Nghiên cứu chế tạo gạch bê tông không nung sử dụng cốt liệu trên địa bàn tỉnh quảng nam

Đề tài tiến hành nghiên cứu chế tạo gạch bê tông không nung sử dụng cốt liệu trên địa bàn tỉnh Quảng Nam Khảo sát lấy mẫu vật liệu thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của cát đá mạt tại địa phương theo TCVN 7572 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa – Phương pháp thử để đánh giá chất lượng vật liệu theo TCVN 7570 2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật Chế tạo mẫu thử xác định các chỉ tiêu cơ lý cường độ nén độ hút nước độ rỗng của gạch xi măng cốt liệu mác M7 5 theo TCVN 6477 2011 Gạch bê tông trên cơ sở sử dụng cát đá mạt tại địa phương và loại xi măng PCB40 Đồng Lâm Phân tích so sánh tính kinh tế khi sử dụng gạch xi măng cốt liệu thay cho gạch đất sét nung trong xây dựng Đề tài cung cấp cơ sở khoa học cho việc sử dụng nguồn vật liệu địa phương trong việc sản xuất gạch không nung góp phần đẩy mạnh sử dụng gạch không nung và hạn chế gạch nung gây ô nhiễm môi trường

1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN NGỌC HỒNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO GẠCH BÊ TƠNG KHÔNG NUNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Đà Nẵng - Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NGỌC HOÀNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO GẠCH BÊ TÔNG KHÔNG NUNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS ĐẶNG CÔNG THUẬT Đà Nẵng - Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Ngọc Hoàng MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục ti u nghi n cứu Đối tƣợng nghi n cứu Phạm vi nghi n cứu Error! Bookmark not defined Phƣơng pháp nghi n cứu Kết cấu luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ GẠCH BÊ TÔNG KHÔNG NUNG 1.1 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI GẠCH BÊ TÔNG KHÔNG NUNG 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại 1.1.2.1 Gạch xi măng cốt liệu (còn đƣợc gọi gạch block) 1.1.2.2 Gạch b tông nhẹ 1.2 ƢU, NHƢỢC ĐIỂM CỦA GẠCH BÊ TÔNG KHÔNG NUNG 1.2.1 Ƣu điểm 1.2.2 Nhƣợc điểm 1.3 TÌNH TRẠNG SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG GẠCH BÊ TÔNG KHÔNG NUNG 1.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU 10 2.2 YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM CỦA VẬT LIỆU 11 2.2.1 Xi măng 11 2.2.2 Cát 12 2.2.3 Đá mạt (còn gọi cát nghiền) 13 2.2.4 Nƣớc 13 2.3 YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM CỦA GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU 15 2.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 16 CHƢƠNG THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU VÀ SO SÁNH CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU 17 3.1 THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU 17 3.1.1 Thí nghiệm xi măng 17 3.1.1.1 Xác định độ mịn theo TCVN 4030:2003 17 3.1.1.2 Xác định độ bền nén theo TCVN 6016:2011 18 3.1.1.3 Xác định thời gian đông kết theo TCVN 6017:1995 21 3.1.1.4 Xác định khối lƣợng ri ng theo TCVN 4030:2003 22 3.1.2 Thí nghiệm cát 23 3.1.2.1 Xác định khối lƣợng ri ng, độ hút nƣớc cát theo TCVN 75724:2006 23 3.1.2.2 Xác định khối lƣợng thể tích xốp cát theo TCVN 7572-6:2006 24 3.1.2.3 Xác định hàm lƣợng bụi, bùn, sét theo TCVN 7572-8:2006 25 3.1.2.4 Xác định thành phần hạt cát theo TCVN 7572-2:2006 26 3.1.3 Thí nghiệm đá mạt (cịn gọi cát nghiền) 29 3.1.3.1 Xác định khối lƣợng ri ng, độ hút nƣớc đá mạt theo TCVN 75724: 2006……………………………………………………………………… .29 3.1.3.2 Xác định khối lƣợng thể tích xốp đá mạt theo TCVN 7572-6:2006 …………………………………………………………………………………… .30 3.1.3.3 Xác định hàm lƣợng bụi, bùn, sét theo TCVN 7572-8:2006 31 3.1.3.4 Xác định thành phần hạt đá mạt theo TCVN 7572-2:2006 32 3.2 THIẾT KẾ CẤP PHỐI 35 3.3 THÍ NGHIỆM SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU……….