Nghiên cứu sử dụng phế thải xây dựng và thải phẩm công nghiệp chế tạo gạch bê tông rỗng

Bài viết đưa ra một số kết quả nghiên cứu sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng và thải phẩm công nghiệp là phế phẩm bê tông khí chưng áp (AAC) để chế tạo gạch bê tông rỗng có khả năng thoát nước mưa, ngăn ngừa ngập lụt và góp phần làm giảm hiệu ứng nhiệt đô thị.

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2020 14 (4V): 106–117 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHẾ THẢI XÂY DỰNG VÀ THẢI PHẨM CÔNG NGHIỆP CHẾ TẠO GẠCH BÊ TƠNG RỖNG Ngơ Kim Tna,∗, Lâm Duy Nhấta , Nguyễn Trọng Thớia , Phạm Quang Khảia , Ngô Văn Khanha a Khoa Vật liệu Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng, số 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 25/08/2020, Sửa xong 14/09/2020, Chấp nhận đăng 14/09/2020 Tóm tắt Phế thải từ phá dỡ cơng trình Việt Nam chưa quản lý chặt chẽ gây nhiều vấn đề nhiễm mơi trường, lãng phí tài ngun tái tạo Bên cạnh đó, lượng khơng nhỏ thải phẩm nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng bê tơng khí chưng áp (AAC) khơng tái sử dụng mà chôn lấp đổ thải Việc nghiên cứu tái sử dụng phế thải xây dựng thải phẩm công nghiệp cần thiết có ý nghĩa lâu dài Bài báo đưa số kết nghiên cứu sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng thải phẩm cơng nghiệp phế phẩm bê tơng khí chưng áp (AAC) để chế tạo gạch bê tơng rỗng có khả nước mưa, ngăn ngừa ngập lụt góp phần làm giảm hiệu ứng nhiệt đô thị Kết nghiên cứu có lợi ích kép mặt bảo vệ mơi trường Gạch bê tơng rỗng có tổng độ rỗng từ 22,2% đến 41,2% (bao gồm độ rỗng hạt độ rỗng bên hạt AAC cốt liệu tái chế), tốc độ thoát nước từ 2,3 mm/s đến 9,1 mm/s, độ hút nước đạt từ 5,1% đến 16,5%, cường độ nén dao động từ 6,5 MPa đến 19,3 MPa tùy theo độ rỗng thiết kế hàm lượng AAC sử dụng Gạch bê tông phù hợp để ứng dụng bãi đỗ xe, vỉa hè, lối bộ, tránh tượng ngập lụt, đọng nước có tác dụng giảm hiệu ứng nhiệt thị Từ khố: phế thải xây dựng; bê tơng rỗng; hút nước giữ nước UTILIZING RECYCLED AGGREGATE AND AUTOCLAVED AERATED CONCRETE TO DEVELOP PAVING BLOCK CONCRETE Abstract Construction and demolition waste in Vietnam is currently not strictly managed and causes numorous issues of environmental pollution and waste of renewable resources Furthermore, a large number of waste by-products from factories manufacturing construction materials, for example, autoclaved aerated concrete (AAC) factories are not reused, and currently dumped Researching the reuse of construction and demolition waste (CDW) and industrial waste is very essential and has a long-term meaning The article presents research results using recycled aggregates from CDW and industrial by-products (autoclaved aerated concrete (AAC) grains) to fabricate paving block concrete with the ability of the management of rainwater, prevention of flooding, and contribute to reduce heat-island effects The results of the study have dual benefits in terms of environmental protection Paver block concrete has 22.2 to 41.2% of total porosity (including the porosity between the particles (inter pore) and the porosity of the AAC particle and recycled aggregate (intra pore)), 2.3 mm/s to 9.1 mm/s of the drainage rate, 5.1% to 16.5% of the water absorption reaching, and the compressive strength ranges from 6.5 MPa to 19.3 MPa depending on the design porosity and the used AAC content This concrete brick is suitable for applications in parking lots, sidewalks, walking way, avoiding flooding area, water stagnation as well as reducing urban heat effects Keywords: construction and demolition waste; pervious concrete; water absorption and retention https://doi.org/10.31814/stce.nuce2020-14(4V)-10 © 2020 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) ∗ Tác giả đại diện Địa e-mail: tuannk@nuce.edu.vn (Tuân, N K.) 106 Tuân, N K., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Giới thiệu Theo Viện bê tông Mỹ (ACI), bê tông rỗng (pervious concrete) loại bê tông gần khơng có độ sụt, dùng cấp phối hạt gián đoạn gồm có xi măng Portland, cốt liệu lớn, lượng nhỏ không cốt liệu nhỏ, nước phụ gia Sau rắn từ hỗn hợp vật liệu trên, bê tơng có hệ thống lỗ rỗng thơng có kích thước từ mm đến mm, từ dễ dàng cho nước chảy qua Độ rỗng bê tơng thay đổi từ 15% đến 35%, cường độ nén từ 2,8 MPa đến 28 MPa Tốc độ nước bê tơng thay đổi tùy theo kích thước cốt liệu khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông, thường vào khoảng từ 81 đến 730 lít/phút/m2 [1] Bê tỗng rỗng dùng để thoát nước qua lớp bề mặt áo đường cho phép nước mưa ngấm vào (qua) lớp đất đá (kết cấu nền) bay hơi, giảm tải đáng kể cho hệ thống cống thoát nước Ở số nước có nhiều băng tuyết, bê tơng rỗng phù hợp để thoát nước băng tan [2] Hệ thống lỗ rỗng hở giúp tiếng ồn phát từ mặt đường tiêu tán phần, hệ thống lỗ rỗng cho phép nước đất qua làm giải nhiệt cho bê tông, làm mát môi trường [2] Tuy nhiên, bê tông rỗng có cường độ khơng cao, khơng thể bố trí cốt thép, yêu cầu trình bảo trì bảo dưỡng định kỳ tránh làm tắc hệ thống lỗ rỗng, cần có ứng dụng phù hợp để phát huy hết ưu điểm hạn chế điểm yếu loại bê tơng Độ rỗng đặc tính lỗ rỗng định tính chất bê tơng rỗng Trong đó, độ rỗng, phân bố lỗ rỗng tính kết nối lỗ rỗng theo chiều dọc (theo chiều đổ bê tơng) định đến tính thấm nước khả thoát nước Tốc độ thoát nước tỷ lệ thuận với độ rỗng, trình thi công phương pháp đầm chặt ảnh hưởng đến phân bố tính kết nối lỗ rỗng [3, 4] Đối với bê tông rỗng, tăng độ rỗng giúp hiệu thoát nước tăng làm giảm mạnh cường độ [5] Vì việc tính tốn để đảm bảo cường độ phù hợp với mục đích sử dụng, vừa đảm bảo khả thoát nước yêu cầu quan trọng q trình thiết kế Có số nghiên cứu sử dụng phương pháp để nâng cao cường độ bê tông rỗng không làm ảnh hưởng đến độ rỗng thiết kế Saeid Hesami cộng nghiên cứu ảnh hưởng tro trấu cốt sợi đến tính chất bê tơng rỗng tiêu thoát nước Nghiên cứu sử dụng thêm tro trấu cốt sợi làm tăng cường độ bê tơng rỗng tiêu nước Sử dụng tro trấu giúp cải thiện tính chất chất kết dính, kết hợp với cốt sợi làm tăng khả liên kết hạt cốt liệu [6] Trong nghiên cứu khác, nhóm tác giả sử dụng kết hợp phụ gia khoáng trao bay silicafume kết hợp với phụ gia siêu dẻo nhằm nâng cao tính chất chất kết dính [7] Từ cải thiện đặc tính lý bê tơng rỗng, cường độ nén đạt 25 – 30 MPa Ở Việt Nam nay, lượng chất thải rắn xây dựng ngày gia tăng chế quản lý xử lý nhiều bất cập Lượng phế thải xây dựng tái chế Việt Nam không kể, cho dù có nhiều mục tiêu đặt có sách rõ ràng [8, 9] Việc sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng để chế tạo bê tông bổ biến giới, nhiên Việt Nam hạn chế Vì vậy, sử dụng cốt liệu tái chế chế tạo bê tơng rỗng cịn mẻ Việt Nam Bê tơng rỗng với độ rỗng lớn khó đạt cường độ cao, sử dụng cốt liệu tái chế có chất lượng thấp trung bình ảnh hưởng lớn đến đặc tính lý Cốt liệu tái chế sử dụng cốt liệu lớn có hai loại nghiền từ bê tơng gạch đất sét nung Cốt liệu tái chế sử dụng kết hợp với chất kết dính geopolymer chế tạo thành công bê tông rỗng [10] Bê tông đáp ứng yêu cầu kỹ thuật phù hợp với ứng dụng định Một số nghiên cứu khác sử dụng cốt liệu tái chế làm bê tông rỗng, nghiên cứu sử dụng cốt liệu tái chế bê tông nghiền, khối xây nghiền để chế tạo loại bê tơng rỗng tiêu nước [11] Q trình bê tơng hóa khơng gây ngập úng mà hiệu ứng nhiệt đô thị vấn đề quan tâm giải Hiện nay, nhiệt độ đô thị cao khu vực ngoại ơ, đặc biệt ngày nắng nóng nhiệt độ bị hấp thụ vật liệu bê tông, mặt đường 107 Tuân, N K., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng asphalt Nó có tác động lớn trực tiếp đến mức tiêu thụ lượng tòa nhà cho mục đích làm mát Một số biện pháp kỹ thuật đề xuất, phát triển áp dụng thành cơng, ảnh hưởng lớp vật liệu bề mặt đến gia tăng hiệu ứng nhiệt đô thị quan trọng Giảm hiệu ứng nhiệt đô thị chủ yếu dựa việc sử dụng bề mặt có khả phản xạ cao xạ mặt trời, kết hợp với khả phát xạ nhiệt cao sử dụng nhiệt thu trình bốc nước để giảm bề mặt nhiệt độ môi trường xung quanh (mặt đường có khả giữ nước) [12] Mặt đường bổ sung vật liệu rỗng có khả hút giữ nước so với mặt đường bê tông rỗng thông thường phép nước chảy qua xuống lớp phía phần nước giữ lại vật liệu rỗng Sử dụng phế thải xây dựng vật liệu có cấu trúc rỗng bê tơng khí chưng áp AAC chế tạo vật liệu bê tơng rỗng nước giữ nước coi biện pháp mang lại nhiều lợi ích hiệu [13, 14] Bài báo trình bày số kết ban đầu việc chế tạo gạch block bê tông rỗng sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng (phế thải bê tơng) phế phẩm bê tơng khí chưng áp với mục tiêu thoát nước bề mặt giữ nước làm giảm hiệu ứng nhiệt đô thị Vật liệu sử dụng phương pháp nghiên cứu 2.1 Vật liệu sử dụng Gạch block bê tông rỗng chế tạo từ loại nguyên vật liệu: cốt liệu lớn, hạt bê tơng khí chưng áp AAC, xi măng, nước trộn Trong đó, cốt liệu lớn sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải bê tông, kích thước hạt từ mm đến 10 mm, đập, nghiền sàng kích thước (trong q trình chọn lựa đập ngiền phế thải tránh khỏi việc có hàm lượng nhỏ gạch lẫn bê tông với hàm lượng từ 2% đến 3%, ảnh hưởng hàm lượng gạch cốt liệu tái chế đề cập đến nghiên cứu khác) Tổng hợp tính chất xi măng tính chất cốt liệu tái chế thể thể Bảng Bảng Các tính chất xi măng pooc lăng PC 40 Tính chất Đơn vị Tiêu chuẩn quy định Kết Lượng sót sàng No.009 % ≤ 10 0,40 Độ mịn Blaine Khối lượng riêng cm2 /g g/cm3 ≥ 2800 4169 3,10 Thời gian đông kết: Bắt đầu Kết thúc Phút ≥ 45 ≤ 420 150 230 Cường độ nén: Sau ngày Sau 28 ngày MPa ≥ 18 ≥ 40 29,75 43,00 Phế phẩm bê tông khí AAC lấy từ nhà máy Bê tơng khí Viglacera Yên Phong, Bắc Ninh Các phế phẩm gồm đầu thừa cắt, viên gạch block phế phẩm nứt, vỡ Nhóm nghiên cứu sử dụng phế phẩm gạch AAC cấp B4 theo TCVN 7959:2017 [15], có cường độ cường độ chịu nén MPa, khối lượng thể tích khơ từ 751 kg/m3 đến 850 kg/m3 Phế phẩm AAC đập nhỏ sàng lấy kích thước yêu cầu Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng kích thước hạt từ 2,5 mm đến 108 Tuân, N K., cs./Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Khối lượng thể tích lènN.chặt kg/m Tuân, K., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng 1430 Bảnghạt Tính chấtthái củakhơ cốt hồn liệu táitồn chế cốt liệug/cm tự nhiên Khối lượng thể tích trạng STT Tính chất thí nghiệm 51 ĐộKhối hút nước cốt liệu trạng thái bão hịa khơ bề lượngcủa riêng mặt Khối lượng thể tích xốp 2,3 Đơn vị Cốt liệu tái chế 6,85 2,65 % g/cm kg/m3 1310 Khối lượng thể tích lèn chặt kg/m3 1430 64 Hàm lượng hạt thoi dẹt % 3,9 Khối lượng thể tích hạt trạng thái khơ hồn tồn g/cm 2,3 Độ hút nước cốt liệu trạng thái bão hịa khơ bề mặt % 6,85 Phế phẩm bê tông khí AAC lấy từ nhà máy Bê tông khí Viglacera tại Yên Phong, Bắc Ninh phẩm Hàm hạt đầu thoithừa dẹt cắt, viên gạch block phế phẩm do%nứt, vỡ Nhóm3,9 Các phế nàylượng gồm nghiên cứu sử dụng phế phẩm gạch AAC cấp B4 theo TCVN 7959 – 2017 [15], có cường độ cường độ chịu nén 5MPa, khối lượng thể tích khơ từ 751 kg/m3 đến 850 kg/m3 Phế phẩm AAC đập nhỏ sàng mm sàngTrong theo TCVN chuẩn cốttừliệu thể lấy kích(kích thướcthước yêu cầu nghiên 7570:2006 cứu này, tác[16]) giả sửHình dụngảnh kích thướcbịhạt 2,5được mm đến mmtrong (kích Hình thước sàng theo TCVN 7570 – 2006 [16]) Hình ảnh chuẩn bị cốt liệu thể hiện hình Hình chế vàhạt hạtAAC AAC Hình1.1.Cốt Cốt liệu liệu tái tái chế 2.2 Tính tốn cấp phới quy trình trợn Việc tínhcấp tồn thiết cấptrình phốitrộn bê tơng rỗng sử dụng cốt liệu tái chế thực hiện theo Phụ lục 2.2 Tính tốn phối vàkế quy tài liệu ACI 211.3R-02 [17] Nguyên tắc chung dựa độ rỗng thiết kế bảng tra mối tínhđộtồn thiết cấpkích phối bê tông rỗnglớn sử với dụng cốt liệu chế hiệnliệu theo Phụ quanViệc hệ rỗng thiếtkếkế, thước cốt liệu lượng hồ xitáimăng Thể thực tích cốt (cốt liệulục tái ACIđược 211.3R-02 [17] dựatích trênhồ độxirỗng thiếtTỷkếlệvànước/xi bảng tra mối chế tài hạtliệu AAC) xác định sauNguyên biếttắc độ chung rỗng vàlà thể măng măng chọn ACI 522R-10, lệ N/X đếnhồ0,45 [18]), Thể hạt AAC sử liệu dụng(cốt có liệu kích quanlàhệ0.33 giữa(Theo độ rỗng thiết kế, kíchtỷthước cốtthường liệu lớntừvới0,26 lượng xi măng tích cốt thước từ 2,5 mm đến mm hàm lượng thay đổi từ 5, 10, 15% (theo thể tích) Tỷ lệ AAC sử dụng tái chế hạt AAC) xác định sau biết độ rỗng thể tích hồ xi măng Tỷ lệ nước/xi măng dựa kếtlàquả các(Theo thí nghiệm thăm dị tỷ đểlệđảm cường bêđến tơng0,45 phùhạt hợp với sử số ứng chọn 0,33 ACI 522R-10, N/Xbảo thường từ độ 0,26 [18]), AAC dụng có dụng Độ rỗng thiết kế thay đổi từ 15, 20, 25% (các mức độ rỗng đảm bảo khả nước kích thước