Nghiên cứu sử dụng cốt liệu nhỏ tái chế từ phế thải xây dựng để sản xuất gạch xi măng không nung

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - TRẦN DUY CẢNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỐT LIỆU NHỎ TÁI CHẾ TỪ PHẾ THẢI XÂY DỰNG ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DD&CN Đà Nẵng - Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - TRẦN DUY CẢNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỐT LIỆU NHỎ TÁI CHẾ TỪ PHẾ THẢI XÂY DỰNG ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình DD&CN Mã ngành: 60580208 LUẬN VĂN THẠC SĨ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ KHÁNH TOÀN Đà Nẵng - Năm 2018 ỜI C M ĐO N T i in m o n l ng tr nh nghi n u riêng C s li u kết qu t nh to n n u lu n v n l trung th v h t ng i ng t k ng tr nh n o kh T c ả uậ vă Trần Duy Cảnh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài 2 Mục tiêu đề t i ối tƣ ng v phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên u Nội dung luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG VÀ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHẾ THẢI XÂY DỰNG TRONG XÂY DỰNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG 1.1.1 ịnh nghĩa v phân loại gạch không nung 1.1.2 Các th nh phần cấp phối chế tạo gạch xi măng cốt liệu 1.1.3 Một số đặc trƣng lý gạch xi măng cốt liệu 1.1.4 Ƣu nhƣ c điểm gạch xi măng không nung cốt liệu 10 1.1.5 Tình hình sản xuất, sử dụng v hƣớng phát triển gạch không nung Việt Nam 11 1.2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHẾ THẢI XÂY DỰNG TRONG XÂY DỰNG 13 1.2.1 Tổng quan phế thải xây dựng 13 1.2.2 Nghiên cứu sử dụng phế thải xây dựng xây dựng 14 1.3 KÊT LUẬN CHƢƠNG 17 1.3.1 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CỦA GẠCH KHÔNG NUNG 18 2.1 PHƢƠNG PHÁP XÁC ỊNH CÁC ẶC TRƢNG CƠ LÝ CỦA CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHẾ TẠO GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG 18 2.1.1 Một số yêu cầu v tiêu chuẩn áp dụng 18 2.1.2 Kết xác định đặc trƣng lý th nh phần cấp phối 21 2.2 PHƢƠNG PHÁP XÁC ỊNH CÁC ẶC TRƢNG CƠ LÍ CỦA GẠCH XI MĂNG KHƠNG NUNG 33 2.2.1 Kích thƣớc v độ sai lệch 33 2.2.2 Yêu cầu đặc trƣng lý 33 2.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG 34 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU NHỎ TÁI CHẾ TỪ PHẾ PHẨM XÂY DỰNG TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI 35 3.1 THIẾT KẾ CẤP PHỐI 35 3.2 TẠO MẪU THÍ NGHIỆM 36 3.3 XÁC ỊNH CÁC ẶC TRƢNG CƠ LÝ 36 3.3.1 X ác định cƣờng độ chịu nén 37 3.3.2 Xác định độ rỗng theo TCVN 6477:2016 41 3.3.3 Xác định độ hút nƣớc theo TCVN 6355 - 4: 2009 42 3.3.4 Xác định khối lƣ ng thể tích 44 3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 46 KẾ T LUÂN VÀ KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO) NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỐT LIỆU NHỎ TÁI CHẾ TỪ PHẾ THẢI XÂY DỰNG ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG Học viên: Trần Duy Cảnh; Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình DD&CN Mã số: 60.58.02.08; Khóa: 32 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Gạch xi măng khơng nung sản phẩm sử dụng nhằm thay gạch xây truyền thống đất nung Các thành phần cấp phối để sản xuất gạch không nung gồm chất kết dính xi măng, cát, mạt đá, số chất độn khác xỉ than, tro bay, v.v Tuy nhiên, thực tế cho thấy nguồn tài nguyên cát, mạt đá (là nguồn vật liệu chính) để sản xuất gạch xi măng không nung ngày cạn kiệt khai thác sử dụng với khối lượng lớn, thiếu qui hoạch kiểm soát chặt chẽ Đề tài “Nghiên cứu sử dụng cốt liệu nhỏ tái chế từ phế thải xây dựng để sản xuất gạch xi măng không nung” thực nhằm nghiên cứu khả sử dụng phế thải xây dựng thay thành phần mạt đá để sản xuất gạch xi măng khơng nung Nghiên cứu thực