Phần 2: GỐM KHÔNG NUNG

2.1 Khái niệm:

Song song với ngành gốm nung còn có ngành gốm không nung, dựa trên nguyên lý hóa thạch của chất liệu giống như xi măng trộn với cát, thạch cao… Chỉ cần một thời gian ngắn để đông cứng.

Những nguyên lý hóa thạch:

1. Hóa thạch thụ động (Passive pétrifaction) vật liệu có năng lượng nội hàm đủ lớn.

2. Hóa thạch chủ động (Active pétrifaction) năng lượng nội hàm thấp cần tác lực bên ngoài: áp suất, nhiệt độ, chất xúc tác… với thời gian đủ dài.

3. Hóa thạch hỗn hợp (Joint pétrifaction) năng lượng nội hàm ở mức cận bão hòa chỉ cần một tác động ở mức thấp (áp suất, nhiệt độ, chất xúc tác trong thời gian ngắn, kích thích quá trình hóa thạch (đông cứng).

2.2 Xi măng

Một thứ "vữa" gọi là xi măng lần đầu tiên được người Ai Cập sử dụng như vật liệu xây dựng dạng thô từ 2.600 năm trước đây. Vật liệu chế tác gồm vôi + cát + đất sét nhào với nước dùng để xây, lấp…

Đến thế kỷ I, người La Mã thêm đất núi lửa pozzuoli gần thành Nopali và họ phát hiện ra hỗn hợp này có thể xây dựng dưới nước. Đất pozzuoli có thành phần 60-90% đất sét, 10-40% đá vôi. Khảo cổ thời sơ khai cho thấy cống xi măng (vữa) đã được phát hiện trong một số thành phố của đế quốc La Mã.

Đầu thế kỷ 19, xi măng được khám phá như vật liệu xây dựng chính cho đến nay.

Năm 1817, kỹ sư Louis Vicat đã nghiên cứu các thuộc tính thủy lực của hỗn hợp tro + đá vôi núi lửa. Ông là người đầu tiên tìm ra tỷ lệ chính xác đá vôi + silic cần thiết để có một hỗn hợp chuẩn, sau đó đốt, nghiền ra để sản xuất một chất kết dính thủy lực dùng cho công nghiệp gọi là xi măng (ciment, cement).

Tiếp theo Scotsmand Joseph Asdin đã tinh chế các thành phần của xi măng từ nghiên cứu của Louis Vicat vào năm 1823 cho ra đời loại xi măng có kết cấu chậm hơn, ông gọi là portland vì nó có thành phần tương tự đá tìm được ở vùng portland miền Nam nước Anh.

Nhà máy xi măng đầu tiên được xây dựng ở Pháp năm 1846 tại Boulogne-Sur-Mer.

Lafarge có hai khám phá quan trọng đầu thế kỷ 20:

- Cho ra đời loại xi măng trắng trong đó sử dụng cao lanh thay đất sét.

- Xi măng Fondu được phát hiện năm 1908 bởi Jules Bied, giám đốc phòng nghiên cứu của Lafarge. Loại xi măng này làm từ đá vôi và bauxite được dùng như một chất kết dính chất lượng cao, chịu được điều kiện khắc nghiệt nhiệt độ cao.

Thế kỷ 20 còn xuất hiện một loại vật liệu xây dựng gọi là gốm mới, sản xuất bằng cách nung nguyên liệu dạng bột bao gồm các khoáng thiên nhiên và các chất vô cơ tổng hợp kể cả kim loại, không chứa đất sét và cao lanh. Cấu trúc gốm mới bao gồm gốm oxit đơn (Al₂O₃, ZnO₂,BeO) hay hỗn hợp giữa chúng với các chất vô cơ tổng hợp (SiC, B₄C₁, Si₃N₄, TiN, MoSi₃…) với kim loại (Al, Cr, Fe, Ti…) gọi là composit gốc gốm hay hợp kim gốm, chúng có các tính năng kỹ thuật mới như từ tính, bán dẫn, lượng tử, siêu cứng, siêu dẫn nên được gọi là vật liệu cấu trúc chủ yếu của thế kỷ 21 (Từ điển Bách Khoa VN, 2002)

Các chất xúc tác thường được sử dụng để chế tạo gạch xây dựng không nung:

- Keo lignin,

- Keo nanoicsilicon (keo làm  bằng silic hạt cỡ nano thuộc một loại polyme vô cơ cao cấp – vữa làm từ nanoicsilicon đông cứng sau 3 giờ và hoàn tất quy trình hóa thạch sau 11g rắn ngang với xi măng portland mark 300).

- Keo magne, loại polyme vô cơ tốt nhất để chế gạch không nung.