻo, giảm độ co khi sấy và nung, thường dùng chính  là bột samốt, đất sét nung non, cát, tro nhiệt điện, xỉ hạt hóa.
  • Phụ gia cháy:  như là mùn cưa, tro nhiệt diện, bã giấy. Các thành phần này có tác dụng giúp 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 là cao lanh đóng vai trò là chất tăng dẻo cho đất sét.

  • Phụ gia hạ nhiệt độ nung:  có tác dụng làm hạ thấp nhiệt độ kết khối làm tăng nhiệt độ và độ đặc của sản phẩm, phụ gia hạ nhiệt độ nung thường được dùng là fenspát, pecmatit, canxit đôlomit.
  • Men chính là lớp thủy tinh lỏng phủ lên bề mặt của sản phẩm, và bảo vệ sản phẩm, chống lại tác dụng của môi trường.
  • Men thường dùng để sản xuất vật liệu gốm rất đa dạng, có loại màu và loại không màu, trắng và đục, bóng và không bóng, có loại để dùng cho đồ sứ (men sứ, có loại để dùng sản phẩm sành (men sành) và cũng có loại men trang trí v.v…Vì vậy việc chế tạo men khá là  phức tạp.

Sơ lược bước sản xuất ra loại gạch 32

Kỹ thuật về sản xuất ngói cũng gần giống như là sản xuất gạch. Nhưng do ngói có hình dạng rất phức tạp, mỏng cùng yêu cầu chất lượng cao, không sứt mẻ, nứt vỡ, ít thấm…), nên về kỹ thuật sản xuất ngói có một số yêu cầu khác về gạch.

Gạch xây là loại vật liệu gốm rất phổ biến thông dụng nhất, có công nghệ sản xuất đơn giản. Công nghệ sản xuất gạch bao gồm 5 giai đoạn chính là : Khai thác nguyên liệu, nhào trộn, tạo hình, phơi sấy, nung và làm nguội ra lò.

Những câu hỏi thường gặp

Những loại phụ gia nào thường có để cải thiện tính chất trong đất sét ?

Để cải thiện tính chất của đất sét gồm có 1 số loại chất phụ gia thông thường là: vật liệu gầy, phụ gia cháy, phụ gia tăng dẻo, phụ gia hạ nhiệt độ nung cuối cùng thường đó là men.

Để phân loại gốm người ta thường dựa vào gì ?

Để phân loại từng loại gốm người ta sẽ dựa vào từng công dụng vật liệu gốm,  cấu tạo vật liệu gốm và các phương pháp sản xuất vật liệu

Để sản xuất ra loại gạch 32 gồm mấy giai đoạn ?

Để làm ra loại gạch xây dựng 32 sẽ trả qua 5 giai đoạn đó là:  Khai thác nguyên liệu, nhào trộn, tạo hình, phơi sấy, nung và cuối cùng là làm nguội ra lò.