……………………………………………………………… 37 3.3.1 Xác định cƣờng độ nén gạch xi măng cốt liệu theo TCVN 6477:2011… 37 3.3.2 Xác định độ rỗng gạch xi măng cốt liệu theo TCVN 6477:2011 40 3.3.3 Xác định độ hút nƣớc gạch xi măng cốt liệu theo TCVN 6355 - 4: 2009 44 3.4 SO SÁNH TÍNH KINH TẾ KHI SỬ DỤNG GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU THAY CHO GẠCH ĐẤT SÉT NUNG TRONG XÂY DỰNG 47 3.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………………….49 TÀI LIỆU THAM KHẢO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG (Bản sao) NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN (Bản sao) QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO GẠCH BÊ TÔNG KHÔNG NUNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NAM Học vi n: Nguyễn Ngọc Hồng Chuy n ngành: Kỹ thuật XD cơng trình DD & CN Mã số: 60.58.02.08 Khóa: 31 Trƣờng Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt - Đề tài tiến hành nghi n cứu chế tạo gạch b tông không nung sử dụng cốt liệu tr n địa bàn tỉnh Quảng Nam Khảo sát, lấy mẫu vật liệu, thí nghiệm ti u lý cát, đá mạt địa phƣơng theo TCVN 7572:2006 (Cốt liệu cho b tông vữa – Phƣơng pháp thử) để đánh giá chất lƣợng vật liệu theo TCVN 7570:2006 (Cốt liệu cho b tông vữa – Y u cầu kỹ thuật) Chế tạo mẫu thử, xác định ti u lý (cƣờng độ nén, độ hút nƣớc, độ rỗng) gạch xi măng cốt liệu mác M7,5 theo TCVN 6477:2011 (Gạch b tông) tr n sở sử dụng cát, đá mạt địa phƣơng loại xi măng PCB40 Đồng Lâm Phân tích, so sánh tính kinh tế sử dụng gạch xi măng cốt liệu thay cho gạch đất sét nung xây dựng Đề tài cung cấp sở khoa học cho việc sử dụng nguồn vật liệu địa phƣơng việc sản xuất gạch không nung, góp phần đẩy mạnh sử dụng gạch khơng nung hạn chế gạch nung gây ô nhiễm môi trƣờng Từ khóa – Gạch xi măng cốt liệu; ti u lý; y u cầu kỹ thuật; cƣờng độ nén; cốt liệu địa phƣơng STUDY ON MANUFACTURING NON-BAKED CONCRETE BRICKS USING MATERIALS ON THE SITE OF QUANG NAM PROVINCE Summary - The research project of manufacturing non-baked concrete bricks using aggregate on the site of Quang Nam province Surveying, sampling material, testing the mechanical properties of sand, aggregate according to the standard of TCVN 7572: 2006 (Aggregate for Concrete and Mortar - Test Method) for evaluation of Material quality according to the standard of TCVN 7570: 2006 (Aggregate for concrete and mortar Technical requirements) Creating test specimens, determining mechanical properties (compressive strength, water absorption, porosity) of non-baked concrete bricks Grade M7.5 according to the standard of TCVN 6477: 2011 (Concrete Brick) on the basis of using sand and grit in the local area and type of cement of PCB40 Dong Lam Analyzing, comparing economical benefit when using cement bricks instead of baked clay bricks in construction The topic provides a scientific basis for the use of local materials in the production of unbaked brick, contributing to the thrive of using non-baked bricks,in the result limiting the production of baked bricks which causes environmental pollution Keyword - Aggregate cement brick; Mechanical indicator; Technicalrequirements; Compressive strength; Reinforced