Nghiên cứu sử dụng đất Feralit trên địa bàn xã Hà Bầu, huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai có gia cố vôi để sản xuất gạch xây không nung

1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN HOÀNG QUANG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐẤT FERALIT TRÊN ĐỊA BÀN XÃ HÀ BẦU, HUYỆN ĐĂK ĐOA, TỈNH GIA LAI CĨ GIA CỐ VƠI ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH XÂY KHƠNG NUNG 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 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRƯƠNG HOÀI CHÍNH Phản biện 1: PGS.TS PHẠM THANH TÙNG Phản biện 2: TS LÊ KHÁNH TOÀN Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chun ngành kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 18 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 Tính cấp thiết đề tài Để hạn chế sử dụng đất nông nghiệp, giảm thiểu gây ô nhiễm môi trường, Thông tư 13/2017/TT-BXD ngày 08/12/2017 Bộ Xây dựng quy định: - Các cơng trình xây dựng đầu tư nguồn vốn ngân sách nhà nước, vốn nhà nước ngồi ngân sách, vốn vay doanh nghiệp có vốn nhà nước lớn 30% phải sử dụng vật liệu xây không nung tổng số vật liệu xây với tỷ lệ sau: + Thành phố Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh: sử dụng 100%; + Các tỉnh đồng Trung du Bắc bộ; tỉnh vùng Đông Nam bộ: Tại khu đô thị từ loại III trở lên sử dụng tối thiểu 90%, khu vực lại sử dụng tối thiểu 70%; + Các tỉnh cịn lại: Tại thị từ loại III trở lên phải sử dụng tối thiểu 70%, khu vực lại phải sử dụng tối thiểu 50% Qua tìm hiểu địa bàn xã Hà Bầu, huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai có nguồn nhiên liệu đất Feralit dồi (cấp phối đồi) nghiên cứu dùng làm nguyên liệu để sản xuất gạch nhằm thay phần nguyên liệu thành phần gạch xây truyền thống; đồng thời gia cố thêm hàm lượng vôi nhằm tăng độ dẻo linh động cốt liệu để sản xuất gạch xây không nung Vì đề tài “Nghiên cứu sử dụng đất Feralit (đất cấp phối đồi) địa bàn xã Hà Bầu, huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai ) có gia cố vôi để sản xuất gạch xây không nung” nhằm tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có phong phú địa phương hợp lý Mục ti nghi n c - Khảo sát thực địa, lấy mẫu cốt liệu, nghiên cứu, tìm nguồn nguyên liệu phù hợp nơi sản xuất - Nghiên cứu phịng thí nghiệm, thiết kế quy trình sản xuất, thiết kế cấp phối phù hợp với nguyên liệu có - Xét ảnh hưởng tỷ lệ vôi/ đất cấp phối (V/F) ảnh hưởng đến chất lượng gạch xây thông qua cấp phối chủ yếu đất bazan Feralit + vôi - Chế tạo mẫu thử, xác định đặc tính lý - Tổng hợp kết quả, so sánh, kiến nghị Đối tượng Phạm vi nghi n c - Đối tượng nghiên cứu: Gạch không nung sử dụng đất Feralit (đất cấp phối đồi) địa bàn xã Hà Bầu, huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai - Phạm vi nghiên cứu: Tỷ lệ V/F (cấp phối tỷ lệ)  ảnh hưởng đến Cường độ chịu nén gạch Phương pháp nghi n c - Phương pháp thu thập, phân tích tổng hợp tài liệu liên quan đến đề tài; - Phương pháp thí nghiệm tính chất lý vật liệu xây dựng; - Phương pháp tính tốn lý thuyết thực nghiệm để thiết kế thành phần cấp phối; - Phương pháp xử lý số liệu viết báo cáo liên quan đến đề tài Nội d ng nghi n c - Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thí nghiệm vật liệu - Thiết kế cấp phối - Thí nghiệm xác định tiêu lí gạch bê