Điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam - Công tác bê tông: Phần 2

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:95

Thêm vào BST

Báo xấu

127
lượt xem 37
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 2 Tài liệu Công tác bê tông trong điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam trình bày các nội dung: Chống nóng công trình; chống thấm nước công trình bê tông cốt thép; cacbônat hoá, nồm, rêu mốc. Tài liệu dùng cho thiết kế, thi công, kiểm tra chất lượng công trình bê tông và bê tông cốt thép, nghiên cứu khoa học, đào tạo đại học và sau đại học chuyên ngành xây dựng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam - Công tác bê tông: Phần 2

Chương 6 CHỐNG NÓNG CÔNG TRÌNH 6.1. MỤC ĐÍCH CHỐNG NÓNG Kgày nay các công trình kiến trúc thường được thiết kế không chỉ theo độ bền, mà còn theo công năng sử dụng. Nghĩa là; công trình không chỉ an toàn mà còn phải đáp ứng các công năng khác như; bền môi trường, có khả năng cách âm, cách nhiệt, chống thấm, chống nắng, và có tính linh hoạt v.v... nhằm tạo cho người sử dụng những tiện nghi tối đa [16, 27, 42, 60]. Chương này giới thiệu kỹ thuật để chống nóng cho mái và tường công trình, chủ yếu là nhà ở, trong vùng khí hậu nóng ẩm nước ta bằng việc sử dụng một số vật liệu nhẹ (còn gọi là vật liệu cách nhiệt) và kết hợp với các giải pháp kỹ thuật cấu tạo thích hc;p. Khái niệm chống nóng dược hiểu là cách nhiệt môi trường (nhiệt bức xạ mặt trời và nhiệt không khí xung quanh) cho cóng trình trong vùng khí hậu nóng ẩm, gồm cách nhiệt qua mái và qua tường ngoài của công trình. Cách nhiệt môi trường nhằm 3 mục đích sau đây: - Làm mát không gian dưới nhà, tạo một môi trường vi khí hậu trong nhà thích hợp, đáp ứng tiện nghi cuộc sống. Cụ thể là tạo môi trường cân bằng âm dương khí trong nhà với sự thông thoáng khí tự nhiên. - Bảo vệ lớp bê tông mái trước tác động của các yếu tố khí hậu, làm cho bè tông mái ít biến dạng theo thời tiết, ngăn ngừa các vết nứt mái có thể xày ra. - Bảo vệ trang thiết bị sử dụng trong nhà. 6.2 YÊU CẨU CHỐNG NÓNG CÔNG TR ÌN H 6.2.1. Một sô yêu cầu chung Việc thiết kế chống nóng hay cách nhiệt môi trường cần đáp ứng một số yêu cầu sau đây; 137
- Giải pháp cách nhiệt công trình phải đảm bảo nhiệt độ môi trườiig bèn trong công trình phải nhỏ hơn hoặc bằng nhiệt độ môi trường: t trong phòng < t môi trường. - Hạn chế tích tụ nhiệt mái và tường: Nhiệt độ môi trường đi \'ào công trình thông qua diện tích mái và tường (kể cả hệ cửa). Nếu mái và tường không được cách nhiệt tốt thì khi hấp thụ nhiệt bức xạ mặt trời và nhiệt không khí xung quanh, nhiệt độ sẽ thấm sâu vào trong kết cấu mái và tường bao che, khi đó mái và tường trở thành vật phát nhiệt. Theo [67] các vật liệu như bê tông, vật liệu gốm thường dùng làm mái và tường như ở nước ta hiện nay có tính ổn định nhiệt cao, độ trễ dao động nhiệt lóín, thường là 8 -10 giờ. Do đó vào khoảng 2 1 - 2 3 giờ đêm, mái và tường mới nóng nhấl trong khi đó nhiệt độ ngoài không khí đã xuống thấp. Cho nên nếu không được cách nhiệt thì mái và tường sẽ tích tụ nhiệt và sau đó sẽ tỏa nhiột vào trong nhà. Do độ trễ dao động nhiệt lớn nên khi đã hết nắng, nhiệt độ không khí đã xuống thấp mà bầu không khí trớng nhà vẫn nóng bức, ảnh hưởng trực tiếp đến giấc ngủ của con người. - Yêu cầu mái và tường cần thoát nhiệt nhanh: Sau khi đã hết nắng thì mái và tường phải thoát nhanh lượng nhiệt đã tích tụ trong ngày. Như vậy sẽ hạn chế lượng nhiệt tiếp tuc đi vào trong nhà vào ban đêm. - Thiết kế phải thông thoáng: Thông thoáng làm cho nhiệt độ môi trường bên ngoài dễ cân bằng với nhiệt độ không khí bên trong công trình, và làm hạn chế tích tụ nhiệt cho mái và tường. 1. M ột số yêu cầu kỹ thuật chống nóng m ái bê tông cốt thép - Việc chống nóng cho mái bằng hay mái dốc BTCT cần đạt được yêu cầu cân bằng nhiệt độ trần nhà với nhiệt độ không khí trong ngày. Ban đêm nhiệt độ không khí trong phòng cân bằng với nhiệt độ không khí ngoài trời. - Cách nhiệt phải đảm bảo thông thoáng tự nhiên không gian tầng áp mái. - Hạn chế bề mặt mái hấp thụ bức xạ mật trời vào ban ngày và phải thoát nhiệt nhanh vào ban đêm. 2. M ột số yêu cầu k ỹ thuật cách nhiệt tường - Giải pháp cách nhiệt tường cần đảm bảo cách nhiệt hoàn toàn cho tường hướng Tây. Một khi đã đạt yêu cầu cho tường hướng Tây thì ở các hướng khác đương nhiên sẽ đạt yêu cầu. 138