soil Phoenix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số liệu hình 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 Tên hình Trang Gạch xi măng cốt liệu (gạch Block) Gạch b tơng bọt, khí khơng chƣng áp Gạch b tơng khí chƣng áp Sử dụng gạch b tơng khơng nung xây dựng Quy trình cơng nghệ để sản xuất gạch xi măng cốt liệu Xi măng PCB 40 Đồng Lâm Thí nghiệm độ mịn xi măng theo phƣơng pháp sàng Cân khối lƣợng xi măng, cát ti u chuẩn nƣớc để đúc mẻ vữa Máy trộn vữa máy dằn Mẫu thử độ bền nén xi măng Thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng Trộn hồ xi măng để xác định lƣợng nƣớc ti u chuẩn Dụng cụ Vicat để xác định thời gian đơng kết Thí nghiệm khối lƣợng ri ng xi măng Cân khối lƣợng m2 Cân khối lƣợng m3 Thí nghiệm khối lƣợng thể tích xốp cát Cân ống đong có cát Thí nghiệm hàm lƣợng bụi, bùn, sét cát Thí nghiệm kiểm tra thành phần hạt cát Biểu đồ thành phần hạt cát Cân khối lƣợng m2 Cân khối lƣợng m3 Cân ống đong có chứa đầy đá mạt Biểu đồ thành phần hạt đá mạt Biểu đồ thành phần hạt hỗn hợp cát đá mạt Đúc mẫu gạch theo 03 thành phần cấp phối nhà máy Mẫu gạch xi măng cốt liệu theo cấp phối thí nghiệm cƣờng độ nén R3 Biểu đồ phát triển cƣờng độ cấp phối gạch theo thời gian Đo kích thƣớc chiều dài, rộng, cao mẫu gạch theo cấp phối Đổ cát vào phần rộng mẫu gạch theo cấp phối Cân lƣợng cát toàn phần rỗng mẫu gạch theo cấp phối 10 17 18 19 19 19 20 21 21 22 24 24 25 25 26 27 28 30 30 31 33 34 36 37 40 41 41 42 3.28 3.29 3.30 3.31 3.32 Biểu đồ quan hệ độ rỗng gạch theo cấp phối Cân mẫu gạch xi măng cốt liệu sau sấy khô Ngâm mẫu gạch xi măng cốt liệu bể nƣớc 24 Cân mẫu gạch xi măng cốt liệu bão hòa nƣớc Biểu đồ quan hệ độ hút nƣớc gạch theo cấp phối 43 44 45 45 46 DANH MỤC CÁC BẢNG Số liệu bảng 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 Tên bảng Y u cầu kỹ thuật phƣơng pháp thử xi măng poóc lăng hỗn hợp Y u cầu kỹ thuật phƣơng pháp thử cát Y u cầu kỹ thuật phƣơng pháp thử đá mạt Hàm lƣợng tối đa cho phép muối hoà tan, ion sunfat, ion clo cặn không tan nƣớc trộn b tông vữa Giới hạn cho phép thời gian ninh kết cƣờng độ chịu nén hồ xi măng b tông Y u cầu kỹ thuật phƣơng pháp thử gạch xi măng cốt liệu Kết thí nghiệm độ mịn xi măng Kết thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng 03 ngày tuổi Kết thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng 28 ngày tuổi Kết thí nghiệm thời gian đơng kết xi măng Kết thí nghiệm khối lƣợng ri ng xi măng Kết thí nghiệm khối lƣợng ri ng, độ hút nƣớc cát Kết thí nghiệm khối lƣợng thể tích xốp cát Kết thí nghiệm hàm lƣợng bụi, bùn, sét cát Kết thí nghiệm thành phần hạt cát Kết thí nghiệm khối lƣợng ri ng, độ hút nƣớc đá mạt Kết thí nghiệm khối lƣợng thể tích xốp đá mạt Kết thí nghiệm hàm lƣợng bụi, bùn, sét đá mạt Kết thí nghiệm thành phần hạt đá mạt Các thơng số đầu vào để thiết kế thành phần cấp phối Thành phần vật liệu cho 1m3 vữa theo định mức 1784/BXD-VP Bảng thành phần cấp phối vật liệu cho 1m3 vữa tính theo khối lƣợng Kết thí nghiệm cƣờng độ nén R3 gạch theo cấp phối Kết thí nghiệm cƣờng độ nén R7 gạch theo cấp phối Kết thí nghiệm cƣờng độ nén R14 gạch theo cấp phối Kết thí nghiệm cƣờng độ nén R28 gạch theo cấp phối Kết thí nghiệm độ rỗng gạch xi măng cốt liệu theo cấp phối Kết thí nghiệm độ hút nƣớc gạch theo cấp phối Kết so sánh hiệu kinh tế đầu tƣ sản xuất gạch xi măng cốt liệu Trang 11 12 13 14 14 15 17 19 20 21 22 23 24 25 27 29 30 31 32 35 35 35 38 39 39 39 43 46 47 