Hiện nay, quy trình công nghệ sản xuất bê tông khí chưng áp được áp dụng
ở Việt Nam theo sơ đồ nguyên lý chung như ở các nước khác trên thế
giới; tuy nhiên các thông số công nghệ đang vận hành ở các nhà máy cần
phải tiếp tục hoàn thiện để ổn định và nâng cao chất lượng sản phẩm;
nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp.
>> Thực trạng sản xuất và sử dụng bê tông khí chưng áp ở Việt Nam
>> Khó khăn, thách thức trong việc triển khai sản xuất và sử dụng bê tông khí chưng áp tại Việt Nam
1. Hoàn thiện về công nghệ sản xuất
Nguyên liệu sử dụng: Cần lựa chọn các nguyên liệu có chất lượng ổn định và càng cao càng tốt, các chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu có thể tham khảo yêu cầu được nêu ở bảng sau.
Trong đó, cần lưu ý với một số nguyên liệu sau:
- Vôi: Nên sử dụng vôi sống được nung ở nhiệt độ trên 1100ºC, dạng bột, theo TCVN 2231:2014; cần phải có nguồn vôi ổn định, phải bảo quản trong điều kiện chống ẩm tốt để tránh vôi bị tôi trước khi sử dụng.
- Xi măng: Xi măng pooc lăng - PC 40, theo TCVN 2682:2009; trong điều kiện hiện nay Việt Nam chưa sản xuất được vôi đảm bảo chất lượng cho bê tông khí chưng áp, tính toán thành phần phối liệu hồ AC nên sử dụng xi măng tối đa và vôi tối thiểu trong thành phần chất kết dính.
- Bột nhôm: Bột nhôm dạng nhảo (paste); nên dùng thương hiệu có uy tín - sản phẩm chất lượng cao và ổn định. Hiện nay, bột nhôm Trung Quốc chất lượng thấp, không ổn định, do đó nên dùng bột nhôm nhập từ Nhật Bản, Đức, Rumani hay Nga với sự ổn định cao, lượng dùng ít, chất lượng sản phẩm cao và ít phế phẩm (mặc dù giá cao hơn hàng Trung Quốc, nhưng bù lại giảm lượng dùng, có thể nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm nguyên liệu trong cùng cấp độ sản phẩm, giảm các phế phẩm; dẫn đến giảm giá thành sản xuất tương ứng)
Các công đoạn chủ yếu: Cần đặc biệt lưu ý đến một số nội dung cơ bản sau.
- Định lượng và trộn hồ AC. Thành phần phối liệu hồ AC phải xác định bằng phương pháp tính toán - thực nghiệm trên cơ sở yêu cầu chất lượng sản phẩm cần đạt và các tính năng kỹ thuật của các nguyên liệu sử dụng; xác định được thành phần tối ưu, nhằm giảm tiêu hao xi măng, vôi và nâng cao hệ số chất lượng sản phẩm.
Quá trình định lượng và trộn hồ AC phải đảm bảo định lượng với độ chính xác cao, đưa định lượng bột nhôm vào hệ thống định lượng tự động . Phải xác định quy trình trộn hợp lý (tốc độ khuấy khuấy trộn của máy trộn ≥ 500 vòng/phút, thời gian trộn), đảm bảo hồ AC đạt độ đồng nhất cao, dung trọng, độ chảy tỏa, nhiệt độ ổn định theo yêu cầu đề ra.
- Chưng áp trong autoclave. Đây là một trong các công đoạn quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm bê tông khí chưng áp và độ ổn định của nó. Mỗi nhà máy phải xác định chu trình chưng áp (áp suất - nhiệt độ tối đa, thời gian của từng thời kỳ) phù hợp với điều kiện của mình, căn cứ vào chất lượng sản phẩm cần đạt. Trong thời kỳ nâng áp và ổn áp không được để sụt áp. Giao động áp suất trong autoclave không được vượt quá 0,2 at. Chưng áp trồi sụt ở khoảng quá lớn (tăng đột ngột áp khoảng 15’ lên 0,2 at., hằng áp để sụt quá dung sai ±0,2at,...) sẽ gây nứt khối gạch.
