Nghiên cứu cấp phối hợp lý chế tạo gạch không nung xi măng cốt liệu tại quảng ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÁI THÀNH DANH NGHIÊN CỨU CẤP PHỐI HỢP LÝ CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG XI MĂNG CỐT LIỆU TẠI QUẢNG NGÃI Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 Công trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN QUANG HƯNG Phản biện 1: TS NGUYỄN HUY GIA Phản biện 2: TS NGUYỄN VĂN CHÍNH Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng & Cơng nghiệp họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 04 tháng 05 năm 2019 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu Truyền thông Trường Đại học Bách khoa Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng Công nghiệp, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ứng dụng vật liệu xây dựng, có gạch xây khơng nung ln nhận quan tâm khơng Việt Nam mà nước giới Hiện nay, đưa gạch xây khơng nung vào cơng trình xây dựng trở thành xu hướng tất yếu ngành xây dựng Sở dĩ loại gạch kỳ vọng nhiều đến chúng dần thay loại gạch nung truyền thống, góp phần giảm thiểu thời gian chế tạo, giảm hao phí nhân cơng, giảm nhiễm mơi trường, giảm hao phí nguồn tài ngun liên quan thân thiện với môi trường Nguyên liệu chọn sản xuất gạch không nung phụ phẩm gạch nhẹ, bê tông xốp, đất đồi, chất thải công nghiệp, đá mạt từ mỏ khai thác đá xây dựng, gạch lỗi nhà máy gạch hay chất thải tro bay, tro bay từ nhà máy nhiệt điện, mỏ than Trên giới, quốc gia phát triển ln khuyến khích sử dụng tro tro bay từ nhà máy nhiệt điện xây dựng đường sá điều kiện bắt buộc Đơn cử Pháp có đến 99% lượng tro bay thải tái sử dụng, Nhật Bản, số 80%, Hàn Quốc 85% Ở nhiều nước khác, tro bay chủ yếu sử dụng để sản xuất gạch không nung Sản xuất gạch từ nguyên liệu tiết kiệm lượng đến 85% so với việc sản xuất gạch nung truyền thống từ đất sét [1] Tại Quảng Ngãi, nguyên liệu chủ yếu để sản xuất gạch không nung xi măng cốt liệu xi măng, đá mạt cát sơng, ngồi có nguồn tro bay từ nhà máy nhiệt điện địa bàn tỉnh, bổ sung vào nguồn nguyên liệu sản xuất gạch không nung Việc chế tạo sản xuất sử dụng gạch không nung xi măng cốt liệu nhiều vấn đề đặt như: Khối xây hay xảy nứt cục bộ, thấm tường lớn, thói quen sử dụng vật liệu xây hộ dân chủ yếu gạch đất sét nung… Đề tài “Nghiên cứu cấp phối hợp lý chế tạo gạch không nung xi măng cốt liệu Quảng Ngãi” thực nhằm đánh giá hiệu thành phần cấp phối khác thơng qua khảo sát tính chất lý gạch không nung Mục tiêu c a đề tài Dựa nguồn nguyên liệu địa phương, khảo sát cấp phối hợp lý để sản xuất gạch xi măng cốt liệu thể mặt: - Các tính chất lý gạch - Hiệu kinh tế Đối tượng nghiên cứu Gạch không nung xi măng cốt liệu sử dụng nguồn nguyên liệu Quảng Ngãi Phạm vi nghiên cứu Cấp phối để chế tạo gạch xi măng cốt liệu Phương pháp nghiên cứu Khảo sát thực nghiệm tổng hợp phân tích rút kết luận Nội dung c a luận văn Luận văn tổ chức sau: - Chương 1: Tổng quan gạch không nung - Chương 2: Cơ sở khoa học xác định đặc trưng lí gạch xi măng cốt liệu cốt liệu - Chương 3: Xây dựng cấp phối thí nghiệm xác định tính chất lý gạch không nung - Kết luân kiến nghị CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHƠNG NUNG Gạch khơng nung hay gạch block loại gạch mà sau tạo hình tự đóng rắn đạt số học cường độ nén, uốn, độ hút nước mà không cần qua nhiệt độ, sử dụng nhiệt để nung nóng đỏ viên gạch nhằm tăng độ bền viên gạch Độ bền viên gạch không nung gia tăng nhờ lực ép rung ép lẫn rung lên viên gạch thành phần kết dính chúng 1.1.1 Phân loại yếu tố kỹ thuật c a gạch không nung Gạch xi măng cốt liệu hay gọi gạch bê tông, gạch block: Loại gạch cấu thành từ mạt đá, tro bay liên kết xi măng (khoảng 10%) Gạch xi măng cốt liệu có kết cấu vững theo nguyên lý hình thành bê tông 1.1.2 Phân biệt gạch xi măng cốt liệu, gạch Bi, gạch Papanh 1.2 CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ C A GẠCH KHÔNG NUNG 1.2.1 Độ ngậm nước khả chống thấm nước c a gạch xi măng cốt liệu Độ ngậm nước gạch xi măng cốt liệu thấp, đạt 8% gạch đất sét nung ngậm nước từ 14% đến 18% 1.2.2 Khối lượng thể tích c a gạch xi măng cốt liệu Do có cốt liệu mạt đá, nên gạch xi măng cốt liệu có khối lượng thể tích khoảng 1.550kg/m3 1.2.3 Vữa dùng cho gạch xi măng cốt liệu Cốt liệu gạch xi măng cốt liệu mạt đá, xi măng Cốt liệu vữa xây trát thông dụng cát xi măng Do vậy, gạch xi măng cốt liệu hoàn toàn sử dụng vữa xây trát thơng thường độ kết dính lớp vữa với gạch bền vững Gạch xi măng cốt liệu có kích thước lớn, đồng đều, bề mặt phẳng nên tiết kiệm vữa xây trát Độ dầy thành vách gạch xi măng cốt liệu lỗ rỗng đạt từ 2cm đến 3,5cm, cao nhiều lần so với gạch đất sét nung nên việc bắt vít treo đồ, vật nặng hồn tồn n tâm 1.3 GIỚI THIỆU CÁC LOẠI VẬT LIỆU CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG TẠI QUẢNG NGÃI 1.3.1 Vật liệu sản xuất gạch khơng nung Những ngun liệu thích hợp cho việc sản xuất vật liệu khơng nung là: loại quặng, cát, xỉ, vôi, đá, chất thải công nghiệp, chất thải xây dựng Yêu cầu số nguyên liệu sản xuất gạch khơng nung 1.3.2 Cát Thường cát sông, cát nhân tạo sử dụng cát thải từ cơng nghiệp nghiền đá Nhưng nguyên liệu cát phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật sau: cát sử dụng cát thơ kích thước hạt tương đối đồng nhất, Nên chọn cát có độ ẩm từ 3-5%, hạt nhỏ 0.75cm Nguồn cát sông khai thác chủ yếu từ sông Trà Khúc, Sông Trà Bồng, Sơng Vệ, Sơng Trà Câu, nhiên tình trạng sạt lở khai thác cát ảnh hưởng đến môi trường, UNBD tỉnh Quảng Ngãi có lộ trình tìm vật liệu thay cát sơng đóng mỏ khai thác cát 1.3.3 Đá mạt Là nguyên liệu để sản xuất gạch khơng nung Đá mạt thải từ mỏ khác thác đá xây dựng địa bàn tỉnh, rải khắp huyện có mỏ đá, Mỏ Đá Mỹ Trang Đức Phổ, Mỏ đá Tịnh Bắc Sơn Tịnh Mỏ đá Bình Đơng Bình Sơn….Các mỏ đá hàng năm thải lượng đá mạt đáng kể phục vụ sản xuất gạch không nung làm đường giao thông địa bàn tỉnh 1.3.4 Xi măng Sự kết hợp xi măng thơng thường, cải thiện cường độ khả kháng nước gạch, giúp không bị ảnh hưởng sau lũ lụt Nếu không, có tượng gạch bị nứt Hiện địa bàn tỉnh khơng có nhà máy xi măng, nguồn cung chủ yếu nhập từ nhà máy tỉnh với thương hiệu xi măng Vissai Ninh Bình, Xi măng Hải Vân, Xi măng Sông Gianh, Xi măng Bỉm Sơn… 1.3.5 Nước Mức nước thích hợp làm cho gạch có độ bền cao Lượng nước vừa đủ tạo khác biệt độ bền gạch, kháng nấm mốc 1.3.6 Tro bay Theo Bộ Công thương, nay, nước có 19 nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) than vận hành, với tổng công suất phát 14.480 MW, năm thải khoảng 15 triệu tro, xỉ Trong đó, lượng tro bay chiếm khoảng 75%, lại xỉ Dự kiến sau năm 2020, số 43 nhà máy với tổng công suất 39.020 MW, lượng tro bay thải dự kiến 30 triệu tấn/năm Lượng tro bay thải tích trữ bãi chứa, hồ chứa từ nhiều năm lớn, đặt yêu cầu cấp thiết phải có giải pháp xử lý đồng bộ, sử dụng tro bay để sản xuất vật liệu xây dựng (VLXD), góp phần bảo vệ môi trường, tiết kiệm tài nguyên[14] Tro bay chất thải nhà máy điện đốt than, nhiên lại nguyên liệu quý ngành sản xuất xi măng vật liệu xây dựng thành phần hóa học nòng cốt tạo nên clinker xi măng Tro bay đạt yêu cầu dùng làm phụ gia cho việc sản xuất xi măng chiếm 5-30% nguyên liệu, làm giảm chi phí sản xuất xi măng Bê tông dùng tro bay để thay khoảng 30% xi măng làm giảm đáng kể lượng xi măng làm tăng đáng kể tính bền cơng trình” Ngồi ra, tro bay sử dụng để làm chất liên kết gia cố cơng trình giao thơng, sản xuất gạch khơng nung, bê tông nhẹ, làm trần, tường thạch cao, gốm sứ hiệu với tổng mức tiêu thụ lên đến hàng chục triệu tấn/năm 1.3.7 Một số loại gạch không nung sử dụng Gạch papanh Gạch không nung sản xuất từ phế thải công nghiệp: Xỉ than, vôi bột sử dụng lâu đời nước ta Gạch có cường độ thấp từ 30–50 kg/cm2 chủ yếu dùng cho loại tường chịu lực Gạch Block hay gạch xi măng cốt liệu, gạch bê tông Gạch xi măng – cát Gạch không nung tự nhiên Gạch bê tông bọt siêu nhẹ Gạch bê-tơng khí chưng áp 1.4 QUY TRÌNH SẢN SUẤT GẠCH KHƠNG NUNG Cơng nghệ sản xuất gạch xi măng cốt liệu (gạch block) a Nguyên liệu: xi măng cốt liệu như: tro bay, mạt đá, cát vàng, nước b Cách phối trộn: 8-10% xi măng để liên kết, 85% cốt liệu nước, phụ gia c Quy trình sản xuất: 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG Thực tế cho thấy, nước phát triển giới khu vực thành công việc xử lý, sử dụng thạch cao, tro, xỉ từ sản xuất điện, hóa chất làm nguyên liệu sản xuất VLXD Tại Pháp, có đến 99% lượng tro Tro bay thải tái sử dụng Tại Nhật Bản, số 80%, Hàn Quốc 85% Bộ Xây dựng đánh giá, Việt Nam, nhiều tổ chức, cá nhân sản xuất điện, hóa chất, sản xuất VLXD, sở nghiên cứu có nhiều biện pháp xử lý, sử dụng tro, xỉ để làm nguyên liệu sản xuất xi măng, VLXD, làm loại bê tơng, móng, kè, đập hiệu quả, thay phần tài nguyên đất để sản xuất VLXD, giảm áp lực diện tích đất làm bãi chứa bảo vệ môi trường Tuy nhiên nghiên cứu mang tính tự phát Bên cạnh lại có tổ chức, cá nhân xin nhập tro, xỉ để sản xuất VLXD Các tổ chức, cá nhân đầu tư, sản xuất điện, thép, hóa chất, sở sản xuất cơng nghiệp có thải tro, xỉ, thạch cao sở sản xuất VLXD cần sở pháp lý để việc xử lý, sử dụng thạch cao, tro, xỉ làm VLXD hợp pháp có định hướng phát triển bền vững Nguyên liệu chủ yếu sản xuất gạch không nung sử dụng phế cặn tự dưỡng phế thải cơng nghiệp, bột tro bay, đá bìa, xỉ lò loại gạch ngói phế thải cũ, đá mạt, cát sơng, loại cặn quặng… lượng sử dụng đạt 80%, lấy từ nhà máy phát điện, xưởng quặng than, xưởng nhiệt điện, xưởng sắt thép, xưởng vật liệu đá Để sử dụng Tro bay làm thành phần cấp phối sản xuất gạch khơng nung cần có nghiên cứu chun sâu Chương trình bày sở xác định đặc trưng lí vật liệu chế tạo gạch phương pháp thí nghiệm để làm sở cho chương tiến hành nghiên cứu đặc trưng lí loại gạch CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ C A GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU VÀ CỐT LIỆU 2.1 CÁC TÀI LIỆU, TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ C A GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU Các đặc trưng lý Gạch xi măng cốt liệu quy định TCVN 6477:2016 [2] bảng 2.1 2.2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ C A CỐT LIỆU CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG 2.2.1 Phương pháp xác định đặc trưng lý c a xi măng Các đặc trưng lý Xi măng quy định TCVN bảng 2.2 2.2.2 Phương pháp xác định đặc trưng lý c a cát 2.2.3 Phương pháp xác định đặc trưng lý đá mạt Các đặc trưng lý đá mạt (đá mạt, đá mi) quy định TCVN 7572:2006[9] bảng 2.4 2.2.4 Phương pháp xác định đặc trưng lý nước Các đặc trưng lý nước quy định TCXDVN 302:2004 [12] 2.2.5 Phương pháp xác định đặc trưng lý tro bay Các đặc trưng lý tro bay quy định TCVN 7572:2006[9] bảng 2.5 2.3 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ C A CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHẾ TẠO GẠCH KHƠNG NUNG 2.3.1 Kết thí nghiệm xi măng a Xác định độ mịn theo TCVN 4030:2003 [3] - Nguyên tắc thí nghiệm: Độ mịn xi măng đuợc xác định theo phương pháp sàng xi măng sàng tiêu chuẩn Độ mịn tỷ lệ phần trăm lượng xi măng lại sàng so với lượng xi măng sàng - Tiến hành thí nghiệm: Cân khoảng 10g xi măng, xác đến 0,01g cho xi măng vào sàng qua sàng có kích thuớc lỗ sàng 0,09mm Tiến hành sàng với chuyển động xoay tròn, dạng hành tinh lắc ngang khơng xi măng lọt qua sàng Cân lượng xi măng sót sàng Độ mịn tỷ lệ phần trăm lượng xi măng lại sàng lượng vật liệu lúc đầu cho vào sàng Chính xác đến 0,1 % Tiến hành thí nghiệm mẫu, lấy trung bình - Kết thí nghiệm: Bảng 2.6 Kết thí nghiệm độ mịn xi măng Vissai Ninh Bình Khối Khối lượng lượng Ký hiệu mẫu sàng (g) mẫu (g) Mẫu Mẫu 10,30 10,25 0,35 0,25 Yêu cầu Trung Độ mịn kỹ thuật Kết luận bình (%) (%) (%) 3,40 2,44 2,92 ≤ 10 Đạt b Xác định độ bền nén theo TCVN 6016:2011 [11] c Xác định thời gian đông kết theo TCVN 6017:1995 [4] - Ngun tắc thí nghiệm: Thời gian đơng kết xác định cách quan sát độ lún sâu kim chuẩn vào hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn đạt giá trị quy định - Kết thí nghiệm: Lượng nước tiêu chuẩn: 26,4% d Xác định khối lượng riêng theoTCVN 4030:2003 [3] Dùng bình khối lượng riêng để xác định khối lượng riêng xi măng Sử dụng chất lỏng không phản ứng với xi măng để xác định khối lượng riêng Lượng xi măng dùng phụ thuộc vào thiết bị, giá trị p xác định xác đến 0,01 g/cm3 Kiểm tra xác nhận độ xác phép xác định lặp lại Khối lượng riêng giá trị trung bình hai lần xác định, xác đến 0,01 g/cm3 2.3.2 Kết Thí nghiệm cát a Xác định khối lượng riêng, độ hút nước cát theo TCVN 7572- 4:2006 [13] Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích độ hút nước cốt liệu có kích thước khơng 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 b Xác định khối lượng thể tích xốp cát theo TCVN 7572-6:2006 [9] Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định khối lượng thể tích xốp độ hổng cốt liệu dùng chế tạo bê tông vữa Biểu đồ thành phần hạt cát Lượng sót tích lũy sàng (%) 20 40 60 80 100 0.14 0.315 0.63 1.25 2.5 Kích thước sàng (mm) Hình 2.4 Biểu đồ thành phần hạt cát d Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét: Áp dụng theo TCVN 7572-8:2006 10 CHƯƠNG XÂY DỰNG CẤP PHỐI VÀ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ C A GẠCH KHÔNG NUNG 3.1 THIẾT KẾ CẤP PHỐI SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG Cấp phối thông thường gạch bê tông không nung sản xuất nhà máy gạch Dung Quất có thành phần cấp phối sau cho mẻ trộn: 337,5(Kg) Đá mạt + 37,5(Kg) Xi măng + 25(Lít) Nước 3.2 TẠO MẪU THÍ NGHIỆM Sau tính tốn xong cấp phối, tiến hành đúc mẫu nhà máy gạch Dung Quất thuộc Công ty Đô thị Khu Công nghiệp Gạch lỗ có kích thước 170x115x75, với cấp phối trộn từ đến 3.3 CÁC KẾT QUẢ KHẢO SÁT 3.3.1 Phương pháp tiến hành thí nghiệm Đo kích thước mẫu thử chuẩn bị xác tới mm Đặt mẫu thử lên thớt máy nén, tâm mẫu thử trùng với tâm thớt nén Thực gia tải mẫu bị phá hủy, xác định giá trị lực nén lớn Tốc độ tăng tải phải (0,6 ± 0,2) MPa/s Mỗi cấp phối lấy viên, nén theo phương làm việc viên gạch, nén theo phương dài rộng phương dài cao viên gạch tương ứng trạng thái làm việc viên gạch xây tường 200mm hay xây tường 100mm Xác định độ rỗng gạch xi măng cốt liệu theo TCVN 6477:2016 [9] Nguyên tắc Tính tổng thể tích viên gạch Dùng cát đổ vào lỗ rỗng để xác định tổng thể tích phần rỗng Từ xác định tỷ lệ % thể tích phần rỗng so với tổng thể tích viên gạch Cách tiến hành Mẫu thử viên gạch nguyên Đo kích thước chiều dài, rộng, cao mẫu thử Trị số đo chiều giá trị trung bình cộng cạnh chiều Đổ cát vào phần rộng mẫu thử Đối với phần rỗng đầu mẫu thử cần áp sát miếng kính vào để tạo thành lỗ rỗng Cát phải rơi tự nhiên theo phương thẳng đứng Miệng phễu đổ cát cách miệng lỗ rỗng 10 cm Cân lượng cát toàn phần rỗng mẫu thử 11 CHÚ THÍCH: Trong q trình thử khơng rung lắc mẫu thử làm cho cát chặt lại Xác định độ hút nước thấm c a gạch xi măng cốt liệu theo TCVN 6355 - 4: 2009 [16] - Nguyên tắc thí nghiệm: Ngâm mẫu thử sấy khô biết trước khối lượng bão hòa nước Độ hút nước tỷ lệ phần trăm khối lượng nước hút vào so với khối lượng mẫu khơ - Tiến hành thí nghiệm: Mẫu bảo dưỡng điều kiện quy định không 28 ngày Lấy viên gạch nguyên đạt yêu cầu ngoại quan để làm mẫu thử, sấy khô mẫu đến khối lượng khơng đổi Sau đó, để nguội mẫu đến nhiệt độ phòng thí nghiệm cân, khối lượng m1 Ngâm mẫu vào nước sinh hoạt nhiệt độ thường 24 Vớt mẫu ra, dùng vải ẩm lau nước đọng bề mặt mẫu cân, khối lượng m2 Hình 3.13 Tiến hành sấy khơ 24h 12 Hình 3.14 Ngâm mẫu gạch khơng nung 3.3.2 Kết chi tiết c a cấp phối Cấp phối số 01 Bảng 3.2 Kết cấp phối số 01 Cấp phối số 02 Bảng 3.3 Kết cấp phối số 02 Cấp phối số 03 Bảng 3.4 Kết cấp phối số 03 TT Các tiêu lý Kích thước Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Độ dày viên gạch Đơn vị PP thử Viên Viên Viên TB mm mm mm mm TCVN 6477: 2016 168,0 168,0 168,0 168,0 115,0 116,0 114,5 115,2 76,0 76,0 75,0 75,7 14,0 14,5 13,5 14,0 Yêu cầu kỹ thuật (theo TCVN 6477:2016) ± Chiều dài rộng ± Chiều cao ≥ 10 13 vị trí nhỏ Độ rỗng Khối lượng thể tích cát Khối lượng cát lổ rỗng Cường độ chịu nén (Dài x Cao) Hệ số hình dạng, K Lực nén lớn Cường độ chịu nén (Dài x Rộng) Hệ số hình dạng, K Lực nén lớn Khối lượng thể tích viên gạch Khối lượng viên gạch sấy khô % g/cm3 19,4 19,1 19,6 19,4 ≤ 65 4,34 ≥ 3,5 2,94 ≥ 3,5 1,411 TCVN 6477: 2016 g 402,5 398,7 399,6 MPa 4,72 3,94 4,36 TCVN 6477: 2016 0,843 kN 71,47 59,63 65,14 MPa 2,43 3,49 2,92 TCVN 6477: 2016 0,843 kN 56,15 79,64 68,45 g/cm3 1,611 1,519 1,578 1,570 2366 2250 2277 2298 ≤ 20000 8,3 ≤ 14 Mac < 7.5 ≤ 12 Mac ≥7.5 g Độ hút nước % Khối g TCVN 6477: 2016 TCVN 63554: 09 8,7 9,7 6,6 2571 2468 2427 14 lượng mẫu sau ngâm nước Độ thấm nước ≤ 0,35 gạch xây không 3156,5 3044,3 3224,4 3141,7 trát ≤ 16 gạch xây có trát L/m2.h Diện tích mặt mẫu m2 tiếp xúc với nước Thể tích nước L thấm qua mẫu Thời gian thấm h nước Cấp phối số 04 TCVN 6477: 0,0126 0,0131 0,0130 2016 0,155 0,155 0,155 0,0039 0,0039 0,0037 Bảng 3.5 Kết cấp phối số 04 Các tiêu lý Đơn vị PP thử Viên Viên Viên TT TB Kích thước Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Độ dày viên gạch vị trí nhỏ Độ rỗng Khối lượng thể mm mm mm TCVN 6477: 2016 mm % g/cm3 TCVN 6477: 2016 Yêu cầu kỹ thuật (theo TCVN 6477:2016) ± Chiều dài rộng ± Chiều cao 168,0 167,5 165,5 167,0 115,0 115,0 115,0 115,0 75,0 75,2 75,0 75,1 14,0 14,5 11,0 13,2 ≥ 10 19,0 19,3 19,4 19,3 ≤ 65 1,411 15 tích cát Khối lượng cát g lổ rỗng Cường độ chịu nén MPa (Dài x Cao) Hệ số hình dạng, K Lực nén kN lớn Cường độ chịu nén MPa (Dài x Rộng) Hệ số hình dạng, K Lực nén kN lớn Khối lượng thể g/cm3 tích viên gạch Khối lượng g viên gạch sấy khô Độ hút nước % Khối lượng mẫu sau ngâm nước g 389,2 394,6 391,2 3,18 3,69 2,84 TCVN 6477: 2016 TCVN 63554: 09 ≥ 3,5 3,08 ≥ 3,5 0,841 47,64 55,32 41,95 3,18 2,87 3,20 TCVN 6477: 2016 TCVN 6477: 2016 3,24 0,841 72,83 64,99 75,14 1,614 1,547 1,595 1,585 2339 2241 2277 2285 ≤ 20000 8,9 ≤ 14 Mac < 7.5 ≤ 12 Mac ≥7.5 8,4 9,2 9,2 2535 2447 2486 16 Độ thấm nước Diện tích mặt mẫu tiếp xúc với nước Thể tích nước thấm qua mẫu Thời gian thấm nước ≤ 0,35 gạch xây không 3215,3 3183,3 3347,6 3248,8 trát ≤ 16 gạch xây có trát L/m2.h TCVN 6477: 0,0121 0,0127 0,0126 2016 m L 0,155 0,155 0,155 h 0,0040 0,0038 0,0037 Cấp phối số 05 Bảng 3.6 Kết cấp phối số 05 Các tiêu lý Đơn vị PP thử Viên Viên Viên TT TB Kích thước Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Độ dày viên gạch vị trí nhỏ Độ rỗng Khối lượng thể tích cát Khối lượng cát mm Yêu cầu kỹ thuật (theo TCVN 6477:2016) ± Chiều dài rộng ± Chiều cao 168,0 168,8 168,0 168,3 117,0 116,5 115,5 116,3 75,5 75,5 75,0 75,3 mm 13,5 15,0 14,5 14,3 ≥ 10 % 19,1 19,1 19,4 19,2 ≤ 65 mm mm g/cm3 g TCVN 6477: 2016 TCVN 6477: 2016 1,411 399,2 400,4 398,5 17 lổ rỗng Cường độ chịu nén MPa (Dài x Cao) Hệ số hình dạng, K Lực nén kN lớn Cường độ chịu nén MPa (Dài x Rộng) Hệ số hình dạng, K Lực nén kN lớn Khối lượng thể g/cm3 tích viên gạch Khối lượng viên g gạch sấy khô Độ hút nước % Khối lượng mẫu sau ngâm nước g Độ thấm nước 5,17 TCVN 6477: 2016 5,13 5,09 ≥ 3,5 4,53 ≥ 3,5 0,839 78,15 75,23 77,01 4,80 4,47 4,31 TCVN 6477: 2016 0,839 112,45 103,39 101,67 TCVN 6477: 2016 TCVN 63554: 09 TCVN L/m h 6477: 2016 4,95 1,588 1,550 1,622 1,587 2357 2302 2360 2340 ≤ 20000 8,8 ≤ 14 Mac < 7.5 ≤ 12 Mac ≥7.5 8,4 9,3 8,8 2554 2516 2568 822,4 725,3 670,0 ≤ 0,35 gạch xây không 739,2 trát ≤ 16 gạch xây có trát 18 Diện tích mặt mẫu tiếp xúc với nước Thể tích nước thấm qua mẫu Thời gian thấm nước m2 0,0104 0,0122 0,0121 L 0,155 h 0,0181 0,0175 0,0192 0,155 0,155 Biểu đồ so sánh kết Hình 3.7 So sánh độ rỗng cấp phối 19.45 19.40 Giá trị độ rỗng(%) 19.40 19.35 19.30 19.30 19.30 19.25 19.20 19.20 19.20 19.15 19.10 Cấp phối Cấp phối Cấp phối Cấp phối Cấp phối Nhận xét: Tất cấp phối, cho sản phẩm có độ rỗng phù hợp tiêu chuẩn TCVN 6477:2016, yêu cầu độ rỗng gạch khơng nung < 65% 19 Hình 3.8 So sánh cường độ nén cạnh dài/cao cấp phối 6.00 5.09 Giá trị cường độ (MPa) 5.00 4.00 4.50 4.34 3.52 3.24 3.00 2.00 1.00 0.00 Cấp phối Cấp phối Cấp phối Cấp phối Cấp phối Nhận xét: Có 4/5 cấp phối cho sản phẩm có đường độ chị nén (mặt chịu ép dài/cao) đạt tiêu chuẩn TCVN 6477:2016, yêu cầu cường độ > 3,5Mpa Hình 3.9 So sánh cường độ nén cạnh dài/rộng cấp phối 5.00 4.53 4.50 Giá trị cường độ (MPa) 4.00 3.76 3.50 3.00 2.94 3.00 3.08 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 Cấp phối Cấp phối Cấp phối Cấp phối Cấp phối Nhận xét: Có 2/5 cấp phối cho sản phẩm có cường độ chị nén (mặt chịu 20 ép dài/rộng) đạt tiêu chuẩn TCVN 6477:2016, yêu cầu cường độ > 3,5Mpa Hình 3.10 So sánh độ hút nước cấp phối 12.00 10.10 10.20 Giá trị độ hút nước (%) 10.00 8.90 8.80 Cấp phối Cấp phối 8.30 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 Cấp phối Cấp phối Cấp phối Nhận xét: Tất cấp phối có độ hút nước đạt tiêu chuẩn TCVN 6477:2016, yêu cầu độ hút nước < 14% Hình 3.11 So sánh độ thấm nước cấp phối 3500.00 Giá trị độ thấm nước (L/m2.h) 3141.70 3248.80 3000.00 2429.50 2500.00 2068.80 2000.00 1500.00 1000.00 739.20 500.00 0.00 Cấp phối Cấp phối Cấp phối Cấp phối Cấp phối 21 Nhận xét: Tất cấp phối có độ thấm nước không đạt tiêu chuẩn TCVN 6477:2016, yêu cầu độ thấm nước < 16 (L/m2.h) gạch xây có trát 3.4 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ 3.4.1 Hiệu kinh tế - Căn giá vật liệu địa bàn tỉnh Quảng Ngãi, dựa vào cấp phối, tính giá thành vật liệu để sản xuất viên gạch lỗ 170x115x75, nặng 2,25kg bảng - Giá thành viên gạch giảm dần tăng hàm lượng tro bay từ 2,5% đến 5,0% 7,5% đảm bảo cường độ chịu nén cho sản phẩm có độ mịn hơn, độ hút nước giảm - Với phương án thay 10% khối lượng cát (Cấp phối số 4), giá thành viên gạch tăng cao nhất, cường độ độ hút nước không đảm bảo Bảng 3.12 Giá thành sản phẩm theo cấp phối Thành phần cốt liệu cấp phối % (theo khối lượng) Công thức xi cấp Mạt đá măng phối (＜5m (PCB m) Cát Tro bay 40) Đơn giá vật liệu, bao gồm vận chuyển, chưa VAT (đồng) xi Mạt đá măng Tro Cát (＜ (PCB4 bay (đồng 5mm)0)(đồng/ (đồng/ (đồng/ /kg) kg) kg) kg) Giá thành vật liệu viên Gạch (chưa VAT), (đồng/viên) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) =((2)*(6)+( 3)*(7)+(4)* (8)+(5)*(9)) *2.25 CP 01 CP 02 CP 03 87.5 % 10% 0% 2.5% 125 1450 179 63 576 85% 10% 0% 5% 125 1450 179 63 572 82.5 % 10% 0% 7.5% 125 1450 179 63 569 CP 04 80% 10% 10% 0% 125 1450 179 63 591 CP 05 90% 10% 0% 125 1450 179 63 579 0% 22 - Từ đó, kết luận dùng kết hợp tro bay cấp phối, cho sản phẩm có giá thành tốt 3.4.2 Hiệu môi trường - Hằng năm, nhà máy nhiệt điện chạy than thải hàng trăm nghìn tro bay than Hầu hết lượng tro trộn với nước thải hồ chứa vây bờ sơ sài, nằm cạnh khu đất nông nghiệp dân cư - Khi sử dụng tro bay làm thành phần cấp phối cho sản xuất gạch không nung giải vấn đề môi trường, giảm thiểu lượng xỉ thải từ nhà máy nhiệt điện 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG Căn kết thiết kế cấp phối, đúc mẫu sản phẩm, thí nghiệm thơng số lý, rút số kết luận sau: - Dùng tro bay cho sản phẩm có độ mịn bề mặt tốt, thẩm mỹ cao - Dùng tro bay cho tra sản phẩm có giá thành tốt nhất, số cấp phối đảm bảo cường độ sản phẩm theo tiêu chuẩn, cần nghiên cứu thêm - Một số cấp phối đảm bảo tiêu chuẩn cường độ, kích thước, độ rỗng, độ hút nước, nhiên độ thấm nước không đạt theo tiêu chuẩn 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn nêu bật tính cần thiết, ý nghĩa thực tiễn đề tài, tác giả đề xuất giải pháp tận dụng nguồn tro bay Quảng Ngãi làm thành phần cấp phối cho sản xuất gạch không nung, nhằm đảm bảo vừa tiết kiệm tài ngun, vừa giải tốn mơi trường Các nội dung nghiên cứu luận văn đạt sau: - Tổng quan gạch không nung, đặc trưng lý gạch không nung, quy trình cơng nghệ sản xuất gạch khơng nung - Thí nghiệm tiêu lý vật liệu: xi măng, cát, đá mạt, xỉ than Dựa vào cấp phối nhà máy gạch Dung Quất Từ thiết kế cấp phối có dùng tro bay thành phần cấp phối - Tác giả tận dụng nguồn tro bay nhà máy nhiệt điện Quảng Ngãi Sau đúc mẫu nhà máy, tiến hành quy trình dưỡng hộ nén mẫu phòng thí nghiệm Las LAS-XD1335 Dựa vào cấp phối nhà máy, so sánh với cấp phối thiết kế có sử dụng Tro bay thay cho Đá mạt để tìm cấp phối đạt cường độ yêu cầu kỹ thuật - Hiện xỉ thải từ nhà máy nhiệt điện chưa sử dụng nên bị chôn lấp Vì vậy, tận dụng nguồn tro bay làm thành phần cấp phối cho sản xuất gạch không nung ta tốn chi phí vận chuyển Có thể khẳng định, tận dụng nguồn tro bay Quảng Ngãi làm thành phần cấp phối cho sản xuất gạch không nung, đem lại hiệu kinh tế, kỹ thuật, giải vấn đề môi trường, tiết kiệm nguồn tài nguyên - Tất cấp phối cho sản phẩm có độ thấm khơng đạt so với tiêu chuẩn, cần nghiên cứu sâu để có sản phẩm đạt tiêu chuẩn Qua kết nghiên cứu trên, luận văn có số kiến nghị sau: Giới hạn nghiên cứu đề tài sử dụng tro bay làm thành phần cấp phối cho sản xuất gạch không nung Quan sát thực nghiệm cho thấy, sử dụng tro bay sản xuất gạch không nung với cấp phối phù hợp, cho viên gạch đạt chất lượng tiêu chuẩn Đề tài thay đổi thành phần cấp phối tro bay thay cho đá mạt, chưa nghiên cứu tro bay thay hoàn toàn cho Đá mạt, thay lượng cát, hay điều chỉnh giảm lượng xi măng để đạt cường độ theo yêu cầu 24 Nghiên cứu đánh giá mức độ độc hại tro bay để xử lí trước đưa vào làm thành phần cấp phối chưa thực Đây triển vọng, định hướng nghiên cứu đề tài nhằm đánh giá cách toàn diện khả ứng dụng Tro bay sản xuất gạch không nung Cần tiếp tục nghiên cứu cấp phối công nghệ sản xuất phù hợp để khắc phục tình trạng sản phẩm có độ thấm nước vượt so với tiêu chuẩn, vấn đề đặt gạch không nung Hiện nay, sản xuất gạch không nung sử dụng tro bay thành phần cấp phối chưa nghiên cứu đầy đủ Do vậy, cần có nghiên cứu chuyên sâu để tận dụng nguồn tro bay dồi Quảng Ngãi, nâng cao hiệu kinh tế sản xuất gạch không nung, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật gạch khơng nung góp phần tiết kiệm nguồn tài nguyên đất, cát, bảo vệ môi trường ... sát cấp phối hợp lý để sản xuất gạch xi măng cốt liệu thể mặt: - Các tính chất lý gạch - Hiệu kinh tế Đối tượng nghiên cứu Gạch không nung xi măng cốt liệu sử dụng nguồn nguyên liệu Quảng Ngãi. .. 1.550kg/m3 1.2.3 Vữa dùng cho gạch xi măng cốt liệu Cốt liệu gạch xi măng cốt liệu mạt đá, xi măng Cốt liệu vữa xây trát thông dụng cát xi măng Do vậy, gạch xi măng cốt liệu hoàn toàn sử dụng vữa... biệt gạch xi măng cốt liệu, gạch Bi, gạch Papanh 1.2 CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ C A GẠCH KHƠNG NUNG 1.2.1 Độ ngậm nước khả chống thấm nước c a gạch xi măng cốt liệu Độ ngậm nước gạch xi măng cốt liệu