tơng không nung thay đổi tỷ lệ V/F - Đề xuất, kiến nghị Kết q ả cần đạt Từ số liệu thu thập phòng thí nghiệm, tiến hành phân tích khoa học so sánh minh chứng tính khả thi việc sản xuất gạch khơng nung dựa nguồn vật liệu có sẵn địa bàn tỉnh Gia Lai Kết cấ l ận văn Mở đầu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU XÂY KHÔNG NUNG VÀ CÁC LOẠI VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CỦA GẠCH KHÔNG NUNG CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÍ CỦA GẠCH KHƠNG NUNG SỬ DỤNG ĐẤT ĐỒI FERALIT TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU XÂY KHÔNG NUNG VÀ CÁC LOẠI VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG 1.1 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI GẠCH KHÔNG NUNG 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại Gạch bê tông không nung chủ yếu gồm hai loại sau: 1.1.2.1 Gạch xi măng cốt liệu (còn gọi gạch block) 1.1.2.2 Gạch bê tông nhẹ 1.2 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA GẠCH KHÔNG NUNG 1.2.1 Ư điểm - Không dùng nguyên liệu đất sét để sản xuất, hạn chế việc sử dụng đất sét khai thác từ đất nơng nghiệp làm giảm diện tích sản xuất lương thực 1.2.2 Nhược điểm - Khả chịu lực theo phương ngang yếu - Không linh hoạt thiết kế kiến trúc với nhiều góc cạnh - Khơng có khả chống thấm tốt, dễ gây nứt tường co giãn nhiệt 1.3 TÌNH TRẠNG SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG GẠCH KHƠNG NUNG Ở Việt Nam loại gạch xi măng cốt liệu dùng phổ biến Theo nghiên cứu Đ.T.K Cương [6], gạch xi măng cốt liệu giảm giá thành xây dựng khoảng 20% Khơng tiết kiệm chi phí, việc sử dụng gạch không nung làm giảm thiểu ảnh hưởng môi trường sản xuất gạch đất sét nung thơng thường Tại Đà Nẵng, nhóm nghiên cứu Hà Văn Thảo (2012) sử dụng vật liệu địa phương để chế tạo thành cơng bê tơng bọt có mác 3,5 [7] Về mặt công nghệ sản xuất, Nguyễn Xuân Tuyển [8] nghiên cứu ứng dụng công nghệ ép thủy lực song động để sản xuất gạch ống xi măng cốt liệu So với phương án truyền thống rung ép để sản xuất gạch block, công nghệ làm giảm đáng kể độ hút nước gạch, đồng thời rút ngắn thời gian chờ cường độ để đưa gạch vào sử dụng 1.4 GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN ĐẤT FERALIT TẠI XÃ HÀ BẦU, HUYỆN ĐĂK ĐOA, TỈNH GIA LAI 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG Sử dụng gạch khơng nung xây dựng nước ta có dấu hiệu tích cực, đặc biệt gạch xi măng cốt liệu (chiếm 75% gạch không nung) áp dụng nhiều cơng trình Tuy nhiên nay, hầu hết dây chuyền sản xuất gạch không nung Việt Nam nói chung tỉnh Gia Lai nói riêng, thiết bị sản xuất cung cấp cơng ty Trung Quốc Chính vậy, đưa dây chuyền vào vận hành, điều kiện nguyên vật liệu, khí hậu, trình độ lao động đặc thù nhà sản xuất phải tự tìm hiểu nghiên cứu, mị mẫm thử nghiệm quy trình sản xuất, quy trình sử dụng; từ sản phẩm làm chất lượng thấp, thiếu ổn định, suất không cao Đề tài nghiên cứu, triển khai áp dụng nhà máy gạch không nung Công ty Cổ phần Xây dựng sản xuất kinh doanh Vật liệu Xanh (Lô C23 Cụm Công nghiệp Diên Phú, xã Diên Phú, thành phố Pleiku – Gia Lai) Hiện nay, Công ty Cổ phần Xây dựng sản xuất kinh doanh Vật liệu Xanh sản xuất gạch xi măng cốt liệu với 02 loại gạch Block gạch ống lỗ Do đó, giới hạn đề tài mức bắt đầu nghiên cứu loại vật liệu để sản xuất gạch xây khơng nung