Vữa trộn khô sẵn có điều chỉnh polymer

1- Giới thiệu
Trong hàng ngàn năm kiến trúc và xây dựng công trình liên quan mật thiết với việc sử dụng các loại vữa khoáng chất. Thạch cao vôi được biết tới từ trên 8000 năm, vữa thạch cao đã được người Babylon sử dụng cách đây khoảng 6000 năm. Vữa sử dụng trong thuỷ điện có gốc tro núi lửa có thể đã được biết tới được trên 3 thiên niên kỷ và đã được sử dụng với số lượng lớn bởi người Phonexy, HyLạp và Roma cổ. Từ thời cổ đại và trung cổ, các chất phụ gia như xà phòng, nhựa, protêin và tro đã được trộn tại công trường cùng với chất gắn kết khoáng chất và các phối liệu để tăng cường hiệu quả kỹ thuật của vữa đạt được.
 

Trong quá khứ cho tới những năm 1950, vữa chỉ được sử dụng phổ biến trong thi công tại công trường là loại vữa được trộn tại chỗ, gần chất gắn kết khoáng chất (chủ yếu là xi măng) và phối liệu (chủ yếu là cát) được vận chuyển riêng lẻ tới địa điểm thi công. Phối liệu và các chất gắn kết khoáng chất gắn kết sau đó được trộn với nhau bằng tay tại địa điểm thi công với tỷ lệ phù hợp và với cỡ nước sao cho đạt được vữa tươi sẵn sàng thi công.
Từ những ănm 1950 và 1960 ở phương Tây và Mỹ, nhưng đặc biệt ở Đức, nhu cầu về những vật liệu và công nghệ mới trong công nghiệp xây dựng tăng nhanh. Vì nhiều lý do, như là thiếu nhân công lành nghề, cần thời gian thi công ngắn cùng với việc giảm chi phí, giảm chi phí nhân công, sự đa dạng hoá các loại vật liệu xây dựng phù hợp với những ứng dụng cụ thể với các công nghệ mới đáp ứng được yêu cầu chất lượng công trình tốt hơn ngày càng tăng.
Công nghệ vữa trộn tại công trường không thể nào đáp ứng một cách thoả đáng tất cả những yêu cầu đó. Như là một hệ quả của sự phát triển xây dựng hiện đại và sự nghiên cứu để áp dụng thực tiễn các công nghệ hoá chất xây dựng ở các quốc gia phương Tây từ những năm 1960 trở đi, đã ảnh hưởng chủ yếu bởi hai xu hướng:
- Thay thế vữa trộn tại công trường bằng vữa trộn khô đã được trộn sẵn và đóng gói sẵn ngày càng được thi công nhiều bằng máy.
- Điều chỉnh vữa với chất gắn kết polymer để tăng cường chất lượng sản phẩm và đáp ứng những yêu cầu của công nghiệp xây dựng hiện đại. Như là hệ quả của hệ thống 2 trong 1 (vữa và sự phân tán chất lỏng) đã được thay thế bằng vữa trộn đã được đóng gói sẵn và đã được trộn trước cổ polymer khô đã được điều chỉnh (bột phân tán).
Một xu hướng phụ khác có thể thấy được trong việc các sản phẩm dạng lỏng và bột nhão bằng các loại vữa trộn khô có polymer đã được điều chỉnh.

