NGHIÊN cứu sử DỤNG TRO TRẤU TRONG QUY TRÌNH sản XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TRO TRẤU TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN TS Hồ Quốc Phong Huỳnh Diệp Hải Đăng TS Bùi Lê Anh Tuấn MSSV: 2102337 Ngành: Công Nghệ Hóa Học-Khóa 36 Tháng 12/2014 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2014 PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN NĂM HỌC: 2014-2015 Họ tên cán hƣớng dẫn: TS.Hồ Quốc Phong, TS.Bùi Lê Anh Tuấn Tên đề tài: “Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung” Địa điểm thực hiện: - Phòng thí nghiệm Công Nghệ Hoá Học, Khoa Công nghệ, Trƣờng Đại Học Cần Thơ - Phòng thí nghiệm Vật Liệu Xây Dựng, Khoa Công nghệ, Trƣờng Đại Học Cần Thơ Sinh viên thực hiện: Huỳnh Diệp Hải Đăng MSSV: 2102337 Mục đích đề tài: tạo đƣợc vật liệu xây dựng (VLXD) có giá thành thấp, tận dụng đƣợc nguồn phế phẩm tro trấu thải từ nhà máy giải vấn đề ô nhiễm môi trƣờng từ tro trấu gây ra, đồng thời mang lại hiệu kinh tế cao cho chủ thể ngành xây dựng (chủ đầu tƣ, nhà sản xuất VLXD ngƣời dân địa phƣơng) Nội dung Phần I: Tổng hợp chất phụ gia thủy tinh lỏng Phần II: Thiết kế thí nghiệm tối ƣu hóa điều kiện sản xuất gạch không nung + Yếu tố hàm lƣợng tro trấu + Yếu tố hàm lƣợng phụ gia + Yếu tố tỉ lệ nƣớc/xi măng + Tối ƣu hóa cƣờng độ gạch Các yêu cầu hỗ trợ: kinh phí, hoá chất dụng cụ thí nghiệm Kinh phí dự trù thực đề tài (dự trù chi tiết đính kèm): 2.000.000 đồng DUYỆT CỦA BỘ MÔN CÁN BỘ RA ĐỀ TÀI DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CÔNG NGHỆ Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2014 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Cán hƣớng dẫn: TS Hồ Quốc Phong, TS Bùi Lê Anh Tuấn Đề tài: “Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung” Sinh viên thực hiện: Huỳnh Diệp Hải Đăng Lớp: Công nghệ hóa học K36 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức: b Nhận xét nội dung luận văn (Đề nghị ghi chi tiết đầy đủ) * Các nội dung công việc đạt đƣợc (so với đề cƣơng luận văn): * Những vấn đề hạn chế: Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON c Nhận xét sinh viên thực đề tài: d Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2014 Cán hƣớng dẫn TS Hồ Quốc Phong Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CÔNG NGHỆ Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2014 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán phản biện: ………………………………………………………… …… Đề tài: “Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung” Sinh viên thực hiện: Huỳnh Diệp Hải Đăng Lớp: Công nghệ hóa học K36 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức: b Nhận xét nội dung luận văn (Đề nghị ghi chi tiết đầy đủ) * Các nội dung công việc đạt đƣợc (so với đề cƣơng luận văn): * Những vấn đề hạn chế: Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON c Nhận xét sinh viên thực đề tài: d Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2014 Cán phản biện ……………………… Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Hồ Quốc Phong Ngƣời em từ bắt đầu đến hoàn thành luận văn Thầy hết lòng, tận tâm hƣớng dẫn cho em suốt trình làm luận