sử dụng đất Feralit có gia cố vôi CHƯƠNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI GẠCH KHÔNG NUNG 2.1 CÁC TIÊU CHU N, TÀI LIỆU CÓ LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG Gạch bê tông phù hợp với TCVN 6477:2016: Tiêu chuẩn áp dụng cho gạch bê tông sản xuất từ hỗn hợp bê tơng cứng dùng cơng trình xây dựng TCVN 2682:2009, Xi măng poóc lăng - Yêu cầu kĩ thuật TCVN 4506:2012, Nước cho bê tông vữa - Yêu cầu kỹ thuật TCVN 6260:2009, Xi măng poóc lăng hỗn hợp - Yêu cầu kĩ thuật TCVN 6355-4:2009, Gạch xây - Phương pháp thử - Phần 4: Xác định độ hút nước TCVN 7569:2007, Xi măng alumin TCVN 7572-6:2006, Cốt liệu cho bê tông vữa - Xác định khối lượng thể tích xốp độ hổng Y cầ kỹ th ật 2.1.1 Kích thước m c sai lệch Yêu cầu kích thước loại gạch mức sai lệch cho phép quy định Bảng 2.1 Bảng 2.1 Kích thước m c sai lệch kích thước vi n gạch b tơng M c sai M c sai Chiề Chiề Chiề lệch cho lệch cho dài, l rộng, b cao, h phép phép Kích thước tính milimet Chiề dày thành vị trí nhỏ nhất, t, khơng nhỏ M c sai lệch cho Gạch block sản Gạch ống sản phép x ất theo công x ất theo công nghệ r ng ép nghệ ép tĩnh 390 80 ÷ 200 60 ÷ 190 220 105 ±2 ±2 ±3 20 10 210 100 60 200 95 CHÚ THÍCH: Có thể sản xuất loại gạch bê tơng có kích thước khác theo u cầu khách hàng 2.1.2 Y cầ ngoại q an 2.1.2.1 Màu sắc viên gạch trang trí lô phải đồng 2.1.2.2 Khuyết tật ngoại quan quy định Bảng 2.2 2.1.2.3 Độ rỗng viên gạch không lớn 65 % 2.1.3 Y cầ tính chất lý Cường độ chịu nén, khối lượng, độ hút nước độ thấm nước viên gạch bê tông quy định Bảng 2.3 2.1.4 Vôi TCVN 2231:1989: Tiêu chuẩn áp dụng cho vơi canxi xây dựng đóng rắn khơng khí để làm vữa xây dựng, chất kết dính sản xuất vật liệu xây dựng khác 2.1.5 Đất feralit Đất feralit Là vật liệu cấp phối thiên nhiên, hiểu hỗn hợp vật liệu dạng hạt có sẵn tự nhiên theo nguyên lý cấp phối Thành phần hạt: thí nghiệm theo TCVN 7572–2:2006, Phần 2: Xác định thành phần hạt Thành phần hạt vật liệu cấp phối thiên nhiên phải nằm vùng giới hạn đường bao cấp phối quy định bảng sau: 2.1.6 Nước Nước có chất lượng phù hợp với TCVN 4506:2012 [13] (Nước cho bê tông vữa – Yêu cầu kỹ thuật) Nước sử dụng thí nghiệm loại nước máy đảm bảo yêu cầu sau: - Không chứa váng dầu váng mỡ - Lượng tạp chất hữu không lớn 15 mg/l - Độ PH không nhỏ không lớn 12,5 2.2 YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM CỦA GẠCH KHƠNG NUNG Gạch xi măng cốt liệu phù hợp với TCVN 6477:2016 [15] (Gạch bê tông) Các yêu cầu kỹ thuật phương pháp thí nghiệm gạch xi măng cốt liệu tổng hợp theo bảng sau: Bảng 2.6 Y cầ kỹ th ật phương pháp thử gạch xi măng cốt liệ 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Qua chương này, tác giả giới thiệu tiêu chuẩn, tài liệu có liên quan đến việc xác định đặc trưng lý gạch bê tông không nung Đồng thời, chương trình bày yêu cầu kỹ thuật, phương pháp thí nghiệm vật liệu dùng để chế tạo gạch không nung yêu cầu kỹ thuật, phương pháp thí nghiệm gạch khơng nung CHƯƠNG THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO GẠCH XÂY KHÔNG NUNG VÀ SO SÁNH CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA GẠCH XÂY KHÔNG NUNG SỬ DỤNG ĐẤT FERALIT 3.1 THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU 3.1.1 Thí nghiệm xi măng Xi măng sử dụng cho chế tạo vữa phải phù hợp với yêu cầu kỹ thuật xi măng pooclang theo TCVN 6260:2009 (Xi măng pooclang hỗn hợp – Yêu cầu kỹ thuật) 3.1.1.1 Xác định độ mịn theo TCVN 4030 2003 [10] - Nguyên tắc thí nghiệm: Độ mịn xi măng 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 đem sàng Kết thí nghiệm: Bảng 3.1 Kết q ả thí nghiệm độ mịn xi măng Ký hiệ mẫ Mẫu Mẫu Khối lượng mẫ (g) 35,00 35,05 Khối lượng tr n sàng (g) Độ mịn (%) 1,12 0,92 3,2 2,64 Trung bình (%) Y cầ kỹ th ật (%) Kết l ận 2,92 ≤10 Đạt 3.1.1.2 Xác định thời gian đông kết theo TCVN 6017 1995 [12] Nguyên tắc thí nghiệm: Thời gian đông 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 Hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn đạt khả cần thiết cản lại lún kim chuẩn Tiến hành thí nghiệm: Các bước tiến hành thí nghiệm nêu cụ thể TCVN 6017:1995 Có thể tóm tắt lại sau: Trước hết, trộn hồ xi măng với lượng nước khác để xác định lượng nước tiêu chuẩn (Hình 3.2) Sau đó, thử thời gian bắt đầu đông kết kết thúc đông kết hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn dụng cụ Vicat với kim thích hợp (Hình 3.3) - Kết thí nghiệm: Lượng nước tiêu chuẩn: 28,0% Bảng 3.2 Kết q ả thí nghiệm thời gian đơng kết xi măng Chỉ ti thí nghiệm Kết q ả Y cầ kỹ th ật Kết l ận Thời gian bắt đầu đông kết (phút) 92 ≥45 Đạt Thời gian kết thúc đông kết (phút) 125 ≤420 Đạt 3.1.1.3 Xác định độ bền nén theo TCVN 6016 2011 [11] Nguyên tắc thí nghiệm: Phương pháp bao gồm xác định độ bền nén độ bền uốn tương ứng mẫu thử hình lăng trụ có kích thước 40mm x 40mm x 160mm Tiến hành thí nghiệm: Đúc mẫu mẻ vữa dẻo, cấp phối X: Ctc:N=1:3:0,5 với lượng dùng xi măng 450g (Hình 3.3 Cát tiêu chuẩn) Vữa trộn máy lèn chặt khn nhờ sử dụng máy dằn (Hình 3.4) - Kết thí nghiệm: STT Bảng 3.3 Kết q ả thí nghiệm nén mẫ vữa xi măng ngày t ổi Tiết Lực Cường Cường Yêu Mô tả diện phá T ổi độ độ cầ kỹ Kết mẫ mẫ hoại mẫ viên trung th ật l ận (mm) (mm2) (kN) (ngày) (MPa) (MPa) bình (MPa) 40x40x160 1600 39,5 26.41 40x40x160 40x40x160 1600 1600 38,0 37,5 24.84 23.44 24.9 ≥18 Đạt Bảng 3.4 Kết q ả thí nghiệm cường độ mẫ vữa xi măng 28 ngày t ổi STT Mô tả mẫ (mm) Tiết diện mẫ (mm2) 40x40x160 1600 Lực Cường Cường phá T ổi độ độ hoại mẫ viên trung (kN) (ngày) (MPa) bình (MPa) 74,5 46,88 40x40x160 1600 72,5 40x40x160 1600 73,0 28 45,31 45,63 45,94 Yêu cầ kỹ th ật (Mpa) Kết l ận ≥40 Đạt 3.1.1.4 Xác định khối lượng riêng theo TCVN 4030:2003 [10] - Nguyên tắc thí nghiệm: Dùng phương pháp vật liệu chiếm chỗ chất lỏng - Kết thí nghiệm: Bảng 3.5 Kết q ả thí nghiệm khối lượng ri ng xi măng Khối lượng mẫ Ký hiệ mẫ Mực chất lỏng bình Khối lượng ri ng (g/cm3) (g) (cm ) Mẫu 65,0 20,7 3,14 Mẫu 65,0 20,5 3,17 Trung bình (g/cm3) 3,16 Bảng 3.6 Bảng tổng hợp kết q ả thí nghiệm ti lý xi măng KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ STT CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ Thí nghiệm theo ti ch ẩn Đơn vị tính Kết q ả Khối lượng riêng TCVN 4030-2003 g/cm3 3,16 Độ mịn TCVN 4030-2003 % 2,92 Lượng nước tiêu chuẩn TCVN 6017-2015 % 28,0 Thời gian đông kết 4.1) Bắt đầu: TCVN 6017-2015 Giờ, phút 4.2) Kết thúc: Tính ổn định thể tích TCVN 6017-2015 THEO TIÊU CHU N TCVN 62602009 ≤10% 32 phút ≥45phút 45 phút ≤7giờ00phút 6,5 ≤10mm 24,9 ≥18N/mm2 45,9 mm Cường độ xi măng R3 TCVN 6016-2011 N/mm Cường độ xi măng R28 TCVN 6016-2011 N/mm2 ≥40N/mm2 Ghi