từ 2,5 mm đến mm hàm lượng thay đổi từ 5, 10, 15% (theo thể tích) Tỷ lệ AAC sử khơng ảnh hưởng lớn đến cường độ [18]) Hình thể hiện thành phần nguyên vật liệu cấp phối dụng dựa kết thí nghiệm thăm dị để đảm bảo cường độ bê tơng phù hợp với số ứng Quy dụng Độ trộn rỗngbêthiết thaytương đổi từ 25%trộn (các rỗng đảm khảvới trình tơngkếrỗng tự 15, như20, quyvàtrình bê mức tơng độ thông thường Tuybảo nhiên, cốt liệu táinước chế AACảnh có độ hút nước lớnđến (tương ứngđộ 6,85% 75,7%), hơnthành nhiều so vớivật cốt vàhạt khơng hưởng q lớn cường [18]).vàHình thểcao phầnlần nguyên liệu nhiên, liệutựtrong cấpnhóm phối.tác giả đề xuất quy trình trộn hai bước Bước thứ nhất, trộn ẩm cốt liệu tái chế hạt AACQuy với lượng nướcbêbằng 90%tựlượng nước tínhtrộn theobêđộtông hút nước hịa khơ mặt trình trộn tơng80% rỗngđến tương quy trình thơngbão thường Tuybề nhiên, với cốt loại cốt liệu (lượng nước độc lập với tỷ lệ N/X) Quy trình có hai tác dụng: ngăn cốt liệu tái chế hạt AAC có độ hút nước lớn (tương ứng 6,85% 75,7%), cao nhiều lần cản so với liệu hút nước hồ xi măng, dẫn đến khả kết dính cách nhanh chóng; hai ngăn khơng cốt liệu tự nhiên, nhóm tác giả đề xuất quy trình trộn hai bước Bước thứ nhất, trộn ẩm cốt liệu tái chế cho hồ xi măng liên kết sâu vào cấu trúc rỗng hạt AAC, làm giảm khả hút nước hạt AAC hạtthứ AAC nướctrộn bằngđược 80%tiến đếnhành 90%theo lượng nước tínhliệu theolớn độ trộn hút nước hịa sau khơ bề thêm mặt Bước haivới củalượng quy trình thứ tự: cốt với xibão măng, loại cốt liệu (lượng nước độc lập với tỷ lệ N/X) Quy trình có hai tác dụng: nước hạt AAC cho vào cuối Quá trình trộn đảm bảo hạt AAC không bị phá vỡ cấu trúc, ngăn cản cốt liệu hút nước hồ xi măng, dẫn đến khả kết dính cách nhanh chóng; hai phân bố năm khoảng trống hạt cốt liệu tái chế, lỗ rỗng phân bố đồng (hình 3) ngăn không cho hồ xi măng liên kết sâu vào cấu trúc rỗng hạt AAC, làm giảm khả hút nước hạt AAC Bước thứ hai quy trình trộn tiến hành theo thứ tự: cốt liệu lớn trộn với xi 109 Tuân, N K., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng măng, sau thêm nước hạt AAC cho vào cuối Quá trình trộn đảm bảo hạt AAC không bị phá vỡ cấu trúc, phân bố năm khoảng trống hạt cốt liệu tái chế, lỗ rỗng phân Tuân,N.N.K., K.,vàvà cs./Tạp Khoa Công nghệ cs./Tạp chíchí Khoa họchọc Công nghệ XâyXây dựngdựng bố đồng (Hình 3).Tuân, Xi Xi măng măng Nước Nước AAC Cấu trúc rỗng AAC Cốt liệu Cốt liệu Hình 2 Cấp Cấp phối phối bê bê tông tông rỗng rỗng Hình Hình Cấp phối bê tơng rỗng Cấu trúc rỗng AAC AAC Cốt liệu tái chế Cốt liệu tái chế Hình Hình3.3.Cấu Cấutrúc trúcmẫu mẫugạch gạchbê bêtơng tơngquan quansát sátbằng mắt Hình 3.mắt Cấuthường trúc mẫu gạch bê tông quan sát sau uốn gãy thường sau uốn gãy mắt thường sau uốn gãy 2.3 Chế tạo mẫu bảo dưỡng 2.3 Chế tạo mẫu bảo dưỡng mẫuvà tạo theo viên gạch bê tơng tiêu chuẩn (TCVN 6477 – 2016 [19]) có kích 2.3 ChếKhn tạo mẫu bảochế dưỡng thước 60Khn x 100 xmẫu 21mm Hỗn tôngviên chobê vàotông khuôn dùng6477 bay kỹ thuật [19]) lèn chặt chếhợp tạobê theo gạch tiêuthành chuẩn2 lớp, (TCVN – 2016 có kích Khn mẫu chế tạo theo viên gạch bê tông tiêu chuẩn (TCVN 6477:2016 [19]) có kích vào góc, đầm chặt làm phằng bề mặt Mẫu sau bảo dưỡng khuôn ngày thước 60 x 100 x 21mm Hỗn hợp bê tông cho vào khuôn thành lớp, dùng bay kỹ thuật lènthước chặt tháo khuôn ngâmchặt nước đến 28 bề ngày cấpsau phối chếbảo 02 tổ mẫu (6 khuôn viên) để xác định 60 100góc, × 21mm Hỗn tơng cho vào khuôn thành 2tạolớp, dùng bay kỹ thuật lèn chặt vào vào× đầm vàhợp làmbê phằng mặt.Mỗi Mẫu khiđược dưỡng ngày tiêu thơng số kỹ thuật tháogóc, khn vàchặt ngâmvà nước ngày Mỗi cấpkhi phối chế tạo 02trong tổ mẫu (6 viên) xác định đầm làm phằngđến bề28 mặt Mẫu sau bảo dưỡng khuôn mộtđểngày tiêu và thông số kỹ tháo khuôn ngâm nước đến 28 ngày Mỗi cấp phối chế tạo 02 tổ mẫu (6 viên) để xác 2.4 Phương pháp nghiên cứuthuật định tiêu thôngcứu số kỹ thuật 2.4 Phương phápvànghiên Các viên mẫu có kích thước viên gạch bê tơng tiêu chuẩn thí nghiệm xác định tiêu đặc tính cấu trúc (độ rỗng), tính chất lý đặc tính thủy lực Trong đó, xác định cường độ nén Các viên mẫu có kích viên gạch bê tơng tiêu chuẩn thí nghiệm xác định tiêu 2.4 pháp nghiên cứuthước cách Phương nén viên mẫu, sử dụng lót cao su nén Cường độ uốn xác định phương đặc tính cấu trúc (độ rỗng), tính chất lý đặc tính thủy lực Trong đó, xác định cường độ nén pháp uốn điểm viên mẫu Đặc tính cấu trúc rỗng xác định phương pháp cân mẫu (đã Các viên viên mẫumẫu, có kích thướccác viên bê tơng tiêu chuẩn nghiệmxác xácđịnh địnhbằng tiêu cách nén sử nước, dụng tấmgạch lót cao su độ thí uốn ngâm bão hòa nước) độ rỗng thu độnén rỗngCường tổng, bao gồmđược độ rỗng hạt phương pháp uốn điểm viên mẫu Đặc tính cấu trúc rỗng xác định phương pháp cân mẫu đặc tính cấu trúc (độ rỗng), tính chất lý đặc tính thủy lực Trong đó, xác định cường độ (đã nén rỗng hạt (hạt AAC cốt liệu), công thức tính sau: ngâmcách bão hòa nước, độ rỗng làsuđộkhi rỗng tổng, bao gồm độ rỗng nén nước) viên mẫu, sử dụng cácthu tấmđược lót cao nén Cường độ uốn đượcgiữa xác địnhhạt rỗng hạt (hạt AAC cốt liệu), công thức tính sau: W W phương pháp uốn điểm viên trúc rỗng Vr mẫu (1 Đặc2 tính1 cấu ).100% (1)được xác định phương pháp cân V mẫu (đã ngâm bão hòa nước) nước, độW thu độ rỗng tổng, bao gồm độ rỗng x rỗng o W (1 liệu), ).100% (1) sau: hạt rỗng hạt (hạt AACVrvà cốt công thức tính V Vr tổng độ rông, W1 khối lượng mẫu nước (g); W2 khối lượng mẫu khô (g); x cân o W2 − g/cm W1 V0 thể tích mẫu, cm3; x khối lượng riêng nước, Vr lượng = (1 −mẫu cân )100% (1) Vr tổng độ rông, W1 khối nước (g); W2 khối lượng mẫu khô (g); δ x V0 định đặc tính thủy lực quy định3trong tiêu chuẩn Nhật Bản JIS A5371 Phương phápcm xác tích mẫu, ; x khối lượng riêng nước, g/cm V0 thể – 2016 [20]: Vr tổng độ rông, W1 khối lượng mẫu cân nước (g); W2 khối lượng mẫu khô (g); định đặc tính thủy lực quy định Phương pháp Va)0 Xác thể tíchtớcmẫu, cmxác ; δ x là(tốc khối riêng nước, g/cm3 tiêu chuẩn Nhật Bản JIS A5371 định đợ nước đợ lượng thấm nước) – 2016 [20]: Phương pháp xác định đặc tính thủy lực quy định tiêu chuẩn Nhật Bản JIS Phương pháp thí nghiệm dựa lượng nước chảy qua tiết diện mẫu với dòng chảy ổn định A5371:2016 [20]: a) Xác định tớc đợ thốttắc nước (tớc đợ thấm mơ nước) (Constant head) Ngun thí nghiệm tả Hình Tốc độ nước tính tốn thơng qua lượng nước chảy diện tích mặtlượng mẫu thời tiết giandiện 30 giây Phương phápqua thímột nghiệm dựabềtrên nướckhoảng chảy qua mẫu với dòng chảy ổn định (Constant head) Ngun tắc thí nghiệm mơ tả Hình Tốc độ nước tính tốn thơng qua lượng nước chảy qua diện tích bề mặt mẫu khoảng thời gian 30 giây 110 Tuân, N K., cs./Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Tuân, N K., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng a Xác định tốc độ nước (tốc độ thấm nước) Phương pháp thí nghiệm dựa lượng nước chảy qua tiết diện mẫu với dịng chảy ổn định (Constant head) Ngun tắc thí nghiệm mơ tả Hình Tốc độ nước tính tốn thơng qua lượng nước chảy qua diện tích bề mặt mẫu khoảng thời gian 30 giây Cơng thức tính tốn: L.Q K=( ) (cm/s) (2) F.