2- Thay thế vữa trộn tại công trường bằng vữa trộn khô đóng gói sẵn
Hầu hết các loại vữa được trộn tại công trường đều chủ yếu dựa vào xi măng như là chất kết dính khoáng chất và cát hay đá vôi như phối liệu (chất độn) được cung cấp riêng lẻ tới địa điểm xây dựng. Đối với từng ứng dụng, tỷ lệ cụ thể xi măng và phối liệu được trộn một cách phù hợp trước khi cho nước vào để sử dụng như là vữa tươi. Chất lượng của vữa như vậy phụ thuộc vào chất lượng vật liệu, tỷ lệ trộn đúng, độ đồng đều của mẻ trộn, tính ổn định của vữa tươi và việc thâm một cách hợp lý các chất phụ gia có thể được sử dụng trong những trường hợp đặc biệt. Do ảnh hưởng của nhiều yếu tố như thế, điều kiện chất lượng của vữa tươi được trộn tại công trường thường không được đảm bảo.
Tương phản lại với các loại vữa được trộn tại công trường, các loại vữa trộn tại công trường, các loại vữa trộn khô được sản xuất ở nhà máy trộn khô qua việc trộn chung tất cả các phối liệu cần thiết với nhau như là chất gắn kết, phối liệu và hoá chất phụ gia cho những sản phẩm đặc biệt.
Hai phương pháp khác nhau sản xuất vữa tươi là loại được trộn tại công trường (a) hoặc loại trộn khô đã được đóng gói sẵn (b) có những ảnh hưởng rất lớn liên quan tới việc thi công và năng suất.
a/ Sử dụng vữa trộn tại công trường - phương pháp hoàn toàn thủ công:
- Vận chuyển riêng lẻ từng loại chất kết dính (xi măng) và phối liệu (cát) đến địa điểm thi công.
- Trộn tay tại chỗ các chất kết dính và phối liệu
- Định lượng nước trộn bằng tay tại nơi thi công
- Thi công bằng tay vữa trộn tại địa điểm thi công.
Năng suất (đối với ứng dụng trát vữa): 30 m2/ca nhân công (100%)
b/ Sử dụng vữa trộn khô đã được trộn và đóng gói sẵn bằng cách trộn và thi công tay:
- Vữa được trộn và đóng gói sẵn bởi nhà máy
- Vận chuyển bao vữa trộn khô tới nơi thi công
- Điều chỉnh bằng tay mức nước với vữa trộn khô tại địa điểm thi công.
- Thi công bằng tay vữa tươi.
Năng suất (đối với ứng dụng trát vữa): 60m2/ca nhân công (100%).
Việc sử dụng vữa đã trộn và đóng gói sẵn không chỉ tăng đáng kể năng suất và hiệu quả công việc ở các công trường nhưng còn đảm bảo mức độ thi công an toàn và đáng tin cậy cao. Tránh được những sai sót khi trộn tại địa điểm thi công. Vữa trộn khô đóng gói sẵn đựơc sản xuất ở nhà máy trộn khô đảm bảo các chất kết dính, phối liệu và phụ gia chất lượng cao ổn định được trộn đều chính xác với cùng tỷ lệ như thế đảm bảo mức độ ổn định cao cho vữa trộn khô. Ngoài ra, vữa trộn khô còn cho phép mang lại các giải pháp vấn đề được điều chỉnh chính xác theo một số loại công trình và đặc điểm kỹ thuật vật liệu.

3- Sản xuất vữa trộn khô
Sản xuất, lưu trữ, vận chuyển và kiểm soát chất lượng vữa trộn khô được xác định trong tiêu chuẩn Đức DIN 18557. Vật liệu thô được sử dụng để sản xuất vữa trộn khô đóng gói sẵn có thể được phân loại như sau đây:
 

