ÄÂ�ẠI HỌC ÄÂ�À NẴNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ PHONG NHà NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VỎ TRẤU ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI H[.]
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - LÊ PHONG NHÃ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VỎ TRẤU ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - LÊ PHONG NHÃ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VỎ TRẤU ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG Chuyên ngành: Mã số: Kỹ Thuật Xây Dựng Cơng Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ KHÁNH TOÀN Đà Nẵng – Năm 2018 LỜI CẢM ƠN Tôi chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu, Phòng Quản lý Đào tạo, Khoa Sau đại học Giảng viên Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng, Trường Đại học Trà Vinh tận tình truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất suốt q trình học tập, giúp tơi hồn thành Luận văn Thạc sĩ Tôi xin chân thành cảm ơn đến TS Lê Khánh Toàn – Giảng viên hướng dẫn trực tiếp, tận tình bảo hướng dẫn tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành Luận văn Thạc sĩ Tôi chân thành gửi lời cảm ơn đến các Giáo sư, Phó Giáo sư, Tiến sĩ Tiểu ban kiểm tra tiến độ nhiệt tình nhận xét, đánh giá tạo điều kiện giúp đỡ q trình nghiên cứu hồn thiện Luận văn Nhà máy sản xuất gạch không nung Nhật Anh thuộc Công ty TNHH Sản xuất Xây dựng - Thương mại Nhật Anh Phịng thí nghiệm VLXD, mã số LAS-XD1294 thuộc Cơng ty Cổ phần Kiểm định Xây dựng Miền Tây Sau cùng, tơi chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp hết lịng động viên, khuyến khích, chia sẻ tạo điều kiện thuận lợi suốt trình học tập nghiên cứu nhằm giúp tơi hồn thành Luận văn Thạc sĩ Xin chân thành cảm ơn! Trà Vinh, ngày 19 tháng 02 năm 2018 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Lê Phong Nhã LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu của riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa từng cơng bố bất kỳ cơng trình khác Tác giả luận văn Lê Phong Nhã MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỜ DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU .1 Lý lựa chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu cấu trúc của đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG 1.1 GIỚI THIỆU VỀ GẠCH KHÔNG NUNG 1.1.1 Định nghĩa gạch không nung 1.1.2 Một số ưu điểm, nhược điểm của gạch không nung .4 1.1.2.1 Ưu điểm 1.1.2.2 Nhược điểm .4 1.1.2.3 So sánh với gạch đất nung 1.1.3 Các loại gạch không nung Việt Nam 1.2 CÁC LOẠI VẬT LIỆU CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG 1.2.1 Cát 10 1.2.2 Mạt đá 10 1.2.3 Xi măng 10 1.2.4 Phụ gia .10 1.2.5 Nước 10 1.3 CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG 10 1.3.1 Cường độ chịu nén của gạch không nung 10 1.3.2 Độ hút nước khả chống thấm nước của gạch không nung 10 1.3.3 Khối lượng thể tích của gạch khơng nung 11 1.3.4 Vữa dùng cho gạch không nung 11 1.4 QUY TRÌNH SẢN SUẤT GẠCH KHƠNG NUNG 11 1.4.1 Cơng nghệ Polime hóa khoáng 11 1.4.1.1 Nguyên liệu sản xuất .11 1.4.1.2 Cách phối trộn 12 1.4.1.3 Quy trình sản xuất 12 1.4.1.4 Ứng dụng sản phẩm 12 1.4.2 Công nghệ sản xuất gạch xi măng cốt liệu .12 1.4.2.1 Nguyên liệu .12 