- Tường phải đảm bảo cách nhiệt được ban ngày, tỏa nhiệt nhanh vào ban đêm. Trọng lượng tường càng thấp càng tốt. - Giải quyết cách nhiệt tường phải đi đối với việc cách nhiệt qua hệ cửa đi và cửa sổ. Tliông thường, hộ cửa là nơi dẫn nhiệt bức xạ vào nhà. Vì vậy cấu tạo hệ cửa cần phải đạt được yêu cầu chắn nắng và ngăn bức xạ nhiệt môi trường vào nhà. 6.2.2. Chông nóng phải đi đôi với chông thấm Thông thường cần phải thực hiện giải pháp chống thấm trước khi tiến hành chống nóng công trình. - Đối với mái; Nếu không đảm bảo khả năng chống thấm tốt thì sẽ có nguy cơ bị thấm sau khi chống nóng. Như vậy sẽ phải rỡ bỏ lớp chống nóng để làm lại. Vì vậy, nhất thiết mái BTCT phải đảm bảo đạt được yêu cầu chống thấm thì mới tiến hành chống nóng. - Đối với tưcíng: Do việc cách nhiệt tường được đảm bảo bằng việc sử dụng các vật liệu hợp lý, nên vấn đề chống thấm tường được quan tâm trong quá trình xây tường bằng các viên xây, hoặc lắp dựng bằng các tấm tường đúc sẵn. Trên thực tế lớp chống nóng phía trên rnái sẽ có tác dụng tãng thêm độ bền chống thấm đã làm. 6.2.3, Chống nóng phải đi đôi với chịu lực cần thiết của kết cấu Để chống nóng mái và tường công trình, thường sẽ sử dụng các vật liệu cách nhiệt không có khả năng chịu lực hoặc vật liệu vừa cách nhiệt vừa chịu lực. Đối với mái bê tông cốt thép thì thường dùng giải pháp sàn bê tông mái chịu lực và có khả năng chống thấm tốt. Còn vật liệu cách nhiệt môi trường thường là loại không chịu lực như: Bê tông khí Ỵ < 500kg/m \ bê tông polystyrene Ỵ < 400 k g /m \ xỉ hạt, tro nhiệt điện, tấm xốp polystyrene v.v... Cũng có thể dùng sàn mái vừa chịu lực, vừa có khả năng cách nhiệt như sàn mái bê tông kêrămzit, sàn mái bê tông xỉ, sàn mái bê tông khí có y = 700 - 1000 kg/m^ và cường độ Rb = 75 ^ 100 kG/cm^. Hoặc ẹó thể dùng sàn mái bê tông chịu lực và chống thấm, còn cách nhiệt bằng mái dốc lợp từ nứa, lá, tôn, mái fibrô ximăng v.v... 139
Đối với tưòfng thì vật liệu cách nhiệt thường là kết hợp luôn khả năng chịu lực tự tải, được xây chèn trong hệ khung bê tông cốt thép. Yêu cầu vật liệu này là không bị nứt trong quá trình làm việc của tường dưới tác động của khí hậu nóng ẩm. 6.2.4, Sử dụng vật liệu cách nhiệt hợp lý và dễ kiếm Các loại vật liệu nhẹ dùng để cách nhiệt công trình (cách nhiệt cho mái và tường) có thể là vật liệu rời, vật liệu tấm, các block nhưng cần đáp ứng những yêu cầu sau đây: - Nhẹ, có khối lượng thể tích thấp; - Có hệ sô' dẫn nhiệt thấp, thường không quá 0,15 kcal/m.h.°C; - Khô, độ ẩm 9 < 12%. [37]. Trên thực tế nhiều giải pháp cách nhiệt môi trường cho tường và mái đã dùng vật liệu hợp lý, nhưng chiều dày của lớp cách nhiệt chưa đủ nên hiệu quả cách nhiệt chưa cao. Theo Định luật Purie lượng nhiệt Q truyền qua kết cấu tại một điểm tưcfng ứng được xác định theo công thức sau [70]: Q = -F ,.A T .t (6.1) ô Trong đó; Q- Dòng nhiệt theo phưcmg vuông góc với mặt phẳng kết cấu; X- Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu kết cấu, kcal/m.h.°C; ô- Chiều dày lớp vật liệu kết cấu, m; —- Hê số cản truyền nhiêt; ô F^- Diện tích bề mặt kết cấu mà dòng nhiệt đi qua, m^; AT- Chênh lệch nhiệt độ giữa hai bề mặt đối diện của kết cấu, °C; t- Thời gian dòng nhiệt truyền qua vật liệu kết cấu, h. Trong cống thức (6.1) ta thấy khả năng dẫn nhiệt tỷ lệ nghịch với chiều dày ô lóp vật liệu kết cấu, và tỷ lệ nghịch với hệ số dẫn nhiệt Ằ. Do đó tùy theo từng vật liệu sử dụng cụ thể mà có yêu cầu về chiều dày cách nhiệt cần thiết. Khi chưa đủ chiều dày thì hiệu quả cách nhiệt chưa cao. Khi vật liệu có hệ số dẫn nhiệt cao thì chiều dày cách nhiệt phải càng lớn. Vì vậy ta thường chọn các vật liệu có hệ số dẫn nhiệt thấp để hạn chế chiều dày ô. 140