văn Thầy không quản khó khăn tìm hƣớng tốt vạch đƣờng tốt cho em việc nghiên cứu tìm hiểu tài liệu Em cảm ơn thầy an ủi, động viên em gặp vấn đề bế tắc thầy mở hƣớng sáng để em yên tâm tiếp tục công việc Em chân thành cảm ơn thầy! Bên cạnh đó, em hoàn thành tốt phần nghiên cứu giúp đỡ thầy Bùi Lê Anh Tuấn, thầy Trần Đức Trung thầy Ngô Văn Ánh, môn Vật Liệu Xây Dựng, khoa Công Nghệ, trƣờng Đại học Cần Thơ Thầy tạo điều kiện để em đƣợc tham gia nghiên cứu phòng thí nghiệm Vật liệu xây dựng Thầy thƣờng xuyên đóng góp ý kiến chia sẻ kinh nghiệm cho em lúc cần thiết Em xin cảm ơn thầy! Em xin cảm ơn thầy Đoàn Văn Hồng Thiện cô Huỳnh Liên Hƣơng tạo điều kiện cho em nghiên cứu phòng thí nghiệm Hóa Hữu Cơ, khoa Công Nghệ Bên cạnh đó, xin cảm ơn bạn nhóm nghiên cứu khoa học phòng thí nghiệm Công nghệ Hóa Học, thuộc môn Công nghệ Hóa Học hỗ trợ suốt trình thực đề tài Cuối xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè, ngƣời quan tâm giúp đỡ động viên suốt thời gian thực đề tài Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2014 Huỳnh Diệp Hải Đăng Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú i WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON TÓM TẮT Trong giới hạn thời gian kinh phí thực đề tài luận văn “Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung”, đƣợc thực với mục tiêu sau: (i) tổng hợp “Phụ gia thủy tinh lỏng – Na2SiO3” phƣơng phƣơng pháp nung hệ mở sử dụng nguyên liệu từ tro trấu xút; (ii) chế tạo “gạch không nung” phƣơng phƣơng pháp polymer hóa, đồng thời tạo đƣợc vật liệu xây dựng (VLXD) có giá thành thấp; (iii) tận dụng đƣợc nguồn phế phẩm tro trấu thải từ nhà máy giải vấn đề ô nhiễm môi trƣờng từ tro trấu gây Để thực mục tiêu phải thực hai giai đoạn sau:  Giai đoạn (I) tổng hợp phụ gia: đƣợc tiến hành cách cho hỗn hợp NaOH (tinh thể), tro trấu nƣớc vào bình cầu thủy tinh để thực phản ứng với nhiệt độ lên tới 110 °C khoảng giờ, sau ta thu dung dịch sau phản ứng đem lọc, sản phẩm cuối ta thu đƣợc chất phụ gia Chất phụ gia đƣợc đem phân tích để xác đinh tiêu chất lƣợng nhƣ: ngoại quan, khối lƣợng riêng, hàm lƣợng Na2O, hàm lƣợng SiO2 module silic  Giai đoạn (II) chế tạo gạch: tiến hành trộn chất phụ gia vừa tổng hợp với tro trấu, xi măng đá mi bụi để tạo thành vữa đổ hỗn hợp vữa vào khuôn để thực trình đóng rắn Sau khoảng thời gian đóng rắn 28 ngày ta đo cƣờng độ gach Qua thời gian thực nghiên cứu, ta thu đƣợc kết nhƣ sau: Tổng hợp đƣợc thủy tinh lỏng (Na2SiO3) ứng dụng sản xuất gạch không nung Chất phụ gia có màu vàng rơm, lỏng sánh có module 1,03, đồng thời chất phụ gia phù hợp số tiêu theo tiêu chuẩn TCCS 05:2010 Sản xuất đƣợc vật liệu có khả thay gạch đất nung truyền thống, với ƣu điểm vƣợt trội khối lƣợng nhẹ đồng thời cƣờng độ cao, ứng dụng ngành vật liệu xây dựng Xây dựng đƣợc mô hình hồi quy từ yếu tố hàm lƣợng RHA, hàm lƣợng phụ gia, tỉ lệ w/c đến cƣờng độ nén khối lƣợng thể tích viên gạch Kiểm định tối ƣu hóa mô hình phƣơng pháp bề mặt đáp ứng xây dựng ngôn ngữ phần mềm Statgraphics Qua thu đƣợc điều kiện tối ƣu hàm lƣợng RHA 48%, hàm lƣợng phụ gia 1% tỉ lệ w/c 0,56 gạch không nung đƣợc tạo thành có cƣờng độ 51,03 daN.cm-2, độ hút nƣớc 10,3% khối lƣợng thể tích 1259,99 kg.cm-3 Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú ii WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LVTN ĐH – 12/2014 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH SÁCH HÌNH vii DANH SÁCH BẢNG ix DANH SÁCH CÁC PHƢƠNG TRÌNH x CHƢƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu phạm vi nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu đề tài 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu CHƢƠNG II: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan trấu tro trấu 2.1.1 Hiện trạng trấu tro trấu 2.1.2 Thành phần hóa học trấu 2.1.3 Thành phần hóa học tro trấu 2.2 Các loại phụ gia dùng xây dựng 2.2.1 Phụ gia khoáng hóa tính 2.2.2 Ứng dụng phụ gia tro trấu vật liệu xây dựng 2.3 Tổng quan thủy tinh lỏng 2.3.1 Sơ lƣợc thủy tinh lỏng 2.3.2 Chỉ tiêu chất lƣợng thủy tinh lỏng 2.3.3 Ứng dụng thủy tinh lỏng 2.4 Gạch không nung 11 2.5 Công nghệ tổng hợp gạch Geopolymer 12 2.6 Quy hoạch thực nghiệm hóa học 16 2.6.1 Khái niệm quy hoạch thực nghiệm 16 2.6.2 Các bƣớc quy hoạch thực nghiệm cực trị 20 Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú iii WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LVTN ĐH – 12/2014 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung 2.6.3 Tối ƣu hóa 24 CHƢƠNG III: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 3.1 Dụng cụ hóa chất 26 3.1.1 Hóa chất 26 3.1.2 Dụng cụ 26 3.2 Quy trình điều chế chất phụ gia thủy tinh lỏng 27 3.3 Quy trình chế tạo gạch không nung 28 3.3.1 Chuẩn bị nguyên liệu thô xử lí sơ 28 3.3.2 Chuẩn bị khuôn đúc mẫu 29 3.3.3 Xác đinh khối lƣợng riêng tro trấu 29 3.3.4 Xác đinh khối lƣợng riêng xi măng 30 3.3.5 Xác đinh khối lƣợng riêng đá mi bụi 30 3.4 Quá trình đỗ mẫu 30 3.5 Thiết kế thí nghiệm tối ƣu hóa điều kiện sản xuất gạch mô hình Box Behnken Designs (BBD) 31 Phƣơng pháp xác định tính chất gạch 32 3.6.1 Xác định cƣờng độ bền nén 32 3.6.2 Xác định độ hút nƣớc 33 3.6.3 Xác định khối lƣợng thể tích 33 3.7 Phân tích thống kê 33 CHƢƠNG IV: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN 34 4.1 Thành phần hóa học tro trấu nguyên liệu 34 4.2 Tổng hợp phụ thủy tinh lỏng từ tro trấu 35 4.3 Cƣờng độ nén gạch 36 4.3.1 Ảnh hƣởng nhân tố đến cƣờng độ gạch không nung 39 4.3.2 Ảnh hƣởng đồng thời hàm lƣợng RHA hàm lƣợng phụ gia 40 4.3.3 Ảnh hƣởng đồng thời hàm lƣợng phụ gia tỉ lệ nƣớc/xi măng 41 4.3.4 Ảnh hƣởng đồng thời hàm lƣợng RHA tỉ lệ nƣớc/xi măng 43 Khối lƣợng thể tích gạch 45 4.4.1 Ảnh hƣởng nhân tố đến khối lƣợng thể tích gạch không nung 48 4.4.2 Ảnh hƣởng đồng thời hàm lƣợng RHA hàm lƣợng phụ gia 49 3.6 4.4 Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú iv WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LVTN ĐH – 12/2014 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung 0,84 0,74 0,64 0,54 0,44 0,34 Hình 4-14: Ảnh hƣởng hàm lƣợng RHA, tỉ lệ w/c hàm lƣợng phụ gia 10% lên cƣờng độ nén gạch  Điều kiện tối ƣu cƣờng độ nén Từ phƣơng trình hồi quy trên, điều kiện tối ƣu để đạt đƣợc cƣờng độ nén đạt tiêu chuẩn TCVN 1451-1998 cƣờng độ nhỏ 50 daN.cm-2, tức