1.4.2.2 Cách phối trộn 13 1.4.2.3 Quy trình sản xuất 13 1.5 GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN VỎ TRẤU 14 1.5.1 Định nghĩa nguồn gốc của vỏ trấu 14 1.5.2 Hiện trạng vỏ trấu Việt Nam 14 1.5.3 Các ứng dụng của vỏ trấu 15 1.5.3.1 Sử dụng làm chất đốt 15 1.5.3.2 Dùng vỏ trấu để lọc nước 17 1.5.3.3 Sử dụng vỏ trấu tạo thành củi trấu 17 1.5.3.4 Vỏ trấu làm sản phẩm mỹ nghệ 18 1.5.3.5 Dùng trấu làm thiết bị khí hoá dầu 18 1.5.3.6 Vỏ trấu làm sản phẩm vật liệu xây dựng nhẹ không nung 19 1.5.3.7 Vỏ Trấu làm cơng trình giao thông nông thôn 19 1.5.3.8 Các ứng dụng khác của vỏ trấu .20 1.6 KHẢ NĂNG CẢI THIỆN VÀ ĐÁP ỨNG YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA GẠCH KHƠNG NUNG CĨ SỬ DỤNG VỎ TRẤU LÀM THÀNH PHẦN CẤP PHỐI 20 1.6.1 Khả đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật 20 1.6.2 Khả cải thiện môi trường 21 1.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG .21 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA GẠCH KHƠNG NUNG 22 2.1 CÁC TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG 22 2.2 XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG 23 2.1.1 Xi măng 23 2.2.2 Cát 24 2.2.3 Mạt đá 25 2.2.4 Nước 25 2.2.5 Vỏ trấu .27 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 27 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA GẠCH KHƠNG NUNG CĨ SỬ DỤNG VỎ TRẤU TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI 28 3.1 ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA VẬT LIỆU CHẾ TẠO GẠCH KHƠNG NUNG 28 3.1.1 Thí nghiệm xi măng Holcim PCB 40 28 3.1.1.1 Xác định độ mịn 28 3.1.1.2 Xác định khối lượng riêng 28 3.1.1.3 Xác định thời gian đông kết 29 3.1.1.4 Xác định độ bền nén .29 3.1.2 Thí nghiệm cát 31 3.1.2.1 Xác định thành phần hạt của cát .31 3.1.2.2 Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét 33 3.1.2.3 Xác định khối lượng thể tích xốp của cát .33 3.1.2.4 Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của cát 34 3.1.3 Thí nghiệm mạt đá 36 3.1.3.1 Xác định thành phần hạt của mạt đá 36 3.1.3.2 Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét 37 3.1.3.3 Xác định khối lượng thể tích xốp của mạt đá 38 3.1.3.4 Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của mạt đá .39 3.1.4 Thí nghiệm nước: 41 3.1.5 Thí nghiệm vỏ trấu 42 3.1.5.1 Xác định khối lượng thể tích xốp của vỏ trấu 42 3.1.5.2 Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của vỏ trấu 43 3.2 CẤP PHỐI GẠCH KHÔNG NUNG 46 3.3 TẠO MẪU THÍ NGHIỆM 47 3.4 CÁC KẾT QUẢ KHẢO SÁT .49 3.4.1 Xác định kích thước, màu sắc khuyết tật ngoại quan 49 3.4.2 Xác định độ rỗng 51 3.4.3 Kết thí nghiệm cường độ nén 53 3.4.4 Xác định độ thấm nước 57 3.4.5 Xác định độ hút nước 58 3.4.6 Xác định khối lượng thể tích 60 3.5 BÌNH LUẬN KẾT QUẢ 61 3.6 MỘT VÀI ĐÁNH GIÁ VỀ MẶT KỸ THUẬT, KINH TẾ VÀ TÁC ĐỘNG ĐẾN MƠI TRƯỜNG CỦA GẠCH KHƠNG NUNG CĨ SỬ DỤNG VỎ TRẤU TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI .62 3.6.1 Về mặt kỹ thuật 62 3.6.2 Về mặt kinh tế 63 3.6.3 Tác động môi trường 64 3.