Nghiên cứu xác định hàm lượng xi măng hợp lý trong thành phần cấp phối sản xuất gạch không nung từ bột đá và xỉ than lò hơi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN DUY PHƯƠNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG XI MĂNG HỢP LÝ TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI SẢN XUẤT GẠCH KHƠNG NUNG TỪ BỘT ĐÁ VÀ XỈ THAN LỊ HƠI Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng Công nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học : TS LÊ KHÁNH TỒN Đà Nẵng, Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa tác giả cơng bố cơng trình nghiên cứu khoa học khác Tác giả Luận văn Nguyễn Duy Phương TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG XI MĂNG HỢP LÝ TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG TỪ BỘT ĐÁ VÀ XỈ THAN LÒ HƠI Học viên: Nguyễn Duy Phương Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 Khóa: K34.CH.KH, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Hiện nay, gạch i ăng không nung ã c ưa vào s dụng r ng rãi ây dựng Thành ph n c p phối c a gạch i ăng không nung ph i n g i ăng, ạt, nư c Luận văn nghiên c u thay th 50 khối ng ạt thành ph n c p phối ng than c a Công ty c ph n dệt may Nha Trang, ác nh hà ng i ăng h p lý thành ph n c p phối ch tạo gạch i ăng không nung c ác M ,5 Mục tiêu nghiên c u s dụng than t nh ng thành ph n c p phối nh khai thác s dụng hiệu uả than, gi p giả ô nhiễ ôi trường c a oại ch t thải r n nguy hại K t uả nghiên c u cho th y, v i thành ph n c p phối th o khối ng g i ăng 22 t ệ khối ng ng c a ạt than c th sản u t c gạch i ăng không nung c ác M ,5 ch tiêu khác áp ng yêu c u ây dựng th o uy nh c a Tiêu chu n iệt Na hành, v i chi ph h p Từ khóa – Gạch i ăng khơng nung, ạt, than hơi, c p phối gạch i ăng không nung, ặc trưng lý c a gạch i ăng không nung RESEARCH DETERMINING REASONABLE LEVEL OF THE CEMENT IN THE AGGREGATE CONTENTS PRODUCING UNFIRED BRICKS FROM STONE POWDER AND BOILER CINDER Summary: Currently, the fired cement bricks have been widely applied in the construction industry The popular aggregate contents of unburned cement include cement, grit, and water This thesis studies the replacement of 50% of grit in the aggregate composition by cinder from the boilers of Nha Trang Textile and Garment Joint stock Company, and determines the reasonable amount of cement in this aggregate composition to fabricate the unfired cement brick of mark M7,5 Its objectives are using the boiler cinder as one of the aggregate components to exploit and use efficiently the cinders, reducing environmental pollution caused by this harmful solid waste The research results indicate that an aggregate composition by weight consisting of cement (22%) and the equal volume rates of grit and cinder can produce the unfired cement brick of mark M7,5 and also meet other physical-mechanical criteria and the current construction requirements prescribed by Vietnam standards, with a reasonable cost Keywords - unburned cement brick, grit, coal boiler