Ý nghĩa của việc chưng áp các khối AC là để diễn ra các phản ứng hoá học trong hệ Silica - Caxium - Hydrate nhằm tạo khoáng “Tobermorite - 5CaO.6SiO2.5H2O” cường lực cao tạo thành gạch bê tông khí chưng áp chất lượng cao. Điều kiện tối ưu để phản ứng này xảy ra tốt nhất trong khoảng 170 - 190ºC, dưới hoặc quá ngưỡng nhiệt độ này sẽ làm thay đổi thành phần khoáng của bê tông khí chưng áp, tạo thêm các khoáng khác không phải là tobemorite ảnh hưởng lớn đến chất lượng gạch bê tông khí chưng áp.
Do đó, các nhà sản xuất cần chú trọng duy trì kiểm soát chưng áp bằng nhiệt độ, tham khảo áp suất để xử lý bơm hơi kịp thời (hiện nay một số nhà máy hỏng đồng hồ đo nhiệt chỉ kiểm soát bằng áp suất).
Dây chuyền sản xuất bê tông khí chưng áp của Công ty CP Sông Đà Cao Cường.
2. Hoàn thiện về dây chuyền thiết bị công nghệ
Để thực hiện các giải pháp công nghệ nêu trên, cần phải hoàn thiện dây chuyền thiết bị với các nội dung sau:
- Đầu tư đầy đủ trang thiết bị cho Phòng thí nghiệm đáp ứng việc kiểm tra chất lượng nguyên liệu, sản phẩm; thử nghiệm xác định và điều chỉnh thành phần cấp phối AC; kiểm soát các thông số công nghệ sản xuất (độ nghiền mịn của các nguyên liệu; tỷ lệ nước/rắn và độ chảy tỏa của hồ cát, hồ tái sử dụng, hồ AC; cường độ dẻo của khối AC; độ căng của dây cắt...).
- Nếu nguồn cát có hàm lượng bùn sét, tạp chất hữu cơ, sỏi sạn cao cần lắp đặt máy sàng rửa cát (chỉ cần công suất nhỏ đủ để phục vụ máy nghiền bi khoảng 3 - 5 tấn/h) để loại bỏ bớt tạp chất và sỏi sạn.
- Lắp đặt các thiết bị tự động kiểm soát và điều khiển quá trình nghiền cát nhằm đảm bảo và ổn định độ nghiền mịn, tỷ lệ N/C (độ linh động, tỷ trọng hồ cát).
- Hoàn thiện hệ thống định lượng và trộn huyền phù bột nhôm, nhằm đảm bảo độ chính xác và ổn định lượng bột nhôm cần thiết cho từng mẻ trộn hồ AC.
- Nghiên cứu cải tiến máy trộn hồ AC (hệ thống cánh trộn, tốc độ trộn) để nâng cao độ đồng nhất của hồ AC. Lắp đặt hệ thống cấp nhiệt bổ sung trong máy trộn hồ AC nhằm kiểm soát nhiệt độ cấp phối trong trường hợp sản xuất vào thời tiết mùa lạnh (khu vực miền Bắc).
- Lắp đặt hệ thống đầm rung sau rót khuôn để loại bỏ bọt đổ và nâng cao hiệu quả phản ứng phát triển thể tích của khối AC.
- Lắp đặt hệ thống cấp nhiệt bổ sung và cửa kín cho phòng dưỡng hộ, nhằm ổn định nhiệt độ và trường nhiệt trong phòng dưỡng hộ để ổn định chất lượng các khối AC trong quá trình dưỡng hộ.
- Công đoạn cắt tạo hình cần phải căn chỉnh đảm bảo độ ổn định và chính xác giữa đường ray và hệ thống chuyển động (tránh rung lắc), tấm palet đặt khối AC phải thật phẳng và đồng đều; lắp đặt hệ thống CNC tự động kiểm soát và điều chỉnh lực căng của dây cắt và tốc độ cắt tương thích theo yêu cầu.
- Trang bị và vận hành thiết bị lật nghiêng khối AC sau khi cắt để thu hồi phần AC phế thải cắt ra để tái chế nhằm giảm phế thải bê tông khí chưng áp .
- Lắp đặt hệ thống tự động kiểm soát và điều khiển chế độ cấp hơi cho autoclave và quy trình chưng áp, nhằm đảm bảo độ chính xác và ổn định quy trình chưng áp để đạt được chất lượng sản phẩm theo yêu cầu. Lắp đặt hệ thống chuyển hơi từ các autoclave ở giai đoạn làm nguội sang các autoclave ở giai đoạn bắt đầu nâng nhiệt; hệ thống thu nước ngưng tụ để tiết kiệm nhi
- Trang bị máy tách sản phẩm để tách dỡ sản phẩm nhằm giảm tỷ lệ phế phẩm ở công đoạn này.