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 Tài liệu tiếng việt 68 Tài liệu internet 68 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI PHỤ LỤC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VỎ TRẤU ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG Học viên: Lê Phong Nhã Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 Khóa: K32.XDD.TV Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Gạch khơng nung làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau, với công nghệ khác nên chủng loại có nhiều Trong giai đoạn vừa qua, hầu hết vật liệu sử dụng để sản xuất gạch không nung phần lớn tập trung vào loại vật liệu chủ yếu như: Cát, đá, sỏi, xỉ thải v.v kết hợp với xi măng các chất phụ gia để phối trộn Vỏ trấu, nguồn phế phẩm nông nghiệp dồi đồng sông Cửu Long, nghiên cứu ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau, có ứng dụng sản xuất vật liệu xây dựng, làm phụ gia sản xuất xi măng, v.v Còn lượng lớn vỏ trấu chưa sử dụng Đề tài “Nghiên cứu sử dụng vỏ trấu để sản xuất gạch khơng nung” trình bày khái quát công nghệ sản xuất gạch không nung, tiêu lý vật liệu, đồng thời thiết kế cấp phối trộn vỏ trấu sản xuất gạch không nung, đưa đánh giá cường độ tiêu chuẩn sử dụng vỏ trấu làm thành phần cấp phối Vì vậy, việc nghiên cứu sản xuất gạch không nung từ vỏ trấu vấn đề cần thiết, việc tiết kiệm diện tích đất nơng nghiệp, nguồn ngun liệu vô tận để tạo sản phẩm gạch cung cấp cho nhu cầu vật liệu xây dựng công trình Từ khóa – Vỏ trấu; gạch khơng nung; cường độ chịu nén của gạch không nung; trọng lượng riêng của gạch không nung, độ hút nước của gạch không nung STUDY ON USING RICE HUSK TO MAKE ADOBE BRICKS Abstract - Adobe bricks have been produced by different materials, and with different technologies; therefore, they are diversified in category During recent time, most of materials used for producing adobe bricks are sand, rock, pebble, waste slag, etc mixing with cement and additives Rice husk, the plentiful agricultural waste in Mekong Delta Region, has been studied to apply for different fields, in which they have been used in constructing materials and additives for cement, etc The remainig majority of them have not been used The thesis "Study on using rice husk to produce adobe bricks" has presented the overview of techonologies producing adobe bricks, some physical targets of material, and designed the gradations of mixing rice husk in producing adobe bricks and given the evaluations of intensity and standard when using rice husk as one of the complements Therefore, the study of using rice husk in producing adobe bricks is one of the essential work Beside saving agricultural area, this is an endless material source to produce adobe bricks meeting the demand of materials for construction works Key words– Rice hush, adobe bricks; compressible intensity of adobe bricks; specific weight of adobe bricks; absorbent of adobe bricks DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TCVN XMCL AAC VLXD CP Tiêu chuẩn Việt Nam Xi măng cốt liệu Gạch bê tông khí chưng áp Vật liệu xây dựng Cấp phối DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ Số hiệu bảng 1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 Tên bảng So sánh gạch không nung với gạch đất nung Thành phần hóa học của vỏ trấu Các tiêu chuẩn xác định đặc trưng lý của gạch không nung Các tiêu chuẩn xác định đặc trưng lý của xi măng Xác định các đặc trưng lý của cát Xác định các đặc trưng lý của mạt đá Hàm lượng tối đa cho phép của muối hoà tan, ion sunfat, ion clo Giới hạn cho phép thời gian ninh kết cường độ chịu nén Xác định các đặc trưng lý của vỏ trấu Kết thí nghiệm độ mịn của xi măng Kết thí nghiệm khối lượng riêng của xi măng Kết thí nghiệm thời gian đơng kết của xi măng Kết thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng ngày tuổi Kết thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng 28 ngày tuổi Tổng hợp kết thí nghiệm xi măng Kết thí nghiệm thành phần hạt của cát Kết thí nghiệm hàm lượng bụi, bùn, sét của cát Kết thí nghiệm khối lượng thể tích xốp của cát Kết thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước của cát Tổng hợp kết thí nghiệm cát Kết thí nghiệm thành phần hạt của đá mạt Kết thí nghiệm hàm lượng bụi, bùn, sét của mạt đá Kết thí nghiệm khối lượng thể tích xốp của mạt đá Kết thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước của mạt đá Tổng hợp kết thí nghiệm mạt đá Kết thí nghiệm nước Kết thí nghiệm khối lượng thể tích xốp của vỏ trấu Kết thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước của vỏ trấu Bảng tổng hợp kết thí nghiệm vỏ trấu Bảng thiết kế cấp phối thành phần nguyên liệu gạch không nung Bảng khối lượng riêng nguyên liệu lấy trường Bảng cấp phối thành phần nguyên liệu ứng với mẽ trộn Kết đo kích thước mẫu gạch Trang 14 22 23 24 25 26 27 27 28 29 29 30 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 41 43 44 44 46 46 47 50 34 đong Dùng thước kim loại gạt ngang miệng ống đem cân Mẫu thử đổ vào phễu chứa, đặt thùng đong cửa quay, miệng thùng cách cửa quay 100mm theo chiều cao Xoay cửa quay cho vật liệu rơi tự xuống thùng đong thùng đong đầy có Dùng gỗ gạt mặt thùng đem cân Bảng 3.9 Kết thí nghiệm khối lượng thể tích xốp cát Khối lượng thể tích xốp (g/cm3) Lần TN Thể tích thùng đong (cm3) Khối lượng thùng đong (g) Khối lượng thùng đong + cát (g) Thí nghiệm 1000 1226,5 2603,5 1,377 Trung bình 1,375 1000 1226,5 2598,5 1,372 3.1.2.4 Xác định khối lượng riêng, độ hút nước cát Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích độ hút nước của cốt liệu có kích thước không lớn 40 mm, dùng chế tạo bê tông vữa Khi cốt liệu lớn có kích thước hạt lớn 40 mm áp dụng TCVN 7572-5: 2006 - Tiến hành thí nghiệm: - Các mẫu cốt liệu sau lấy chuẩn bị ngâm thùng ngâm mẫu 24 ± nhiệt độ 27 oC ± oC Trong thời gian đầu ngâm mẫu, khoảng từ đến khuấy nhẹ cốt liệu lần để loại bọt khí bám bề mặt hạt cốt liệu - Làm khô bề mặt mẫu (đưa cốt liệu trạng thái bão hồ nước, khơ bề mặt) + Đối với cốt liệu lớn Vớt mẫu khỏi thùng ngâm, dùng khăn lau khô nước đọng bề mặt hạt cốt liệu + Đối với cốt liệu nhỏ Nhẹ nhàng gạn nước khỏi thùng ngâm mẫu đổ mẫu vào sàng 140 p,m Rải cốt liệu nhỏ lên khay thành lớp mỏng để cốt liệu khơ tự nhiên ngồi khơng khí Chú ý khơng để trực tiếp ánh nắng mặt trời Có thể đặt khay mẫu quạt nhẹ dùng máy sấy cầm tay sấy nhẹ, kết hợp đảo mẫu Trong thời gian chờ cốt liệu khô, kiểm tra tình trạng ẩm của cốt liệu thử que chọc theo quy trình sau: đặt côn thử phẳng, nhẵn không thấm nước Đổ đầy cốt liệu qua phễu vào côn thử, dùng que chọc đầm nhẹ 25 lần Không đổ đầy thêm cốt liệu vào côn Nhấc nhẹ côn lên so sánh hình dáng của khối cốt liệu với các dạng cốt liệu chuẩn (xem 35 