Nhà máy vữa khô Mova

Các nhà máy trộn khô hiện đại với công suất 20.000 tới 150.000 tấn mỗi năm hầu hết được xây dựng trên một diện tích nhỏ vì dây chuyền sản xuất theo hướng thẳng đứng, các silô vật liệu thô được bố trí bên trên bộ phận trộn. Sau khi kiểm tra chất lượng thích hợp, vật liệu phải được chuyển bằng hệ thống thu nhận vào trong những silô khác nhau ở trên đỉnh nhà máy.
Sau đó dòng vật liệu chủ yếu vận hành nhờ lực hấp dẫn, việc này tiết kiệm được đầu tư và chi phí vận hành. Vật liệu được truyền nhờ vào trọng lượng hay bằng hệ thống bằng chuyền phù hợp vào hệ thống cân phễu chính xác cao. Được kiểm tra bởi hệ thống kiểm tra điện tử hoàn toàn tự động hoá, thiết bị trộn được nạp liệu với tất cả các vật liệu cần cho môt mẻ vữa khô trộn riêng biệt. Những thiết bị đó với nhiều kích cỡ và thiết kế khác nhau cho phép thời gian ra mẻ rút ngắn và trộn đều và nhanh. Nhiệt độ của vật liệu trộn không nên vượt quá 500C trong suốt quy trình trộn để không làm xuống cấp tính dẻo nhiệt và các chất phụ gia nhạỵ cảm. Sau thời gian trộn ngắn chừng 3 tới 10 phút, vữa trộn khô đều không có cặn bã được đưa vào silô chứa thành phần ở giữa. Sau khi kiểm tra chất lượng, vữa trộn khô được đưa vào silô vận chuyển hay sang bộ phận đóng gói và dán nhãn., từ đây đã sẵn sàng cho việc vận chuyển đến địa điểm thi công.
Chất lượng của tất cả các loại vật liệu được sử dụng, đặc biệt là vật liệu số liệu lớn phải được kiểm tra theo tiêu chuẩn quốc gia (ví dụ: đối với xi măng theo tiêu chuẩn EN 196). Nếu phối liệu - như là cát - không có được với chất lượng phù hợp, nhà máy vữa trộn khô phải bao gồm cả những bộ phận cho phép nghiền, rửa, sấy và phân loại ra nhiều phần sàng cát khác nhau. Ẩm độ của tất cả các chất độn không nên cao hơn 0,3%, nhiệt độ cát sau khi sấy không nên vượt quá 600C trước khi được sử dụng. Đường cong sàng ở nhiều phần chất độn khác nhau phải đều không có sai lệch lớn (ví dụ khi kết hợp nhiều phần nhỏ phụ). Đối với một số ứng dụng, các chất độn carbonat có thể được sử dụng thay vì cát silicat. Các chất phụ gia hữu cơ như xenlulơzơ và chất kết dính hữu cơ như bột phân tán Vinnapass nên được chuyển bằng thiết bị hơi hay băng chuyền trục vít đặc biệt trong các cơ sở sản xuất (sự gia tăng nhiệt và áp lực cao đối với vật liệu này phải được tránh nếu không chúng sẽ đóng cục lại).
Thiết kế, kích thước và số lượng silô cho tất cả các loại nguyên liệu và thiết kế cho thiết bị đóng gói và trộn tuỳ vào lượng nguyên liệu có được và số lượng, loại và lượng vữa trộn khô khác nhau sẽ được sản xuất trong nhà máy vữa trộn khô. Đối với tất cả các sản phẩm dựa trên thạch cao, thường thì có một dây chuyền sản xuất riêng được sử dụng để traán tiếp xúc của các sản phẩm dựa trên xi măng với thạch cao.