chú: Theo TCVN 6260-2009, Các tiêu thí nghiệm xi măng đạt loại PCB 40 3.1.2 Thí nghiệm đất đồi 3.1.2.1 Xác định thành phần hạt đất theo TCVN 7570-2006 Nguyên tắc thí nghiệm: Sử dụng phương pháp sàng để xác định thành phần hạt cốt liệu nhỏ Tiến hành thí nghiệm: * Cân khoảng 1000 g cốt liệu sàng qua sàng có kích thước mắt sàng 5mm sau đổ cốt liệu cân vào sàng (sàng 2,5mm) tiến hành sàng qua sàng có kích thước 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,32; 0,15; 2) Mác 7,5 Xi măng (kg) Feralit (kg) Vôi (kg) Nước (lít) 227,02 1.969,9 218,88 260 10,37 69,97 7,77 11,88 13 Bảng 3.22 Bảng tổng hợp thành phần cấp phối vật liệ cho 1m3 vữa tính theo khối lượng Cấp Ký Xi măng Đất Vôi Nước phối Tỷ lệ phối trộn hiệ (kg) (kg) (kg) (lít) số 227,02 2.188,8 260 H4 10,37%X+77,75% (Đ) + 11,88%N 10,37%X+73,86%(Đ) + 227,02 2.079,4 109,44 260 H5 3,89%V+11,88%N 10,37%X+69,97%(Đ) + 227,02 1.969,9 218,88 260 H6 7,77%V+11,88%N Hình 3.16 Đúc mẫu gạch theo 06 thành phần cấp phối nhà máy 3.3 THÍ NGHIỆM SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG 14 3.3.1 Xác định cường độ nén gạch không nung theo TCVN 6477:2016 [15] - Dụng cụ thiết bị: + Thước có vạch chia đến mm; + Tấm kính để phẳng bề mặt vữa trát mẫu; + Bay, chảo trộn hồ xi măng; + Máy nén có thang lực thích hợp để nén, tải trọng phá hủy nằm khoảng từ 20% đến 80 % tải trọng lớn máy Khơng nén mẫu ngồi thang lực - Kết thí nghiệm: Là kết tính giá trị trung bình kết thử Loại bỏ giá trị có sai lệch lớn 15 % so với giá trị trung bình Kết cuối giá trị trung bình cộng giá trị hợp lệ cịn lại, xác đến 0,1 MPa Trường hợp giá trị lớn nhỏ lệch 15% so với cường độ nén viên mẫu trung bình bỏ hai kết Kết cường độ nén tổ mẫu cường độ nén viên mẫu cịn lại Cường độ nén (R) tính MPa theo công thức: R Pmax K S Bảng 3.23 Kết q ả thí nghiệm cường độ nén R7 (ngày 19/3/2019) gạch theo cấp phối M5,0MPa 26000 26000 26000 Lực phá hoại (N) 60500 57200 51300 Hệ số hình dạng K 0,88 0,88 0,88 200x130x85,5 26000 76600 0,88 2,593 200x130x85,5 26000 71000 0,88 2,403 200x130x85,5 26000 64400 0,88 2,180 200x130x85,5 26000 90200 0,88 3,053 200x130x85,5 26000 88000 0,88 2,978 200x130x85,5 26000 92800 0,88 3,141 Cấp phối số Mô Tả mẫu (mm) Tiết diện (mm2) H1 200x130x85,5 200x130x85,5 200x130x85,5 H2 H3 Cường độ Cường độ viên trung bình (MPa) (MPa) 2,048 1,936 1,736 1,907 2,392 3,057 15 Bảng 3.24 Kết q ả thí nghiệm cường độ nén R14 (ngày 26/3/2019) gạch theo cấp phối M5,0MPa 26000 26000 26000 Lực phá hoại (N) 67700 64100 57500 Hệ số hình dạng (K) 0,88 0,88 0,88 200x130x85,5 26000 85900 0,88 2,907 200x130x85,5 26000 79500 0,88 2,691 200x130x85,5 26000 72100 0,88 2,440 200x130x85,5 26000 98100 0,88 3,320 200x130x85,5 26000 102600 0,88 3,473 200x130x85,5 26000 100800 0,88 3,412 Cấp phối số Mô Tả mẫu (mm) Tiết diện (mm2) H1 200x130x85,5 200x130x85,5 200x130x85,5 H2 H3 Cường độ Cường độ viên trung bình (MPa) (MPa) 2,291 2,170 1,946 2,136 2,679 3,402 Bảng 3.25 Kết q ả thí nghiệm cường độ nén R28 (ngày 9/4/2019) gạch theo cấp phối M5,0MPa 26000 26000 26000 Lực phá hoại (N) 98900 92900 80500 Hệ số hình dạng (K) 0,88 0,88 0,88 200x130x85,5 26000 128800 0,88 4,359 200x130x85,5 26000 125400 0,88 4,244 200x130x85,5 26000 110900 0,88 3,754 200x130x85,5 26000 155500 0,88 5,263 200x130x85,5 26000 150600 0,88 5,097 200x130x85,5 