Hình 3.1a) Nếu khối cốt liệu có hình dạng tương tự Hình 3.1c, cốt liệu đạt đến trạng thái bão hoà nước khơ bề mặt Nếu có dạng Hình 3.1a 3.1b, cần tiếp tục làm khô cốt liệu thử lại đến đạt trạng thái Hình 3.1c Nếu có dạng Hình 3.1d, cốt liệu bị quá khơ, cần ngâm lại cốt liệu vào nước tiến hành thử lại đến đạt yêu cầu a) b) c) d) Hình 3.1 Các loại hình dáng khối cốt liệu - Ngay sau làm khô bề mặt mẫu, tiến hành cân mẫu ghi giá trị khối lượng (m1).Từ từ đổ mẫu vào bình thử Đổ thêm nước, xoay lắc bình để bọt khí khơng cịn đọng lại Đổ tiếp nước đầy bình Đặt nhẹ kính lên miệng bình đảm bảo khơng cịn bọt khí đọng lại bề mặt tiếp giáp nước bình kính - Dùng khăn lau khơ bề mặt ngồi của bình thử cân bình + mẫu + nước + kính, ghi lại khối lượng (m2) - Đổ nước mẫu bình qua sàng 0,14mm cốt liệu nhỏ qua sàng 5mm cốt liệu lớn Tráng bình đến khơng cịn mẫu đọng lại Đổ đầy nước vào bình, lặp lại thao tác đặt kính lên miệng, lau khơ mặt ngồi bình thử Cân ghi lại khối lượng bình + nước + kính (m3) - Sấy mẫu thử đọng lại sàng đến khối lượng không đổi Để nguội mẫu đến nhiệt độ phịng bình hút ẩm, sau cân ghi khối lượng mẫu (m4) Bảng 3.10 Kết thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước cát Số lần thí nghiệm Khơí lượng mẫu khơ cân khơng khí m1 (g) Khối lượng bình + kính + nước đến vạch quy định m2 (g) Khối lượng bình + kính + mẫu + nước đến vạch quy định m3 (g) Lần Lần 513,02 520,65 653,65 655,53 972,78 979,34 Trung bình 36 Số lần thí nghiệm Lần Lần Khối lượng mẫu ướt m4 (g) 515,13 522,82 Khối lượng riêng của mẫu (g/cm3) m1 /(m1 + m2 - m3) 2,646 2,645 2,646 2,617 2,616 2,617 2,628 2,627 2,628 0,411 0,417 0,414 Khối lượng thể tích của mẫu trạng thái khô (g/cm3) m1 /(m4 + m2 - m3) Khối lượng thể tích của mẫu trạng thái bão hòa nước (g/cm3) m4 /(m4 + m2 - m3) Độ hút nước của mẫu W (%) (m4 - m1)/m1 Trung bình Bảng 3.11 Tổng hợp kết thí nghiệm cát Phương pháp thí nghiệm Đơn vị Kết Yêu cầu kỹ thuật TCVN 7570: 06 - Thành phần hạt TCVN 7572-2: 06 - Xem biểu đồ - - Hàm lượng hạt > mm TCVN 7572-2: 06 % 0,00 - - Mô đun độ lớn TCVN 7572-2: 06 - 1,64 - - Hàm lượng bụi bùn sét TCVN 7572-8: 06 % 0,96 ≤2 - Khối lượng thể tích xốp TCVN 7572-6: 06 g/cm3 1,375 - - Khối lượng riêng TCVN 7572-4: 06 g/cm3 2,646 - Stt Các tiêu thí nghiệm * Nhận xét: Nhìn vào kết bảng tổng hợp thí nghiệm cát, ta thấy: đường biểu diễn thành phần hạt cát nằm miền thuộc nhóm cát hạt mịn, mơ đun độ lớn 1,64, hàm lượng bụi, bùn, sét 0,96 ≤ 2%, khối lượng thể tích xốp 1,375 g/cm3, khối lượng riêng 2,646 g/cm3 Cát đạt tiêu chuẩn TCVN 7572:2006 3.1.3 Thí nghiệm mạt đá 3.1.3.1 Xác định thành phần hạt mạt đá - Nguyên tắc thí nghiệm: Sử dụng phương pháp sàng để xác định thành phần hạt của cốt liệu nhỏ 37 - Tiến hành thí nghiệm: + Cân khoảng 8455 g cốt liệu sàng qua sàng có kích thước mắt sàng 10mm sau đổ cốt liệu cân vào sàng (sàng 9,5mm) tiến hành sàng qua sàng có kích thước 9.5;4.75;2.36;0.6 mm + Cân lượng sót từng sàng, xác đến 1g - Khối lượng mẫu thí nghiệm: 8455g Bảng 3.12 Kết thí nghiệm thành phần hạt mạt đá Phần trăm Phần trăm Kích thước T.Lượng Phần trăm tích lũy tích lũy sàng sàng sàng sàng lọt sàng (mm) (g) (%) (%) (%) 9,5 0,0 0,0 100,0 4,75 6553 77,5 77,5 22,5 2,36 1530 18,1 95,6 4,4 0,6 355 4,2 99,8 0,2