slag, gravel unburned cement brick, brick background characteristics of cement point unburned MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN TRANG TĨM TẮT LUẬN ĂN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn ề tài .1 Mục tiêu nghiên c u Đối tư ng phạm vi nghiên c u Phương pháp nghiên c u .3 ngh a khoa học thực tiễn c a ề tài C u tr c c a luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG VÀ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XỈ THAN T ONG ẢN T GẠCH KHÔNG NUNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG 1.1.1 Đ nh ngh a phân oại gạch không nung 1.1.2 Các thành ph n c p phối ch tạo gạch i ăng cốt liệu 1.1.3 M t số ch tiêu lý c a gạch cốt iệu 1.1.4 Ưu c i m c a gạch i ăng cốt liệu 10 1.1.5 Tình hình sản xu t, s dụng hư ng phát tri n c a gạch không nung Việt Nam 11 1.2 TỔNG QUAN VỀ VIỆC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XỈ THAN, T O BA T ONG ẢN T ẬT LIỆ D NG 13 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 18 CHƯƠNG CƠ Ở KHOA HỌC ÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC T ƯNG CƠ LÝ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG 19 2.1 TIÊU CHUẨN À PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ÁC ĐỊNH TÍNH CH T CƠ L CỦA CÁC THÀNH PHẦN C P PHỐI CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG 19 2.1.1 Tiêu chu n phương pháp th nghiệm áp dụng 19 2.1.2 K t thí nghiệm vật liệu c p phối .21 2.2 TIÊU CHUẨN À PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TI CƠ L CỦA GẠCH KHÔNG NUNG 33 2.2.1 Tiêu chu n thí nghiệm yêu c u kỹ thuật c a gạch không nung 33 2.2.2 Phương pháp th 34 2.3 KẾT L ẬN CHƯƠNG 36 CHƯƠNG XÂY D NG THÀNH PHẦN C P PHỐI VÀ THÍ NGHIỆM ÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TI CƠ L CỦA GẠCH KHÔNG N NG ĐƯỢC SẢN XU T TỪ NGUỒN XỈ LỊ HƠI CỦA CƠNG TY CỔ PHẦN DỆT MAY NHA TRANG 37 3.1 CƠ Ở XÂY D NG C P PHỐI 37 3.2 XÂY D NG CÁC C P PHỐI NGHI N CỨ 38 3.3 ÁC ĐỊNH CƯỜNG Đ CHỊ N N CỦA CÁC C P PHỐI GẠCH KHÔNG NUNG 42 3.4 ÁC ĐỊNH M T Ố CHỈ TI CƠ L KHÁC CỦA GẠCH 46 3.5 M T VÀI PHÂN TÍCH VỀ CHI PHÍ SẢN XU T À TÁC Đ NG ĐẾN MÔI T ƯỜNG 54 3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .58 TÀI LIỆU THAM KHẢO .60 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN ĂN THẠC Ĩ BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA H I ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tiêu chu n kỹ thuật c a gạch i ăng cốt liệu .9 Bảng 1.2 Nhu c u vật liệu ây nung không nung t viên 15 Bảng 1.3 C p phối ch tạo gạch không nung t nghiên c u cho v a .16 Bảng 1.4 C p phối gạch không nung t nghiên c u th o t ệ cho v a 17 Bảng 1.5 Khối ng thành ph n c p phối cho v a 18 Bảng 2.1 Các ch tiêu ch t ng c a i ăng po c ăng hỗn h p 19 Bảng 2.2 Thành ph n hạt c a Bảng 2.3 Hà ạt 20 ng tối a cho phép c a muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua cặn không tan nư c tr n bê tông v a .21 Bảng 2.4 K t thí nghiệ ác nh m n c a i ăng 22 Bảng 2.5 K t thí nghiệ ác nh thời gian b t u k t th c ông k t 25 Bảng 2.6 K t thí