26000 151200 0,88 5,118 Cấp phối số Mô Tả mẫu (mm) Tiết diện (mm2) H1 200x130x85,5 200x130x85,5 200x130x85,5 H2 H3 Cường độ Cường độ viên trung bình (MPa) (MPa) 3,347 3,144 2,725 3,072 4,119 5,159 Sự phát triển cường độ gạch không nung sử dụng đất đồi theo thời gian biểu diễn Hình 3.22 16 Hình 3.22 Biểu đồ phát triển cường độ cấp phối gạch theo thời gian Bảng 3.26 Kết q ả thí nghiệm cường độ nén R7 (ngày 19/3/2019) gạch theo cấp phối M7,5 Lực Hệ số Cấp Tiết Cường độ Cường độ phá hình phối Mơ Tả mẫu (mm) diện viên trung bình hoại dạng số (mm ) (MPa) (MPa) (N) (K) H4 H5 H6 200x130x85,5 26000 96000 0,88 3,249 200x130x85,5 26000 98200 0,88 3,324 200x130x85,5 26000 94700 0,88 3,205 200x130x85,5 26000 116000 0,88 3,926 200x130x85,5 200x130x85,5 200x130x85,5 200x130x85,5 200x130x85,5 26000 26000 26000 26000 26000 115300 121900 144800 146000 151700 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 3,902 4,126 4,901 4,942 5,134 3,259 3,985 4,992 17 Bảng 3.27 Kết q ả thí nghiệm cường độ nén R14 (ngày 26/3/2019) gạch theo cấp phối M7,5 Cấp phối số H4 H5 H6 Mô Tả mẫu (mm) Tiết diện (mm2) Lực phá hoại (N) Hệ số hình dạng (K) 200x130x85,5 26000 107600 0,88 3,642 200x130x85,5 26000 111000 0,88 3,757 200x130x85,5 26000 106100 0,88 3,591 200x130x85,5 26000 129800 0,88 4,393 200x130x85,5 200x130x85,5 200x130x85,5 200x130x85,5 200x130x85,5 26000 26000 26000 26000 26000 129200 136600 162300 163900 171000 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 4,373 4,623 5,493 5,547 5,788 Cường độ Cường độ viên trung bình (MPa) (MPa) 3,663 4,463 5,609 Bảng 3.28 Kết q ả thí nghiệm cường độ nén R28 (ngày 9/4/2019) gạch theo cấp phối M7,5 Cấp phối số H4 H5 H6 Mô Tả mẫu (mm) Tiết diện (mm2) Lực phá hoại (N) Hệ số hình dạng (K) 200x130x85,5 26000 151600 0,88 5,131 200x130x85,5 26000 154100 0,88 5,216 200x130x85,5 26000 145300 0,88 4,918 200x130x85,5 26000 175200 0,88 5,930 200x130x85,5 200x130x85,5 200x130x85,5 200x130x85,5 200x130x85,5 26000 26000 26000 26000 26000 173100 203100 228800 216300 224500 0,88 0,88 0,88 0,88 0,88 5,859 6,874 7,744 7,321 7,598 Cường độ Cường độ viên trung bình (MPa) (MPa) 5,088 6,221 7,554 18 Sự phát triển cường độ gạch không nung sử dụng đất đồi theo thời gian biểu diễn Hình 3.23 Hình 3.23 Biểu đồ phát triển cường độ cấp phối gạch theo thời gian Bảng 3.29 Tổng hợp kết q ả thí nghiệm cường độ nén R28 (ngày 9/4/2019) gạch theo cấp phối M5,0 M7,5 M5,0 M7,5 MPa MPa Cấp phối tiêu chuẩn (X-F) 3,072 (H1) 5,088 (H4) Cấp phối gia cố vôi 5% (giảm 5%F) 4,119 (H2) 6,221 (H5) Cấp phối gia cố vôi 10% (giảm 10%F) 5,159 (H3) 7,554 (H6) Cấp Phối 19 So sánh cường độ chịu nén cấp phối thể hình 3.24 Hình 3.24 Bảng so sánh cường độ nén cấp phối gạch Nhận xét Nhìn vào biểu đồ, ta thấy với tỷ lệ (N/X) có gia cố vơi 10%, giảm 10%F cường độ gạch xi măng cốt liệu cấp phối số số cao so với cấp phối khác Ở 28 ngày, cường độ nén gạch không nung sử dụng đất đồi cấp phối số (H3 gia cố vôi 10%, giảm 10%F) đạt 5,159 Mpa (đạt mác thiết kế M5,0) [Bảng 3.23], cấp phối số (H6 gia cố vôi 10%, giảm 10%F) đạt 7,6 Mpa (đạt mác thiết kế M7,5) [Bảng 3.26] Điều giải thích sau: Khi thay đổi tỷ lệ vơi (tăng lượng vôi, giảm lượng Feralit), giữ nguyên tỷ lệ (N/X) tăng khả dẻo, tăng khả bám dính gạch, cường độ gạch tăng Khi tỷ lệ V/F hợp lý (cấp phối