∆h.30.100 Hình Ngun lý xác định tốc độ nước đó: K hệ số nước hay tốc độ thấm nước, F tiết diện ngang mẫu gạch bê tông, Q Khoa cm2 ; L chiều cao (chiều dài đường thấm)Lchí mẫu,học cm; ∆h lànghệ chiềuXây caodựng chênh lệch cột nước (giữa Tuân, ( )(cm /Cơng s) Cơng thức tính tốn:N K.,Kvà cs./Tạp (2) khay khay ngoài), cm; Q lượng nước chảy qua mẫu 30 giây, cm3 F h.30.100 đó: K hệ số nước hay tốc độ thấm nước, F tiết diện ngang mẫu gạch bê tông, cm2; L chiều cao (chiều dài đường thấm) mẫu, cm; h chiều cao chênh lệch cột nước (giữa khay khay ngoài), cm; Q lượng nước chảy qua mẫu 30 giây, cm3 b) Xác định độ hút nước mao quản (khả hấp thụ nước) Mẫu sấy khô lò sấy nhiệt độ 105 ± o C khối lượng không đổi Mẫu cân sau làm nguội đến nhiệt độ thường, khối lượng khô tuyệt đối, md Mẫu khô đặt thiết bị thử nghiệm hình ngâm mẫu nước mức mm chiều cao (từ đáy) 30 phút Sau 30 phút cân mẫu khối lượng sau hấp thụ nước ( ma ) Nguyênlýlýxác xácđịnh địnhtốc tốc độ độ thoát nước 4.4.Nguyên nước Tốc độ hấp thụ nước,Hình hHình a (%) , tính theo cơng thức sau: L.Q K (khả ( cm ma)( mnước) tính tốn: d/ s ) b XácCơng định thức độ hút nước mao quản hấp thụ x100 F hha 30.100 (2) (3) mw± 5°C md khối lượng không đổi Mẫu Mẫu sấy khơ lị sấy nhiệt độ 105 K hệ đó: nguội thốtđộnước hay tốc độkhối thấm nước, tiết diện bê cân sautrong làm đếnsốnhiệt thường, lượng khôF tuyệt đối, mdngang Mẫu khô mẫu đượcgạch đặt mw trongcm đó2;mLa khối lượng mẫu sau hấp thụ nước (g); khối lượng mẫu khô tuyệt đốicột (g);nước mdcm; tông, chiều cao (chiều dài đường thấm) mẫu, chiều cao chênh lệch h thiết bị thử nghiệm Hình ngâm mẫu nước mức mm chiều cao (từ đáy) (giữa khay khay ngoài), cm; lượng lượng nước chảy 30 giây, cm3 lượng mẫu bão hòa nướcđược (g ) Q 30khối phút Sau 30 phút cân mẫu khối sau hấpqua thụmẫu nước (ma ) b) Xác định độ hút nước mao quản (khả hấp thụ nước) Mẫu sấy khơ lị sấy nhiệt độ 105 ± o C khối lượng không đổi Mẫu cân sau làm nguội đến nhiệt độ thường, khối lượng khô tuyệt đối, md Mẫu khô đặt thiết bị thử nghiệm hình ngâm mẫu nước mức mm chiều cao (từ đáy) 30 phút Sau 30 phút cân mẫu khối lượng sau hấp thụ nước ( ma ) Tốc độ hấp thụ nước, (%) , tính theo cơng thức sau: ma md x100 mw md (3) ma khối lượng mẫu sau hấp thụ nước (g); md khối lượng mẫu khơ tụt đối (g); mw Hình Thí nghiệm nghiệm khả khối lượng mẫu bão hịa nướcHình (g ) 5.5.Thí khả nănghấp hấpthụ thụnước nước Kết Tốcquả độ nghiên hấp thụcứu nước, (%), tính theo công thức sau: Thành phần cấp phối bê tông rỗng đượcmtổng a − mhợp d Bảng sau: = × 100 md bê tơng rỗng w − phối Bảng Tỷ lệmcấp STT Độ rỗng Hàm lượng AAC 111Xi măng Cốt liệu (3) AAC Nước Tuân, N K., cs./Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (%) học Cơng(%nghệ theoXây thể dựng tích) Tn, N K., cs / Tạp chí Khoa (Kg) (Kg) (Kg) 413,7 1384,5 ma khối lượng mẫu sau hấp thụ nước (g); md khối lượng mẫu khô tuyệt đối (g); mw 413,7 1265,1 khối lượng mẫu bão hòa nước (g) 15 40 10 413,7 1145,7 80 15 413,7 1025,4 120 Thành phần cấp phối bê tông rỗng tổng hợp Bảng 3.0 337,1 1384,5 Kết nghiên cứu 337,1 1265 40 10 337,1 1145,7 80 Nước (Lít) 1026,4 120 Bảng Tỷ lệ cấp20 phối bê tông rỗng STT Độ rỗng (%) Hàm lượng AAC (% theo thể tích) Xi măng (Kg) 15 10 15 413,7 413,7 413,7 413,7 20 10 11 12 25 3.1 Xác định độ rỗng bê Cốt 15 liệu (Kg) AAC 337,1(Kg) 136,5 1384,5 268,2 1372,5 1265,1 40 136,5 10 1145,7 268,2 1253,2 40 80 136,5 25 1025,4 120 136,5 11 10 268,2 1133,8 80 337,1 1384,5 111,3 12 15 1265 268,2 1014,5 120 337,1 40 111,3 10 337,1 1145,7 80 111,3 3.1 Xác định độ rỗng bê tông 15 337,1 1026,4 120 111,3 Độ rỗng tổng bê tông rỗng sử dụng AAC lớn với bê tông không sử dụng 268,2 1372,5 88,5 0% AAC) Với quan niệm hạt AAC sử dụng hỗn hợp 268,2 1253,2 40 88,5 loại cốt liệu (thay tái chế theo thể tích), độ rỗng bê tông bị ảnh hưởng kích thước AAC độ rỗng tron 10 268,2 1133,8 80 88,5 Nhìn vào kết cho thấy, tổng độ rỗng tăng lên tăng hàm lượng hạt AAC sử dụng Điề 15 268,2 1014,5 120 88,5 giải thích độ rỗng hạt AAC cao, khả hút nước khoảng 75% – 80%, k lượng mẫu nước trạng thái hút nước bão hòa, tổng độ rỗng xác định bao g hạt AAC rỗng cốt liệu tái chế (lỗ rỗng cho phép nước hút vào chiếm chỗ) K tơngcho thấy, độ rỗng thiết kế tăng lên tổng độ rỗng thu tăng tương ứng Độ rỗng tổng thu (%) 45 Độ rỗng tổng bê tông rỗng sử dụng AAC Độ rỗng thiết kế 25% lớn với bê tông không sử dụng AAC (mẫu 40 0% AAC) Với quan niệm hạt AAC sử dụng 35 hỗn hợp loại cốt liệu (thay cốt liệu tái chế theo thể tích), độ rỗng bê tơng 30 bị ảnh hưởng kích thước AAC độ rỗng hạt AAC Nhìn vào kết cho thấy, tổng độ rỗng 25 Độ rỗng thiết kế 20% tăng lên tăng hàm lượng hạt AAC sử dụng Độ rỗng thiết kế 15% 20 Điều giải thích độ rỗng hạt AAC cao, khả hút nước khoảng 75% – 80%, 15 10 15 cân khối lượng mẫu nước trạng Hàm lượng AAC (%) thái hút nước bão hòa, tổng độ rỗng xác định bao gồm lỗ rỗng hạt AAC rỗng Hình Mối quan hệ hàm lượng AAC tổng độ rỗng Hình Mối quan hệ hàm lượng AAC tổng cốt liệu tái chế (lỗ rỗng cho phép nước hút vào độ rỗng chiếm chỗ) Kết cho thấy, độ rỗng thiết kế tăng lên tổng độ rỗng thu tăng 3.2 Ảnh hưởng độ rỗng và hàm lượng AAC đến cường độ tương ứng Đặc tính lý phụ nhiều vào yếu tố: tổng độ rỗng, độ rỗng thiết kế, cường độ củ hàm lượng hạt AAC Hình (Hàm lượng AAC 5%) cho thấy tăng độ rỗng cườ 3.2 Ảnh hưởng độ rỗng hàm lượng AAC đến cường độ Đặc tính lý phụ nhiều vào yếu tố: tổng độ rỗng, độ rỗng thiết kế, cường độ cốt liệu hàm lượng hạt AAC Hình (Hàm lượng AAC 5%) cho thấy tăng độ rỗng cường độ giảm 112 Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Tuân, N K., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Tuân, N K., cs./Tạp chí Khoa học C 20 25 15 20 R Rn Ru 15 10 10 5 45 40 35 30 25 15 20 20 25 Độ rỗng thiết kế độ 10 15 16 14 12 10 Tổng độ rỗng (%) 30 Cường độ nén (MPa) 25 Tổng độ rỗng (%) 35 Cường độ (MPa) Tổng độ rỗng (%) 16 14 12 10 Cường độ nén (MPa) g giảm mạnh cường Quy tự vớigiảm mạnh cường độ uốn Quy luật tương tự với mạnh Trong độ uốn cường độluật nénlàcótương xu hướng mạnh Trong cường độ nén có xu hướng giảm mạnh cư hàm lượng AAC 10% 15% hàm lượng AAC 10% 15% tất lượng cácAAC độ rỗng kế khác nhau, nhau, tăng Ởhàm thaythiết cốt liệu tái chế tăng hàm lượng AAC thay cốt liệu tái chế Ở tất cácvàđộđộng rỗng rỗng thiết kế khác nhau, cường củahạt mẫu giảm rỗng trongtrong tổng rỗng cáccảhạt hạt) tăngkhi tăng hàm rỗng (độ rỗng giữađộcác động hạt) độ tăng lên.(độ rỗng cường độ mẫu giảm tổng độ rỗng (độ rỗng lên từ Do2,5 cường độ hạt yếu, vớiphân kíchbố thước hạt nhỏ từ 2,5 – mm, phần hạt AAC h thước hạt nhỏ – 5mm, mộtAAC phầnlàhạtrấtAAC Do cường độ hạt AAC yếu, với kích thước hạt nhỏ từ phân bốcủa trống cácxen hạtkẽ cốtvới (làm ay đổi cấu trúc rỗng bêkhoảng tông), phần nằm vai thay đổi cấu trúc rỗng bê tông), phần nằm khoảng trống hạt cốt (làm thay đổi cấu trúc rỗng ăng chịu lực xen kẽ bê với tơng AAC caoliệu ảnhlàm hưởng vaiLượng trò hạt cốt giảm khả năngcác chịu Lượng trị hạtlực cốtcủa liệubê sẽtơng làm giảm khảAAC năngcàng chịu lực bê t độ rỗng cao bê ảnh tơnghưởng (Hình đến - Ứng vớiđộđộcàng rỗnglớn thiết làm cường vàkế tăng tổng độ rỗng bê tơng (Hình - Ứng đến cường độ lớn làm tăng tổng độ rỗng bê t rỗng thiết kếvới khác độ rỗng thiết kế 25%) Quy luật với tất rỗng kếvới khác 25%) Quyđộluật nàythiết tất độ rỗng thiết kế khác n 35 30 25 20 15 10 Hàm lượng AAC (%) Hình độđộ rỗng thiết kế,kế, tổng độ Hình7.8:Mối Mốiquan quanhệhệ rỗng thiết tổng độđộ uốn, nénnén độrỗng rỗngvàvàcường cường uốn, (Ứng với với hàm (Ứng hàmlượng lượngAAC AAC5%) 5%) Hình Quan hàm lượng AAC, độ Hình 7: Quan hệ hệ hàm lượng AAC, tổngtổng độ rỗng rỗng cường và cường độ độ (Ứng độ rỗng rỗngthiết thiếtkếkế25%) 25%) (Ứng với với độ Hình 35 113 kế 20% Tổng độ rỗng (%) Tốc độ thoát nước (mm/s) Tốc độ thoát nước (mm/s) Tổng độ rỗng (%) 3.3 Ảnh hưởng đợ rỗng và hàm lượng AAC đến tớc đợ thố AAC đến tớc đợ nước 3.3.tuy Ảnh hưởng rỗng hàm lượngvào AACđộđến tốc độ thoát nướcthay cốt liệu làm tăng tổng độ rỗng, n Hạt AAC g tổng độ rỗng, nhiên, tốccủa độ độ thoát nước phụ thuộc rỗng cáctốc hạt\chứ không phụphụ thuộc vàovào độ rỗng o độ rỗng Hạt hạt vậy,thế táccốt giảliệu phân tích mốitổng quanđộhệrỗng, AACVìthay làm tăng tuygiữa nhiên, độ thoát nước thuộc độ tổng độ rỗng, tốc độ thoát nước với hàm lượng AAC sử hàm lượng AAC dụng Khichứ tăngkhông hàm lượng AAC, tổng rỗng sử hạt phụ thuộc vào độ độ rỗng hạt Vì vậy, táctốc giảđộ phân tích mốilại quan rỗng tăng lên, nhiên, thoát nước giảm (Hình c lại giảm đihệ(Hình tốc giải thích hạtlượng AAC sử dụng Khi tăng hàm lượng AAC, tổng 10) tổng Điều độ rỗng, độ thoát nước vớicác hàm AAC phần phân bố khoảng trống hạt cốt liệu hạt cốt liệu, hạt AAC có kích thức hạt 2.5 – mm độ rỗng tăng lên, nhiên, tốc độ nước lại giảm (Hình 10) Điều có thểthước giải thích thay cốt liệu tái chế có kích từ đến 10 mm làm đến 10 mm làm đổi thành phần hạt làm giảm độ hạttính AAC phân khoảng trống hạtgiữa cốtcác liệu,hạtcác AAC có kích hạt 2,5đổi đặc tính c rỗng cốthạt liệu tái chế hoặcthức làm thanh đổi đặc lỗ phần rỗng (hệ thỗngbốlỗởrỗng thơng nhau), làm giảm tốc độ thoát nước Tổng độ – mm thay cốt liệu tái chế có kích thước từ đến 10 mm làm đổi thành phần hạt vàrỗng làm tăng nên độ rỗng tăng nên độ rỗng hạt AAC Độ rỗng khơng góp phần làm tăng tốc độ thoát nước Để khẳng định nh giảm độ rỗng hạt cốt liệu tái chế làm đổi đặc tính lỗ rỗng (hệ thỗng lỗ rỗng c Để khẳng định nhận xét này, tác giả phân tích nghiên cứu vai trò mối quan hệ nhau), làmđộgiảm độ thoát nước Tổng độ rỗng tăng nên độ rỗng hạt AAC loại độ hệ củathơng loại độ rỗng vớiđó tổng rỗngtốc tính chất bê tơng Độ rỗng khơng góp phần làm tăng tốc độ nước Để khẳng định nhận xét này, tác giả phân tích nghiên cứu vai trò mối quan 10 hệ loại độ rỗng với tổng độ rỗng 10 15 20 tính chất bê tơng 45 11 Hình cho thấy tốc độ thoát nước phụ thuộc lớn vào độ rỗng thiết kế (thể qua chênh lệch ba đường) Độ rỗng thiết kế 15% cho tốc độ thoát nước từ 2,3 mm/s đến 3,8 mm/s, độ rỗng thiết kế 25% cho độ thoát nước từ 6,5 mm/s đến 9,1 mm/s Tuy nhiên, mối liên hệ khẳng định nghiên cứu tổng độ40rỗng, độ rỗng thiết kế hàm lượng AAC cần đánh giá cụ thể thành phần độ rỗng vai trò chúng Độ rỗng thiết kế 15% Độ rổng thiết kế 20% Độ rổng thiết kế 25% 30 15 5 10 15 10 Hàm lượng AAC (%) 15 10 10 15 15 20 45 20 11 11 40 40 35 35 Tốc độ thoát nước (mm/s) 45 Tổng độ rỗng (%) Tổng độ rỗng (%) 10 Tốc độ thoát nước (mm/s) Tốc độ thoát nước (mm/s) 10 5 Tốc độ thoát nước (mm/s) thay cốt liệu tái chế có kích thước từ đến 10 mm làm đổi thành phần hạt làm giảm độ thay cốt liệu tái chế có kích thước từ đến 10 mm làm đổi thành phần hạt làm giảm độ rỗng cốthạt liệu chếtáihoặc đổi đặc rỗng (hệ thỗng lỗ rỗng thông nhau), rỗngcác giữahạtcác cốttáiliệu chế làm hoặcthanh làm đổitính đặc tínhlỗcủa lỗ rỗng (hệ thỗng lỗ rỗng thơng nhau), làmđógiảm nước.nước Tổng Tổng độ rỗng tăng nên dolàđộdorỗng trongtrong hạt AAC Độ rỗng này làm tốc giảmđộtốc độ thoát độ rỗng tăng lànên độ rỗng hạt AAC Độ rỗng khơngkhơng góp phần thoát nước.nước Để khẳng định định nhận nhận xét này, tác giả tích tích trongtrong các góp làm phầntăng làmtốc tăngđộtốc độ thoát Để khẳng xét này, tácsẽgiảphân phân nghiênnghiên cứu vai trò mối quan hệ loại độ rỗng với tổng độ rỗng tính chất cứu vai trò mối quan hệ loại độ rỗng với tổng độ rỗng tính chất bê tông Tuân, N K., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng bê tơng 2Độ rỗng thiết kế 15% Độ rổng 20%kế 20% Độ rỗng thiết kế 15% Độthiết rổngkếthiết Tuân, N K., cs./Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Công nghệ Xây dựng Độ rổngĐộ thiết kếthiết 25%kế rổng Tuân, N.25% K., cs./Tạp chí Khoa học 0 Hình0 Mối hàm 10 thoát quan5hệ tốc độ 10 nước 15 15 30 30 25 20 15 10 CườngCường độ nénđộ(MPa) nén (MPa) 45 45 10 10 40 40 9 35 35 30 30 25 25 20 20 15 15 10 10 5 0 1.52.5 2.53.5 3.54.5 4.5 1.5 Tốc độ thoát nước (mm/s) 30 10 Tốc độ thoát nước (mm/s) 35 10 35 30 25 20 15 10 0 75 119 1311 1513 1715 1917 19 40 Tổng độ rỗng (%) Tổng độ rỗng (%) Tổng độ rỗng (%) 40 45 Tốc độ thoát nước (mm/s) 45 rỗng(mm/s) (%) Tốc độTổng thốtđộnước Hình hệ 10 10 tổng 15 rỗng, Quan 10 độ 15 tốc độ Hình Mối quan hệHàm giữalượng tốc độ thốtAAC nước(%) hàm Hình 10 QuanHàm hệ Hàm tổng độ rỗng, độ thoát lượng AAC (%) lượng AAC (%) AAC (%)tốcAAC Hàm lượng AAC nướclượng hàm lượng lượng AAC nước hàm lượng AAC cho tốc độ thoát nước thuộc lớn vào độ hệ rỗng thiếttổng kế (thể hiện qua Hình Hình Mối Hình quan hệ giữathấy tốc độ thoát nước phụ hàm8rất 10 Quan độ rỗng, tốc sự độ chênh 8Hình chođường) thấy tốcĐộ độrỗng thoátthiết nước lớn vàothoát độ rỗng thiết kế (thể hiện sự chênhtrong lệch giữa9 ba kếphụ 15%thuộc cho tốc độ nước từ 2,3 mm/s đếnqua 3,8 mm/s, lượng AAC nước hàm lượng AAC lệch ba đường) rỗng thiết 15% cho tốcmm/s độ thoát từ 2,3 mm/s đến 3,8mối mm/s, tổng độ độ rỗng thiết kếĐộ 25% cho độ kế thoát nước từ 6,5 đếnnước 9,1 mm/s Tuy nhiên, liêntrong hệ độ rỗng thiết kế 25% cho độ thoát nước từ 6,5 mm/s đến 9,1 mm/s Tuy nhiên, mối liên hệ tổng rỗng, độ rỗng thiết kế hàm lượng AAC cần khẳng định nghiên cứu tiếp theođộkhi đánh rỗng,giá độ cụ rỗng kếthành hàm lượng AACvàcần khẳng định nghiên cứu đánh thểthiết phần độ rỗng vaiđược tròđộ 3.4 hưởng tổngđộ độrỗng rỗng cường vàchúng tốc độ thoát nước gạch bê tông giá cụẢnh thể thành phần đến vai trị chúng 3.4 Ảnhđộ hưởng củađại tổng đợ rỗng đến cường đợ tớc đợtố, nước bê tơng Cường néntổng phụ thuộc nhiều yếu đócủa độbêgạch rỗng 3.4 Ảnh hưởng độ lượng rỗng đến cường đợvào tớc đợ nước gạch tơng có tính chất định Đối với gạchCường bê tơng xác định hệ độ vàcótốc nước độ rỗng, nén làviệc đại lượng phụ mối thuộcquan vào nhiều yếuđộ tố,rỗng, trongcường độ rỗng tínhđộchất định Cường độ nén đại lượng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, độ rỗng có tính chất định Đối với gạch bê tông rỗng, việc xác định mối quan hệ độ rỗng, cường độ tốc độ thoát nước rất trọng Đặcrỗng, biệt việc sử hạt quan cốt liệu AAC, độ rỗng bêtốc tơng hai vai trị Đốiquan với gạch bê tơng xácdụng định mối hệ độ rỗng, cường độ độ đóng nước quan trọng Đặcvìbiệt khicần sử thỏa dụng mãn hạt cốt liệu AAC, độ rỗngnước, bê tơng đóng hai vai trị nước nước giữ nước, khả thoát giữ nước cường độ quan trọng Đặc biệt sử dụng hạt cốt liệu AAC, độ rỗng bê tơng đóng hai vai trị nước vàgạch bê giữ nước, cần thỏa mãn khả nước, giữ nước cường độ gạch bê tông Hình 11, giữ nước, 11, 12 cầnthể thỏahiện mãnmối khả nănghệthoát giữ nước cường độCường gạchđộbêuốn tơng tơng Hình quan giữanước, đại lượngvànêu vàHình nén 11, giảm 12hiện thể mối hiệnquan mối quan hệ giữađạicác đại lượng nêuCường Cường độ uốn nén đềukhi giảm tăng tổng độ 12 thể hệ lượng nêu độ uốn nén giảm tăng tổng độ Vì tăng tổng độ rỗng Điều với quy luật bê tông, đặc biệt cốt liệu tái chế vậy, rỗng Điều với quy luật bê tông, đặc biệt cốt liệu tái chế Vì vậy, để đáp ứng rỗng Điều với quy luật bê tơng, đặc biệt cốt liệu tái chế Vì vậy, để đáp ứng cường cường để đáp ứng cường độ chịu uốn, nén phù hợp cho ứng dụng, ta cần lựa chon tổng độ rỗng phù hợp độ uốn, chịu nén uốn,phù nénhợp phùcho hợptừng choứng từngdụng, ứng ta dụng, lựatổng chonđộtổng rỗng hợpvẫn độ chịu cần ta lựacần chon rỗngđộ phù hợpphù đảmvẫn bảođảm bảo độ thoát nướctốc độ thoát nước đảm tốc độtốc thoát nước bảo Cường độ uốn độ (MPa) Cường uốn (MPa) Hình 11 Quan giữ cường tổng độđộtổng rỗng độ 12.12 Quan hệ cường giữgiữ cường độ với uốnuốn vớivới tổng độ rỗng Hình 11: Quan hệ giữ độnén nénvới tổng HìnhHình 12 Quan hệ giữ độ uốn tổng độ tổng Hình 11:hệQuan hệcường giữđộ cường độvới nén với Hình Quan hệ cường độ độ rỗng độ thoát nước rỗng vàrỗng tốc nước vàvà tốctốc độ thoát nước vàđộ tốcthoát độ độ thoát nước rỗng tốc độ thoát nước tốc thoát nước Một kết đáng ý,chú với ý, độ nénđộ (uốn) thể có độ nước khác kết quảchú đáng vớimột cùngcường cường néncó (uốn) cótốc thể có tốc nước khácnhau kết Một đáng ý, với cường độ AAC nén (uốn) có Ví thể cóvới tốccường độđộ thoát nước khác ĐiềuMột phụ thuộc vào độ rỗng thiết kế hàm lượng hạt sử dụng dụ, độ nén 10MPa, Điều phụ thuộc vào độ rỗng thiết kế hàm lượng hạt AAC sử dụng Ví dụ, với cường độ nén 10MPa, Điều phụ thuộc vào độđộrỗng thiết kế vàmm/s hàm lượng hạt AAC sử tốc dụng Ví dụ, mm/s với cường nén có thểcó cóthể viên độtốc nước mm/s cóhoặc viêncókhác tốc độ mm/s 11) Vì độ có gạch viên tốc gạch 8,5 nước 8,5 viêncókhác có độ4chỉ 4(Hình (Hình 11) Vì vậy,MPa, muốn chọn cấp phối phù hợp cần thêm thông số thứ tổng độ rỗng, hay nói cách khác 10 có viên gạch tốc độ nước 8,5 mm/s có viên khác có tốc độ mm/s vậy, muốn chọn cấp phối phù hợp cần thêm thông số thứ tổng độ rỗng, hay nói cách khác yêulàcầu độvề hútđộnước giữvà nước bêcủa tông yêuvềcầu hút nước giữ nước bê tơng 114 3.5 Đặc tính thủy lực gạch bê tơng rỗng 3.5 Đặc tính thủy lực gạch bê tông rỗng Các hạt AAC làm tăng tổng độ rỗng tăng khả hút nước bê tơng Điều có ý nghĩa Các hạt AAC làm tăng tổng độ rỗng tăng khả hút nước bê tơng Điều có ý nghĩa định hiệu làm giảm nhiệt bê mặt trình bay loại bê tơng Hình 13 thể hiện định hiệu làm giảm nhiệt bê mặt q trình bay loại bê tơng Hình 13 thể hiện mối quan hệ độ hút nước bão hòa với hàm lượng AAC sử dụng, ứng với độ rỗng thiết kế khác mối quan hệ độ hút nước bão hòa với hàm lượng AAC sử dụng, ứng với độ rỗng thiết kế khác Tuân, N K., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng (Hình 11) Vì vậy, muốn chọn cấp phối phù hợp cần thêm thông số thứ tổng độ rỗng, hay nói cách khác yêu cầu độ hút nước giữ nước bê tơng 3.5 Đặc tính thủy lực gạch bê tông rỗng 16 16 14 12 10 80 14 12 10 80 Độ hút nước mao quản (%) 18 Độ hút nước mao quản (%) 18 Độ hút nước bão hòa (%) Độ hút nước bão hòa (%) Các hạt AAC làm tăng tổng độ rỗng tăng khả hút nước bê tơng Điều có ý nghĩa định hiệu làm giảm nhiệt bê mặt trình bay loại bê tơng Hình 13 thể mối quan hệ độ hút nước bão hòa với hàm lượng AAC sử dụng, ứng với độ rỗng thiết kế khác Ở độ rỗng thiết kế khác nhau, tổng độ rỗng tăng (tăng hàm lượng AAC) độ hút nước (H s ) độ hút nước mao quản (Ha ) tăng Điều giải thích cấu trúc rỗng hạt AAC mang lại đặc tính thủy lực Tuy nhiên, tăng hạt AAC lên 15% độ hút nước tăng hiệu ứng hút nước mao quan giảm xuống (Hình 14) Lý khoảng thời gian 30 phút xác định độ hút nước mao quản, với hàm lượng AAC tăng lên 15%, lượng nước bị hút giữ lại hạt AAC hiệu ứng hút nước mao quản toàn cấu trúc bê tơng bị giảm xuống Bên cạnh đó, tăng hàm lượng AAC làm tăng độ hút nước bão hòa (H s ), từ làm giảm giá trị Ha (theo công thức Tuân, N Tuân, K., N cs./Tạp Khoa chí họcKhoa Cônghọc nghệ Xâynghệ dựngXây dựng K., vàchí cs./Tạp Công (3) mục 2.4 – b) 70 60 50 40 30 20 0 5 10 10 15 Hàm lượng AAC (%) AAC (%) Hàm lượng 15 50 40 30 20 Độ10 rỗng thiết 25%thiết kế 25% Độkếrỗng 60 Độ rỗng thiết 15%thiết kếĐộ rỗng thiết 20%thiết kế 20% Độkếrỗng 15% Độkếrỗng Độ rỗng thiết 15% rỗng thiết 20%thiết kế 20%10 Độkế rỗng thiết Độ kế 15% Độkếrỗng Độ rỗng thiết 25% Độkế rỗng thiết kế 25% 70 0 5 10 10 15 15 Hàm lượng AAC (%) AAC (%) Hàm lượng Hình nước bãonước hịacủa củabêhịa bêtơng tơng Độ hút nước quản Hình13 13.Độ Độhút hút nước bão hịa HìnhHình 14: Hình Độ14 hút nước mao quảnmao quản bê tơng rỗng Hình 13 Độ hút bão củarỗng bêrỗng tông rỗng 14: Độ hút nước mao bê bê tôngtông rỗngrỗng (khả hấp thụ nước) (khả hấp thụ nước) (khả hấp thụ nước) Nhìn chung, khichung, sử dụng đếnAAC 15%,đến độ hút nước hòa đạt 14,4đạt %từ đến 16,5 Nhìn khihạt sử AAC dụng hạt 15%, độ bão hút nước bãotừhòa 14,4 % %, đếnlượng 16,5 %, lượng Nhìn chung, dụng hạtvàAAC đến 15%, độ hút nước bão hịa đạt từbêcó 14,4% 16,5%, nước giữ bê tông hơi, giảm nhiệt độ bề mặt bê tông ý nghĩa nước sử giữ bêbay tông vàgiúp bay hơi, giúp giảm nhiệt độ bề mặt củavà tơng đến cóquan ý nghĩa quanlượng trọng giảm hiệu ứng nhiệt đôtông thị Độ mộtgiảm phần lớn phần cấu AAC trọng hiệu nhiệt thị.nước Độ hút nước rỗng cấu nước nàytrong giữgiảm bêứng vàđôhút bay hơi, giúp nhiệt độlớn bềlàtrúc mặt củatrúc bêrỗng tơngcủa vàAAC có ývànghĩa phầnmột thân liệu cótái độchế rỗng hútvà nước cao.nước cao phần cốt bảnhiệu thântái cốtchế liệu có độđộ rỗng độ hút quan trọng giảm ứng nhiệt đô thị Độ hút nước phần lớn cấu trúc rỗng Nhưphần vậy, Như mẫu có khả hút liệu nước giữ nước tốt cần thỏa điều độkiện hút nước mẫu cócốt khả tái hút nước độ giữ nước tốt cần cảkiện hai điều độ hút nước AAC dovậy, thân chế có rỗng vàmãn độ thỏa húthaimãn nước cao lớn hệlớn số lớn Đểhađạt yêuđược cầu cần tối ưucần cấptối hạtưuvàcấp cấuhạt trúc lỗtrúc rỗng đểlỗtăng khả hệ số lớn Để đạt yêu cầu cấu rỗng để tăng Như vậy, mẫu cóĐối khảvớinăng hút nước giữ nước tốt cần thỏa mãn haithuật điều kiện khả độ hút nước hút nước hút maonước quản loại bê tông nghiên này, cứu theonày, yêu theo cầu kỹ tiêutrong tiêu mao quản Đối gạch với loại gạchtrong bê tông trongcứu nghiên yêu cầu kỹ thuật lớnchuẩn hệJISsố lớn Để đạt yêu cầu cần tối ưu cấp hạt cấu trúc lỗ rỗng để tăng khả 5371-2016 [20] chưa ứng điềuđược kiện điều > 70% H a kiện chuẩn JIS 5371-2016 [20]đáp chưa đáp ứng H a > 70% hút nước mao quản Đối với loại gạch bê tông nghiên cứu này, theo yêu cầu kỹ thuật Xác định tớc đợ nhả củathì gạch bê tơng 3.6 định tốcnước độ[20] nhả nước gạch bê tông rỗngđiều kiện H > 70% tiêu3.6 chuẩn JISXác 5371:2016 chưa đáprỗng ứng a Việc hút Việc nhả nước hạt đóng vai đóng trị định khả định khả làm mát giảm hútnước nhả củaAAC hạt AAC vai trò làm máthiệu giảm hiệu nhiệt thị tơng cógạch sử dụng hạt AAC VớiAAC mục Với tiêu mục so sánh khả hút nước nước ứng nhiệt đôloại thịbê loạirỗng bê rỗng sử dụng hạt tiêukhả so sánh hút 3.6.ứngXác định tốccủađộ nhả nước củatơng bêcótơng rỗng bay nước củanước bê tơng có sử dụng cókhơng sử dụng AAC,hạt nhóm tácnhóm giả đãtác tiến bay củarỗng bê tơng rỗng có sử khơng dụng có hạt sử dụng AAC, giảhành tiến hành nghiên sự khối lượng củalượng mẫuAAC (đã bãovai hòatrò nước) theo thời theo gian sấy nhiệt nghiên cứuđổi sự thaycủa đổi khối ngâm mẫu (đã ngâm bãoquyết hòa nước) gianmẫu ởsấy mẫu nhiệt hiệu Việc 0cứu hút vàthay nhả nước hạt đóng định khảthời làm mát ởgiảm 105 C.độHàm AAC sử dụng nghiên làcứu thể tích, rỗng kế làthiết 20%.kế 20% C Hàm lượng AACtrong sử dụng nghiên nàytheo Với 15% theođộ thể tích, độ rỗng ứngđộnhiệt đô 105 thị lượng loại bê tơng rỗng cótrong sử cứu dụng hạt15% AAC mục tiêu sothiết sánh khả hút nước gạchcủa bê tông rỗng khơng có AAC có hútcó nước nhỏ vàsử sau mẫu lượng Mẫu gạchtơng bê tơng rỗng có độ AAC độ hút nước nhỏ vàlần sau lần khối cân mẫu khốigiả lượng bay hơiMẫu nước bê rỗng cókhơng sử dụng khơng có dụng hạtcân AAC, nhóm tác tiến giảm nhanh, nghĩa vớinghĩa việc nhả cũngnước diễncũng rấtdiễn nhanh, yếu làchủ nước giảmđồng nhanh, đồng với nước việc nhả rấtchủ nhanh, yếubay nước baybề hơimặt bề mặt hạt vàcác nước hút hút hạt cốt liệu chế cấuDo trúc nên sấy đốt hạtđược nước hạttáicốt liệuDo táicó chế córỗng cấu trúc rỗngtrình nên q trìnhnóng sấy đốt nóng 115 bay nước diễnnước nhanh Sau khoảng đến 5045 phút sấy lượng mẫu không đổi bay diễn nhanh Sau45khoảng đến 50 khô, phút khối sấy khô, khối lượng mẫu không đổi 9 Hình 13 Độ hút nước bão hịa bê tơng rỗng Hình 14: Độ hút nước mao quản bê tơng rỗng (khả hấp thụ nước) Nhìn chung, sử dụng hạt AAC đến 15%, độ hút nước bão hòa đạt từ 14,4 % đến 16,5 %, lượng nước giữ bê tông bay hơi, giúp giảm nhiệt độ bề mặt bê tông có ý nghĩa quan trọng giảm hiệu ứng nhiệt đô thị Độ hút nước phần lớn cấu trúc rỗng AAC phần thânTuân, cốt liệu có độ rỗng độ hút cao N tái K.,chế cs / Tạp chívàKhoa họcnước Cơng nghệ Xây dựng Như vậy, mẫu có khả hút nước giữ nước tốt cần thỏa mãn hai điều kiện độ hút nước Độ ẩm (%) hành nghiên đổiđạtkhối (đãưungâm hòatrúc nước) gian lớn vàcứu hệ sốsựhathay lớn Để đượclượng yêu cầu nàymẫu cần tối cấp hạtbão cấu lỗtheo rỗngthời để tăng khảkhi năngsấy mẫu nhiệt độ Hàm AAC dụng nghiên 15% tích, độ tiêu rỗng thiết hút105°C nước mao quản.lượng Đối với loại sử gạch bê tông nghiêncứu cứu này, theo yêu theo cầu kỹthể thuật chuẩn JIS 5371-2016 [20] chưa đáp ứng điều kiện H a > 70% kế 20% Mẫu3.6 gạch bê tơng rỗng khơng có AAC có độ hút nước nhỏ sau lần cân mẫu khối lượng Xác định tốc độ nhả nước gạch bê tông rỗng giảm nhanh, đồng nghĩa với việc nhả nước diễn nhanh, chủ yếu nước bay bề mặt Việc hút nhả nước hạt AAC đóng vai trị định khả làm mát giảm hiệu hạt nước hút hạt cốt liệu tái chế Do có cấu trúc