Bài Tiểu luận về vật liệu kính xây dựng

BÀI TIỂU LUẬN VỀ VẬT LIỆU KÍNH XÂY DỰNG Sinh viên thực hành:Đàm Duy Hồng Lớp:09x7 1.GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU KÍNH 2.NGUYÊN TẮC CHẾ TẠO KÍNH 3.PHÂN LOẠI KÍNH 4.NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU KÍNH TRONG THỰC TẾ 5.ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA VẬT LIỆU KÍNH 1.GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU KÍNH a.khái niệm -Kính là sản phẩm thủy tinh tạo từ dung dịch rắn ở dạng vô định hình nhận được bằng cách làm quá nguội khối silicat nóng chảy ,có thể pha trộn thêm các tạp chất để có tính chất theo ý muốn. -Ở điều kiện bình thường, kính là một vật liệu trong suốt, tương đối cứng, khó mài mòn, rất trơ hóa học và không hoạt động xét về phương diện sinh học, có thể tạo thành với bề mặt rất nhẵn và trơn. Tuy nhiên, kính rất dễ gãy hay vỡ thành các mảnh nhọn và sắc dưới tác dụng của lực hay nhiệt một cách đột ngột. b.Các tính chất đặc trưng -Tính ổn định hóa học:Kính có độ bền hóa học cao.độ bền hóa học phụ thuộc vào thành phần của kính.các oxit kiềm càng ít thì độ bền hóa học càng cao. -Tính chất quang học:là tính chất cơ bản của kính.Kính silicat thường cho tất cả những phần quang phổ nhìn thấy được đi qua và thực tế không cho tia tử ngoại và hồng ngoại đi qua.khi thay đổi thành phần và màu sắc của kính có thể điều chỉnhđược mức độ cho ánh sang xuyên qua. -Khối lượng riêng:của kính thường là 2500kg/m3. -Cường độ nén cao: (700-1000 kG/cm2) ,cường độ kéo thấp (35-85kG/cm2). -Kính có khả năng gia công cơ học ,cưa,cắt được bằng dao có đầu kim cương ,mài nhẵn đánh bóng được,ở trạng thái dẻo có thể tạo hình ,thổi,kéo thành tấm ,ống,sợi. 2.NGUYÊN TẮC CHẾ TẠO KÍNH. -Nguyên liệu chính là thạch anh,đá vôi,sô đa,sunfat natri.nguyên liệu được nấu trong các lò nấu thủy tinh cho đến nhiệt độ 1500oC. -Nhiệt độ 800-900oC là nhiệt độ hình thành silicat.Vào cuối giai đoạn hình thánh silicat (1150-1200oC) khối thủy tinh trở thành trong suốt nhưng vẫn chứa nhiều bọt khí ,việc tách bọt khí kết thúc ở 1400-1500oC.cuối giai đoạn này thủy tinh hoàn toàn tách hết khí và nó trở thành đồng nhất.để có độ dẻo tạo hình cần thiết phải hạ nhiệt độ xuống đến 200-300oC. -Việc chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái thủy tinh là 1 quá trình thuận nghịch.khi để trong không khí và ở nhiệt độ cao cấu trúc vô định hình của 1 số loại thủy tinh có thể chuyển sang kết tinh. 3.PHÂN LOẠI KÍNH Có thể phân loại kính như sau: -Theo cường độ chịu lực: Kính thường và kính cường lực +Kính thường: có cạnh sắc nhọn,  có thể gia công khoan,  khoét,  cắt được, dùng ở những nơi không yêu cầu độ an toàn cao cũng như  độ cách âm, cách nhiệt. +Kính cương lực: Có độ bền gấp 4-5 lần kính thường,  do bề mặt kính được ép lại làm cho các mạch liên kết cực nhỏ kết hợp chặt chẽ với nhau tạo thành liên kết bền vững hơn,  giúp cho kính chịu được rung chấn,  sức gió lớn và va đập mạnh.  Có khả năng chịu được sốc nhiệt cao gấp 3 lần so với kính thường.  Nhiệt độ thay đổi đột ngột khoảng 50 độ C đủ để làm kính thường vỡ nhưng kính cường lực có thể chịu được sự  thay đổi đột ngột lên tới 150 độ C.  