4- Những ứng dụng hiện đại của vữa trộn khô
Có sự khuyến khích mạnh mẽ hệ thống vữa trộn khô bên cạnh sáng chế ra chất bột phân tán (xem mục 6), sự phát triển các container vận chuyển số lượng lớn (hệ thống vận chuyển silô) và các hệ thống cơ khí định mức vữa với nước và sau đó là bơm để thi công máy bằng cách phun.
So với việc định lượng bằng tay vữa trộn khô được giao thnàh bao tới công trường, việc sử dụng thiết bị định lượng và bơm tự động để thi công vữa bằng máy làm tăng thêm năng suất.
Việc vận chuyển vữa trộn khô bằng bao có thể không cần thiết đối với những công trình lớn vì có thể nạp vữa trộn khô đã được sản xuất tại nhà máy vào trong các container (có nhiều cỡ thể tích tới 20m3) để vận chuyển tới công trường xây dựng. Với hệ thống băng chuyền phù hợp, vữa khô được chuyển trực tiếp từ silô vào thiết bị bơm và trộn, ở đó vữa khô được định cỡ nước tự động và được bơm để phun.
Việc kết hợp vận chuyển vữa trộn khô trong silo hay container với định cỡ, bơm và thi công vữa tự động sẽ làm tăng năng suất (năng suất trát vữa: 50m2/cá nhân công - 500% đối với công nghệ hoàn toàn cơ khí hiện đại này với vữa đã được trộn sẵn; 4, d). Ngoài năng suất gia tăng, định cỡ và thi công cơ khí và tự động vữa trộn khô, phương pháp này đảm bảo an toàn cao trong việc vận chuyển và thi công những sản phẩm này. Những sai sót có thể có như là lượng nước quá nhiều hay ít, hay liên quan tới thành phần của vữa bị loại bỏ, đặc biệt quan trọng nếu như nhân công không lành nghề hay thiếu kinh nghiệm đang làm việc tại công trường.
Hệ quả ở Tây Âu của sự phát triển này thật phi thường. Trong 4 thập kỷ qua, một số lớn nhà máy vữa khô hiện đại đã được thành lập với hàng triệu tấn công suất. Ở Đức ví dụ hiện nay có xấp xỉ 250 nhà máy vữa khô, sản xuất 10 triệu tấn vữa trộn khô mỗi năm (so với mứcsản xuất vữa xi măng gần 30 triệu tấn ). Đã có sự bùng nổ lớn về công nghệ vữa trộn khô sau sự thống nhất về kinh tế và chính trị của nước Đức sau năm 1990, hiện đang tiếp tục ở các nước Đông Âu. CÓ khoảng 600 nhà máy vữa khô đang hoạt động trên toàn thế giới với xu hướng tăng trưởng mạnh mẽ.

5- Điều chỉnh polymer cho vữa
Vật liệu và phương pháp xây dựng hiện đại và chất lượng cao cần có vữa có polymer đã được điều chỉnh, ví dụ lắp đặt gạch ngói thuỷ tinh hay lắp các tấm polystyrene. Do vậy loại vữa có polymer này là sự phát triển quan trọng thứ hai trong ngành công nghiệp hoá chất xây dựng liên quan đến việc sử dụng các chất phụ gia và chất kết dính polymer để nâng cao các đặc tính kỹ thuật sản phẩm của vữa (chủ yếu là vữa xi măng).
Đối với hầu hết các ứng dụng, vữa không có polymer được điều chỉnh không thể đáp ứng những yêu cầu kỹ thuật ngày nay. Ngay cả vữa xi măng có chứa xenlulozơ là một chất phụ gia tăng cường khả năng giữ nước và đặc tính thi công sẽ bám dính rất tệ, hay không dính tý nào, vào nhiều loại vật liệu được sử dụng trong công nghiệp xây dựng hiện đại (tấm polysteren, tấm sợi, tấm gỗ, chất nền không hút hay kín giống như là gói - gạch cũ...). Ngoài ra, vữa xi măng rất cứng, dễ vỡ và không uốn được cho nhiều ứng dụng có thể uốn được và vữa xi măng biến dạng phải được sử dụng. Đối với nhiều ứng dụng, việc điều chỉnh vữa xi măng với polymer trong công nghiệp xây dựng hiện đại ngày nay là điều cần phải làm. Trong các loại vữa trộn khô, hai hệ thống chất kết dính, có tên là xi măng kết dính khoáng chất và bột phân tán Vinapass kết dính polymer, đều là những chất bổ sung lý tưởng. Sự kết hợp của chúng mang lại những đặc tính hiệp lực ấn tượng và đây là đặc tính khó thay thế của vữa trộn khô.

6- Điều chỉnh vữa trộn khô với chất bột phân tán vinapass và những ứng dụng tiêu biểu của chúng
Việc sử dụng bột phân tán Vinapass như là chất gắn kết polymer dạng bột trong vữa trộn khô mở ra một thời đại mới trong ngành hoá xây dựng. Việc sáng tạo bột phân tán có khả năng tái phân tán bởi Wacker Chemie Gmbh năm 1953 lần đầu tiên đã mở ra một khả năng sản xuất vữa trộn khô điều chỉnh bằng polymer mà ngày nay gọi là hệ thống 1 thành phần hay 1 gói.
Vinapass là tên thương mại cho chất kết dính polymer dẻo nhiệt của Wacker Polymer Systems. Bằng sự kết hợp các chất kết dính khoáng vật (chủ yếu là xi măng), bột phân tán Vinapass được sử dụng trong công nghiệp xây dựng với thành công vang dội trên 40 năm, và ngày nay Wacker Polymer Systems còn là nhà sản xuất bột phân tán lớn nhất trên thế giới.
Chất bột phân tán Vinapass là chất kết dính polymer được sản xuất bởi quy trình sấy phun các chất phân tán polymer trên nền tảng nước hầu hết dựa vào vinyl axetant/etylen. Những chất này thường được xem là những chất bột phân tán với nước, các chất kết dính polymer dạng bột có thể quay trở lại sự phân tán trên nền tảng nước ban đầu với tất cả các đặc tính điển hình của chúng và các chức năng như là các chất kết dính polymer.
Từ đó, nếu một loại vữa trộn khô được điều chỉnh với chất bột phân tán Vinapass được pha nước, nó sẽ tạo ra một loại vữa xi măng có polymer được điều chỉnh chất lượng cao với các đặc tĩnh rõ ràng và không ổn định. Việc sử dụng vữa trộn khô được trộn sẵn tại nhà máy sản xuất với tỷ lệ xi măng, phối liệu, phụ gia và chất bột phân tán Vinapass phân lượng chính xác mang lại mức độ an toàn cao hơn cho ứng dụng tránh được những sai sót có thể có trong khi định lượng và trộn tại công trường. Ngược lại với các sản phẩm dạng bột nhão và lỏng, hỗn hợp khô có được điều chỉnh bằng polymer không bị nguy cơ gỉ từ đông giá hay nhiễm khuẩn, và dễ hơn trong vận chuyển và lưu trữ và việc bố trí bao bì và container sản phẩm được đơn giản hoá rất nhiều.
Sự điều chỉnh polymer vữa trộn khô bằng bột phân tán Vinapass tăng cường, tuỳ thuộc vào định lượng, sức mạnh bám dính trên tất cả các chất nền, độ dẻo và độ biến dạng của vữa, sức mạnh uốn cong và khả năng chống mài mòn, độ dai, độ liên kết và tỷ trọng (tính không thấm nước) của vữa cũng như là khả năng giữ nước và đặc tính thi công. Ngoài ra chất bột phân tán Vinapass có đặc tính đẩy nước có thể đưa đến tác dụng đẩy nước mạnh mẽ của vữa.
Những ứng dụng tiêu biểu của vữa trộn khô đã được điều chỉnh polymer là: chất bám dính xây dựng và gạch men, vữa lỏng và ron, keo cách nhiệt, lớp láng nền chữa bê tông và vữa cho hệ thống phục hồi bê tông, tất cả các loại vữa trát tường, và lớp hoàn thiện khoáng chất, sơn xi măng vôi vữa chất phân tán, hồ xi măng bịt, kín, chất độn ron cũng như là hỗn hợp đi láng và trát bay.
Các sản phẩm rất đơn giản như là vữa thợ hồ, lớp láng nền dày và vữa trát phủ nền hay vữa trát tường thường không được điều chỉnh bằng chất bột phân tán Vinapass.

7- Kết luận
Các phương pháp xây dựng và vật liệu xây dựng mới cùng với nhu cầu ứng dụng kinh tế, hiệu quả, bền lâu, đáng tin cậy và an toàn đạt được với các phương pháp hiện đại nhưu là công nghệ trộn vữa khô để sản xuất ra vữa chất lượng cao. Như là một hệ quả, trên toàn thế giới công nghẹ trộn tại công trường và điều chỉnh vữa bằng polymer lỏng tại công trường được thay thế bằng vữa trộn khô với các đặc điểm sản phẩm thích nghi rất tốt với điều kiện khí hậu, vật liệu và các công nghệ hiện đại này.
Vữa trộn khô sản xuất tại nhà máy được điều chỉnh bằng bột phân tán Vinapass mang lại năng suất được cải thiện đáng kể ở công trường qua mức độ tối ưu hoá cao với việc sử dụng và xử lý dễ dàng, nhanh chóng hiệu quả hơn và an toàn sản phân, và mang lại độ an toàn cao tăng thi công bằng việc tránh được những sai sót trộn tại công trường. Việc điều chỉnh vữa trộn khô bằng polymer khô dưới dạng bột phân tán Vinapass nâng cao đáng kể khả năng thi công, độ dính, tính dẻo và độ biến dạng, khả năng chống mài mòn, sức bền đường cong và liên kết và độ bền vững lâu dài của vữa.
Các nhà sản xuất, các nhà thi công cũng như là những nhà tiêu thụ có được rất nhiều lợi ích trừ sản phẩm vữa trộn khô đã được điều chỉnh bằng bột phân tán Vinnapass hiện đại này.
Các nhà sản xuất có thể mở ra lĩnh vực ứng dụng và công nghệ mới có lợi bằng việc thay vữa trộn tại công trường bằng vữa trộn khô có thể được sản xuất bởi một quy trình nổi tiếng trong một nhà máy trộn khô.
Nhà ứng dụng (thợ thủ công) hưởng nhiều lợi ích từ việc sử dụng hiệu quả, kinh té, tiết kiệm, dễ dàng và đơn giản vật liệu, đặc biệt nếu như toàn bộ quy trình được cơ giới hoá một phần hay toàn phần, va tạo ra chất lượng cao và ổn định cho vữa đảm bảo độ an toàn cao cho sản phẩm đặc biệt khi phải bảo đảm cho toàn bộ công trình (hợp đồng xây dựng). Ngoài ra, người ứng dụng còn có thể mang đến những giải pháp cho những yêu cầu của những kỹ thuật xây dựng mới (ví dụ ETICS - hệ thống composit cách nhiệt bên ngoài; kỹ thuật lớp nền mỏng cho CTA - keo dán gạch men) với các sản phẩm đặc biệt được phát triển và kiểm nghiệm trong những phòng thí nghiệm phù hợp với độ tin cậy cao cho việc ứng dụng lâu dài nhưng không phải là ít nhất, người tiêu thụ hay người sử dụng cuối cùng sẽ tiết kiệm được tiền về ngắn và dài hạn do quy trình tiết kiệm chi phí và vật liệu ngay cả nếu như được áp dụng bởi những nhà ứng dụng có ít kinh nghiệm. Những ưu điểm này đã mở hướng cho việc sử dụng vữa trộn khô chất lượng cao cho một số các ứng dụng trong lĩnh vực bạn hãy tự làm lấy (DIY).
Ứng dụng kinh tế, đáng tin cậy và hiệu quả vữa xây dựng chất lượng cao nhắm đáp ứng những yêu cầu ngày nay của công nghệ vữa trộn sẵn được sản xuất tại nhà máy, bao gồm hệ thống vận hành chuyển tự động, hệ thống trộn vữa được kết hợp với việc điều chỉnh vữa trộn khô sản xuất tại nhà máy khoáng chất bằng chất bột phân tán Vinnapass như là chất kết dính polymer nhằm đạt được những sản phẩm lâu bền, đáng tin cậy và chất lượng cao.

 

2017-11-13