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Vật liệu xây dựng chiếm vị trí quan trọng cơng trình xây dựng Trong số loại vật liệu xây dựng gạch xây dựng vấn đề đƣợc quan tâm nhiều Ở nƣớc ta, gạch xây dựng chủ yếu gạch đất sét nung nhƣng trình sản xuất gạch đất sét nung cần sử dụng số lƣợng lớn nguồn nguy n liệu đất sét, nhi n liệu hóa thạch (than đá) phát sinh nhiều khí thải gây hiệu ứng nhà kính, làm cạn kiệt nguồn tài nguy n gây ô nhiễm mơi trƣờng Vì để khắc phục tình trạng tr n cần phải thúc đẩy phát triển công nghệ sản xuất sử dụng vật liệu xây không nung (VLXKN) Đối với tỉnh Quảng Nam, Ủy Ban Nhân dân Tỉnh ban hành Quyết định số 2537/QĐ-UBND ngày 20/07/2015 việc “Ban hành kế hoạch tăng cường sử dụng vật liệu xây khơng nung lộ trình giảm dần việc sản xuất, sử dụng gạch đất sét nung địa bàn tỉnh Quảng Nam” Đây chủ trƣơng đắn, đồng thời đáp ứng nhu cầu sử dụng vật liệu không nung đạt 20% vào năm 2015 43% vào năm 2020 phù hợp với mục ti u theo quy định Quyết định số 567/QĐ-TTg ngày 28/4/2010 Thủ tƣớng Chính phủ Theo lộ trình, đến hết năm 2015, Quảng Nam tiến tới xóa bỏ hoàn toàn sở sản xuất gạch đất sét nung lị thủ cơng, lị thủ cơng cải tiến, lò đứng li n tục Đối với sở sản xuất gạch đất sét nung (lò tunnel) hạn chế đầu tƣ xây dựng sở sản xuất gạch đất sét nung cơng nghệ lị tunnel; khơng sử dụng đất sản xuất nông nghiệp để sản xuất gạch; đồng thời tổ chức xếp lại sở sản xuất nhỏ lẽ, hƣớng dẫn hộ tƣ nhân li n doanh, li n kết, góp vốn mở rộng sản xuất, chuyển đổi công nghệ nhằm giảm ti u hao nguy n liệu, nhi n liệu bảo vệ mơi trƣờng Về phía doanh nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng tr n địa bàn tỉnh Quảng Nam, với chủ trƣơng khuyến khích phát triển vật liệu xây không nung Nhà nƣớc nhƣ chế hỗ trợ, sách khuyến khích đất đai, thủ tục, thuế… nhiều sở đầu tƣ máy móc, thiết bị để sản xuất gạch khơng nung nhƣ: Công ty TNHH MTV Sản xuất Nguy n Tâm (Huyện Thăng Bình), Doanh nghiệp Tâm Phúc Nguyên (Huyện Đại Lộc), Công ty TNHH VLXD Hiệp Hƣng (Huyện Đại Lộc), Công ty cổ phần b tông nhẹ Đất Việt (Thành phố Tam Kỳ)… Tuy nhi n nay, hầu hết dây chuyền sản xuất gạch không nung Việt Nam nói chung tỉnh Quảng Nam nói ri ng, thiết bị sản xuất đƣợc cung cấp công ty Trung Quốc Chính vậy, đƣa dây chuyền vào vận hành, điều kiện nguy n vật liệu, khí hậu, trình độ lao động đặc thù nhà sản xuất phải tự tìm hiểu nghi n cứu, mị mẫm thử nghiệm quy trình sản xuất, quy trình sử dụng; từ sản phẩm làm chất lƣợng thấp, thiếu ổn định, suất không cao 37 3.3 THÍ NGHIỆM SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU 3.3.1 Xác định cƣờng độ nén gạch xi măng cốt liệu theo TCVN 6477:2011 [8] - Dụng cụ thiết bị: + Thƣớc có vạch chia đến mm; + Tấm kính để phẳng bề mặt vữa trát mẫu; + Bay, chảo trộn hồ xi măng; + Máy nén có thang lực thích hợp để nén, tải trọng phá hủy nằm khoảng từ 20% đến 80 % tải trọng lớn máy Khơng đƣợc nén mẫu ngồi thang lực tr n - Chuẩn bị mẫu: + Mẫu thử nén vi n gạch nguy n (Hình 3.23) Dùng xi măng theo TCVN 6260:2009 TCVN 2682:2009 nƣớc để trộn hồ xi măng có độ dẻo ti u chuẩn Mặt chịu nén vi n gạch mặt chịu lực xây Trát hồ xi măng l n hai mặt chịu nén Dùng kính để phẳng hồ xi măng cho khơng cịn vết lõm bọt khí Chiều dày lớp hồ xi măng khơng lớn mm Hai mặt trát phải phẳng song song Hình 3.23 Mẫu gạch xi măng cốt liệu theo cấp phối thí nghiệm cường độ nén R3 38 + Sau trát, mẫu đƣợc đặt phịng thí nghiệm khơng 72 đem thử Khi nén, mẫu đƣợc thử trạng thái ẩm tự nhi n Khi cần thử nhanh, dùng xi