Hệ số dẫn nhiệt của một số vật liệu được cho trong Bảng 6.1 [16, 68 , 69]. Bảng 6.1. Hệ sô dẫn nhiệt của một sô vật liệu thông dụng K hối lượng H ệ số d ẫn nhiệt TT Loại vật liệu thể tích y, kcal/m .h.°C kg/m^ 1 Bê tông khí 800 0,29 2 Bê tông kêrãm zit 1800 0,95 3 Bê tông polystyrene 700 0,275 4 Bê tông polystyrene 400 0,095 5 Tường gạch thông thường xây với vữa nặng 1800 0,7 6 Tường gạch thông thường xây với vữa nhẹ 1700 0,65 7 G ạch rỗng xây với vữa nhẹ 1300 0,5 8 T hảm bông khoáng 250 0,065 9 T ấm cách nhiệt xi m ăng- amiãng 300 0,08 10 Bê tông nặng 2400 1 - 1,35 11 K hông khí khô 0,02 12 Nước 1000 0,50 13 T hép 7850 50 14 Đ á granit 2500 - 2700 2,4- 2,5 Khả năng cách nhiệt của vật liệu không chỉ phụ thuộc vào độ rỗng mà còn phụ thuộc vào đặc tính của lỗ rỗng, sự phân bố, kích thước và mức độ kín của chúng. Không khí khô ở trạng thái tĩnh có hệ số dẫn nhiệt rất nhỏ (ở 20°c - 0,02 kcal/m.h°C ). Vì vậy để tăng khả năng cách nhiệt, trong công nghệ vật liệu cách nhiệt người ta cố gắng tạo rỗng cho vật liệu ở dạng tổ ong nhỏ và kín. Tính cách nhiệt của vật liệu còn phụ thuộc vào tỷ lệ giữa thể tích không khí trong các lỗ rỗng đóng kín và thể tích chất rắn trong một đơn vị thể tích của vật liệu. Lớp chất rắn bọc các túi khí càng mỏng, tính cách nhiệt càng tốt. ở những vật liệu xốp có khối lượng thể tích nhỏ, thể tích khí trong vật liệu khá lớn. Do đó khả năng cách nhiệt của nó lớn, và vai trò của chất rắn trong sự truyền nhiệt trở thành không đáng kể. Tuy 141
nhiên khi các lỗ rống này bị nhiễm ẩm, không khí trong lỗ rỗng trở thành không khí ẩ m thì h ệ s ố dẫn nhiệt c ủ a không k h í ẩ m sẽ tăng lê n nhiều lần so với không khí khó. Do không khí ở nước ta có độ ẩm thường trên 70%, có khi bão hoà, nên không khí trong các lỗ hổng lớn của gạch lỗ rống lớn có hệ số dẫn nhiệt cao, không còn khả nãng cách nhiệt nữa. Chúng trở thành không khí dẫn nhiệt. Điều đó giải thích vì sao việc chống nóng mái nhà bằng gạch lỗ rỗng lớn thường cho hiệu quả không cao. Do đó không nên gọi loại gạch này là “Gạch chống nóng” . Vật liệu cách nhiệt được phân thành vật liệu vô cơ và vật liệu hữu cơ. Để đảm bảo độ bền môi trường, việc cách nhiệt cho mái và tường công trình ở nước ta nên chọn dùng vật liệu vô cơ và một vài loại hữu cơ bền nước. Các vật liệu cách nhiệt dễ kiếm trên thị trường Việt Nam hiện nay có thể là: Các vật liệu hạt dạng xốp nhẹ, bê tông nhẹ, tấm xốp polystyrene v.v... 6.2.5. Dễ thi công Các giải pháp cấu tạo mái, tường cách nhiệt môi trường cần phải đảm bảo tính đơn giản và dễ thi công. Có thể thi công cho mọi hình dạng kết cấu công trình bằng công nghệ thi công đơn giản và ít tốn kém. 6.2.6. Dễ sửa chữa Mỗi giải pháp đều có cấu tạo cụ thể, có thể thay thế được một hay nhiều lớp nếu có hư hỏng xảy ra. Liên kết các lớp không quá phức tạp, không mất nhiều công sức cả khi lắp đặt cũng như sửa chữa. Khi cần sửa chữa thì cũng hạn chế được mức độ phá rỡ để không gây quá tốn kém. 6.2.7. Bền trong môi trường Các vật liệu dùng để cách nhiệt mái và tường công trình cần được xem xét cụ thể để đảm bảo độ bền môi trường. Không dùng vật liệu cách nhiệt dễ bị phong hóa mục nát, dễ bị các vi sinh vật phá hoại. Thông thường trong 'điều kiện khí hậu nóng ẩm nước ta các vật liệu cách nhiệt sử dụng thường bị phá hoại bởi độ ẩm, nấm mốc và bức xạ mặt Irời. Thí dụ vật liệu hữu cơ polymer thường dễ phong hóa bởi bức xạ mặt trời. Vật liệu nứa lá thường dễ bị phong hóa bởi độ ẩm và nấm mốc. Bê tông nhẹ thường dễ bị nứt do biến động của thời tiết v.v... Do đó giải phấp chống nóng luôn phải đi đôi với biện pháp bảo vệ vật liệu cách nhiệt trước tác động của các yếu tố khí hậu nóng ẩm. 142
6.3. M Ộ T SỐ VẬT LIỆU NHẸ THÔNG DỤNG DÙNG Đ Ể C H Ố N G NÓNG CÔNG TRÌN H Nói chung để chống nóng công trình chỉ nên dùng vật liệu nhẹ cách nhiệt loại vô cơ, hạn chế dùng vật liệu hữu cơ. Có thể dùng vật liệu rời hoặc vật liệu dạng tấm hoăc blôc chế sẵn từ vật liệu nhẹ. 6.3.1. Vật liệu rời Vật liệu rời cách nhiệt thông dụng ớ nước ta hiện nay là xỉ hạt và tro nhiệt điện. Sỏi kêrămzit cũng là vật liệu cách nhiệt tốt, nhưng hiện còn chưa phổ biến ở nước ta. Các vật liệu này có thể dùng để làm lớp cách nhiệt cho mái nhà với một độ dày nhất định. 1. X ỉ hạt Xỉ hạt là vật liệu nhẹ có cấu trúc rỗng dưới dạng hạt, có = 10 - 20mm. Có thể là xỉ hạt đập từ các quặng xốp thiên nhiên như: Túp đá vôi, túp bazan, pemza, diatomit. Trên thực tế, hiện nay loại vật liệu này chưa có trên thị trường xây dựng ở nước ta. Vì vậy xỉ hạt sử dụng chủ yếu vẫn là xỉ lò cao hoặc xỉ hạt nhiệt điện, thí dụ như xỉ gang thép Thái Nguyên, hay xỉ thải từ các lò đốt than đá hay lò luyện ihan ihành khí đốt. Tải trọng lên mái của lớp xỉ hạt cách nhiệt dày 25cm đạt khoảng 20Ọkg/m^ 2. Tro nhiệt điện Tro nhiệt điện phổ biến hiện nay là tro của nhà máy nhiệt điện Phả Lại. Đày là loại iro được nghiền từ xỉ thải của lò đốt than đá. x ỉ này được làm lạnh bằng nước và được bom ra ngoài bãi thải. Tải trọng của loại tro này lên mái cũng tương tự như xỉ hạt. 3. Sỏi keramzit Sỏi keramzit là các hạt đất sét được nung cho nở phồng trong lò nung. Đất sét nở được vê viên trên máy thành các hạt sỏi. Các hạt này được nung trong lò nung để nở phồng thành các viên sỏi có độ rỗng cao. sỏi keramzit có tính cách nhiệt tốt và bền môi trường nhờ đã được sành hoá. Tải trọng cách nhiệt của loại sỏi này lên mái thấp hcfn xỉ hạt và tro nhiệt điện. 6.3.2. Bê tông nhẹ Bê tông nhẹ có tính năng cách nhiệt thường được dùng ở nước ta là bê tông tổ ong, bê tông polystyrene, bê tông xỉ, bê tông keramzit. 143
1. Bê tông tổ ong Là loại bê tông nhẹ có cấu trúc rỗng kín dạng tổ ong. Có 2 loại bê tông tỏ ong là; Bê tông bọt và bê tông khí. Bê tông bọt được chế tạo bằng cách trộn hỗn hợp ximăng + nước + chất độn mịn với hỗn hợp bọt khí đã chế tạo trước từ một loại chất tạo bọt. Chất tạo bọt có thể là alumosunfonaften, anbumin thủy phân, nhựa saponin, keo nhựa thông và các chất tạo bọt tổng hợp. Thủy tinh lỏng, suníat sắt được chọn làm ổn định bọt. Còn ximãng và vôi là chất khoáng hóa. Bê tông khí được chế tạo bằng việc trộn hỗn hợp ximăng + nước + chất độn mm cùng với bột nhũ nhôm và phụ gia. Phản ứng nhôm AI với kiềna Ca(OH )2 trong dung dịch đã giải phóng khí hydro H 2 bay ra, tạo thành râi nhiều lỗ rỗng kín trong bê tông. Hình 6.1. C h ế tạo viên xảy làm tường từ bê tông khí, và san p hẩm blôc bê tông polystyrene đ ể cách nhiệt m ái [16] 144
Bê tông tổ ong có khối lượng thể tích dưới 500 kg/m'' thường dùng để cách nhiệt mái nhà. Còn bê tông có khối lượng thể tích 700- 1100 kg/m^ thường dùng cho tường nhà có nhu cầu cách nhiệt. Bê tống tổ ong dùng cho cách nhiệt mái hay tường thườna được chế tạo sẵn thành các tấm hay blôc để tién sử dụng (Hình 6.1). Cũng có thể đúc thành tấm lớn dùng cho xây dựng bằng lắp ghép tường ngoài nhà. 2. Bê tông polystyrene Là loại bê tông được chế tạo bằng việc trộn hồ ximăng với các hạt polystyrene nở phồng. Cũng có thê có thêm phụ gia. Loại bê tòng này có khối lượng thể tích 400 - 700 ke/m^ hoặc hơn tuỳ theo yêu cầu sử dụng. Cũng như bê tông bọt, bê tông loại này được đúc sẵn thành tấm để lát cách nhiệt cho mái, hoặc thành các blôc viên xây để xây tường. Thường bê tông có khối lUOTg thể tích dưới 500 kg/m^ được dùng để cách nhiệt mái. Loại nặng hơn (500-700 kg/m ’ trớ lên) dùng để xây tường. Khi dùiig để cách nhiệt mái thì có thể đổ bê tỏng tại chỗ, trực liếp lên mặt bê tông sàn mái theo một chiều dày đã định. 3. Bé tông keram iit Là bê tòng dùng sỏi keramzit thay Ihế đá dăm. sỏi keramzit được vê viên từ loại đất sét có khả năng nở phồng thành các hạt sỏi. Chúng được nung trong lò và trương nở thành một loại sỏi rỗng nhẹ. Bê tông keramzit thông dựng có khối lượng thể tích khoảng 900-1400 k g /m \ cường độ 5- 20MPa. Chúng được dùng làm tường ngoài có nhu cầu cách nhiệt, hoặc đổ trực tiếp làm sàn mái vừa chịu lực vừa cách nhiệt môi trường. Bê tông keramzit hiện chưa phát triển ở nước ta. Nhưng trong tương lai loại bê tông này sẽ phát triển mạnh, nhất là ở khu vực phía Nam, nơi đá dăm ngày càng trở lên khan hiếm. 4. Bê tông cốt liệu x ỉ Đây là loại bê tông được sử dụng cốt liệu xỉ hạt (xỉ nhiệt điện, xỉ lò cao) thay thế cho đá dăm và sỏi. Loại bê tông này thường được chế tạo mác 35- 250. khối lượng thể tích 1400-1800 kg/m^ để làm kết cấu dầm, sàn, làm cấu kiện sàn lắp ghép tấm nhỏ, làm tấm mái cỡ lớn, hoặc chế tạo thành các blôc viên xây lỗ rỗng lớn. Ngoài ra còn chế tạo bê tông xỉ cấu trúc rỗng thiếu cát. Các blôc viên xây được đúc từ loại bê tông này có các lỗ rỗng 145
lớn, dùng để xây các kết cấu tường có chức năng hút âm, hoặc các :ưởng có nhu cầu làm nhẹ. 6.3.3. Tấm xốp polystyrene Tấm xốp polystyrene là loại vật liệu cách nhiệt rất nhẹ, được đúc hầnh khối lớn bằng phưofng pháp ép gia nhiệt các hạt polystyrene nở phồng, :sau đó cắt thành tấm theo kích thước đã định. Tấm xốp này được dùng rất có hiệu quả để cách nhiệt mái nhà, nhất là cho mái sửa chữa, vì nó vừa nhẹ 'vừa các tính cách nhiệt cao. Tải trọng lên mái của lớp xốp dày 6 cm C.IỈ có khoảng dưới 2 kg/m^ Tấm xốp lát cách nhiệt cho mái nhà đòi hỏi 2 yêu cầu sau đây: - Phải đủ cứng để có thể đi lại, kê đồ, đặt chậu cây cảnh trên lớp láí m ái. Thường loại này cần có khối lượng thể tích không dưới 30kg/m \ - Tấm xốp là vật liệu kỵ nước nên không dính kết với vữa lát phía trêi. Để có thể bám dính với vữa lát và với nền bê tông mái thành một khối, bé rnặt các tấm xốp này cần được quét một lớp SOÌI gắn kết, chế tạo từ hỗn hợpdiang dịch nhũ tương polyme + 5-10% ximăng. Nhũ tương polyme là một duing dịch huyền phù polyme nước, được chế tạo từ gốc. Loại dung dịch niy có bán trong can trên thị trường. - Tấm xốp cũng có thể dùng để cách nhiệt cho các tưòfng nhà hướng Tầy, là nơi chịu bức xạ mặt trời với cường độ mạnh nung nóng tường trong ngà y. 6.4. MỘT SỐ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRUYỀN THỐNG ĐỂ CHỐrVG NÓNG MÁI BÊ TÔNG CỐT THÉP Hiện nay ngành xây dụng đang áp dụng một số phương pháp chống aó>ng mái truyền thống sau đây: 6.4.1. Dùng gạch có lỗ rỗng lớn Gạch lỗ rỗng lớn được lát lên trên mái BTCT (Hình 6.2). Gạch lỗ rỗng llớn có thể là gạch đất sét nung hay gạch blôc có lỗ rỗng lớn như gạch xi măing cát. Các loại gạch này có 2 thành phần sau đây: - Phần xưcmg gạch; Có thể là đất sét nung hay xi măng cát. Đây là aiũtng vật liệu dẫn nhiệt, không phải là vật liệu cách nhiệt. - Phần lỗ rỗng: Đây là các lỗ rỗng khí. Trong vùng khí hậu nóng ẩm nutớc ta, không khí trong các lỗ rống này luôn có độ ẩm (p > 70%, có khi bão hioà 146
hơi nước. Như vậy không khí ẩm ở đây là một chất khí dẫn nhiệt, vì hệ số dẫn nhiệt của nước rất lớn so với không khí khô (xem Bảng 6 . 1 ). Khi lát gạch lên mái, các lỗ rỗng khí lại không có khả nãng đối lưu để thoát nhiệt. □ p 1 1 1 1n 1 II 1n 1 1 □ 1 1 1 1 1u 1 II 1n 1 1 — Lớp lát — Lớp lát — Lớp lất gạch lỗ rỗng đất sét nung ■ Lớp lát gạch block có lỗ rỗng lớn - Vữa lát xi mămg cát chống thấm - Vữa lát xi mămg cát chống thấm - Bè tông sàn mái — Bê tông sàn mái Hỉnh 6.2. Sơ đồ chống nóng mái BTCT bằng gạch có ỉỗ rống lớn Như vậy gạch lỗ rỗng lớn thực chất là một sản phẩm dẫn nhiệt, không có khả nãng cách nhiệt. Vậy không thể gọi loại gạch này là “gạch chống nóng” được. Do đó giải pháp này không cách nhiệt được cho mái BTCT, ngược lại mái ljị tích tụ nhiệt ban ngày, và khó nguội về ban đêm. Kết quả là không khí trong tầng áp mái của nhà thường xuyên bị nóng vế mùa hè. Trong nhà luôn quiá nhiều dương khí. Cuộc sống con người trở nên nặng nề. Giải pháp này còm có nhược điểm là tải trọng lên mái lớn, đạt 180- 200 kg/m^. Những phân tích trên cho thấy không nên thực hiện chống nóng mái bằng phiương pháp này. 6.4.2. Dùng xỉ hạt hoặc tro nhiệt điện Xỉ hạt hoặc tro nhiệt điện được đổ lên mái, đầm chặt (Hình 6.3). Đây là cá(c vật liệu cách nhiệt tôt nếu chúng được giữ khô, có độ ẩm dưới 12%. Tuy ahiién thực tế cho thấy giải pháp này trong nhân dân không có hiệu quả cao vì 2 nguyên nhân sau đây: - Không đủ chiều dày cách nhiệt: Các vật liệu này đòi hỏi chiều dày cách nhiệt không nhỏ hơn 25cm (Bảng 6.2). Nhưng các nhà đã làm thường chỉ đạt đệ) cày không quá 15cm. 147