3. Hoàn thiện trong sử dụng bê tông khí chưng áp
Như đã phần tích ở trên việc sử dụng bê tông khí chưng áp trong các công trình xây dựng ở Việt Nam thời gian qua, đặc biệt là thời gian đầu vẫn còn những bất cập cần có các giải pháp cả về văn bản quy phạm kỹ thuật cũng như trong thực tế thi công.
Về văn bản quy phạm kỹ thuật. Hiện nay đã có một số văn bản quy phạm kỹ thuật liên quan đến sản xuất và sử dụng bê tông khí chưng áp, tuy nhiên vẫn chưa đồng bộ và còn những khiếm khuyết cần phải bổ sung và hoàn thiện.
- Hoàn thiện Chỉ dẫn số 974/QĐ-BX chuyển thành Tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia về Thiết kế - Thi công - Nghiệm thu kết cấu tường bê tông khí chưng áp.
- Biên soạn và công bố Hướng dẫn thiết kế cấu tạo tường xây bằng bê tông khí chưng áp.
- Biên soạn bộ giáo trình dào tạo, tập huấn về công nghệ sản xuất bê tông khí chưng áp, kỹ thuật thi công xây tường bê tông khí chưng áp.
Công tác thi công trong thực tế:
- Cán bộ kỹ thuật và công nhân của các nhà thầu tư vấn thiết kế, nhà thầu thi công, tư vấn giám sát phải được đào tào, tập huấn, hướng dẫn sử dụng bê tông khí chưng áp. Cần có cơ quan chuyên môn biên soạn giáo trình.
- Thi công tường bằng bê tông khí chưng áp phải thực hiền đúng và đầy đủ các quy định theo Tiêu chuẩn Thiết kế - Thi công - Nghiệm thu được công bố.
- Phải lựa chọn và sử dụng vữa xây, vữa trát chuyên dùng cho kết cấu xây bê tông nhẹ tưng thích với loại bê tông khí chưng áp sử dụng.
- Cần có bộ công cụ và thiết bị chuyên dùng đồng bộ cho xây block bê tông khí chưng áp.
- Phải có đủ các chi tiết liên kết (bát neo, tắc kê, lưới sợi thủy tinh bền kiềm, vật liệu chèn khe) đáp ứng chất lượng cần thiết.
- Thực hiện giám sát thi công, kiểm tra thử nghiệm vật liệu đầy đủ theo quy định.
>> Khó khăn, thách thức trong việc triển khai sản xuất và sử dụng bê tông khí chưng áp tại Việt Nam
1. Hoàn thiện về công nghệ sản xuất
Nguyên liệu sử dụng: Cần lựa chọn các nguyên liệu có chất lượng ổn định và càng cao càng tốt, các chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu có thể tham khảo yêu cầu được nêu ở bảng sau.
Trong đó, cần lưu ý với một số nguyên liệu sau:
- Vôi: Nên sử dụng vôi sống được nung ở nhiệt độ trên 1100ºC, dạng bột, theo TCVN 2231:2014; cần phải có nguồn vôi ổn định, phải bảo quản trong điều kiện chống ẩm tốt để tránh vôi bị tôi trước khi sử dụng.
- Xi măng: Xi măng pooc lăng - PC 40, theo TCVN 2682:2009; trong điều kiện hiện nay Việt Nam chưa sản xuất được vôi đảm bảo chất lượng cho bê tông khí chưng áp, tính toán thành phần phối liệu hồ AC nên sử dụng xi măng tối đa và vôi tối thiểu trong thành phần chất kết dính.
- Bột nhôm: Bột nhôm dạng nhảo (paste); nên dùng thương hiệu có uy tín - sản phẩm chất lượng cao và ổn định. Hiện nay, bột nhôm Trung Quốc chất lượng thấp, không ổn định, do đó nên dùng bột nhôm nhập từ Nhật Bản, Đức, Rumani hay Nga với sự ổn định cao, lượng dùng ít, chất lượng sản phẩm cao và ít phế phẩm (mặc dù giá cao hơn hàng Trung Quốc, nhưng bù lại giảm lượng dùng, có thể nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm nguyên liệu trong cùng cấp độ sản phẩm, giảm các phế phẩm; dẫn đến giảm giá thành sản xuất tương ứng)
Các công đoạn chủ yếu: Cần đặc biệt lưu ý đến một số nội dung cơ bản sau.