măng nhôm loại AC40 thạch cao khan để trát mặt mẫu Sau mẫu đƣợc đặt phịng thí nghiệm khơng 16 đem thử - Tiến hành thí nghiệm: Đo kích thƣớc mẫu thử chuẩn bị xác tới mm Đặt mẫu thử l n thớt dƣới máy nén, tâm mẫu thử trùng với tâm thớt nén Thực gia tải mẫu bị phá hủy đến xác định giá trị lực nén lớn Tốc độ tăng tải phải (0,6 ± 0,2) N/mm2.s - Kết thí nghiệm: Là kết tính giá trị trung bình kết thử Loại bỏ giá trị có sai lệch lớn 15 % so với giá trị trung bình Kết cuối giá trị trung bình cộng giá trị hợp lệ cịn lại, xác đến 0,1 MPa Trƣờng hợp giá trị lớn nhỏ lệch 15% so với cƣờng độ nén vi n mẫu trung bình bỏ hai kết Kết cƣờng độ nén tổ mẫu cƣờng độ nén vi n mẫu lại Cƣờng độ nén (R) đƣợc tính MPa theo cơng thức: R Pmax K S Trong đó: Pmax lực nén lớn phá hủy mẫu, tính N; S giá trị trung bình cộng tồn diện tích mặt nén (kể phần diện tích lỗ rỗng), tính mm2; K hệ số hình dạng Sử dụng phần mềm nội suy chiều, xác định hệ số hình dạng K = 0,86 mẫu gạch có kích thƣớc 170 x 115 x 75 mm Bảng 3.17 Kết thí nghiệm cường độ nén R3 gạch theo cấp phối Tiết diện Lực phá Cƣờng độ Cƣờng độ Cấp Mô tả mẫu mẫu hoại viên trung bình (mm) phối số (mm ) (N) (MPa) (MPa) 60440 2,7 62310 2,7 H2 2,7 63840 2,8 71970 3,2 170 x 115 x 75 19550 H3 70820 3,1 3,2 72640 3,2 94750 4,2 H4 93610 4,1 4,1 92670 4,1 39 Bảng 3.18 Kết thí nghiệm cường độ nén R7 gạch theo cấp phối Tiết diện Lực phá Cƣờng độ Cƣờng độ Cấp Mô tả mẫu mẫu hoại viên trung bình (mm) phối số (mm ) (N) (MPa) (MPa) 82980 3,7 79450 3,5 H2 3,6 80850 3,6 93540 4,1 170 x 115 x 75 19550 H3 4,1 92730 4,1 90670 4,0 112520 4,9 H4 115740 5,1 5,0 110620 4,9 Bảng 3.19 Kết thí nghiệm cường độ nén R14 gạch theo cấp phối Tiết diện Lực phá Cƣờng độ Cƣờng độ Cấp Mơ tả mẫu mẫu hoại viên trung bình (mm) phối số (mm ) (N) (MPa) (MPa) 93290 4,1 94360 4,2 H2 4,1 90750 4,0 106390 4,7 170 x 115 x 75 19550 H3 4,8 108240 4,8 109630 4,8 123730 5,4 H4 129840 5,7 5,7 135530 6,0 Bảng 3.20 Kết thí nghiệm cường độ nén R28 gạch theo cấp phối Tiết diện Lực phá Cƣờng độ Cƣờng độ Cấp Mô tả mẫu mẫu hoại viên trung bình (mm) phối số (mm ) (N) (MPa) (MPa) 133380 5,9 131290 5,8 H2 5,8 130340 5,7 148430 6,5 170 x 115 x 75 19550 H3 6,6 150690 6,6 153780 6,8 176380 7,8 H4 166840 7,3 7,6 172350 7,6 40 Sự phát triển cƣờng độ gạch xi măng cốt liệu theo thời gian đƣợc biểu diễn Hình 3.24 Biểu đồ phát triển cƣờng độ gạch xi măng cốt liệu theo thời gian Cƣờng độ (MPa) Cấp phối Cấp phối 3 Cấp phối 14 Thời gian (ngày) 28 Hình 3.24 Biểu đồ phát triển cường độ cấp phối gạch theo thời gian Nhận xét: Nhìn vào biểu đồ, ta thấy với tỷ lệ Cát : Đá mạt : Nƣớc cƣờng độ gạch xi măng cốt liệu cấp phối số cao so với cấp phối khác Ở 28 ngày, cƣờng độ nén gạch xi măng cốt liệu cấp phối số đạt 7,6 Mpa (đạt mác thiết kế) Điều đƣợc giải thích nhƣ sau: Khi thay đổi tỷ lệ xi măng (tăng lƣợng dùng xi măng), giữ nguy n tỷ lệ nƣớc tỉ lệ N/X nhỏ (cấp phối 2, cấp phối 3) khơng đủ nƣớc để xi măng thủy hóa hồn tồn n n cƣờng độ đá xi măng giảm, cƣờng độ gạch xi măng cốt liệu giảm Khi tỷ lệ N/X hợp lý (cấp phối 4) xi măng thủy hóa hồn tồn, lƣợng nƣớc tự tồn b n thành phần cấp phối ít, bay để lại lỗ rỗng đá xi măng làm cƣờng độ đá xi măng tăng, cƣờng độ gạch xi măng cốt liệu tăng 3.3.2 Xác định độ rỗng gạch xi măng cốt liệu theo TCVN 6477:2011 [8] - Nguy n tắc thí nghiệm: Tính tổng thể tích vi n gạch Dùng cát đổ vào lỗ rỗng để xác định tổng thể tích phần rỗng Từ xác định tỷ lệ % thể tích phần rỗng so với tổng thể tích vi n gạch - Dụng cụ vật liệu thử: Cân kỹ thuật, xác tới g; Thƣớc đo có độ chia đến mm; Cát khơ 41 - Tiến hành thí nghiệm: + Mẫu thử vi n gạch nguy n Đo kích thƣớc chiều dài, rộng, cao mẫu thử (Hình 3.25) Trị số đo chiều giá trị trung bình cộng cạnh chiều + Đổ cát vào phần rộng mẫu thử Đối với phần rỗng đầu mẫu thử cần áp sát miếng kính vào để tạo thành lỗ rỗng (Hình 3.26) Cát phải rơi tự nhi n theo phƣơng thẳng đứng Miệng phễu đổ cát cách miệng lỗ rỗng 10 cm Cân lƣợng cát toàn phần rỗng mẫu thử (Hình 3.27) Hình 3.25: Đo kích thước chiều dài, rộng, cao mẫu gạch theo cấp phối Hình 3.26: Đổ cát vào phần rộng mẫu gạch theo cấp phối 42 Hình 3.27: Cân lượng cát toàn phần rỗng mẫu gạch theo cấp phối - Kết thí nghiệm: Độ rỗng mẫu thử (r), tính %, theo công thức: r  Vr  100 l bh Trong đó: l, b, h chiều dài, rộng, cao mẫu thử, tính cm; Vr thể tích phần lỗ rỗng, tính cm3, theo cơng thức: Vr  mc c 43 Trong đó: mc khối lƣợng cát lỗ rỗng, tính gam; c khối lƣợng thể tích cát, xác định theo TCVN 7572-6:2006, tính g/cm3 Khối lƣợng thể tích cát dùng thí nghiệm c = 1,28(g/cm3) Bảng 3.21 Kết thí nghiệm độ rỗng gạch xi măng cốt liệu theo cấp phối Khối Thể tích Độ rỗng Độ rỗng Cấp Yêu cầu Mô tả mẫu lƣợng phần lỗ trung Kết phối kỹ thuật (cm) cát rỗng viên bình luận (%) số (g) (cm ) (%) (%) 578,32 451,81 30,81 580,75 453,71 30,94 H2 31,06 ≤ 65 Đạt 589,63 460,65 31,42 562,68 439,59 29,98 H3 17 x 11,5 x 7,5 583,09 455,54 31,07 30,91 ≤ 65 Đạt 594,41 464,38 31,67 582,15 454,80 31,02 H4 491,71 384,15 26,20 29,61 ≤ 65 Đạt 593,22 463,45 31,61 Biểu đồ quan hệ độ rỗng gạch xi măng cốt liệu theo cấp phối đƣợc biểu diễn tr n Hình 3.28 Biểu đồ quan hệ độ rỗng gạch theo cấp phối 32 Độ rỗng (%) 31 30 29 28 27 26 25 Độ rỗng Cấp phối 31.06 Cấp phối 30.91 Cấp phối 29.61 Hình 3.28 Biểu đồ quan hệ độ rỗng gạch theo cấp phối 44 Nhận xét: Nhìn vào biểu đồ, ta thấy với độ rỗng gạch xi măng cốt liệu cấp phối thấp cấp phối khác Do đó, gạch xi măng cốt liệu cấp phối đặc n n cƣờng độ nén gạch xi măng cốt liệu cấp phối cao cấp phối khác hợp lý 3.3.3 Xác định độ hút nƣớc gạch xi măng cốt liệu theo TCVN 6355 - 4: 2009 [15] - Nguy n tắc thí nghiệm: Ngâm mẫu thử đƣợc sấy khơ vào nƣớc bão hòa Xác định tỷ lệ phầm trăm lƣợng nƣớc đƣợc hút vào so với khối lƣợng mẫu khô - Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm: Tủ sấy tới 200 0C có điều chỉnh nhiệt độ; Cân kỹ thuật có độ xác tới gam; Thùng bể ngâm mẫu - Chuẩn bị mẫu thử: + Chuẩn bị tối thiểu vi n gạch nguy n đạt y u cầu ngoại quan để làm mẫu thử + Dùng bàn chải quét mẫu thử Sấy mẫu nhiệt độ 1050C ÷ 1100C đến khối lƣợng không đổi (thông thƣờng thời gian sấy không 24 giờ) Khối lƣợng không đổi hiệu số hai lần cân li n tiếp không lớn 0,2 % Thời gian hai lần cân li n tiếp không nhỏ + Đặt mẫu thử vào nơi khô để nguội đến nhiệt độ phịng thí nghiệm cân mẫu (Hình 3.29) Hình 3.29 Cân mẫu gạch xi măng cốt liệu sau sấy khơ 45 - Tiến hành thí nghiệm: + Đặt mẫu thử khô nguội theo chiều thẳng đứng vào thùng bể nƣớc có nhiệt độ 27 0C ± 0C Khoảng cách vi n gạch cách thành bể 10 mm Mực nƣớc phải cao mặt mẫu thử 20 mm (Hình 3.30) Thời gian ngâm mẫu 24 Hình 3.30 Ngâm mẫu gạch xi măng cốt liệu bể nước 24 + Vớt mẫu ra, dùng khăn ẩm thấm bề mặt mẫu thử cân mẫu bão hịa nƣớc (Hình 3.31), thời gian từ vớt mẫu đến cân xong khơng q phút Hình 3.31 Cân mẫu gạch xi măng cốt liệu bão hòa nước 46 - Kết thí nghiệm: Là giá trị trung bình cộng kết mẫu thử, tính xác tới 0,1 % Bảng 3.22 Kết thí nghiệm độ hút nước gạch theo cấp phối KL mẫu