NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VỮA XÂY CÓ TỈ LỆ VÔI PHÙ HỢP DÙNG ĐỂ XÂY GẠCH KHÔNG NUNG SẢN XUẤT TỪ NGUỒN ĐẤT FERALIT TRÊN ĐỊA BÀN XÃ HÀ BẦU

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HUY HẢI NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VỮA XÂY CÓ TỈ LỆ VÔI PHÙ HỢP DÙNG ĐỂ XÂY GẠCH KHÔNG NUNG SẢN XUẤT TỪ NGUỒN ĐẤT FERALIT TRÊN ĐỊA BÀN XÃ HÀ BẦU, HUYỆN ĐAK ĐOA, TỈNH GIA LAI Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRƯƠNG HỒI CHÍNH Đà Nẵng, Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi 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 Nguyễn Huy Hải TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VỮA XÂY CĨ TỈ LỆ VƠI PHÙ HỢP DÙNG ĐỂ XÂY GẠCH KHÔNG NUNG SẢN XUẤT TỪ NGUỒN ĐẤT FERALIT TRÊN ĐỊA BÀN XÃ HÀ BẦU, HUYỆN ĐAK ĐOA, TỈNH GIA LAI Học viên: Nguyễn Huy Hải Chuyên ngành: Kỹ thuật XD cơng trình DD & CN Mã số: 60.58.02.08 Khóa: 34 Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt - Đề tài tiến hành nghiên cứu chế tạo vữa xây có gia cố vơi dùng để xây gạch không nung sử dụng nguồn đất đồi Feralit địa bàn xã Hà Bầu, huyện Đak Đoa, tỉnh Gia Lai Khảo sát, lấy mẫu vật liệu, thí nghiệm tiêu lý đất đồi Feralit địa phương theo TCVN 7572:2006 để đánh giá chất lượng vật liệu Chế tạo mẫu thử, xác định tiêu lý (cường độ nén, độ hút nước) vữa mác 5,0MPa; 7,5MPa; 10MPa theo TCVN 3121:2003 sở sử dụng đất đồi Feralit địa phương, vôi xây dựng loại xi măng PCB40 Nghi Sơn Phân tích, so sánh số tiêu chí sử dụng đất đồi Feralit thay cho cát Đề tài cung cấp sở khoa học cho việc sử dụng nguồn vật liệu địa phương việc sản xuất loại vữa xây góp phần thay hiệu việc sử dụng nguồn tài nguyên cát dần cạn kiệt, đồng thời giảm thiểu việc khai thác khoáng sản ảnh hưởng đến mơi trường Từ khóa – Vữa xây sử dụng đất đồi Feralit; tiêu lý; yêu cầu kỹ thuật; cường độ nén; cốt liệu địa phương Summary - The thesis has conducted research on manufacturing lime reinforced mortar for construction of unburnt bricks using Feralit hill soil in Ha Bau commune, Dak Doa district, Gia Lai province Surveying, sampling materials, testing the physical and mechanical properties of local feralit hill soil according to TCVN 7572: 2006 to assess material quality Fabrication of test specimens, determination of mechanical properties (compressive strength, water absorption) of mortar marks 5.0MPa; 7.5MPa; 10MPa according to TCVN 3121: 2003 on the basis of using local Feralit hill soil, construction lime and PCB40 Nghi Son cement Analyzing and comparing the economics of using Feralit hill land instead of sand The project provides a scientific basis for the use of local materials in the production of new types of mortar, contributing to the effective replacement of the current depleted sand resource, while minimizing work exploitation of minerals leads to environmental impacts Keywords - Feralit hill and masonry mortar; mechanical indicator; technical requirements; compressive strength; Local aggregate MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN TRANG TĨM TẮT LUẬN VĂN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu: Đối tượng Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Kết cần đạt Kết cấu luận văn: CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VỮA XÂY DỰNG, GẠCH KHÔNG NUNG VÀ VỮA XÂY CHO GẠCH KHÔNG NUNG 1.1 KHÁI NIỆM, TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VỮA XÂY DỰNG 1.1.1 Khái niệm vữa xây