- Định lượng và trộn hồ AC. Thành phần phối liệu hồ AC phải xác định bằng phương pháp tính toán - thực nghiệm trên cơ sở yêu cầu chất lượng sản phẩm cần đạt và các tính năng kỹ thuật của các nguyên liệu sử dụng; xác định được thành phần tối ưu, nhằm giảm tiêu hao xi măng, vôi và nâng cao hệ số chất lượng sản phẩm.
Quá trình định lượng và trộn hồ AC phải đảm bảo định lượng với độ chính xác cao, đưa định lượng bột nhôm vào hệ thống định lượng tự động . Phải xác định quy trình trộn hợp lý (tốc độ khuấy khuấy trộn của máy trộn ≥ 500 vòng/phút, thời gian trộn), đảm bảo hồ AC đạt độ đồng nhất cao, dung trọng, độ chảy tỏa, nhiệt độ ổn định theo yêu cầu đề ra.
- Chưng áp trong autoclave. Đây là một trong các công đoạn quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm bê tông khí chưng áp và độ ổn định của nó. Mỗi nhà máy phải xác định chu trình chưng áp (áp suất - nhiệt độ tối đa, thời gian của từng thời kỳ) phù hợp với điều kiện của mình, căn cứ vào chất lượng sản phẩm cần đạt. Trong thời kỳ nâng áp và ổn áp không được để sụt áp. Giao động áp suất trong autoclave không được vượt quá 0,2 at. Chưng áp trồi sụt ở khoảng quá lớn (tăng đột ngột áp khoảng 15’ lên 0,2 at., hằng áp để sụt quá dung sai ±0,2at,...) sẽ gây nứt khối gạch.
Ý nghĩa của việc chưng áp các khối AC là để diễn ra các phản ứng hoá học trong hệ Silica - Caxium - Hydrate nhằm tạo khoáng “Tobermorite - 5CaO.6SiO2.5H2O” cường lực cao tạo thành gạch bê tông khí chưng áp chất lượng cao. Điều kiện tối ưu để phản ứng này xảy ra tốt nhất trong khoảng 170 - 190ºC, dưới hoặc quá ngưỡng nhiệt độ này sẽ làm thay đổi thành phần khoáng của bê tông khí chưng áp, tạo thêm các khoáng khác không phải là tobemorite ảnh hưởng lớn đến chất lượng gạch bê tông khí chưng áp.
Do đó, các nhà sản xuất cần chú trọng duy trì kiểm soát chưng áp bằng nhiệt độ, tham khảo áp suất để xử lý bơm hơi kịp thời (hiện nay một số nhà máy hỏng đồng hồ đo nhiệt chỉ kiểm soát bằng áp suất).
Dây chuyền sản xuất bê tông khí chưng áp của Công ty CP Sông Đà Cao Cường.
2. Hoàn thiện về dây chuyền thiết bị công nghệ
Để thực hiện các giải pháp công nghệ nêu trên, cần phải hoàn thiện dây chuyền thiết bị với các nội dung sau:
- Đầu tư đầy đủ trang thiết bị cho Phòng thí nghiệm đáp ứng việc kiểm tra chất lượng nguyên liệu, sản phẩm; thử nghiệm xác định và điều chỉnh thành phần cấp phối AC; kiểm soát các thông số công nghệ sản xuất (độ nghiền mịn của các nguyên liệu; tỷ lệ nước/rắn và độ chảy tỏa của hồ cát, hồ tái sử dụng, hồ AC; cường độ dẻo của khối AC; độ căng của dây cắt...).
- Nếu nguồn cát có hàm lượng bùn sét, tạp chất hữu cơ, sỏi sạn cao cần lắp đặt máy sàng rửa cát (chỉ cần công suất nhỏ đủ để phục vụ máy nghiền bi khoảng 3 - 5 tấn/h) để loại bỏ bớt tạp chất và sỏi sạn.
- Lắp đặt các thiết bị tự động kiểm soát và điều khiển quá trình nghiền cát nhằm đảm bảo và ổn định độ nghiền mịn, tỷ lệ N/C (độ linh động, tỷ trọng hồ cát).
- Hoàn thiện hệ thống định lượng và trộn huyền phù bột nhôm, nhằm đảm bảo độ chính xác và ổn định lượng bột nhôm cần thiết cho từng mẻ trộn hồ AC.
- Nghiên cứu cải tiến máy trộn hồ AC (hệ thống cánh trộn, tốc độ trộn) để nâng cao độ đồng nhất của hồ AC. Lắp đặt hệ thống cấp nhiệt bổ sung trong máy trộn hồ AC nhằm kiểm soát nhiệt độ cấp phối trong trường hợp sản xuất vào thời tiết mùa lạnh (khu vực miền Bắc).
- Lắp đặt hệ thống đầm rung sau rót khuôn để loại bỏ bọt đổ và nâng cao hiệu quả phản ứng phát triển thể tích của khối AC.
- Lắp đặt hệ thống cấp nhiệt bổ sung và cửa kín cho phòng dưỡng hộ, nhằm ổn định nhiệt độ và trường nhiệt trong phòng dưỡng hộ để ổn định chất lượng các khối AC trong quá trình dưỡng hộ.
- Công đoạn cắt tạo hình cần phải căn chỉnh đảm bảo độ ổn định và chính xác giữa đường ray và hệ thống chuyển động (tránh rung lắc), tấm palet đặt khối AC phải thật phẳng và đồng đều; lắp đặt hệ thống CNC tự động kiểm soát và điều chỉnh lực căng của dây cắt và tốc độ cắt tương thích theo yêu cầu.
- Trang bị và vận hành thiết bị lật nghiêng khối AC sau khi cắt để thu hồi phần AC phế thải cắt ra để tái chế nhằm giảm phế thải bê tông khí chưng áp .
- Lắp đặt hệ thống tự động kiểm soát và điều khiển chế độ cấp hơi cho autoclave và quy trình chưng áp, nhằm đảm bảo độ chính xác và ổn định quy trình chưng áp để đạt được chất lượng sản phẩm theo yêu cầu. Lắp đặt hệ thống chuyển hơi từ các autoclave ở giai đoạn làm nguội sang các autoclave ở giai đoạn bắt đầu nâng nhiệt; hệ thống thu nước ngưng tụ để tiết kiệm nhi
- Trang bị máy tách sản phẩm để tách dỡ sản phẩm nhằm giảm tỷ lệ phế phẩm ở công đoạn này.
3. Hoàn thiện trong sử dụng bê tông khí chưng áp
Như đã phần tích ở trên việc sử dụng bê tông khí chưng áp trong các công trình xây dựng ở Việt Nam thời gian qua, đặc biệt là thời gian đầu vẫn còn những bất cập cần có các giải pháp cả về văn bản quy phạm kỹ thuật cũng như trong thực tế thi công.
Về văn bản quy phạm kỹ thuật. Hiện nay đã có một số văn bản quy phạm kỹ thuật liên quan đến sản xuất và sử dụng bê tông khí chưng áp, tuy nhiên vẫn chưa đồng bộ và còn những khiếm khuyết cần phải bổ sung và hoàn thiện.
- Hoàn thiện Chỉ dẫn số 974/QĐ-BX chuyển thành Tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia về Thiết kế - Thi công - Nghiệm thu kết cấu tường bê tông khí chưng áp.
- Biên soạn và công bố Hướng dẫn thiết kế cấu tạo tường xây bằng bê tông khí chưng áp.
- Biên soạn bộ giáo trình dào tạo, tập huấn về công nghệ sản xuất bê tông khí chưng áp, kỹ thuật thi công xây tường bê tông khí chưng áp.
Công tác thi công trong thực tế:
- Cán bộ kỹ thuật và công nhân của các nhà thầu tư vấn thiết kế, nhà thầu thi công, tư vấn giám sát phải được đào tào, tập huấn, hướng dẫn sử dụng bê tông khí chưng áp. Cần có cơ quan chuyên môn biên soạn giáo trình.
- Thi công tường bằng bê tông khí chưng áp phải thực hiền đúng và đầy đủ các quy định theo Tiêu chuẩn Thiết kế - Thi công - Nghiệm thu được công bố.
- Phải lựa chọn và sử dụng vữa xây, vữa trát chuyên dùng cho kết cấu xây bê tông nhẹ tưng thích với loại bê tông khí chưng áp sử dụng.
- Cần có bộ công cụ và thiết bị chuyên dùng đồng bộ cho xây block bê tông khí chưng áp.
- Phải có đủ các chi tiết liên kết (bát neo, tắc kê, lưới sợi thủy tinh bền kiềm, vật liệu chèn khe) đáp ứng chất lượng cần thiết.
- Thực hiện giám sát thi công, kiểm tra thử nghiệm vật liệu đầy đủ theo quy định.
TS. Thái Duy Sâm (TTK Hội VLXD Việt Nam)