KL mẫu Độ hút Độ hút Cấp Yêu cầu sau sau nƣớc nƣớc trung Kết phối kỹ thuật sấy khơ ngâm nƣớc viên bình luận (%) số (g) (g) (%) (%) 2308 2506 8,58 2272 2462 8,36 2157 2345 8,72 H2 8,81 ≤ 14 Đạt 2297 2507 9,14 2231 2437 9,23 2211 2396 8,37 2213 2384 7,73 H3 2167 2340 7,98 8,03 ≤ 14 Đạt 2159 2341 8,43 2256 2428 7,62 2259 2397 6,11 2374 2536 6,82 H4 6,75 ≤ 14 Đạt 2259 2424 7,30 2227 2379 6,83 2340 2496 6,67 Biểu đồ quan hệ độ hút nƣớc gạch xi măng cốt liệu theo cấp phối đƣợc biểu diễn tr n Hình 3.32 Biểu đồ quan hệ độ hút nƣớc gạch theo cấp phối 10 Độ hút nƣớc (%) Độ hút nƣớc Cấp phối 8.81 Cấp phối 8.03 Cấp phối 6.75 Hình 3.32 Biểu đồ quan hệ độ hút nước gạch theo cấp phối 47 Nhận xét: Nhìn vào biểu đồ, ta thấy độ hút nƣớc gạch xi măng cốt liệu cấp phối thấp cấp phối khác Do đó, gạch xi măng cốt liệu cấp phối đặc chắc, lỗ rỗng n n cƣờng độ nén gạch xi măng cốt liệu cấp phối cao cấp phối khác hợp lý 3.4 SO SÁNH TÍNH KINH TẾ KHI SỬ DỤNG GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU THAY CHO GẠCH ĐẤT SÉT NUNG TRONG XÂY DỰNG Việc sử dụng gạch xi măng cốt liệu hiệu phát triển bền vững nhƣ bảo vệ quỹ đất nơng nghiệp, mơi trƣờng việc sản xuất sử dụng gạch xi măng cốt liệu cho xây tƣờng cịn có hiệu đầu tƣ sản xuất, giảm tải, tiết kiệm chi phí móng, kết cấu xây dựng Theo tham luận đƣợc Hội VLXD Việt Nam giới thiệu tác giả ThS Đào Đức Diễn “Lợi ích to lớn việc sản xuất sử dụng gạch không nung xi măng cốt liệu thay gạch đất sét nung” [17] kết so sánh hiệu đầu tƣ thực tế Nhà máy sản xuất gạch không nung xi măng cốt liệu Hà Nam Nhà máy sản xuất gạch đất sét nung Bắc Giang có quy mơ cơng suất khoảng 30 triệu vi n QTC/năm nhƣ sau: Bảng 3.23 Kết so sánh hiệu kinh tế đầu tư sản xuất gạch xi măng cốt liệu Gạch không Gạch đất Tiết STT Chỉ tiêu ĐVT nung sét nung kiệm Diện tích mặt xây dựng 2 Vùng nguy n liệu 5 Điện ti u thụ Kw/h 90 250 160 Dầu máy lít/h 10 15 5 Nhân cơng Ngƣời 20 120 100 Vốn đầu tƣ Tỷ đồng 10 30 20 Thời gian xây dựng, lắp đặt Ngày 60 120 60 Ngoài ra, hiệu kinh tế kỹ thuật mang lại sử dụng gạch xi măng cốt liệu thay gạch đất sét nung theo tham luận tổng khối lƣợng 1m3 tƣờng xây gạch đặc xi măng cốt liệu tăng 2% so với gạch đặc đất sét nung, tổng khối lƣợng 1m3 tƣờng xây gạch rỗng xi măng cốt liệu giảm 21% khối lƣợng so với gạch rỗng đất sét nung, tổng chi phí xây dựng 1m3 tƣờng xây gạch đặc xi măng cốt liệu (loại A105D) giảm 12% chi phí so với gạch đặc đất sét nung, tổng chi phí xây dựng 1m3 tƣờng xây gạch rỗng xi măng cốt liệu (loại 400x200x200 mm) giảm 18% chi phí so với gạch rỗng đất sét nung [17] Nhƣ vậy, gạch xi măng cốt liệu có nhiều ƣu điểm so với gạch đất sét nung, có tính gần gũi dễ sử dụng, giảm khối lƣợng tƣờng xây tiết kiệm nhiều chi phí xây tƣờng n n coi sản phẩm thay hoàn hảo cho gạch đất sét nung 48 3.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG Chƣơng trình bày thí nghiệm ti u lý vật liệu sử dụng đề tài (xi măng PCB 40 Đồng Lâm; Cát đƣợc lấy sông Thu Bồn, huyện Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam; Đá mạt đƣợc lấy mỏ đá Phú Thọ, huyện Quế Sơn, tỉnh Quảng Nam) để chế tạo gạch xi măng cốt liệu Đồng thời tiến hành so sánh ti u lý gạch xi măng cốt liệu theo cấp phối đạt y u cầu kỹ thuật đề Gạch xi măng cốt liệu cấp phối số có ti u lý tốt gạch xi măng cốt liệu cấp phối lại về: Cƣờng độ nén, độ rỗng độ hút nƣớc 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN - Qua nghi n cứu đề tài, thấy tính khả thi việc sản xuất gạch bê tơng khơng nung