cấp phối 6), bên cạnh xi măng nước khơng thay đổi, xi măng thủy hóa hồn tồn, lượng nước tự tồn bên thành phần cấp phối ít, cường độ gạch tăng 3.3.2 Xác định độ hút nước gạch không nung theo TCVN 6355 - 4: 2009 [21] - Nguyên tắc thí nghiệm: Ngâm mẫu thử sấy khơ vào nước bão hòa Xác định tỷ lệ phầm trăm lượng nước hút vào so với khối lượng mẫu khô - Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm: Tủ sấy tới 200 0C có điều chỉnh nhiệt độ; Cân kỹ thuật có độ xác tới gam; Thùng bể ngâm mẫu 20 - Chuẩn bị mẫu thử: + Chuẩn bị tối thiểu viên gạch nguyên đạt yêu cầu ngoại quan để làm mẫu thử + Dùng bàn chải quét mẫu thử Sấy mẫu nhiệt độ 1050C ÷ 1100C đến khối lượng khơng đổi (thơng thường thời gian sấy khơng 24 giờ) Khối lượng không đổi hiệu số hai lần cân liên tiếp không lớn 0,2 % Thời gian hai lần cân liên tiếp không nhỏ + Đặt mẫu thử vào nơi khơ để nguội đến nhiệt độ phịng thí nghiệm cân mẫu - Tiến hành thí nghiệm: + Đặt mẫu thử khô nguội theo chiều thẳng đứng vào thùng bể nước có nhiệt độ 27 0C ± 0C Khoảng cách viên gạch cách thành bể 10 mm Mực nước phải cao mặt mẫu thử 20 mm (Hình 3.25) Thời gian ngâm mẫu 24 Hình 3.25 Ngâm mẫu gạch xi măng cốt liệu bể nước 24 + Vớt mẫu ra, dùng khăn ẩm thấm bề mặt mẫu thử cân mẫu bão hòa nước, thời gian từ vớt mẫu đến cân xong khơng q phút 21 Hình 3.26 Cân mẫu gạch sau ngâm nước 24 - Kết thí nghiệm: Là giá trị trung bình cộng kết mẫu thử, tính xác tới 0,1 % 22 Bảng 3.30 Kết q ả thí nghiệm độ hút nước gạch theo cấp phối Cấp phối số H4 H5 H6 Mô tả mẫ (cm) Khối lượng mẫ sau sấy khô (g) Khối lượng mẫ sau ngâm nước (g) Độ hút nước viên (%) 20x13x8,55 20x13x8,55 20x13x8,55 20x13x8,55 20x13x8,55 20x13x8,55 20x13x8,55 20x13x8,55 20x13x8,55 2968,1 2969 2968,7 2971,9 2971,1 2973 2972 2971,3 2973,8 3212,5 3270,5 3267,5 3234,7 3252,5 3250,4 3212,5 3222,8 3288,5 8,2342 10,155 10,065 8,8428 9,4712 9,3306 8,0922 8,4643 10,582 Độ hút nước trung bình (%) Yêu cầ kỹ th ật (%) Kết l ận 9,485 ≤ 14 Đạt 9,215 ≤ 14 Đạt 9,046 ≤ 14 Đạt Biểu đồ quan hệ độ hút nước gạch không nung theo cấp phối biểu diễn Hình 3.27 Hình 3.27 Biểu đồ quan hệ độ hút nước gạch theo cấp phối 23 Nhận xét Nhìn vào biểu đồ, ta thấy độ hút nước gạch xi măng cốt liệu cấp phối thấp cấp phối khác Do đó, gạch cấp phối đặc chắc, lỗ rỗng nên cường độ nén gạch cấp phối cao cấp phối khác hợp lý 3.4 MỘT VÀI PHÂN TÍCH VỀ CHI PHÍ SẢN XUẤT VÀ TÁC ĐỘNG MƠI TRƯỜNG Từ kết thí nghiệm phần trên, tác giả định chọn thành phần cấp phối để đảm bảo cường độ chịu nén cho mẫu gạch mác M7,5, đồng thời đảm bảo tiêu lý gạch không nung theo TCVN 6477 : 2016 Tuy nhiên, chi phí hao phí vật liệu để sản xuất gạch xây khơng nung sử dụng đất đồi có gia cố vơi, qua tìm hiểu sơ chi phí tương đối cao so với mặt chung Lý tỷ lệ Xi măng + Vôi chiếm 18% so với Feralit, dẫn đến chi phí cao (tỷ lệ cấp phối 6: 10,37%X+69,97%(Đ) + 7,77%V+11,88%N) Quan trọng phương án nghiên cứu vật liệu thay hoàn toàn cát đá mạt ngày khan 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương trình bày thí nghiệm tiêu lý vật liệu sử dụng đề tài (xi măng PCB 40 Nghi Sơn; Đất đồi (Feralit) lấy xã Hà Bầu, huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai; Vôi lấy Thành phố Pleiku, tỉnh Gia Lai) để chế tạo gạch không nung Dựa vào Cấp phối gạch tính sở định mức 1776/BXD-VP, tác giả tiến