dựng 1.1.2 Vật liệu chế tạo vữa 1.1.3 Tính chất vữa hỗn hợp vữa 1.1.4 Phân loại vữa xây dựng 1.2 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI GẠCH KHÔNG NUNG VÀ VỮA XÂY CHO GẠCH KHÔNG NUNG 1.2.1 Khái niệm gạch không nung 1.2.2 Những ưu điểm gạch không nung so với gạch đất sét nung 1.2.3 Phân loại gạch không nung 1.3 TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG GẠCH KHƠNG NUNG VÀ CÁC LOẠI VỮA XÂY HIỆN HÀNH TRONG XÂY DỰNG .10 1.3.1 Tình trạng sử dụng gạch không nung xây dựng 10 1.3.2 Các loại vữa sử dụng để thi công tường gạch không nung 10 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 12 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VỮA XÂY CĨ GIA CỐ VƠI VÀ CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA VỮA XÂY .13 2.1 TỔNG QUAN VỀ VỮA XÂY CĨ GIA CỐ VƠI 13 2.1.1 Giới thiệu vữa tam hợp .13 2.1.2 Thành phần chế tạo vữa tam hợp .13 2.2 YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM CỦA VẬT LIỆU 14 2.2.1 Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thí nghiệm vật liệu 14 2.2.2 Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thí nghiệm cho vữa .18 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 19 CHƯƠNG THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO VỮA VÀ SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA VỮA VỚI VỮA TAM HỢP TIÊU CHUẨN 20 3.1 THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO VỮA XÂY GẠCH KHÔNG NUNG 20 3.1.1 Thí nghiệm xi măng 20 3.1.2 Thí nghiệm đất đồi 26 3.1.3 Thí nghiệm vôi bột 31 3.2 THÍ NGHIỆM SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA VỮA XÂY 32 3.2.1 Xác định độ lưu động vữa tươi theo TCVN 4314:2003 34 3.2.2 Xác định cường độ nén vữa theo TCVN 3121-11:2003 37 3.2.3 Xác định độ hút nước mẫu vữa đóng rắn TCVN 3121-18:2003 50 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các tiêu yêu cầu kỹ thuật cốt liệu .5 Bảng 2.1a Định mức cấp phối vật liệu chế tạo vữa tam hợp theo Quyết định 1329/QĐBXD ngày 19/12/2016 13 Bảng 2.1b Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thử xi măng 14 Bảng 2.2 Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thử cát .15 Bảng 2.3 Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thử đất đồi Feralit 16 Bảng 2.4a Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thử vôi bột 17 Bảng 2.4b Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thử cho vữa 19 Bảng 3.1 Kết thí nghiệm độ mịn xi măng 22 Bảng 3.2 Kết thí nghiệm thời gian đông kết xi măng 24 Bảng 3.3 Kết thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng ngày tuổi 25 Bảng 3.4 Kết thí nghiệm cường độ mẫu vữa xi măng 28 ngày tuổi 26 Bảng 3.5 Kết thí nghiệm thành phần hạt đất đồi .28 Bảng 3.6 Kết thí nghiệm khối lượng thể tích xốp đất .31 Bảng 3.7 Định mức cấp phối vật liệu chế tạo vữa tam hợp theo Quyết định số 1329/QĐ-BXD ngày 19/12/2016 32 Bảng 3.8 Các thông số đầu vào để thiết kế thành phần cấp phối 33 Bảng 3.9a Thành phần vật liệu cho 1m3 vữa thiết kế Mác 5MPa .33 Bảng 3.9b Thành phần vật liệu cho 1m3 vữa thiết kế Mác 7,5MPa 33 Bảng 3.9c Thành phần vật liệu cho 1m3 vữa thiết kế Mác 10MPa 34 Bảng 3.10 Kết thí nghiệm độ lưu động vữa .36 Bảng 3.11 Kết thí nghiệm cường độ nén R3 cấp phối mác MPa 39 Bảng 3.12 Kết thí nghiệm cường độ nén R7 cấp phối mác MPa 40 Bảng 3.13 Kết thí nghiệm cường độ nén R28 cấp phối mác MPa .41 Bảng 3.14 Kết thí nghiệm cường độ nén R3 cấp phối mác 7,5 MPa 42 Bảng 3.15 Kết thí nghiệm cường độ nén R7 