nghiệ ác nh cường ch u nén c a i ăng 26 Bảng 2.7 K t thí nghiệ ác nh khối ng riêng, khối ng th t ch hút nư c c a ạt .27 Bảng 2.8 K t thí nghiệ ác nh khối ng th tích xốp c a ạt 28 Bảng 2.9 K t thí nghiệ ác nh hà ng bụi, n, sét c a ạt 28 Bảng 2.10 K t thí nghiệ ác nh thành ph n hạt .29 Bảng 2.11 K t thí nghiệ ác nh khối ng riêng, khối ng th t ch h t nư c c a x than .30 Bảng 2.12 K t thí nghiệ ác nh khối ng th tích xốp c a than 30 Bảng 2.13 K t thí nghiệ ác nh hà ng bụi, n, sét c a than 31 Bảng 2.14 K t thí nghiệ ác nh thành ph n hạt .31 Bảng 2.15 Bảng c p phối hạt cốt liệu phối tr n gi a ạt than 32 Bảng 2.16 Yêu c u cường ch u nén, h t nư c th nư c c a gạch 33 Bảng 3.1 Đ nh m c c p phối CP0 t ẻ tr n 1000 kg, g i ăng ạt 38 Bảng 3.2 Đ nh m c c p phối cho viên gạch 180×80×80 mm, M7,5 (CP0) 38 Bảng 3.3 Đ nh m c c p phối CP1 cho t ẻ tr n 1000 kg, ao g i ăng, ạt than v i t ệ tương ng khối ng 50 - 50) 39 Bảng 3.4 K t ác nh cường ch u nén c a gạch th o c p phối CP0 .39 Bảng 3.5 K t ác nh cường ch u nén c a gạch th o c p phối CP1 .40 Bảng 3.6 Đ nh m c c p phối cho viên gạch 180×80×80 mm, M7,5 (CP1) 41 Bảng Đ nh m c c p phối CP2 cho t ẻ tr n (1036,5 kg) 41 Bảng 3.8 Đ nh m c c p phối CP3 cho t ẻ tr n (1062,5 kg) 42 Bảng 3.9 Đ nh m c c p phối CP4 cho Bảng 3.10 Đ nh m c c p phối CP5 cho Bảng 3.11 K t cường Bảng 3.12 K t cường Bảng 3.13 K t cường t ẻ tr n (1089,7 kg) 42 t ẻ tr n (1118,5 kg) .42 ch u nén c a gạch ng v i c p phối CP2 43 ch u nén c a gạch ng v i c p phối CP3 43 ch u nén c a gạch ng v i c p phối CP4 44 Bảng 3.14 K t cường ch u nén c a gạch ng v i c p phối CP5 44 Bảng 3.15 K t thí nghiệm ch tiêu khác c a gạch ng v i c p phối CP0 46 Bảng 3.16 K t thí nghiệm ch tiêu c a CP1 47 Bảng 3.17 K t thí nghiệm ch tiêu c a CP2 48 Bảng 3.18 K t thí nghiệm ch tiêu Bảng 3.19 K t thí nghiệm ch tiêu c a CP3 49 c a CP4 49 Bảng 3.20 K t thí nghiệm ch tiêu c a CP5 50 Bảng 3.21 Đ nh c c p phối cho viên gạch 180 80 80 th o c p phối CP0, CP1 CP4 .53 Bảng 3.22 Chi ph vật liệu thành tiền cho 01 viên gạch c a c p phối CP0, M ,5 .54 Bảng 3.23 Chi ph vật liệu thành tiền cho 01 viên gạch c a c p phối CP4, M ,5 .55 Bảng 3.24 Chi ph vật liệu thành tiền cho sản u t gạch th o c p phối CP0, M ,555 Bảng 3.25 Chi ph vật liệu thành tiền cho sản u t gạch th o c p phối CP4, M ,556 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Bi u phát tri n cường Hình 1.2 Bi u Hình 2.1 Bi u Hình 2.2 Bi u phát tri n cường gạch c a c p phối theo thời gian .17 thành ph n hạt c a ạt 29 thành ph n hạt c a than .31 gạch c a c p phối theo thời gian .16 Hình 2.3 Bi u thành ph n hạt c a hỗn h p ạt than 32 Hình 3.1 Dây chuyền sản xu t gạch khơng nung, nhà máy gạch Thuận Phát ã Phư c Đ ng - Nha Trang - Khánh Hòa 37 Hình 3.2 Sự phát tri n cường ch u nén c a c p phối thí nghiệ th o thời gian 45 Hình 3.3 Bi u Hình 3.4 Bi u Hình 3.5 Bi u h t nư c c a c a gạch ng v i c p phối CP0, CP1 CP4 51 rỗng c a gạch ng v i c p phối CP0, CP1 CP4 52 khối ng th t ch c a gạch ng v i c p phối CP0, CP1, CP4 52 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Đ t ng c thay th gạch nung truyền thống, hạn ch , giả i n k t thúc việc khai thác, s dụng t sét sản xu t gạch nung, ngày 28/4/2010 Th tư ng Chính ph ã an hành Quy t nh số 567/QĐ-TTg việc phê duyệt Chương trình phát tri n vật liệu ây không nung n nă 2020 [1] Ngày 16/4/2012, Th tư ng Chính ph ti p tục ch ạo việc tăng cường s dụng vật liệu xây không nung Ch th số 10/CT-TTg việc tăng cường s dụng vật liệu xây không nung hạn ch sản xu t, s dụng gạch t sét nung [2] Cụ th hóa ch ạo c a Th tư ng Chính ph , Thông tư số 09/2012/TT-BXD ngày 28/11/2012, B Xây dựng ã uy nh việc s dụng vật liệu xây khơng nung cơng trình xây dựng [3], Thông tư ã c thay th thông tư i nh t c a B Xây dựng: 13/2017/TT-BXD ngày 08/12/201 uy nh s dụng vật liệu không nung cơng trình xây dựng [4] Ngày 23 tháng 12 nă 2013, UBND t nh Khánh H a ã an hành ch th số 22/2013/CT-UBND việc ch m d t hoạt ng sản xu t gạch t sét nung tồn b t nh Khánh Hịa [5] an hành QĐ 2109/QĐ-UBND ngày 21/7/2016 “Đề án phát tri n vật liệu ây không nung a bàn t nh giai oạn 2016-2020” [6] Tuy nhiên, m t nh ng vật liệu ch nh ch tạo gạch xây khơng nung ạt (kích cỡ 0,14-5.0 Đây sản ph m phụ khai thác, ch bi n ây dựng mỏ Đ ạt c tiêu chu n c n thi t cho sản xu t gạch không nung, c n phải c công oạn x lý kỹ thuật, dẫn n tăng giá thành viên gạch Muốn giảm giá thành viên gạch xây khơng nung c n tì c vật liệu thay th v i giá thành rẻ, dễ ki m, ngu n cung c p d i Thành ph n th hai sản xu t gạch không nung cát xây dựng Theo báo cáo c aB ây dựng, nư c n thời i m 2015, cát dùng xây dựng nói chung 60 triệu m3/nă , t nă 2016 n nă 2020 c n khoảng 2,3 t m3, tr ng cát nư c ch c n khoảng t V i nhu c u s dụng cát tại, ngu n tài nguyên cát áp ng yêu c u kỹ thuật sản xu t vật liệu xây dựng xây dựng d n cạn kiệt, thi u cát cho xây dựng ngày m t tr m trọng Việc khai thác cát xây dựng không tuân th uy nh Pháp luật ã n m c áo ng, khơng nh ng góp ph n làm suy kiệt ngu n tài nguyên cát mà ngun nhân gây xói lở bờ sơng, bờ bi n, t canh tác, ảnh hưởng l n n sản xu t sinh hoạt bình thường c a nhân dân V n ề c p thi t ặt là: có th s dụng ngu n vật liệu khác thay th cát ây dựng n i chung, sản xu t gạch không nung n i riêng? Tại Khánh Hịa, có r t nhiều cơng ty dệt ay ang hoạt ng, cơng ty này, q trình sản xu t thường s dụng hệ thống v i nguyên liệu ốt than tạo nư c có nhiệt dùng cho dây chuyền như: là, dệt, h p, giặt… Theo thống kê c a Sở Tài ngun Mơi trường Khánh Hịa, nă 201 c a Công ty c ph n dệt may Nha Trang ã thải ng tro x than 1600 t n, dự ki n tăng thêm 500 t n nă ti p theo nhu c u sản xu t tăng việc mở r ng nhà áy vào nă 2018 V i ng x than tro bay l n ã nêu, n u không c quy hoạch c t gi ng uy nh nguyên nhân trực ti p gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng r t r t l n n ời sống nhân dân xung quanh Cũng theo thống kê c a Sở Tài ngun Mơi trường Khánh Hịa, n u ng thải tro x c a công ty dệt may như: Nha Trang, Phong Phú, Tân Ti n, Khatoco, Khơi Ngun… a bàn góp thêm vào, hàng nă ng x , tro thải trường có th ên n 15.000 t n tăng thê hàng nă Trong , th o uy nh, thời hạn ưu bãi ch a tro, x không 2,5 nă , sau phải ti n hành x lý Đã c t số nghiên c u sơ việc s dụng x than tro bay c a nhà máy nhiệt iện sản xu t bê tông, sản xu t gạch không nung [7, 8] K t nghiên c u ều r t khả quan việc khai thác s dụng hiệu ngu n ch t thải r n Tuy nhiên việc nghiên c u m i d ng k t c a phịng thí nghiệm, ch y u s dụng x than tro bay thay th cát mạt thành ph n c p phối v i t lệ thay th tương ối nhỏ Nhìn chung, t lệ thay th cát mạt tăng, n u không thay i ng i ăng u vào cường viên gạch khơng nung thường giảm theo tăng c a t lệ x than tro bay thay th Đề tài “nghiên c u ác nh hà ng i ăng h p lý thành ph n c p phối sản xu t gạch không nung t b t than hơi” ti n hành thí nghiệm thay th tồn b cát m t ph n ạt thành ph n c p phối x than iều ch nh hà ng i ăng c c viên gạch không nung c cường ặc trưng kỹ thuật áp ng yêu c u c a gạch xây V i mong muốn khai thác s dụng hiệu ngu n x than sản xu t gạch không nung, v a ti t kiệm chi phí sản xu t, v a góp ph n bảo vệ ôi trường, v a mong muốn tạo m t sản ph m gạch khơng nung có ch tiêu lý áp ng yêu c u xây dựng c a viên gạch không nung c Đề tài r t c ngh a khoa học thực tiễn Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng thành ph n c p phối v i hà ng i than thay th ạt sản xu t gạch không nung; ăng h p k th pv ix - Xác nh ch tiêu c a gạch không nung, c ch tạo t than thay th ạt thành ph n c p phối Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Gạch i ăng không nung i ăng, x CONG T Y C O PHAN SDC j TRUNG T A M T H I N G H I E M V A K I E M DJNH XAY Dl/NG KHANH HOA - L A S XD1059 Dja chi: L6 39 dudng 2A - Khu thj Le Hong Phong II - P.Phudc Hai - TP Nha Trang Di?n thoyi: 058.6569936 - Email: laskhl059@gmail.com ISO CTLRMFK^AriON" I N T E R N A T K V N A I 9001 I 2008 43 So T N : K E T QUA THI NGHIEM GACH ( T C V N 6477 : 2011 ) Don vj yeu chu ONG NGUYEN DUY PHUONG Cong trinh N G H I E N C U U X A C D J N H H A M LU0NG X I M A N G H0P L Y T R O N G T H A N H P H A N C A P P H O I S A N X U A T GvVCH K H O N G N U N G T U B Q T D A V A X I T H A N LO HOI Hang myc T H I N G H I E M CAP PHOI G A C H K H O N G N U N G ( X I M A N G + D A M A T + X i T H A N ) Loai m l u Gych 16 - K i c h thudc 180x80x80 mm - M75 - Mau dieu chinh N o l (18% X M ) - CP2 Ngay thi nghiem M a u thi nghiem due tyi Nha may gych Thuan Phat Ngay thi nghiem 28/09/2018 Thiet bj thi nghiem SI 1 Ngay baocdo: 02/10/2018 May nen, tarn ep, thudc Id, thudc kep, can ctipn tit CHi TIEU T H I NGHI$M D o n vj Vien Vien tinh so l so Vien - so Trung hi nil T C V N 6477 : 2011 K i c h thuoc vien gych 1.1 - Chieu dai mm 179 178 180 -1.0 ±2 1.2 - C h i l u cao mm 80 79 78 -1.0 ±3 1.3 - Chieu r0ng mm 79 81 80 0.0 ±2 1.4 - Chieu day mm 14.8 15.2 15.3 15.1 1.5 - Chieu day vach ngdn mm 14.4 15.3 15 14.9 K h u y e t tat 1.6 2.1 - Dp cong venh tren be mSt vien gach mm 1.8 2.9 0.0 2.2 - So vet nut theo chieu day, chieu rong vet 0