hành thiết kế cấp phối theo hướng gia cố tăng dần thêm 5%, 10% vôi, tướng ứng tác giả giảm 5%, 10% Feralit giữ nguyên khối lượng xi măng viên gạch kích thước 200mmx130mmx85mm có mác M5,0 M7,5m Mẫu thử đúc trực tiếp dây truyền ép tĩnh thuỷ lực Công ty Cổ phần Xây dựng sản xuất kinh doanh Vật liệu Xanh tiến hành bảo dưỡng theo quy định Tiến hành thí nghiệm xác định cường độ chịu nén viên gạch mốc 7, 14, 28 ngày; tiêu lý khác tiến hành mẫu bảo dưỡng 28 ngày theo quy định Kết thí nghiệm cho thấy độ hút nước gạch đạt yêu cầu theo TCVN 63555:2009 Chỉ tiêu cường độ chịu nén tuổi tương ứng các cấp phối tăng dần theo tỷ lệ gia cố 5%, 10% vôi (giảm 5%, 10% Feralit) đạt yêu cầu cường độ gạch mác M7,5 theo cấp phối H6 (gia cố vôi 10%, giảm 10%F) 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN - Qua nghiên cứu đề tài, thấy tính khả thi việc sản xuất gạch xây không nung sử dụng đất đồi nói riêng dựa nguồn vật liệu có sẵn có, dễ khai thác địa bàn xã Hà Bầu, huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai, mang lại hiệu mặt kinh tế đặc biệt bảo vệ dịng sơng tránh bị tác hại từ việc khai thác cát gây xói lở bờ, đất canh tác, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đảm bảo cho phát triển bền vững xã hội - Bằng phương pháp thí nghiệm tiêu lý vật liệu, đề tài giới thiệu số loại vật liệu địa phương dùng để sản xuất gạch xây như: Đất đồi (Feralit) xã Hà Bầu, huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai - Cấp phối phù hợp để sản xuất gạch xây không nung mác M7,5 sử dụng 02 loại vật liệu địa phương nói cấp phối (H6) có gia cố vơi 10%, giảm 10%F (tương đương với thành phần: 10,37%X+69,97%(Đ) + 7,77%V+11,88%N) Kết nghiên cứu luận văn đạt mục tiêu đề ban đầu: xác định tỷ lệ V/F phù hợp để sản xuất gạch xây không nung sử dụng đất đồi (Feralit) KIẾN NGHỊ Giới hạn nghiên cứu đề tài xác định cấp phối phù hợp cho việc sản xuất gạch xây không nung mác M7,5 khảo sát số thay đổi vơi Mặt khác, thời gian nghiên cứu hạn chế chưa khảo sát hết nguồn vật liệu phù hợp địa phương để sản xuất gạch xây không nung Hiện nay, việc sử dụng gạch bê tông nhẹ xây dựng nước ta có dấu hiệu tích cực nhằm phát huy ưu điểm giảm chi phí thiết kế móng Tuy nhiên nguồn vật liệu như: Mạt đá, cát ngày khan hiếm, chi phí cao… Hướng mở rộng đề tài là: - Tiếp tục nghiên cứu chế tạo gạch không nung sử dụng đất đồi (Feralit) địa bàn xã Hà Bầu, huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai để thay dần mạt đá, cát; - Tiếp tục nghiên cứu đánh giá độ bền viên gạch theo thời gian; - Nghiên cứu tăng khả bám dính cho viên gạch phụ gia để giảm hàm lượng vơi Vì chi phí vật liệu vôi cao ... lượng vôi nhằm tăng độ dẻo linh động cốt liệu để sản xuất gạch xây khơng nung Vì đề tài ? ?Nghiên cứu sử dụng đất Feralit (đất cấp phối đồi) địa bàn xã Hà Bầu, huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai ) có gia cố. .. Tiếp tục nghiên cứu chế tạo gạch không nung sử dụng đất đồi (Feralit) địa bàn xã Hà Bầu, huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai để thay dần mạt đá, cát; - Tiếp tục nghiên cứu đánh giá độ bền viên gạch theo... việc sử dụng gạch không nung làm giảm thiểu ảnh hưởng môi trường sản xuất gạch đất sét nung thông thường Tại Đà Nẵng, nhóm nghiên cứu Hà Văn Thảo (2012) sử dụng vật liệu địa phương để chế tạo thành