cƣờng độ nhỏ viên gạch phải từ 50 daN.cm-2 trở lên Từ kết tối ƣu đƣợc đƣa giá trị cƣờng độ đạt cao 154,35 daN.cm-2 có hàm lƣợng thành phần nhƣ sau: hàm lƣợng RHA 2,59x10-7%, hàm lƣợng phụ gia 3,63x10-8% tỉ lệ nƣớc xi măng 0,56 Tuy nhiên mục tiêu đề tài muốn hƣớng đến viên gạch tạo vừa có cƣờng độ gạch đạt tiêu chuẩn, vừa có khối lƣợng thể tích hợp lý Vì vậy, đề tài nghiên cứu tiếp phần tối ƣu hóa khối lƣợng thể tích gạch không nung tạo thành để tìm giá trị tối ƣu khối lƣợng cƣờng độ thích hợp 4.4 Khối lƣợng thể tích gạch Sau mẫu đƣợc đo độ dài để xác định thể tích viên gạch ta tính đƣợc khối lƣợng thể tích gạch từ 1234-1941 (kg.m-3) Kết thí nghiệm đƣợc cho bảng 4-6 Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú 45 WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LVTN ĐH – 12/2014 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung Bảng 4-6: Kết thí nghiệm xác định khối lƣợng thể tích gạch không nung Mẫu 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 Kích thƣớc (cm) Dài Rộng Cao 18,00 8,07 4,22 18,14 8,06 4,17 18,04 8,10 4,10 18,06 8,08 4,24 18,16 8,01 4,13 18,05 8,02 4,23 18,12 8,05 4,15 18,07 8,02 4,17 18,00 8,04 4,20 18,11 8,06 4,23 18,05 8,09 4,16 18,09 8,08 4,12 18,01 8,02 4,13 18,10 8,03 4,16 18,07 8,01 4,25 Thể tích Vv (cm3) 613,0 609,7 599,1 618,7 600,8 612,3 605,3 604,3 607,8 617,4 607,5 602,2 596,5 604,6 615,1 Khối lƣợng m (g) 1190 1150 1150 1200 1000 1050 1000 1150 750 800 800 850 960 960 960 Khối lƣợng thể tích ρv (kg.cm-3) 1941 1886 1920 1939 1665 1715 1652 1903 1234 1296 1317 1411 1609 1588 1561 Từ kết ta lập bảng so sánh giá trị thực nghiệm giá trị đoán khối lƣợng thể tích gạch theo mô hình Box Behnken Design (xem bảng 4-7) Bảng 4-7: So sánh giá trị thực giá trị đoán khối lƣợng thể tích theo mô hình Mẫu 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 Giá trị mã hóa X1 X2 X3 -1 -1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 0 0 0 0 Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú Giá trị thực Khối lƣợng thể tích ρv (kg.cm-3) X1 X2 X3 Thực nghiệm Phỏng đoán 0 0,55 1941 1936 50 0,55 1886 1855 10 0,55 1920 1961 50 10 0,55 1939 1934 0,35 1665 1701 50 0,35 1715 1679 0,75 1652 1688 50 0,75 1903 1867 25 0,35 1234 1239 25 10 0,35 1296 1327 25 0,75 1317 1276 25 10 0,75 1411 1416 25 0,55 1609 1586 25 0,55 1588 1586 25 0,55 1561 1586 46 WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LVTN ĐH – 12/2014 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung 2500 y = 0,9861x + 22,853 R² = 0,9861 2000 1500 1000 500 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Hình 4-15: Khối lƣợng thể tích gạch thực nghiệm so với mô hình đƣợc xây dựng Phân tích ảnh hƣởng yếu tố đến phƣơng trình hồi quy (ANOVA) Từ kết thực nghiệm theo phƣơng án thiết kế, chƣơng trình Statgraphics Centurion XV tiến hành loại bỏ hệ số hồi quy không phù hợp tức hệ số F kiểm tra phù hợp mô hình chuẩn Fisher (Bảng 4-8) Mô hình toán học mô tả trình nghiên cứu nhƣ sau: Dạng mã hóa: Y = 1586.0 – 607,0 X1 + 87,5X2 – 78,5X3 – 83,75X12 + 89,5X1X2 + 27,5X1X3 + + 174,25X22 – 100,5X2X3 + 121,25X32 (4-3) Dạng thực: Y = 2401,79 – 