cấp phối mác 7,5 MPa 43 Bảng 3.16 Kết thí nghiệm cường độ nén R28 cấp phối mác 7,5 MPa 44 Bảng 3.17 Kết thí nghiệm cường độ nén R3 cấp phối mác 10 MPa .46 Bảng 3.18 Kết thí nghiệm cường độ nén R7 cấp phối mác 10 MPa .46 Bảng 3.19 Kết thí nghiệm cường độ nén R28 cấp phối mác 10 MPa .47 Bảng 3.20 Tổng hợp kết thí nghiệm cường độ nén R28 mẫu vữa 49 Bảng 3.21 Kết thí nghiệm độ hút nước mẫu vữa cấp phối mác MPa 52 Bảng 3.22 Kết thí nghiệm độ hút nước mẫu vữa cấp phối mác 7,5 MPa 53 Bảng 3.23 Kết thí nghiệm độ hút nước mẫu vữa cấp phối mác 10 MPa 54 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Gạch xi măng cốt liệu .8 Hình 1.2 Gạch bê tơng bọt Hình 1.3 Gạch bê tơng khí chưng áp .9 Hình 1.4 Sử dụng gạch bê tơng nhẹ xây dựng .10 Hình 1.5 Vữa xây gạch nhẹ 11 Hình 1.6 Vữa trát tường gạch nhẹ 12 Hình 2.1 Hình ảnh mỏ đất Feralit xã Hà Bầu, huyện Đăk Đoa, tỉnh Gia Lai 17 Hình 3.1 Xi măng PCB 40 Nghi Sơn 21 Hình 3.2 Thí nghiệm độ mịn xi măng theo phương pháp sàng 21 Hình 3.3 Thiết bị trộn hồ xi măng để xác định lượng nước tiêu chuẩn 23 Hình 3.4 Dụng cụ vicat để xác định thời gian đông kết 23 Hình 3.5 Cát tiêu chuẩn xi măng để đúc mẫu vữa thử độ bền nén 24 Hình 3.6 Bàn dằn tiêu chuẩn 25 Hình 3.7 Mẫu đất đồi chuẩn bị để đưa vào sàng 27 Hình 3.8 Cân khối lượng mẫu đất đồi trước sàng 27 Hình 3.9 Bộ sàn kiểm tra thành phần hạt đất đồi 28 Hình 3.10 Biểu đồ thành phần hạt đất đồi 29 Hình 3.11 Cân khối lượng đất bình đong 30 Hình 3.12 Thí nghiệm khối lượng thể tích xốp đất 30 Hình 3.13 Kết thí nghiệm vơi bột dùng cho cấp phối 31 Hình 3.14 Chuẩn bị vật liệu để trộn cấp phối xi măng-đất đồi-vôi 35 Hình 3.15 Định lượng vật liệu cho mẻ trộn thí nghiệm 36 Hình 3.16 Đúc mẫu vữa với thành phần cấp phối .37 Hình 3.17 Lấy mẫu đúc đem bảo dưỡng theo quy định 38 Hình 3.18 Nén mẫu thí nghiệm 39 Hình 3.19 Biểu đồ phát triển cường độ cấp phối vữa theo thời gian 42 Hình 3.20 Biểu đồ phát triển cường độ cấp phối vữa theo thời gian 45 Hình 3.21 Biểu đồ phát triển cường độ cấp phối vữa theo thời gian 48 Hình 3.22 Bảng so sánh cường độ nén cấp phối .49 Hình 3.23 Cân mẫu vữa sau sấy khô .51 Hình 3.24 Ngâm mẫu thử nước sinh hoạt nhiệt độ thường 51 Hình 3.25 Cân mẫu thử bão hòa nước sau ngâm 24h 52 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Để hạn chế sử dụng đất nơng nghiệp, góp phần bảo đảm an ninh lượng thực quốc gia, giảm thiểu khí phát thải gây hiệu ứng nhà kính nhiễm mơi trường, từ năm 2010, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 567/QĐ-TTg ngày 28 tháng năm 2010 việc phê duyệt Chương trình phát triển vật liệu xây không nung đến năm 2020 năm 2012 tiếp tục có Chỉ thị tăng cường sử dụng vật liệu Đến năm 2017, Bộ Xây dựng ban hành Thông tư số 13/2017/TT-BXD ngày 08 tháng 12 năm 2017 Quy định sử dụng vật liệu xây không nung cơng trình xây dựng, cụ thể: Đối với tỉnh đồng Trung du Bắc vùng Đông Nam bộ: Tối thiểu 90% khu đô thị từ loại III trở lên; Tối thiểu 70% khu vực lại.Đối với tỉnh lại: Tối thiểu 70% khu đô thị từ loại III trở lên; Tối thiểu 50% khu vực lại (Quy định hành tỷ lệ bắt buộc 100% tổng số vật liệu xây) Đối với địa bàn tỉnh Gia Lai, Ủy ban nhân dân (UBND) tỉnh quan tâm đến vấn đề này, thực nghiêm đạo Thủ tướng Chính phủ, UBND tỉnh Gia Lai ban hành Quyết định số 736/QĐ-UBND ngày 18/10/2017 việc ban hành “Quy định lộ trình chấm dứt sản xuất gạch đất sét nung lị thủ cơng, lị thủ cơng cải tiến, lị đứng liên tục, lị vòng, lò hoffman địa bàn tỉnh Gia Lai kế hoạch tăng cường sản xuất, sử dụng vật liệu xây không nung đến năm 2020” Tuy nhiên, sau năm thực hiện, Chương trình Phát triển vật liệu xây khơng nung (VLXKN) tồn quốc chưa kỳ vọng hành trình tìm đường tới “đích” gian nan Sở dĩ VLXKN nước ta chưa ưa chuộng, sở sản xuất cịn ít, q trình thi cơng cịn xảy nhiều tượng bị nứt Qua phân tích, có nhiều ngun nhân dẫn đến tượng thời tiết, nguyên vật liệu, kỹ thuật thi cơng gạch… Trong đó, việc sử dụng vữa xi măng thông thường (như nhiều đơn vị áp dụng) nguyên nhân cốt yếu làm cho tường xây gạch không nung bị nứt Hiện thị trường có nhiều loại vữa xi măng chuyên dụng cho gạch không nung gạch nung, nhiên giá thành loại vữa cao, đơn vị thi cơng cịn cân nhắc việc sử dụng, với nguồn nguyên liệu cát ngày khan đắt đỏ, giá thành cát xây dựng tăng dần lên ngày Ngoài ra, việc khai thác cát khơng theo lộ trình quy hoạch dẫn đến đe dọa hệ sinh thái thủy sinh Cát không đơn vật liệu xây dựng mà có vai trị quan trọng kiến tạo đồng bằng, ổn định lịng bờ sơng Cát cịn tạo sinh cảnh cho loài thủy sinh Nhận thấy việc cần nghiên cứu loại thành phần cấp phối để sản xuất vữa xây không sử dụng cát đồng thời phù hợp với loại gạch sản xuất từ nguồn nguyên liệu đất Feralit địa bàn tỉnh Gia Lai, tác giả chọn đề tài: Nghiên cứu chế tạo vữa xây có tỉ lệ vơi phù hợp dùng để xây gạch không nung sản xuất từ nguồn đất feralit địa bàn xã Hà Bầu, huyện Đak Đoa, tỉnh Gia Lai Mục tiêu nghiên c u: - Nghiên cứu thành phần cấp phối (đất đồi Feralit thay cát + ?% vôi) để sản xuất loại vữa dùng để xây gạch cấp phối đất đồi - Nghiên cứu phịng thí nghiệm, thiết kế quy trình sản xuất, thiết kế cấp phối phù hợp (tính tốn tỷ lệ vơi thay đổi 5%, 10%, 15%) với nguyên liệu có Đối tượng Phạm vi nghiên c u - Đối tượng nghiên cứu: Vữa xây có gia cố vơi để xây loại gạch không nung sản xuất từ nguồn đất feralit - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu tỷ lệ % vôi gia cố (5%, 10%, 15%) để sản xuất vữa xây Phương pháp nghiên c u - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết tổng hợp tài liệu liên quan đến đề tài - Phương pháp thí nghiệm để thiết kế thành phần cấp phối đo đạc kết Nội dung nghiên c u - Tổng quan vật liệu sử dụng công nghệ sản xuất vữa xây cho gạch cấp phối đất đồi - Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thí nghiệm vật liệu - Yêu cầu kỹ thuật phương pháp thí nghiệm vữa xây cho gạch cấp phối đất đồi - Thiết kế cấp phối - Thí nghiệm xác định tiêu lí vữa xây cho gạch cấp phối đất đồi - Xử lý số liệu viết báo cáo liên quan đến đề tài - Đề xuất, kiến nghị Kết cần đạt Từ số liệu thu thập phịng thí nghiệm, tiến hành phân tích so sánh kết luận tính khả thi việc sản xuất loại vữa xây cho gạch không nung làm từ cấp phối đất đồi Feralit dựa nguồn vật liệu có sẵn địa bàn tỉnh Gia Lai Kết cấu luận văn: Mở đầu Chương 1: Tổng quan vữa xây dựng, gạch không nung vữa xây cho gạch khơng nung 1.1 Khái niệm, tính chất vữa xây dựng 1.2 Khái niệm, phân loại gạch không nung vữa xây cho gạch không nung 1.3 Tình trạng sử dụng gạch khơng nung loại vữa xây hành xây dựng 1.4 Kết luận chương Chương 2: Tổng quan vữa xây có gia cố vơi u cầu kỹ thuật vữa xây 2.1 Tổng quan vữa xây có gia cố vơi 2.2 u cầu kỹ thuật phương pháp thí nghiệm vật liệu 2.3 Kết luận chương Chương 3: Thí nghiệm thực nghiệm sản xuất vữa xây gạch khơng nung 3.1 Thí nghiệm tiêu lý vật liệu chế tạo vữa xây gạch khơng nung 3.2 Thí nghiệm so sánh tiêu lý vữa xây 3.3 Kết luận chương