- Có độ ẩm cao: Có thể là xỉ hoặc tro chưa được phơi khô đến mưc độ ẩm cp < 12%. Cũng có thể chúng bị nhiễm ấm do trời mưa trong quá trình sư dụng. “ Lớp lát gạch lá nem “ Lởpxỉhạt Lớp chống thấm “ Bê tông sàn mái H in h 6.3, Sơ đồ chống nóng m ái bằĩìg x ỉ liat 6.4.3. Dùng bê tông tổ ong Bê tông khí hay bê tông bọt đều đều là vật liệu cách nhiệt tốt. Chúng được đúc thành các tấm blôc để xếp ken trên mặt bê tòng mái theo một chiều dày đã định theo sơ đồ giống như Hình 6.2. Đối với bê tông bọt thì còn có thể đổ tại chỗ. Có 2 điều kiện sử dụng để đảm bảo cách nhiệt cho mái; Một là phải xếp ken chặt lớp bê tông khí với đủ chiều dày cách nhiệt; Hai là phải giữ cho chúng không bị nhiễm ẩm khi sử dụng. Cần có giải pháp đề phòng sao cho khi bị nhiễm ẩm nước mưa thì lớp bê tông cách nhiệt cũng sẽ lự thoát ẩm được. 6.4.4. Dùng táng đệm không khí Một số nhà dân đã chống nóng mái bằng cách xây nghiêng gạch tạo thành các rãnh khí rồi lát gạch lá nem bắc qua (Hình 6.4). Phưofng pháp này có nhược điểm là chiều cao tầng đệm không khí nhỏ, và lại không có khả năng đối lưu không khí bên trong các rãnh. Kết quả là không có tác dụng cách nhiệt môi trường cho mái nhà. Mật trời nung nóng lớp gạch lá nem phía 148
trên, truyền nhiệt dần xuống bê tông sàn mái qua tầng đệm không khí (đây là không khí ẩm) làm cho sàn mái bị nóng lên. Do đó không khí trong nhà luôn bị nóng. Hàng ngàv bê tông sàn mái bị biến dạng nở về ban ngày và co về ban đêm. Sau một thời gian sử dụng sẽ xuất hiện vết nứt nơi tiếp giáp giữa sàn bê tông mái với tường gạch. Như vậy giải pháp này không những không giải quyết được vấn đề cách nhiệt mòi trường cho mái, mà còn dẫn đến bệnh nứt cổ trần (xem Hình 4.24), gáy thấm góc trần. \ 0 - H ỉn h 6.4. Sơ đổ chống nóng mái ỈĨTCT hăng xáy gạch nghiêng. Giải pháp dùng tầng đệm không khí chỉ có hiệu quả khi đáp ứng được 2 yèu cáu cơ bán sau đây: - Tầng đệm không khí phải có đủ chiều cao cần thiết. - Phải có đối lưu không khí trong tầng đệm để thoát nhiệt tích tụ trong ngày. 6.4.5. Dùng mái dốc trên bê tông mái Đây thực chất cũng là giải pháp dùng tầng đệm không khí để cách nhiệt cho mái. Một mái dốc chắn nắng phía trên mái BTCT ở độ cao khoảng 2,5- 3rri, không có tường bao xung quanh, sẽ đáp ứng được yêu cầu chắn nắng cho mái và thoát nhiệt tích tụ trong ngày. Do đó giải pháp này có hiệu quả tốt. 149
6.5. MỘT SỐ GIẢI PHÁP CÓ HIỆU QUẢ ĐỂ CHỐNG NÓNG MÁI BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP 6.5.1. Chống nóng bằng vật liệu nhẹ cách nhiệt 1. Giải pháp thiết k ế Vật liệu nhẹ cách nhiệt có thể là vật liệu rời như xỉ hạt, tro nhiệt điện, sỏi keramzit, hoặc vật liệu tấm như bê tông khí, bê tông polystyrene, tấm xốp polystyrene. Phương pháp đơn giản là đặt trên mặt bê tông mái (mái bằng) một lớp vật liệu nhẹ cách nhiệt nêu trên với đủ chiều dày cần thiết. Sau đó che phủ bên trên một lớp lát để bảo vệ. Sơ đồ cấu tạo mái được chống nóng bằng vật liệu nhẹ xem Hình 6.5 và 6 .6 . Trong các hình này cần chú ý các vấn đề sau đây: - Lớp vật liệu cách nhiệt cần có độ dày cách nhiệt cần thiết ghi tron^ Bảng 6.2 [16, 37]. Bảng 6.2. Chiều dày vật liệu cách nhiệt cần thiết cho mái nhà Chiều dày yêu cầu TT Tên vật liệu không dưới, cm 1 Xỉ hạt 25 2 Tro nhiệt điện 25 3 Sỏi keramzit 20 4 Bê tông khí y < 500 kg/m’ 20 5 Bê tông polystyrene 7 = 400 kg/m’ 12 6 Tấm xốp polystyrene Y > 30kg/m’ 6-7 7 Tầng đệm không khí (gió thổi 2 chiều) 30 - Độ ẩm vật liệu cách nhiệt không lớn hơn 12%. Cần có giải pháp để giữ cho vật liệu cách nhiệt không bị nhiễm ẩm trong quá trình sử dụng. Nếu có bị làm ẩm (thí dụ bị thấm nước mưa) trong quá trình sử dụng thì cũng sẽ tự thoát ẩm được. Có lóp giấy cách nước để tránh nhiễm ẩm nước mưa cho vật liệu cách nhiệt rời. Lớp chống thấm nên dùng là lớp láng vữa xi măng cát mác 80 đánh màu kỹ. Khi được bảo vệ khỏi tác động trực tiếp của các yếu tố khí hậu nóng ẩm thì lớp láng vữa này có độ bền cao. 150
Cần có đặt hệ thống ống thoát nước mưa cho lóp vưa láng chống thấm để đề phòng khi nước mưa xuống thì sẽ thoát đi ngay. Khe co giãn nhiệt ẩm 3x3 m Lát gạch iá nem bằng vữa ximãng cát vàng mác 50 hoảc tam hợp mác 25 Khe co giãn nhiệt ẩm 3x3 m Giấy cách nuớc — Lớp xỉ hạt lò cao hoặc tro nhiêt điện dày 25 cm độ ẩm cp < 12% Lớp chống thấm — Bè tông sản mái bằng Hinh 6.5, Sơ đồ cách ỉìhiệt múi nrCT bằng vậí liệu rời Khe co giãn nhiệt âm 3x3 m NướcJT1Ị^__ _ _ _ Ị Ống thoát nước mưa — Lát gạch !á nem bằng vữa ximãng cát vàng n á c 50 hoặc vữa tam hợp mác 25, khe co giãn nhiệt ẩm 3x3 m — Lớp block bêtông cách nhiệt jươc xếp ken chặt “ Lớp chống thấm ‘ Bè tòng sản mái bằng Hình 6.6. Sơ đồ chống nóììg mái BI'CT bằng vật liệu cách nhiệt tấm 151
2. Biện pháp thi công Các bước thi công được tiến hành theo thứ tự như sau: - Đổ bê tông sàn mái, có đầm lại để tăng khả nãng chống thấm (xem mục 3.3 về đầm lại bê tông). - Láng vữa xi măng cát chống thấm mác 80 dày 2cm, đánh màu ướt thật kỹ (không đánh màu khô). Chú ý kiểm tra kỹ chất lượng những chỗ giáp lai giữa khu vực láng trước và sau. Bảo dưỡng ẩm không ít hơn 3 ngày đêm. Lóp chống thấm này này cũng là lóp tạo dốc cho mái. - Đặt hệ ống thoát nước mưa cho lớp láng vữa chống thấm. Hệ ống thoát nước mưa này chỉ có ý nghĩa đề phòng, để khi có nước mưa xuống thì sẽ thoát đi ngay. Còn nước mưa chủ yếu phải được thoát từ trên lớp lát gạch lá nem ở phía trên. - Đổ lớp vật liệu cách nhiệt rời lên mái đầm chặt cho đủ chiều dày. Xong phủ giấy cách nước theo nguyên tắc lợp ngói để tránh có thể nước mưa sẽ làm ướt vật liệu cách nhiệt. Đối với vật liệu cách nhiệt tấm như các tấm bê tống khí, bê tông polystyrene thì xếp ken chặt cho đủ chiều dày, và không cần lớp giấy cách nước. Giấy cách nước có thể là giấy dầu, nilon, giấy cao su v.v... Lát gạch lá nem bằng vữ;' xi măng cát mác 50 hoặc vữa tam hợp xi măng vôi cát mác 25. Khuyến khích dùng vữa tam hợp hơn là vữa xi lĩiãng cát, vì vữa tam hợp ít bị nứt dưới tác động của khí hậu. Mặt khác vì có vôi nên cường độ sẽ ngày càng phái triển theo cơ chế hình thành hydrosilicat canxi, là chất cho cường độ, trong quá trình phản ứng dài ngày giữa cát với vôi. Lớp lát này cần có đặt khe giãn với khoảng cách 2 chiều 3x3m. Chiều rộng khe giãn khoảng l,5cm , chiều sâu xuống hết lớp vữa. Chú ý phải có khe giãn chạy xung quanh tường chắn mái. Tại lớp lát này cũng tạo rãnh thoát nước mưa. Có thể lát 1 hoặc 2 lớp gạch tuỳ theo yêu cầu sử dụng. Bảo dưỡng ẩm cho lớp lát bằng các tưới nhẹ nước trong 3 ngày. Chú ý không tưới quá nhiều nước, vì sẽ có nguy cơ nước sẽ thấm sâu làm ẩm vật liệu cách nhiệt. Xảm matit khe giãn. Matit xảm khe phải là loại có tính bám dính tốt và tính đàn hồi cao. Matit xảm khe có thể được đóng trong thùng hoặc trong ống, và được thi công theo chỉ dẫn của nhà sản xuất. 152
6.5.2. Chống nóng mái bằng tấm xốp polystyrene 1.Giải pháp thiết kê Sơ đồ cấu tạo mái xem Hình 6.7. Bản chất của giải pháp là dùng một lớp xốp polystyrene (xem mục 6.3.3) để cách nhiệt cho mái BTCT. Phía trên lát gạch lá nem để bảo vệ. Có 2 yêu cầu kỹ thuật cần chú ý đối với tấm xốp. Đó là: - Phải có khối lượng thể tích không dưới 30kg/m’; chiểu dày ghi ở Bảng 6.2. - Phải dùng sơn polyme để gắn kết tấm xốp với nền bê tông sàn mái phía dưới và với lớp vữa lát phía trên. Có như vậy thì lớp chống nóng mới tạo thành một khối thống nhất để tãng độ bền, tránh nứt gãy lớp lát phía trên. - Có thể thay thế lớp vữa láng chống thấm bằng lớp sofn chống thấm. Khe Giàn — Lớp gạch la nem — Vữa lát - khe giãn 3x3m Sơn polỵme — Lớp xốp cách nhiệt — Sơn polyiTie — Lớp chống thấm (nếu cấn) — Bê tông sàn mái H in h 6.7, Cấu tạo lớp chống nóng m ái bằng tấm x ố p polystyrene 153
2.Biện pháp thi công Công việc được tiến hành thứ tự như sau: - Đổ bê tông mái có đầm lại để tãng khả năng chống thấm. - Chế tạo son polyme: Nhũ tương polyme + (5 - 10%) xi măng kiuấy đều, tạo độ sệt có thể quét bằng chổi đót. - Dùng chổi đót quét 1 nước scfn polyme lên một mặt của tấm ;ốp trước ngày lát ít nhất 1 ngày. - Quét một nước sơn polyme lên mặt bê tông sẽ lát tấm xốp. Dặt ngay tấm xốp vào vị trị đã quét sơn sao cho mặt đã quét scfn nằm ở trên, l ế n hành lát gạch lá nem trên tấm xốp. Lớp vữa lát sẽ gắn kết rất chặt với tấư xốp nhờ có lớp sơn polyme đã quét hôm trước. Tấm xốp sẽ gắn chặt với nểi bê tông sàn mái nhờ lớp sơn vừa mới quét xong. Như vậy chỉ ngày hôm au thì bê tông sàn mái, lớp xốp cách nhiệt và lớp lát gạch lá nem sẽ gắn kết tiành một khối thống nhất, rất bền vững. - Lát gạch lá nem: Việc lát gạch lá nem và xảm khe giãn được iến hành giống như mục 6.5.1.2. Giải pháp chống nóng bằng tấm xốp cách nhiệt có ưu điểm là cich nhiệt tuyệt đối và có tải trọng rất nhỏ, rất thích họỉp cho một mái sửa (hữa. Xét Hình 6.8 ta thấy, trong khi nhiệt độ bề mặt lớp gạch lát mái t| vàt lúc 13h trong ngày nắng hè tại Hà Nội đạt tới 6 5°c, thì nhiệt độ trần Ỉ2 ch h ó 38°c, thấp hơn nhiệt độ không khí khi đó là 4 0 °c . Nhiệt độ,°c \ / Hình 6.8. Biến thiên nhiệt độ mái BTCT được cách nhiệt bâng tấm xốp pdystyrene 154
6.5.3. Chỏng nóng bằng tầng đệm không khí /. Giải pháp thiết k ế Bản chất của giải pháp là dùng tầng đệm không khí có đối lưu để cách nhiệt cho mái BTCT. Phía trên tầng đệm là sân có thể sử dụng, được lát gạch trang trí (Hình 6.9). ị - Lớp lát gạch trang trí - Lớp lát tấiĩi đan -T ắ n g không khí đối luu Trụ xây gạch 50x50cm -Lớ p chống thấm nuớc - Bêtông sàn mải L_______ J [=— [1 \ -> G ió > 1 \ 1 Giố H ìn h 6.9. Sơ đồ chống nóng mái hằng tầng đệm không khí Tầng đệm không khí được tạo bằng cách xây các trụ gạch 11 X 22cm, cách đều 2 chiều 50 X 50cm, cao bằng chiều cao tầng đệm không khí đã định. Các tấm đan BTCT được chế sẵn có kích thước 49x49cm rồi gác lên các trụ gạch đã xây. Có 2 yêu cầu kỹ thuật cần được đảm bảo cho giải pháp này, đó là; - Tầng đệm không khí có chiều cao không dưới 30cm (Bảng 6.2); - Tầng đệm không khí phải có gió thổi 2 chiều để thoát nhiệt tích tụ trong ngày. Khi không đảm bảo cho gió thổi 2 chiều thì tầng đệm không khí sẽ mất tác dụng cách nhiệt. Vì vậy giải pháp này thường chỉ dùng cho các mái có chống nóng nhưng không sử dụng sân thượng. 2.Biện pháp thi công Các bước tiến hành gồm có: 155
- Đổ bê tông sàn mái BTCT có đầm lại để tăng khả năng chống thấm; - Chế tạo các tấm đan BTCT; - Láng vữa xi măng cát chống thấm dày 2cm có đánh dốc, đánh ư.àu kỹ (xem mục 6.5.1.2). Có hệ thống thoát nước mưa từ lớp láng này. Cũng có thể dùng sơn chống thấm thay lóp vữa láng chống thấm; - Xây các trụ gạch 11 X 22cm cách đều tim 50 X 50cm bằng vữa xi măng cát mác 50. - Lát các tấm đan bê tông cốt thép lên đầu các trụ gạch bằng vữa xi măng cát mác 50; Nếu có nhu cầu trang trí sân thì lát thêm lớp gạch lá nem trang trí. Kỹ thuật lát, đặt khe giãn và xảm khe xem mục 6 .5. 1 .2 . 6.5.4. C hống nóng mái bằng cách lợp m ái dốc 1. Giải pháp thiết k ế Bản chất của giải pháp là dùng một mái dốc đặt trên sàn mái BTCT để ngăn bức xạ mặt trời (Hình 6.10). Mái dốc dùng để cách nhiệt có thể là mái lá, mái ngói, mái tốn, mái íibroxim ăng. Tất cả các loại mái đều có yêu cầu độ cao h > l,5m . Đối với mái ngói, mái íibroxim ăng và mái tôn còn có yêu cầu tạo thoát nhiệt tự nhiên. Ngôi nhà trong ảnh ở Hình 6.10 có cấu tạo cửa thoát nhiệt trên đỉnh mái và khe hở thu khí giữa trần bê tông và mái để tạo dòng khí đối lưu thoát nhiệt tự nhiên. Tuy nhiên đây là mái bê tông dán ngói, do hấp thụ nhiệt và tính trễ nhiệt của bê tông nên về đêm mái này chậm nguội nhiệt tích tụ trong ngày. Do đó vào những ngày ít gió thì mái vẫn nóng. Nếu là mái ngói hay mái tôn thì tốc độ thoát nhiệt trên mái sẽ nhanh hơn rất nhiều. 2. Biện pháp thi công - Đổ bê tông sàn mái, láng vữa chống thấm xem mục 6 .5.1.2; - Làm mái dốc. Mái dốc nhất thiết phải tạo được cửa thoát nhiệt tự để ttên mái theo sơ đồ Hình 6.10. Các m ái lợp lá cọ, cỏ gianh, rơm rạ, nứa thì không cần có cấu tạo cửa thoát nhiệt trên mái, vì các vật liệu này có tính cách nhiệt tốt và không hấp thụ nhiệt mạnh như các m ái ngói, mái tôn, mái íibroxim ăng. 156