12,0925X1 – 7,4125X2 – 1680,94X3 – 0,067X12 + 0,358X1X2 + + 2,75X1X3 + 3,485X22 – 50,25X2X3 + 1515,62X32 (4-4) Độ tƣơng quan khối lƣợng thể tích thu đƣợc từ thực nghiệm khối lƣợng thể tích tính toán từ phƣơng trình hồi quy 98,61% (Hình 4-20) Nhƣ kết luận mô hình hồi quy mô tả kết thực nghiệm Hệ số tƣơng quan cho biết 98,06% biến đổi khối lƣợng thể tích ảnh hƣởng biến độc lập X1, X2, X3, X4 có 1,36% thay đổi yếu tố không xác định gây Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú 47 WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON LVTN ĐH – 12/2014 Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung 4.4.1 Ảnh hƣởng nhân tố đến khối lƣợng thể tích gạch không nung Bảng 4-8: Kết phân tích ảnh hƣởng nhân tố mã hóa đới với mô hình hồi quy Nhân tố Tổng bình phƣơng Bậc tự Phƣơng sai Tỷ số F Tỷ số P Hệ số hồi quy b0 X1 277513 X2 5512,5 X3 5000,0 X1 1298,08 X1 X2 2025,0 X1 X3 0,0 X2 11682,7 X2 X3 2500,0 X3 4205,77 Sai số 6025,0 2 R = 0,9860; Adj-R = 0,9610 277513 5512,5 5000,0 1298,08 2025,0 0,0 11682,7 2500,0 4205,77 1205,0 230,30 4,57 4,15 1,08 1,68 0,00 9,70 2,07 3,49 1586,0 -607,0 87,5 -78,5 83,75 89,5 27,5 174,25 -100,5 121,25 0,0000 0,0854 0,0972 0,3469 0,2515 1,0000 0,0264 0,2093 0,1207 Phƣơng trình hồi quy cho thấy khối lƣợng thể tích chịu ảnh hƣởng bậc 1, bậc hàm lƣợng tro trấu hàm lƣợng phụ gia Chỉ có hàm lƣợng phu gia ảnh hƣởng tiêu cực đến khối lƣợng thể tích gạch nhân tố hàm lƣợng tro trấu ảnh hƣởng tích cực đến khối lƣợng thể tích (hình 4-21) A:RHA + - BB B:Phu gia CC C:Ti le BC AB AA AC 12 15 18 Hình 4-16: Mức độ ảnh hƣởng nhân tố đến khối lƣợng thể tích gạch Mức độ ảnh hƣởng nhân tố bậc bậc với khối lƣợng thể tích đƣợc xếp theo thứ tự sau: hàm lƣợng tro trấu, hàm lƣợng phụ gia Nhƣ hàm lƣợng tro trấu ảnh hƣởng lớn khối lƣợng thể tích gạch bậc 1, ảnh hƣởng hàm lƣợng phụ gia bậc thấp Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú 48 WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LVTN ĐH – 12/2014 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung 4.4.2 Ảnh hƣởng đồng thời hàm lƣợng RHA hàm lƣợng phụ gia Kết khảo sát ảnh hƣởng đồng thời hàm lƣợng RHA hàm lƣợng phụ gia đến khối lƣợng gạch điều kiện cố định tỉ lệ nƣớc/xi măng, đƣợc trình bày hình bên dƣới Dễ dàng nhận thấy hàm lƣợng RHA thay đổi từ khoảng đến 50% ảnh hƣởng nhiều đến khối lƣợng gạch, việc thay đổi hàm lƣợng phụ gia từ 0-10% không ảnh hƣởng nhiều đến khối lƣợng gạch Hình 4-17: Ảnh hƣởng hàm lƣợng RHA, hàm lƣợng phụ gia tỉ lệ w/c 0,35 lên khối lƣợng gạch Hình 4-18: Ảnh hƣởng hàm lƣợng RHA, hàm lƣợng phụ gia tỉ lệ w/c 0,55 lên khối lƣợng gạch Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú 49 WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LVTN ĐH – 12/2014 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung Hình 4-19: Ảnh hƣởng hàm lƣợng RHA, hàm lƣợng phụ gia tỉ lệ w/c 0,75 lên khối lƣợng gạch Từ đồ ta thấy: với hàm lƣợng phụ gia từ đến 50%, khối lƣợng gạch giảm đồng thời hàm lƣợng xúc tác thấp Điều ảnh hƣởng tƣơng tác đồng thời hàm lƣợng RHA hàm lƣợng phụ gia làm tăng độ rỗng bên cấu trúc vật liệu nên làm giảm khối lƣợng gạch đáng