Hiện nay, các sản phẩm bê tông bọt được sản xuất bởi các thiết bị máy móc nhiều chủng loại với các công nghệ vận hành khác nhau. Phân tích các tài liệu khoa học kỹ thuật cho thấy: phương pháp sản xuất vữa bê tông bọt bằng các thiết bị hoạt động theo chu kỳ một giai đoạn và hai giai đoạn là phổ biến hơn cả.
Theo phương pháp một giai đoạn, tất cả các nguyên liệu (nước và chất tạo bọt) được đưa vào một máy trộn và được khuấy đều, hỗn hợp bê tông khi đó trương nở trong điều kiện áp suất. Theo phương pháp hai giai đoạn, hỗn hợp cũng được trộn trong một máy trộn, nhưng khác với phương pháp một giai đoạn, đầu tiên cho vào máy trộn hỗn hợp xi măng - cát, sau đó mới bơm bọt vào máy trộn và trộn đều đến khi được một hỗn hợp đồng nhất. Khi dỡ bê tông bọt, cửa nạp liệu sẽ được đóng lại bằng nắp được vít chặt vào thùng trộn, không khí được đưa vào máy trộn, hỗn hợp vữa bê tông bọn được bơm ra từ cử bên dưới của máy trộn với áp suất từ 0,1 - 0,2 MPa.
Tại Kazakhstan, phương pháp chuẩn bị bê tông bọt theo hai giai đoạn khá phổ biến với các thiết bị của công ty Neopor System của CHLB Đức, bao gồm máy trộn bê tông bọt có phễu dỡ, máy bơm vữa và thiết bị tạo bọt.
Trong thực tế, để chế tạo bê tông bọt, người ta thường dùng các máy trộn công suất 0,3 - 1 m3. Việc sản xuất bê tông bọt theo công nghệ này có năng suất khá thấp, tối đa chỉ đạt khoảng ỉ 3 m3/h. Việc sản xuất viên xây bằng bê tông bọt có hiệu quả cao hơn khi có thể đạt 100m3 sản phẩm mỗi ngày. Tuy nhiên, con số này vẫn thấp hơn công suất của các dây chuyền sản xuất bê tông khí chưng áp (400 - 600 m3/ngày).
Việc tăng công suất chế tạo bê tông bọt hoàn toàn có thể đạt được nếu thực hiện theo dây chuyền, hỗn hợp vữa được trộn liên tục để đổ vào khuôn hoặc ván khuôn. Quy trình công nghệ trộn vữa liên tục có ứng dụng các thiết bị tạo bọt hiện đại đang được một số nhà sản xuất của Liên bang Nga và các doanh nghiệp xây dựng của Kazakhstan áp dụng, với sự tư vấn của các chuyên gia từ Viện Nghiên cứu Alma Ata.
Công nghệ gồm các công đoạn: chuẩn bị vữa trong máy trộn liên tục; ngăn trên của máy trộn là nơi tạo bọt, ngăn dưới trộn bọt với hỗn hợp. Hỗn hợp bê tông tạo thành được bơm qua các ống vào khuôn hoặc đổ trực tiếp lên trên các lớp cách âm hoặc cách nhiệt đã được lắp đặt sẵn theo phương pháp liền khối.
Năm 2012, tại Thủ đô Alma Ata, trên Đại lộ Al Farabi, công ty xây dựng Contract đã tiến hành đổ vữa bê tông bọt với lớp cách âm sàn nhà cho công trình tổ hợp Plaza 20 tầng. Vữa có độ lưu động cao được chuẩn bị trong máy trộn vữa, và với sự hỗ trợ của máy bơm, hỗn hợp vữa được đưa lên từng tầng, cấp cho thiết bị đổ vữa. Thực tế cho thấy: “nút thắt” của công nghệ này là bơm vữa, chủ yếu nhờ đặc tính vận hành theo chu kỳ của piston đơn. Trong quá trình vữa di chuyển theo ống tới các vị trí uốn, các hạt cát lớn hơn dần bắt đầu lắng xuống, dẫn tới ứ đọng. Kết quả là áp lực trong toàn hệ thống gia tăng, về nguyên tắc, các ống sẽ bị ngắt tại các vị trí khớp nối. Công việc vệ sinh các ống dài hàng mét và máy trộn vữa do đó sẽ rất khó khăn, đòi hỏi nhiều công sức của công nhân, hơn nữa còn làm gián đoạn công việc trong nhiều giờ đồng hồ và giảm năng suất lao động rõ rệt. Tuy gặp một số vướng mắc, công tác thi công vẫn được hoàn thành đúng thời hạn - Trong năm 2013, tổ hợp nhà ở Plaza đã được đưa vào sử dụng, và cho tới nay vẫn thực hiện rất tốt mọi công năng của mình.
Công nghệ sản xuất bê tông bọt không chưng áp của Đức với ưu điểm dây chuyền sản xuất có mức giá hợp lý, chi phí sản xuất thấp được coi là phù hợp với thị trường vật liệu xây dựng không chỉ của Kazakhstan mà cả Liên bang Nga và một số quốc gia khác trong cộng đồng SNG. Bản chất công nghệ là sản xuất bê tông nhẹ với bọt khí; bê tông tươi trộn bọt được đổ vào khuôn để đạt đến cường độ cần thiết. Khác với bê tông khí chưng áp, công nghệ này này không cần lò hấp áp lực, nên chi phí sản xuất cạn tranh hơn hẳn. Trừ chất tạo bọt, các nguyên liệu còn lại đều là nguyên liệu tại chỗ như xi măng, bột đá, tro bay từ nhà máy nhiệt điện...Trọng lượng của bê tông thành phẩm có thể điều chỉnh được qua tỉ lệ chất phụ gia và nguyên liệu thô. Trên thực tế, thông qua việc điều chỉnh này, trọng lượng riêng của bê tông thành phẩm có thể từ 100kg/m3 - 2400kg/m3.
Với công nghệ sản xuất như vậy, bê tông bọt không chưng áp có nhiều lợi thế so với các loại bê tông khác:
- Chi phí sản xuất 1m3 bê tông bọt rẻ hơn 1m3 bê tông thông thường;
- Tiết kiệm năng lượng trong sản xuất so với bê tông khí chưng áp;
- Trọng lượng nhẹ, dễ chuyên chở, thi công xây dựng đơn giản;
- Cách âm, cách nhiệt tốt nhờ các bọt khí rỗng bên trong;
- Chống cháy (theo tiêu chuẩn Đức).
So sánh riêng bê tông bọt với bê tông khí chưng áp, về mặt chi phí đầu tư thiết bị để sản xuất, bê tông bọt rẻ hơn so với bê tông khí chưng áp rất nhiều. Chi phí đầu tư một dây chuyền hoàn chỉnh khoảng từ 150 nghìn – 300 nghìn euro.
Ưu điểm lớn của bê tông bọt là không đòi hỏi các thiết bị lớn, đắt tiền trong quy trình sản xuất. Trên thực tế, bê tông bọt thường được sản xuất trực tiếp ngay tại địa điểm thi công, thiết bị sử dụng tương đối đơn giản. Bê tông khí chưng áp chỉ có thể sản xuất trong điều kiện nhà máy.
Các lỗ rỗng đầy khí trong bê tông bọt nhỏ và cứng hơn so với bê tông khí, nhiều bọt khí như vậy cấu tạo nên hệ thống những tổ ong khép kín. Cấu trúc như vậy khiến bê tông bọt khí có độ thẩm thấu nước thấp hơn bê tông khí nói riêng và các loại bê tông khác nói chung. Bê tông bọt có khả năng tăng cường độ trong các điều kiện áp suất nhất định.
Công nghệ Đức mới nhất bắt đầu gia nhập thị trường Kazakhstan hiện nay là dây chuyền sản xuất Putzmeister P-13 với các ưu điểm nhỏ gọn, cơ động, có thiết bị trộn với các “lưỡi” trộn hiệu quả, và đặc biệt, máy bơm vữa hai piston, ba tốc độ có thể cung cấp từ 30 đến 90 lít hỗn hợp vữa trong một phút (tương đương 1,8 - 5,4 m3 h). Theo thiết kế, khác với máy bơm vữa một piston, khi vữa được bơm bằng máy bơm hai piston sẽ không có sự phân tầng nào xảy ra do loại bỏ được chu kỳ cấp vữa vào các ống.
Việc ứng dụng thử nghiệm tổ hợp thiết bị P-13 đã được tiến hành tại nhà máy DUAL-SP cho việc đổ bê tông các panel tường trong. Các panel được hình thành ở trạng thái thẳng đứng theo chiều cao của căn phòng (từ 2,78 đến 3m) với bề rộng tiêu chuẩn của panel là 0,61m; chiều dày 90 và 120 mm. Nhà máy cũng sản xuất các panel tường ngoài có lớp bên trong là các tấm bọt xốp polystirol mác 25 và các lớp bên ngoài bằng bê tông bọt polystirol mác D800.
Để tránh lao động thủ công khi nạp liệu vào thiết bị trộn trong hệ thống P-13, xi măng và cốt liệu đều được cấp bằng máy, nước được đưa vào bằng bơm. Sau một khoảng thời gian nhất định, lần lượt các thiết bị cấp nguyên liệu ngưng lại. Sau khi ngừng trộn, hỗn hợp vữa được đổ vào phễu phía dưới, và từ đó được bơm liên tục vào thiết bị làm xốp; tại đó, bọt cũng được cấp liên tục. Vữa rỗng xốp đã được trộn đều tiếp tục được đổ vào máy đóng khuôn. “Đầu ra” của vữa bê tông bọt đạt 8,5 m3/h; còn thời gian rót vữa cho một khuôn lớn là 42 phút. Trọng lượng của bê tông bọt sản xuất trên dây chuyền P-13 là 780kg/m3 và phù hợp với tính toán; cường độ nén 4,7 Mpa. Trong quá trình thử nghiệm đã sử dụng chất tạo bọt có anbumin, xi măng mác M400 D20, tro xỉ thải từ nhà máy nhiệt điện số 2 và cát sông có cỡ hạt không quá 2mm.
Kết quả của các thử nghiệm này là 2 nghìn mét vuông panel tường trong với các phản hồi tích cực từ phía các nhà xây dựng đã được sản xuất. Các panel được lắp ghép bằng phương tiện sẵn có, đơn giản, hoàn toàn không phải dùng thiết bị cẩu. Các tính toán về mặt kỹ thuật – kinh tế cho thấy việc xây các tường vách bên trong bằng panel bê tông bọt có ưu điểm so với tường xây bằng bê tông khí, gạch, các tấm thạch cao - không chỉ về mặt giá thành vật liệu xây tường, mà cả về mặt năng suất xây lắp cũng vượt trội./.
Nguồn: Tạp chí Vật liệu Xây dựng, Thiết bị & Công nghệ thế kỷ XXI (Nga) tháng 10/2017
ND: Lệ Minh