Kính cường lực không thể gia công khoan,  khoét ,  cắt. Khi vỡ tạo thành các mảnh nhỏ,  khó gây sát thương,  dùng khi đòi hỏi hệ số an toàn cao và chịu lực, kính cường lực được ứng dụng trong các hạng mục như:  lan can cầu thang kính, vách kính, cửa thủy lực -Theo mức độ truyền ánh sáng (khả năng cho ánh sáng đi qua): kính trong suốt, kính trong mờ, kính mờ đục, kính phản quang, gương. -Theo mục đích sử dụng: kính lấy sáng, kính lấy sáng kết hợp cách âm - cách nhiệt, kính trang trí (kính màu, kính sơn, tranh kính...), kính làm vật dụng (mặt bàn, mặt tủ...). -Theo cấu tạo và công nghệ: kính thường, kính dán an toàn (hai tấm kính dán với nhau bằng một loại keo trong suốt đặc biệt, khi vỡ không bị phá huỷ hình dáng bề mặt, tránh gây sát thương), kính cường lực (còn gọi là kính tempered, kính tôi - được tôi ở nhiệt độ cao để làm tăng khả năng chịu lực); kính hộp (có 2 - 3 lớp kính đặt song song trong một hệ khung, giữa các lớp kính là chân không hoặc khí trơ để làm tăng khả năng cách âm, cách nhiệt). 4.NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU KÍNH TRONG THỰC TẾ a.Trong kết cấu xây dựng Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều chủng loại kính xây dựng, cả sản xuất trong nước và cả kính nhập khẩu. Mỗi loại có những đặc tính kỹ thuật khác nhau, giá thành khác nhau (phụ thuộc cả vào nhà sản xuất). Các loại kính đặc biệt sản xuất bằng công nghệ hiện đại với những ưu điểm nổi trội không còn là độc quyền của những công trình lớn, công trình đặc biệt hay những toà nhà cao tầng nữa. Các loại kính này đi vào từng công trình nhỏ, cả với khối lượng thi công cũng nhỏ. -Ở nước ta, trong những năm gần đây vật liệu kính mới được sử dụng rộng rãi và các kiến trúc sư mới nghiên cứu ứng dụng cho hình thức kiến trúc và các hiệu quả khác cho công năng, thẩm mỹ kiến trúc. Trước đó kính đa phần chỉ được sử dụng làm cửa để lấy sáng. Nguyên do là yếu tố kinh tế và công nghệ. Mặc dù vật liệu sản xuất kính có gốc từ silicat, không phải là một loại nguyên liệu quý hiếm nhưng giá thành của kính vẫn cao do yếu tố công nghệ, nhất là đối với những loại kính đặc biệt như kính cường lực. Bên cạnh đó sự nhập khẩu và làm chủ công nghệ của ta cũng chậm cùng với công nghệ xây dựng và cả nền kinh tế nói chung. Cũng không thể không nhắc tới yếu tố song hành - chính là sự phát triển của kiến trúc. Một nền kiến trúc mới, một diện mạo kiến trúc mới đòi hỏi những công nghệ và vật liệu mới, cũng như những yếu tố này tác động ngược lại cho kiến trúc phát triển. -Hiện nay, kính là một loại vật liệu không thể thiếu trong các công trình xây dựng. Các kiến trúc sư tận dụng tối đa những ưu điểm cả công năng và thẩm mỹ do kính mang lại. Không dừng lại ở việc kính dùng lấy sáng cho cửa, mà kính có mặt ở khắp nơi trong công trình, trong các bộ phận kiến trúc với nhiều cách thức và vai trò khác nhau, với những hiệu quả khác nhau. So với nền kiến trúc hiện đại thế giới, chúng ta cách một quãng xa, nhưng không phủ nhận rằng kính đang góp phần làm thay đổi diện mạo kiến trúc Việt Nam - đặc biệt là ở các đô thị. Kính dùng trong nhà ở. Kính làm cửa: -Kính là một thành phần trong cấu tạo cửa sổ, cửa đi. Tuy nhiên hiện nay có nhiều loại cửa khác có thể kết hợp với kính ngoài cửa gỗ truyền thống như cửa nhựa - kính, cửa nhôm kính, cửa thép - kính... Và bản thân kính cùng các phụ kiện riêng cũng có thể trở thành cửa, không phụ thuộc vào các vật liệu và kết cấu cửa truyền thống (cửa kính có khuôn, cái cửa...). Kính làm vách ngăn: -Kính hiện nay được dùng làm vách ngăn rất phổ biến nhờ ưu điểm chống ồn, ngăn mùi... tạo thành không gian riêng mà vẫn không bị che khuất, có thể nhìn ra ngoài, hoặc từ ngoài nhìn vào. Trong những không gian lớn (như văn phòng), vách ngăn kính còn là một cách lấy sáng xuyên phòng và tạo hiệu quả sâu cho không gian kiến trúc, nội thất. Kính làm vách ngăn có thể dùng hệ khung (gỗ, nhôm, thép...) nhưng cũng có thể độc lập hoàn toàn với kính cường lực cùng các phụ kiện kính. -Kính cũng được làm vách ngăn khu tắm phổ biến trong nhà vệ sinh (cabin tắm đứng). Vách kính trong trường hợp này rất ưu điểm vì chịu nước, trong suốt không làm chật không gian, và kết cấu vách ngăn hầu như không chiếm diện tích trên mặt bằng. Kính làm tường, kết cấu bao che: Rất nhiều công trình cao ốc đã và đang xây dựng gần đây không có tường bao và... cửa sổ. Bởi đơn giản toàn bộ mặt đứng công trình đã được bọc một hệ khung kính (liền cửa sổ) thay cho tường bao che truyền thống. Ngoài ra, kính còn được làm nhiều loại kết cấu bao che khác như buồng thang máy, lan can kính, thậm chí cả... hàng rào. Kínhlàm mái: -Kính làm mái được sử dụng nhiều trong các thể loại công trình do ưu điểm lấy sáng và ngăn được mưa. Mái nhà kính có thể sử dụng ở những diện tích lớn, không gian rộng như sân trong, sân thượng, phòng công cộng... cho tới những diện tích nhỏ hơn như mái sảnh, mái tum, mái giếng trời... trong nhà ở gia đình. Kính làm sàn: -Không dừng lại ở tường, mái... kính với tải trọng bản thân hoặc tĩnh tải; kính có khả năng chịu lực với tải trọng động như sàn kết cấu. Nhiều loại kính cường lực cho phép làm các loại sàn như sàn nhà, sàn chiếu nghỉ, bậc thang... Sàn kính được ứng dụng trong những không gian chật hẹp thiếu sáng để lấy sáng từ trên xuống. Ngoài ra sàn kính cũng được ứng dụng để phô bày một chi tiết hay hiệu quả nào đó dưới sàn, dưới thang như vườn cảnh, bể cảnh, hay các nền có trang trí phía dưới. b.Trong trang trí,làm đẹp. -Trước đây, kính thường chỉ được sử  dụng làm cửa sổ giúp lấy ánh sáng cho ngôi nhà. Tuy nhiên, ngày nay, kính được sử dụng rất nhiều để làm vật liệu trang trí mặt ngoài cho các tòa nhà cao tầng. Với ngôi nhà, ta có thể sử  dụng kính cho cửa sổ, cửa ra vào, và thậm chí còn làm vật liệu mặt ngoài cho một số phòng. Nếu muốn tạo sự  riêng tư, có thể lực chọn các tầm kính có màu hoặc nếu không, ta nên sử dụng các tấm kính trong suốt. -Các thiết kế nội thất hiện đại đã chú trọng hơn đến việc sử dụng kính. Thiết kế và trang trí phòng bếp bằng kính cũng là một ý tưởng khả thi. Với các chi tiết có kiểu dáng đẹp và thời trang, kính có thể dùng làm mặt quầy bar, hay gắn kính sau khu rửa giúp giữ vệ sinh cho phòng bếp. Nếu phòng ăn và phòng bếp được thiết kế liền nhau, ta có thể ngăn đôi không gian bằng cách sử dụng kính để tạo ra một bức tường trong suốt, cũng có thể bố trí thêm một chiếc giá bằng kính ở góc bếp gọn gàng và rộng rãi hơn khi đựng các đồ đạc khác. -Kính có thể sử dụng để tạo điểm nhấn trong nhà: có thể dùng kính tạo các khung ảnh đặt trên bàn hay treo trên tường nhà,hoặc có thể dùng các lọ hoa bằng kính đặt trong phòng ăn mang đến một không gian đầm ấm, tinh tế và thanh thoát. Kính làm các đồ gia dụng, nội thất : -Kính còn được dùng làm mặt bàn, giá kệ... trong nội thất. Bề mặt kính nhẵn dễ vệ sinh là ưu điểm nên kính hay được chọn là tấm che phủ cho các bề mặt ngang dễ dính nước, dễ bẩn... như bàn nước, bàn ăn, mặt quầy tiếp tân, mặt bar, mặt tủ... Bên cạnh việc dễ vệ sinh, kính trong suốt cho phép ánh sáng đi qua, không cản tầm nhìn, để lộ các chất liệu, hoa văn phía dưới và tạo hiệu quả thẩm mỹ nhất định khi có ánh sáng chiếu vào. Kính trang trí -Trong các nhà thờ trên thế giới, kính trang trí được sử dụng rất sớm dưới dạng tranh kính màu. Hiện nay trong kiến trúc hiện đại tranh kính nói riêng và kính trang trí nói chung cũng được ứng dụng nhiều dưới các dạng tranh kính ghép, kính mài, kính sơn, kính điêu khắc 2D, 3D... Các dạng kính trang trí này cho hiệu quả thẩm mỹ rất tốt khi kết hợp với ánh sáng tự nhiên (từ ngoài vào) hay ánh sáng nhân tạo (trong hắt ra). Một số hình ảnh về ứng dụng của vật liệu kính: Kính làm cửa Kính làm vách ngăn Sàn kính Kính làm mái Kính trong trang trí nội thất 4.ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA KÍNH Rõ ràng kính là một loại vật liệu có rất nhiều ưu điểm. Sự ra đời của kính đã làm thay đổi bộ mặt kiến trúc thế giới. Kính đã, đang và sẽ tiếp tục song hành cùng kiến trúc. Tuy nhiên, cái gì cũng có hai mặt của nó. Công nghệ hiện đại ngày càng làm tăng ưu điểm và hạn chế nhược điểm của kính; điều đó không có nghĩa là kính có thể sử dụng ở mọi nơi, mọi chỗ và thay thế được các loại vật liệu khác. Sử dụng kính như thế nào cho hợp lý về tương quan tỷ lệ với vật liệu khác, hài hoà về màu sắc và chất cảm vật liệu, đúng công năng... hoàn toàn phụ thuộc vào tài năng và lương tâm của kiến trúc sư. Khả năng đáp ứng cho sáng tạo kiến trúc của kính, những yếu tố kỹ thuật mới làm nên ưu điểm mới của kính gần như là không giới hạn. Các nhà sản xuất có thể đáp ứng được hết các yêu cầu về hình dáng, kích thước, thẩm mỹ, độ bền, các thông số kỹ thuật khác... Nhưng trong thực tế sự lạm dụng kính trong kiến trúc hay sử dụng kính không đúng chỗ đang diễn ra, và chúng ta phải chịu hậu quả ở một mức độ nào đó. Một phòng ngủ quá nhiều cửa kính có nguy cơ thừa sáng ảnh hưởng đến sức khoẻ và tâm lý người sử dụng; một phòng bốn bề là kính khó kê đồ, không có chỗ treo các vật dụng khác; một sàn kính quá lớn có thể gây trơn trượt; những mái kính nếu không có điều kiện vệ sinh thường xuyên thực ra lại làm mất thẩm mỹ vì bị đọng bụi rác ở trên, những chấn động cơ học gây đổ vỡ kính làm sát thương... Và điều quan trọng nhất - với những ngôi nhà bọc kính là hiệu ứng lồng kính, làm tăng nhiệt, và phải sử dụng công nghệ để khắc phục điều này (điều hoà nhiệt độ); trong khi đó vấn đề cơ bản là giải pháp kiến trúc chưa đúng. Bê tông, kính, thép là công thức vật liệu cho kiến trúc hiện đại. Dẫu có nhiều thay đổi, có nhiều quan điểm mới; thì vật liệu kính sẽ vẫn giữ một vai trò then chốt của Ưu điểm Như trên đã đề cập, ưu điểm lớn nhất của kính là khả năng cho ánh sáng đi qua và ngăn được gió, bụi. Bên cạnh đó kính có bề mặt phẳng, nhẵn thuận tiện cho việc lau chùi vệ sinh. Vật liệu kính góp phần làm phong phú chất liệu bề mặt kiến trúc, với hiệu quả rõ rệt, làm thay đổi bộ mặt kiến trúc, thẩm mỹ và sinh động hơn. So với các dạng kết cấu bao che khác, kính có chiều dày và tải trọng nhỏ hơn, việc thi công lắp dựng nhanh và kinh tế hơn; với nhiều giải pháp liên kết - cấu tạo. Vật liệu kính hỗ trợ đắc lực cho người thiết kế trong sáng tạo không gian, hình khối kiến trúc. Vật liệu kính làm nới rộng không gian, không bị cảm giác ngăn chia, phô bày được nhiều thành phần kiến trúc khác. Kính làm tăng hiệu quả thẩm mỹ không gian kiến trúc, tạo nên nhiều hiệu quả thị giác, hiệu quả chiếu sáng (cả chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo). Nhược điểm Ngay từ khi ra đời, kính đã bộc lộ những nhược điểm, những bất cập nhất định. Đó là khả năng chịu lực kém, dễ vỡ; và khi vỡ không an toàn (gây sát thương). Kính (thời gian đầu) khó tạo ra những mặt hình học khác ngoài mặt phẳng, khó tạo những chu vi phức tạp. Kính cũng dễ bị phá huỷ khi xảy ra chấn động cơ học, cháy nổ... hơn so với các loại vật liệu khác. Kính còn tạo ra hiệu ứng nhiệt (hiệu ứng lồng kính) - là một vấn đề ảnh hưởng lớn đến bản thân môi trường công trình và cả môi trường ở phạm vi lớn. Tuy nhiên, với tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ mới như hiện nay, hầu hết các nhược điểm về kỹ thuật của kính đã được giải quyết. Vấn đề còn lại là sự sáng tạo và sử dụng hợp lý vật liệu này của kiến trúc sư và các nhà xây dựng.