phòng thí nghiệm nhằm xác định số đặc trưng lí gạch xi măng không nung sử dụng cốt liệu nhỏ tái chế từ phế thải xây dựng thay mạt đá thành phần cấp phối gạch xi măng khơng nung có Quảng Ngãi Từ khóa - Gạch xi măng không nung, đá mạt, phế thải xây dựng, cốt liệu tái chế, đặc trưng lí gạch xi măng không nung STUDY ON USING SMALL AGGREGATE RECYCLED FROM CONSTRUCTION REFUSE TO PRODUCT CONCRETE BRICK Abstract - Concrete Brick is currently used to replace with traditional brick Mixture proportioning for the production of concrete brick include cement, sand, chippings, and other fillers such as coal slag, fly ash, v.v However, the reality is sand, chippings (the main material) to product concrete brick increasingly depleted due to extraction and use with large volume, lack of planning and tigh control The subject “Study on using small aggregate recycled from construction refuse to product concrete brick” is carried out for researching construction refuse replacement with chippings to product concrete brick The research was is carried out at the laboratory to determine some mechanical properties of concrete brick using small aggregate recycled from construction refuse to replace chippings in mixture proportioning of concrete brick Key words - Concrete Brick, chippings, construction refuse, recycled aggregate, mechanical property of concrete brick DANH MỤC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang bảng 2.1 Các yêu cầu kỹ thuật xi măng 18 2.2 Các yêu cầu kỹ thuật cát 19 2.3 Các yêu cầu kỹ thuật đá mạt 19 H m lƣ ng tối đa cho phép muối hoà tan, ion sunfit, ion clorua 2.4 20 v cặn không tan nƣớc trộn bê tông v vữa (mg/l) 2.5 Kết thí nghiệm độ mịn xi măng chinfon PCB 40 21 22 23 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 Kết thí nghiệm độ bền nén xi măng chinfon PCB 40 Kết thí nghiệm độ đơng kết xi măng chinfon Kết thí nghiệm xác định khối lƣ ng xi măng chinfon PCB 40 Xác định khối lƣ ng riêng v độ hút nƣớc cát Khối lƣ ng thể tích xốp cát Kết thí nghiệm h m lƣ ng bụi, bùn, sét cát Kết thí nghiệm th nh phần hạt cát Kết thí nghiệm khối lƣ ng riêng, độ hút nƣớc đá mạt 2.14 Kết thí nghiệm khối lƣ ng thể tích xốp đá mạt 28 2.15 2.16 Kết thí nghiệm h m lƣ ng bụi, bùn, sét đá mạt Kết thí nghiệm th nh phần hạt đá mạt Kết thí nghiệm khối lƣ ng riêng, độ hút nƣớc phế phẩm xây dựng tái chế Kết thí nghiệm khối lƣ ng thể tích xốp phế phẩm xây dựng tái chế 29 29 2.19 Kết thí nghiệm th nh phần hạt phế phẩm xây dựng tái chế 31 2.20 Kích thƣớc v mức sai lệch kích thƣớc viên gạch bê tơng (mm) 33 2.21 Qui định quan sát ngoại quan viên gạch bê tông Cƣờng độ chịu nén, khối lƣ ng riêng v độ hút nƣớc viên gạch bê tông 33 2.6 2.7 2.8 2.17 2.18 2.22 2.23 3.1 3.2 ộ rỗng, độ hút nƣớc viên gạch bê tông ịnh mức cấp phối cho 1m3 vữa để sản xuất gạch không nung nh máy gạch Nghĩa Lâm Xanh, mác gạch 5,0 ịnh mức cấp phối cho viên gạch không nung mác M5,0 24 25 26 27 27 28 30 31 34 34 35 36 Số hiệu bảng 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Tên bảng Trang ịnh mức cấp phối cho 1m3 vữa có sử dụng cốt liệu nhỏ tái chế từ phế phẩm dựng cƣờng thay cho Kết thíxây nghiệm độ đá nénmạt gạch ng y tuổi Kết thí nghiệm cƣờng độ nén gạch ng y tuổi Kết thí nghiệm cƣờng độ nén gạch 14 ng y tuổi Kết thí nghiệm cƣờng độ nén gạch 28 ng y tuổi 36 37 38 39 39 3.8 Kết thí nghiệm độ rỗng viên gạch theo cấp phối 41 3.9 Kết thí nghiệm độ hút nƣớc viên gạch theo cấp phối 44 3.10 Kết tính tốn khối lƣ ng thể tích gạch theo cấp phối 45 DANH MỤC HÌNH Số hiệu hình 1.1 Tên hình Các th nh phần cấp phối chế tạo gạch xi măng cốt liệu Trang 1.2 Dây chuyền nghiền phế thải xây dựng triển khai Hà Nội 15 2.1 Thí nghiệm xác định độ mịn xi măng chinfon PCB 40 21 2.2 Thí nghiệm xác định thời gian đông kết xi măng chinfon PCB 40 22 2.4 Thí nghiệm xác định khối lƣ ng riêng xi măng chinfon PCB 40 23 2.5 Hình dạng khối cốt liệu 24 2.6 Hình ảnh thí nghiệm xác định khối lƣ ng riêng v độ hút nƣớc cát 25 2.7 Thí nghiệm xác định khối lƣ ng thể tích xốp cát 26 2.8 Biểu đồ thành phần hạt cát 28 2.9 Hình ảnh th nh phần hạt đá mạt 29 2.10 Biểu đồ thành phần hạt đá mạt 30 2.11 Phế phẩm xây dựng 30 2.12 Hình ảnh thí nghiệm thể tích xốp phế phẩm xây dựng tái chế 31 2.13 Biểu đồ thành phần hạt phế thải xây dựng 32 2.14 Một số hình ảnh xác định th nh phần hạt phế phẩm xây dựng tái chế 32 3.1 Dây chuyền sản xuất gạch không nung 35 3.2 Biểu đồ phát triển cƣờng độ chịu nén gạch cấp phối theo thời gian 40 3.3 Biểu đồ độ hút nƣớc gạch theo cấp phối 44 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Gạch xây phận cấu thành quan trọng ngơi nhà cơng trình kiến trúc Gạch xây sử dụng nước chủ yếu gạch đất nung, sử dụng đất sét để chế tạo qua trình nung đốt để tạo viên gạch nung có cường độ đặc trưng lí phù hợp xây dựng Sản xuất gạch đất nung làm cạn kiện nguồn tài nguyên đất mà chủ yếu đất nơng nghiệp Q trình nung đốt sử dụng nguyên liệu khác phục vụ cho việc nung gạch than đá, củi, v.v nên không tiêu tốn nguồn tài nguyên mà gây hệ lụy xấu cho môi trường sinh thái, gây ô nhiễm môi trường Gạch không nung sản phẩm có đầy đủ đặc trưng lí đáp ứng yêu cầu xây dựng, thay hoàn toàn gạch đất nung truyền thống Hiện nay, đưa gạch xây khơng nung vào cơng trình xây dựng trở thành xu hướng tất yếu ngành xây dựng Sử dụng gạch không nung thay gạch đất nung truyền thống góp phần giảm thiểu thời gian chế tạo, giảm hao phí nhân cơng, giảm hao phí nguồn tài nguyên liên quan thân thiện với mơi trường Gạch khơng nung có nhiều chủng loại khác thị trường Trong đó, sử dụng nhiều gạch không nung xi măng - cốt liệu Đây loại gạch ưu tiên khuyến khích sử dụng đáp ứng tốt tiêu chí kỹ thuật, kết cấu, mơi trường, phương pháp thi công, v.v Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất gạch không nung xi măng cốt liệu cát, xi măng Ngoài ra, tùy theo yêu cầu cụ thể mà thành phần cấp phối có bổ sung thành phần khác như: đá mạt, xỉ than nhiệt điện, phế thải công nghiệp, nông nghiệp, phụ gia kết dính, v.v Gạch khơng nung xi măng - cốt liệu chế tạo phổ biến với thành phần gồm xi măng, cát vàng đá mạt, phối liệu với theo tỉ lệ định để tạo sản phẩm gạch khơng nung có đặc trưng lí khác đáp ứng yêu cầu xây dựng Vấn đề đặt thay cát hay đá mạt thành phần cấp phối chế tạo gạch không nung xi măng - cốt liệu loại vật liệu khác để tạo loại gạch không nung xi măng - cốt liệu vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật vừa thân thiện với môi trường, giảm lượng tiêu thụ cát, đá mạt hay không? Các nghiên cứu [1-4] cho thấy: sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải trình xây dựng (các kết cấu bê tông phá dỡ, tường xây đập bỏ, v.v.) để sản xuất bê tơng xi măng Vậy sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải trình xây dựng để sản xuất gạch xi măng không nung hay không? Theo [5], Việt Nam, với tốc độ thị hóa cao hầu hết tỉnh thành nước, hàng loạt cơng trình xây dựng sở hạ tầng xây mới, cải tạo ... khơng nung có sử dụng nguồn cốt liệu nhỏ tái chế từ phế thải xây dựng để thay đá mạt theo tỉ lệ định Nội dung nghiên cứu - Tổng quan gạch xi măng không nung nghiên cứu sử dụng phế thải xây dựng xây. .. ràng, tái chế phế thải xây dựng để làm thành phần cốt liệu sản xuất bê tông tổng quan nghiên cứu sử dụng Phế thải xây dựng xây dựng trình bày Gạch xi măng cốt liệu, thực chất sản phẩm xây dựng. .. từ phế thải trình xây dựng (các kết cấu bê tông phá dỡ, tường xây đập bỏ, v.v.) để sản xuất bê tơng xi măng Vậy sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải trình xây dựng để sản xuất gạch xi măng không