kể 4.4.3 Ảnh hƣởng đồng thời hàm lƣợng phụ gia tỉ lệ nƣớc/xi măng Kết khảo sát ảnh hƣởng đồng thời hàm lƣợng phụ gia tỉ lệ nƣớc/xi măng đến khối lƣợng gạch điều kiện cố định hàm lƣợng RHA, đƣợc trình bày hình bên dƣới Ở hàm lƣợng phụ gia thấp khoảng 0% khối lƣợng gạch vùng tỉ lệ nƣớc/xi măng khảo sát không khác biệt nhiều Có khác biệt đáng kể khối lƣợng tăng hàm lƣợng phụ gia từ 0% đến 10% Khối lƣợng gạch thấp tỉ lệ w/c hàm lƣợng phụ gia mức trung bình Ảnh hƣởng đống thời hàm lƣợng phụ gia tỉ lệ w/c mức trung bình làm trình đóng rắn hình thành lỗ xốp không xảy hoàn toàn nên khối lƣợng viên gạch chƣa thay đổi đáng kể Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú 50 WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LVTN ĐH – 12/2014 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung 0,84 0,74 0,64 0,54 0,44 0,34 Hình 4-20: Ảnh hƣởng hàm lƣợng phụ gia, tỉ lệ w/c hàm lƣợng RHA 0% lên khối lƣợng gạch 0,84 0,74 0,64 0,54 0,44 0,34 Hình 4-21: Ảnh hƣởng hàm lƣợng phụ gia, tỉ lệ w/c hàm lƣợng RHA 25% lên khối lƣợng gạch Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú 51 WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LVTN ĐH – 12/2014 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung 0,84 0,74 0,64 0,54 0,44 0,34 Hình 4-22: Ảnh hƣởng hàm lƣợng phụ gia, tỉ lệ w/c hàm lƣợng RHA 50% lên khối lƣợng gạch 4.4.4 Ảnh hƣởng đồng thời hàm lƣợng RHA tỉ lệ Kết khảo sát ảnh hƣởng đồng thời hàm lƣợng RHA tỉ lệ w/c đến khối lƣợng gạch điều kiện cố định hàm lƣợng phụ gia, đƣợc trình bày hình bên dƣới hàm lƣợng RHA cao (50%), tỉ lệ w/c tăng từ 0,34 đến 0,84 cho khối lƣợng gạch không thay đổi nhiều Khi hàm lƣợng RHA giảm từ 50-0%, đồng thời với tỉ lệ w/c tăng từ khoảng 0,35-0,75 làm khối lƣợng viên gạch tăng đáng kể từ 1200-2080 g Kết hàm lƣợng RHA cao độ rỗng vật liệu tăng, tỉ lệ w/c làm cho trình đóng rắn lỗ rỗng bên diễn sớm tỉ lệ thấp 0,84 0,74 0,64 0,54 0,44 0,34 Hình 4-23: Ảnh hƣởng hàm lƣợng RHA, tỉ lệ w/c hàm lƣợng phụ gia 0% lên khối lƣợng gạch Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú 52 WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LVTN ĐH – 12/2014 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung 0,84 0,74 0,64 0,54 0,44 0,34 Hình 4-24: Ảnh hƣởng hàm lƣợng RHA, tỉ lệ w/c hàm lƣợng phụ gia 5% lên khối lƣợng gạch 0,84 0,74 0,64 0,54 0,44 0,34 Hình 4-25: Ảnh hƣởng hàm lƣợng RHA, tỉ lệ w/c hàm lƣợng phụ gia 10% lên khối lƣợng gạch 4.5 Điều kiện tối ƣu hóa trình chế tạo gạch từ tro trấu Để tìm giá trị tối ƣu toán nghiên cứu cƣờng độ gạch đạt theo tiêu chuẩn TCVN 1451-1998 khối lƣợng thể tích hợp lý để khối lƣợng thấp Với kết trên, ta dùng phƣơng pháp thử sai để giải toán tối ƣu hóa - Giả sử: ta chọn giá trị tỉ lệ w/c tối ƣu 0,56 (lấy theo giá trị tối ƣu cƣờng độ), sau ta vẽ đồ ảnh hƣởng hàm lƣợng RHA hàm lƣợng phụ gia lên cƣờng độ khối lƣợng thể tích gạch tỉ lệ 0,56 (xem hình 4-26) Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú 53 WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LVTN ĐH – 12/2014 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung Hình 4-26: Ảnh hƣởng hàm lƣợng RHA, phụ gia tỉ lệ 0,56 lên cƣờng độ khối lƣợng thể tích gạch - Từ đồ thị ta kết luận rằng: hàm lƣợng RHA ảnh hƣởng đáng kể vừa cƣờng độ gạch vừa khối lƣợng thể tích gạch, hàm lƣợng phụ gia ảnh hƣởng không đáng đến cƣờng độ khối lƣợng thể tích gạch Từ ta chọn đƣợc hàm lƣợng phụ gia 1%, tính kinh tế khối lƣợng thể tích gạch thích hợp - Với kết phƣơng trình hồi quy trên, ta hai giá trị vừa tìm đƣợc hàm lƣợng phụ gia 1% tỉ lệ w/c 0,56 vào hai phƣơng trình hồi quy để tìm giá trị cƣờng độ khối lƣợng thể tích tƣơng ứng, với khoảng giá trị hàm lƣợng RHA từ 45% đến 50% Ta đƣợc kết bảng 4-9 Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú 54 WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LVTN ĐH – 12/2014 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung Bảng 4-9: Ảnh hƣởng hàm lƣợng RHA đến cƣờng độ nén khối lƣợng thể tích Hàm lƣợng RHA Cƣờng độ nén Khối lƣợng thể tích (%) (daN.cm-2) (kg.cm-3) 45 56,88 1309,26 46 54,938 1292,97 47 52,98 1276,55 48 51,025 1259,99 49 49,058 1243,29 50 47,08 1226,469 Dựa vào bảng kết ta chọn đƣợc hàm lƣợng RHA cần tìm 48%, giá trị đạt theo tiêu chuẩn, đồng thời khối lƣợng thể tích viên gạch thấp - Ta có giá trị hàm lƣợng RHA 48%, ta tiếp tục lặp lại bƣớc tính toán để kiểm tra giá trị hàm lƣợng phụ gia tỉ lệ, tiến hành nhƣ sau: ta cố định hàm lƣợng RHA 48% tỉ lệ w/c 0,56, đồng thời thay đổi giá trị hàm lƣợng phụ gia từ đến 6% Kết thu đƣợc chứng minh giá trị hàm lƣợng phụ gia 1% tối ƣu, nhƣ giả thuyết ban đầu (xem bảng 4-10) Bảng 4-10: Ảnh hƣởng hàm lƣợng phụ gia đến cƣờng độ nén khối lƣợng thể tích Hàm lƣợng phụ gia Cƣờng độ nén Khối lƣợng thể tích (%) (daN.cm-2) (kg.cm-3) 60,47 1274 51,03 1259 43,45 1252 37,76 1251 33,96 1257 32,04 1270 31,99 1290 - Tƣơng tự nhƣ trên, ta tiếp tục kiểm tra tỉ lệ w/c cố định hai giá trị hàm lƣợng RHA 48% hàm lƣợng phụ gia 1%, đồng thời giá trị tỉ lệ thay đổi từ 0,54 đến 0,59, kết đƣợc trình bày bảng giá trị tối ƣu đƣa ban đầu hợp lý (xem bảng 4-11) Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú 55 WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM LVTN ĐH – 12/2014 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON Nghiên cứu sử dụng tro trấu quy trình sản xuất gạch không nung Bảng 4-11: Ảnh hƣởng hàm lƣợng phụ gia đến cƣờng độ nén khối lƣợng thể tích Hàm lƣợng phụ gia (%) 0,54 0,55 0,56 0,57 0,58 0,59 Cƣờng độ nén Khối lƣợng thể tích (daN.cm-2) (kg.cm-3) 50,80 1258,63 50,95 1259,15 51,03 1259,99 51,03 1261,12 50,99 1262,56 50,89 1264,30 Kết Luận: giá trị tối ƣu cƣờng độ nén 51,03 daN.cm-2 khối lƣợng thể tích gạch 1259,99 kg.cm-3 tƣơng ứng với thành phần phối liệu hàm lƣợng RHA, hàm lƣợng phụ gia tỉ lệ w/c lần lƣợt 48%, 1% 0,56 4.6 Kết tính chất gạch điểm tối ƣu Kết cho thấy giá trị cƣờng độ khối lƣợng đạt giá trị tiêu chuẩn độ hút nƣớc đạt tiêu chuẩn gạch xây (bảng 4-12) Bảng 4-12: Kết phân tích tính chất gạch không nung Tên tiêu Kích thƣớc - Chiều dài, mm - Chiều rộng, mm - Chiều dày, mm Độ hút nƣớc, % Khối lƣợng thể tích, kg.cm-3 Độ bền nén cho mẫu, daN.cm-2 Huỳnh Diệp Hải Đăng - 2102337 Đóng góp PDF GV Nguyễn Thanh Tú Mức chất lƣợng TCVN 1451-1998 180 ± 80 ± 40 ±