rỗng nên q trình sấy đốt nóng ứng nhiệt thị loại bê tơng rỗng có sử dụng hạt AAC Với mục tiêu so sánh khả hút nước và bay diễncủa bê nhanh Saucókhoảng 50cóphút sấy hạt khơ, khốinhóm lượng khơng baynước nước tơng rỗng sử dụng45 đến không sử dụng AAC, tác mẫu giả đãđãtiến hành đổi nghiên sự có thaysửđổidụng khối hạt lượng mẫu ngâm nước) thời gian mẫu nhiệt Ngược lại,0cứu mẫu AAC, 60 (đã phút saubão khihòa sấy khốitheo lượng tiếpsấytục giảm Như độ 105 C Hàm lượng AAC sử dụng nghiên cứu 15% theo thể tích, độ rỗng thiết kế 20% lượng nước nằm hạt AAC nhả chậm lượng nước bay lớn nhiều Mẫu có gạchAAC bê tơngKết rỗngquả khơng AACbê có tơng độ hútrỗng nước có nhỏsử dụng sau lầnAAC cân mẫu lượng so với mẫu khơng chocóthấy hạt làmkhối tăng khả giảm nhanh, đồng nghĩa với việc nhả nước diễn nhanh, chủ yếu nước bay bề mặt hút nướccác vàhạt giữvànước, đồng nghĩa với khả làm giảm nhiệt độ bề mặt nhờ trình bay nước nước hút hạt cốt liệu tái chế Do có cấu trúc rỗng nên q trình sấy đốt nóng (Hình 15) bay nước diễn nhanh Sau khoảng 45 đến 50 phút sấy khô, khối lượng mẫu không đổi 15% AAC 10 15 20 25 30 35 40 0% AAC 45 50 55 60 65 Thời gian xác định khối lượng (phút) Hình 15 Quá trình giảm độ ẩm10của mẫu gạch bê tơng rỗng Kết luận kiến nghị Dựa nguyên vật liệu phương pháp nghiên cứu sử dụng, nhóm tác giả đưa số kết luận sau: - Cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng thải phẩm cơng nghiệp hồn tồn sử dụng để chế tạo gạch bê tơng rỗng có khả nước giữ nước Quy trình trộn hai bước phù hợp với đặc tính nguyên vật liệu đảm bảo khả tạo khả hút nhả nước hạt AAC - Có thể chế tạo gạch bê tông rỗng với cường độ nén từ 6,5 MPa đến 19,3 MPa, tốc độ thoát nước từ 2,3 mm/s đến 9,1 mm/s Tùy vào mục đích sử dụng lựa chọn tỷ lệ AAC độ rỗng thiết kế phù hợp để vừa đáp ứng cường độ, tốc độ thoát nước khả hút giữ nước - Gạch bê tông rỗng sử dụng AAC có khả hút giữ nước tốt, sấy nhiệt độ 1050C khối lượng mẫu tiếp tục giảm, mẫu không sử dụng AAC khối lượng thay đổi không đáng kể sau 40 đến 45 phút - Tỷ lệ sử dụng hạt AAC tăng từ 5% đến 15% làm tăng tổng độ rỗng làm giảm cường độ, giảm khả nước gạch bê tơng rỗng, nhiên khả hút nước giữ nước tăng lên Một số kiến nghị: - Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng kích thước hạt AAC loại cốt liệu tái chế (hàm lượng gạch đỏ) đến đặc tính loại bê tông 116 Tuân, N K., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng - Cần phân tích định lượng làm rõ ảnh hưởng thành phần độ rỗng (rỗng hạt rỗng hạt) - Ảnh hưởng phương pháp thi cơng, đầm nén đến đặc tính nêu Tài liệu tham khảo [1] ACI 522.1-13 Specification for Pervious Concrete Pavement (ACI 522.1-13) ACI Man Concr Pract [2] C (Concrete P Group) Handbook for Pervious Concrete Certification in Greater Kansas City CPG, Overl Park KS, USA [3] Martin III, W D., Kaye, N B., Putman, B J (2014) Impact of vertical porosity distribution on the permeability of pervious concrete Construction and Building Materials, 59:78–84 [4] Neithalath, N., Sumanasooriya, M S., Deo, O (2010) Characterizing pore volume, sizes, and connectivity in pervious concretes for permeability prediction Materials Characterization, 61(8):802–813 [5] Lian, C., Zhuge, Y., Beecham, S (2011) The relationship between porosity and strength for porous concrete Construction and Building Materials, 25(11):4294–4298 [6] Hesami, S., Ahmadi, S., Nematzadeh, M (2014) Effects of rice husk ash and fiber on mechanical properties of pervious concrete pavement Construction and Building Materials, 53:680–691 [7] Dong, N V., Hanh, P H., Tuan, N V., Minh, P Q., Phuong, N V (2020) The effect of mineral admixture on the properties of the binder towards using in making pervious concrete CIGOS 2019, Innovation for Sustainable Infrastructure, Springer, 367–372 [8] Tuân, N K., Sơn, T H., Hiển, N X., Kiên, N T., Huy, V V., Cường, T V (2018) Nghiên cứu trạng quản lỳ phế thải xây dựng phá dỡ Việt Nam Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD)ĐHXD, 12(7):107–116 [9] Quyết định số 609/QĐ-TTg (2014) Phê duyệt Quy hoạch xử lý chất thải rắn thủ Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 [10] Sata, V., Wongsa, A., Chindaprasirt, P (2013) Properties of pervious geopolymer concrete using recycled aggregates Construction and Building Materials, 42:33–39 [11] Bhutta, M A R., Hasanah, N., Farhayu, N., Hussin, M W., bin Md Tahir, M., Mirza, J (2013) Properties of porous concrete from waste crushed concrete (recycled aggregate) Construction and Building Materials, 47:1243–1248 [12] Santamouris, M (2013) Using cool pavements as a mitigation strategy to fight urban heat island—A review of the actual developments Renewable and Sustainable Energy Reviews, 26:224–240 [13] Deng, H., Deng, D., Du, Y., Lu, X (2019) Using Lightweight Materials to Enhance Thermal Resistance of Asphalt Mixture for Cooling Asphalt Pavement Advances in Civil Engineering, 2019 [14] Liu, Y., Li, T., Yu, L (2020) Urban heat island mitigation and hydrology performance of innovative permeable pavement: A pilot-scale study Journal of Cleaner Production, 244:118938 [15] TCVN 7959:2017 Bê tông nhẹ - Sản phẩm bê tơng khí chưng áp - u cầu kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia [16] TCVN 7570:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa - yêu cầu kỹ thuật Bộ Khoa học Công nghệ [17] ACI 211 Committee (2002) Guide for Selecting Proportions for No-Slump Concrete Reported by ACI Committee 211 American Concrete Institute, 2:1–26 [18] ACI (2010) Report on Pervious Concrete [19] TCVN 6477:2016 Gạch bê tông Tiêu chuẩn quốc gia [20] JIS A5371:2016 Precast unreinforced concrete products 117 ... liệu tái chế từ phế thải xây dựng để chế tạo bê tông bổ biến giới, nhiên Việt Nam cịn hạn chế Vì vậy, sử dụng cốt liệu tái chế chế tạo bê tơng rỗng cịn mẻ Việt Nam Bê tông rỗng với độ rỗng lớn... 14] Bài báo trình bày số kết ban đầu việc chế tạo gạch block bê tông rỗng sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng (phế thải bê tông) phế phẩm bê tơng khí chưng áp với mục tiêu nước bề mặt... 29,75 43,00 Phế phẩm bê tơng khí AAC lấy từ nhà máy Bê tơng khí Viglacera n Phong, Bắc Ninh Các phế phẩm gồm đầu thừa cắt, viên gạch block phế phẩm nứt, vỡ Nhóm nghiên cứu sử dụng phế phẩm gạch AAC