nói chung gạch xi măng cốt liệu (gạch block) nói riêng dựa tr n nguồn vật liệu có sẵn tr n địa bàn tỉnh Quảng Nam, mang lại hiệu mặt kinh tế đặc biệt bảo vệ nguồn tài nguy n đất, giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng - Bằng phƣơng pháp thí nghiệm ti u lý vật liệu, đề tài giới thiệu đƣợc số loại vật liệu địa phƣơng dùng để sản xuất gạch xi măng cốt liệu nhƣ: Cát đƣợc lấy sông Thu Bồn, huyện Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam; Đá mạt đƣợc lấy mỏ đá Phú Thọ, huyện Quế Sơn, tỉnh Quảng Nam - Cấp phối tối ƣu để sản xuất gạch xi măng cốt liệu mác M7,5 sử dụng 02 loại vật liệu địa phƣơng nói tr n cấp phối (tƣơng đƣơng với liều dùng 8% xi măng) KIẾN NGHỊ Giới hạn nghi n cứu đề tài xác định cấp phối tối ƣu cho việc sản xuất gạch xi măng cốt liệu mác M7,5 khảo sát số thay đổi xi măng Mặt khác, thời gian nghi n cứu hạn chế chƣa khảo sát hết nguồn vật liệu phù hợp địa phƣơng để sản xuất gạch b tông không nung Hiện nay, việc sử dụng gạch b tông nhẹ xây dựng nƣớc ta có dấu hiệu tích cực nhằm phát huy ƣu điểm nhƣ giảm chi phí thiết kế móng… Hƣớng mở rộng đề tài nghi n cứu chế tạo gạch b tông nhẹ sử dụng cốt liệu tr n địa bàn tỉnh Quảng Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Gạch xi măng cốt liệu - giải pháp tiết kiệm chi phí xây dựng cho cơng trình; Đào Triệu Kim Cƣơng; Tạp chí khoa học cơng nghệ xây dựng; Vol 12 (5) (2012), trang 96-98 [2] Nghi n cứu sử dụng vật liệu địa phƣơng để chế tạo b tơng nhẹ; Hà Văn Thảo, Nguyễn Ðình Tiến Võ Quốc Việt; Tuyển tập báo cáo Hội nghị sinh vi n nghi n cứu khoa học lần thứ Đại học Đà Nẵng (2012), trang 1-6 [3] Ứng dụng công nghệ ép thủy lực song động sản xuất gạch ống - xi măng cốt liệu Nam Định; Nguyễn Xuân Tuyển; Thuyết minh dự án khoa học công nghệ năm 2013 [4] Bài báo cáo: Các công nghệ sản xuất gạch không nung, y u cầu kỹ thuật ứng dụng thực tế; Bùi L Anh Tuấn [5] TCVN 6260:2009 Xi măng poóc lăng hỗn hợp – Y u cầu kỹ thuật [6] TCVN 7570:2006 Cốt liệu cho b tông vữa – Y u cầu kỹ thuật [7] TCXDVN 302:2004 Nƣớc trộn b tông vữa – Y u cầu kỹ thuật [8] TCVN 6477:2011 Gạch b tông [9] TCVN 4030:2003 Xi măng – Phƣơng pháp xác định độ mịn [10] TCVN 6016:2011 Xi măng – Phƣơng pháp thử - Xác định cƣờng độ [11] TCVN 6017:1995 Xi măng – Phƣơng pháp thử - Xác định thời gian đơng kết độ ổn định [12] TCVN 7572-1÷20:2006 Cốt liệu cho b tông vữa – Phƣơng pháp thử [13] Định mức 1784/BXD-VP - Định mức vật tƣ xây dựng ngày 16 tháng năm 2007 Bộ Xây dựng [14] Giáo án VLXD – Bộ môn VLXD – Trƣờng Đại học Bách Khoa Đà Nẵng năm 2011 [15] TCVN 6355-4:2009 Gạch xây – Phƣơng pháp thử - Xác định độ hút nƣớc Trang website [16]http://vibm.vn/Details/id/742/Tinh-hinh-san-xuat-va-su-dung-Vat-lieu-xay-khongnung-tai-mot-so-dia-phuong#.WRPd7VV97IV [17] http://www.fufan.vn/cong-nghe/w36-loi-ich-to-lon-cua-viec-san-xuat-va-su-dunggach-khong-nung.htm ... chọn đề tài: Nghiên cứu chế tạo gạch bê tông không nung sử dụng cốt liệu địa bàn tỉnh Quảng Nam Mục tiêu nghiên cứu - Khảo sát thực địa, lấy mẫu cốt liệu, nghi n cứu, tìm nguồn nguy n liệu phù hợp... sử dụng cốt liệu tr n địa bàn tỉnh Quảng Nam để làm thành phần cấp phối Phạm vi nghiên cứu Các tính chất lý phịng thí nghiệm gạch bê tơng không nung sử dụng cốt liệu tr n địa bàn tỉnh Quảng Nam. .. măng cốt liệu 17 CHƢƠNG THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU VÀ SO SÁNH CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU 3.1 THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU