Nghiên cứu tận dụng nguồn xỉ sắt để sản xuất gạch xi măng không nung

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÙI QUỐC DUNG NGHI N C U T N D NG NGUỒN Ỉ S T ĐỂ SẢN UẤT GẠCH I M NG KH NG NUNG LU N V N THẠC SĨ KỸ THU T ÂY DỰNG C NG TRÌNH DÂN D NG VÀ C NG NGHIỆP Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÙI QUỐC DUNG NGHI N C U T N D NG NGUỒN Ỉ S T ĐỂ SẢN UẤT GẠCH I M NG KH NG NUNG Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình DD CN Mã số: 60.58.02.08 LU N V N THẠC SĨ KỸ THU T ÂY DỰNG C NG TRÌNH DÂN D NG VÀ C NG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ KHÁNH TOÀN Đà Nẵng – Năm 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn B i Quốc Dung ii NGHI N C U T N D NG NGUỒN Ỉ S T ĐỂ SẢN UẤT GẠCH I M NG KHÔNG NUNG Học viên: i uốc ung Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 Khóa:32 Trường Đại học ách khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Gạch khơng nung đƣợc 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 nhƣ: Cát, đá, sỏi, xỉ thải, v.v kết hợp với xi măng chất phụ gia để phối trộn Xỉ sắt phế phẩm sinh q trình luyện thép nhà máy thép có trữ lƣợng lớn nguồn thải rắn nguy hại gây ô nhiễm môi trƣờng Đề tài “Nghiên cứu tận dụng nguồn xỉ sắt làm thành phần cấp phối cho sản xuất gạch không nung” nghiên cứu thành phần cấp phối vật liệu chế tạo gạch không nung có sử dụng xỉ sắt thành phần cấp phối, qua tiến hành thí nghiệm để xác định số đặc trƣng lí quan trọng gạch nhƣ: cƣờng độ, tốc độ phát triển cƣờng độ, khối lƣợng riêng, khả thấm, hút nƣớc Các kết nghiên cứu thực nghiệm thu đƣợc từ nghiên cứu sở quan trọng để phát triển hƣớng nghiên cứu cho việc áp dụng sản xuất gạch không nung sử dụng xỉ sắt thành phần cấp phối để ứng dụng vào thực tế sản xuất, nhằm góp phần xử lí xỉ sắt, giảm tác động có hại xỉ sắt đến mơi trƣờng Từ khóa - gạch không nung, xỉ sắt, sản xuất gạch không nung, RESEARCH ON UTILIZING THE SOURCE OF IRON SLAG AS THE DISTRIBUTION COMPONENT FOR THE PRODUCTION OF NON-BAKED BRICK Summary- Adobe brick are made from a variety of materials, with different technologies, so there are many categories In the past period, most of the materials have been used for the production of adobe brick generally focused on the main materials such as sand, stone, slag, etc combined with cement and other additives for mixing Ferrous slag is the waste produced during the steelmaking process at steel mills with large reserves and a source of hazardous waste causing environmental pollution The topic of " Research on utilizing the source of iron slag as the distribution component for the production of non-baked bricks" studied the composition of non-baked brick materials using iron slag in the grading component, thereby conducting experiments to identify some important mechanical properties of bricks such as strength, Development speed, density, suction capacity, water absorption The empirical results obtained from the study are an important basis for developing this research direction for the application of non-baked bricks using slag in the mix to apply to production practices , in order to contribute to the treatment of slag, reduce the harmful effects of iron slag on the environment Keywords - Adobe bricks, iron slag, manufacturing the Adobe bricks iii M CL C TRANG PH BÌA LỜI CAM ĐOAN i M C L C iii DANH M C CÁC BẢNG vi DANH M C CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .1 Mục tiêu đề tài Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Nội dung luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ GẠCH KH NG NUNG VÀ NGHI N C U NG D NG Ỉ S T ĐỂ SẢN UẤT GẠCH KH NG NUNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG 1.1.1 Tổng quan 1.1.2 Phân loại yếu tố kỹ thuật gạch không nung .6 1.2 CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ L C A GẠCH KHÔNG NUNG 1.2.1 Cƣờng độ chịu nén 1.2.2 Độ ngậm nƣớc khả chống thấm nƣớc 1.2.3 Khối lƣợng thể tích gạch xi măng cốt liệu 1.3 CÁC THÀNH PHẦN VẬT LIỆU CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG 1.3.1 Xi măng .8 1.3.2 Cát .9 1.3.3 Đá mạt .9 1.3.4 Nƣớc 1.3.5 Các chất phụ gia, chất độn 1.4 TỔNG QUAN VỀ XỈ SẮT VÀ NG NG XỈ SẮT TRONG X Y NG 1.4.1 Tổng quan xỉ sắt 1.4.2 ng dụng xỉ sắt xây dựng 11 1.4.2.1 Nghiên cứu ứng dụng xỉ thép giới 12 1.4.2.2 Nghiên cứu ứng dụng xỉ thép Việt Nam 13 1.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG 14 iv CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC ÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ L C A GẠCH KH NG NUNG - ÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ L C A CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI 15 2.1 CÁC TÀI LIỆU, TI U CHUẨN LI N QUAN ĐẾN VIỆC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ L C A GẠCH KHÔNG NUNG 15 2.1.1 Kích thƣớc mức sai lệch .15 2.1.2 Yêu cầu tính chất lí 15 2.1.2.1 Độ rỗng độ hút nƣớc 15 2.1.2.2 Cƣờng độ, khối lƣợng riêng độ hút nƣớc 16 2.2 PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ L C A CÁC THÀNH PHẦN CẤP PH I ĐỂ CHẾ TẠO GẠCH XI M NG KHÔNG NUNG 16 2.2.1 Xi măng 16 2.2.2 Cát 17 2.2.3 Đá mạt .18 2.2.4 Nƣớc 18 2.2.5 Xỉ sắt .19 2.3 TH NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ LÝ C A CÁC THÀNH PHẦN CẤP PH I CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG 20 2.3.1 Xi măng 20 2.3.2 Cát 23 2.3.3 Đá mạt .28 2.3.4 Xỉ sắt .30 2.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 32 CHƯƠNG TH NGHIỆM ÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ L C A GẠCH KH NG NUNG C S D NG Ỉ S T LÀM THÀNH PHẦN CẤP PHỐI 33 3.1 THIẾT KẾ CẤP PH I SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG 33 3.2 TẠO MẪU TH NGHIỆM .34 3.3 CÁC KẾT QUẢ TH NGHIỆM .35 3.3.1 Kết thí nghiệm cƣờng độ nén gạch khơng nung 35 3.3.2 Xác định độ rỗng gạch xi măng cốt liệu 40 3.3.3 Xác định độ hút nƣớc gạch xi măng cốt liệu 43 3.3.4 Khối lƣợng thể tích gạch khơng nung 45 3.4 NH LUẬN KẾT QUẢ 45 3.5 HIỆU QUẢ VỀ KỸ THUẬT VÀ MÔI TRƢỜNG C A GẠCH KHÔNG NUNG 46 v 3.5.1 Hiệu kỹ thuật 46 3.5.2 Hiệu môi trƣờng 46 3.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG 47 K T LU N VÀ KI N NGHỊ .48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 QUY T ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LU N V N (bản sao) vi DANH M C CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng 2.1 2.1 Thành phần hóa học xỉ sắt số quốc gia (tính theo %) Kích thƣớc mức sai lệch kích thƣớc viên gạch bê tông (mm) Trang 11 15 2.2 Quy định quan sát ngoại quan viên gạch 15 2.3 Độ rỗng độ thấm nƣớc gạch không nung 16 2.4 Cƣờng độ chịu nén, khối lƣợng riêng độ hút nƣớc 16 2.5 Các tiêu chuẩn xác định đặc trƣng lý xi măng 17 2.6 Xác định đặc trƣng lý cát 17 2.6 Xác định đặc trƣng lý đá mạt 18 2.7 Hàm lƣợng tối đa cho phép muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua cặn không tan nƣớc trộn bê tông vữa 19 2.8 Xác định đặc trƣng lý xỉ sắt 19 2.9 Kết thí nghiệm độ mịn xi măng PC 40 Đồng Lâm 20 2.10 Kết thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng ngày tuổi 21 2.11 Kết thí nghiệm thời gian đơng kết xi măng 22 2.12 Kết thí nghiệm khối lƣợng riêng xi măng 23 2.13 Kết thí nghiệm khối lƣợng riêng, độ hút nƣớc cát 25 2.14 Kết thí nghiệm khối lƣợng thể tích xốp cát 25 2.15 Kết thí nghiệm hàm lƣợng bụi, bùn, sét cát 26 2.16 Kết thí nghiệm thành phần hạt cát 27 2.17 Kết thí nghiệm khối lƣợng riêng, độ hút nƣớc đá mạt 28 2.18 Kết thí nghiệm khối lƣợng thể tích xốp đá mạt 29 2.19 Kết thí nghiệm hàm lƣợng bụi, bùn, sét đá mạt 29 2.20 Kết thí nghiệm thành phần hạt đá mạt 29 2.18 Kết thí nghiệm khối lƣợng riêng, độ hút nƣớc xỉ sắt 30 2.21 Kết thí nghiệm khối lƣợng thể tích xốp xỉ sắt 31 2.22 Kết thí nghiệm thành phần hạt xỉ sắt 31 2.1 Cấp phối cho vữa để sản xuất gạch không nung M50(400 viên) 33 3.2 ảng cấp phối cho 400 viên gạch với tỉ lệ % xỉ sắt thay đá mạt 33 vii Số hiệu bảng Tên bảng Trang 3.3 Kết thí nghiệm cƣờng độ nén R3 gạch không nung 36 3.4 Kết thí nghiệm cƣờng độ nén R7 gạch khơng nung 36 3.5 Kết thí nghiệm cƣờng độ nén R14 gạch không nung 37 3.6 Kết thí nghiệm cƣờng độ nén R28 gạch khơng nung 37 3.7 Kết thí nghiệm độ rỗng gạch khơng nung 42 3.8 Kết thí nghiệm độ hút nƣớc gạch không nung 44 3.9 ảng khối lƣợng thể tích gạch khơng nung 45 viii DANH M C CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang 1.1 Gạch không nung đƣợc sản xuất dây chuyền nhà máy 1.2 Một số vật liệu sản xuất gạch xi măng không nung 1.3 1.4 1.5 ãi chứa xỉ sắt nhà máy thép Đà Nẵng Mẫu bê tông cốt liệu xỉ thép Mẫu gạch khơng nung có thành phần cấp phối xỉ thép 10 12 13 2.1 Đúc mẫu vữa xi măng 21 2.2 Ép xác định cƣờng độ vữa XM 21 2.3 Thí nghiệm thời gian đông kết xi măng 22 2.4 Cân bình mẫu nƣớc 23 2.5 Xác định khối lƣợng riêng XM 23 2.6 Các loại hình dáng khối cốt liệu 24 2.7 Thí nghiệm thể tích xốp cát 25 2.8 Xác định thành phần hạt cát 27 2.9 iểu đồ thành phần hạt cát 28 2.10 iểu đồ thành phần hạt đá mạt 30 2.11 iểu đồ thành phần hạt xỉ sắt 32 3.1 Khuôn đúc mẫu 34 3.2 Máy đúc mẫu gạch 34 3.3 Gạch sau đúc mẫu 34 3.4 Nén mẫu gạch không nung 35 3.5 iểu đồ phát triển cƣờng độ cấp phối CP1 theo thời gian 38 3.6 iểu đồ phát triển cƣờng độ cấp phối CP2 theo thời gian 38 3.7 iểu đồ phát triển cƣờng độ của cấp phối CP3 theo thời gian 39 3.8 iểu đồ phát triển cƣờng độ cấp phối CP4 theo thời gian 39 3.9 iểu đồ phát triển cƣờng độ cấp phối CP5 theo thời gian 39 3.10 iểu đồ phát triển cƣờng độ gạch cấp phối theo thời gian 40 3.11 Tiến hành đo mẫu gạch 41 3.12 Cân mẫu gạch không nung 41 3.13 iểu đồ độ rỗng gạch không nung 42 ... thác ứng dụng có hiệu xỉ sắt sản xuất gạch khơng nung phải có nghiên cứu, thẩm định, đánh giá cách toàn diện Đề tài Nghiên cứu tận dụng nguồn xỉ sắt để sản xuất gạch xi măng không nung đƣợc... dựng để sản xuất gạch xi măng khơng nung, có xỉ sắt - Xác định đặc trƣng lý gạch xi măng không nung sử dụng xỉ sắt thành phần cấp phối - Đánh giá tính khả thi việc sử dụng xỉ sắt sản xuất gạch xi. .. nhƣ chƣa có, nghiên cứu sử dụng nguồn xỉ sắt có trữ lƣợng lớn nƣớc để sản xuất gạch xi măng khơng nung Để sử dụng xỉ sắt làm thành phần cấp phối sản xuất gạch không nung cần có nghiên cứu chun sâu,