Nghiên cứu sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp phối để sản xuất gạch xi măng không nung

Gạch không nung xi măng sử dụng nguyên liệu chủ yếu là cát xi măng cùng một số phụ gia như xỉ than nhiệt điện phế thải công nghiệp nông nghiệp phụ gia kết dính v v Tùy vào thành phần cấp phối mà gạch không nung xi măng có nhiều loại hay nói cách khác là đa dạng với nhiều chủng loại Mùn cưa là nguồn phế phẩm từ quá trình gia công chế biến gỗ tại các nhà máy cơ sở kinh doanh Đây là nguồn phế phẩm lớn tuy nhiên hiện nay chỉ được tận dụng một phần để sản xuất giấy đồ gỗ công nghiệp v v phần còn lại chủ yếu làm chất đốt hoặc bỏ đi gây ảnh hưởng không tốt đến môi trường Sử dụng mùn cưa trong sản xuất gạch không nung dự báo có khả năng cải thiện được một số tính chất cơ lí của gạch không nung tiết kiệm chi phí sản xuất tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có và thân thiện với môi trường v v Đề tài Nghiên cứu sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp phối để sản xuất gạch xi măng không nung trình bày các kết quả nghiên cứu sử dụng mùn cưa trong thành phần cấp phối để sản xuất gạch không nung nghiên cứu xác định một số chỉ tiêu cơ lí của loại gạch không nung này Các kết quả nghiên cứu là cơ sở ban đầu để tiếp tục mở rộng hướng nghiên cứu này trong việc ứng dụng hiệu quả mùn cưa trong sản xuất gạch không nung

Đà Nẵng - Năm 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN VIỆT CƯỜNG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MÙN CƯA LÀM THÀNH PHẦN CẤP PHỐI ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình

dân dụng và công nghiệp

Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS LÊ KHÁNH TOÀN

Đà Nẵng - Năm 2018

Tôi xin chân thành cảm ơn đến TS.Lê Khánh Toàn – Giảng viên h ớng dẫn trực

tiếp, đã tận tình chỉ bảo và h ớng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành Luận văn Thạc sĩ

Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến các Giáo s , Phó Giáo s , Tiến sĩ trong Tiểu ban iểm tra tiến độ đã nhiệt tình nhận xét, đánh giá và tạo điều iện giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện Luận văn

Ngoài ra, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: Nhà máy sản xuất gạch không nung Nghĩa Lâm Xanh thuộc Công ty TNHH Nghĩa Lâm Xanh, tỉnh Quảng Ngãi; Phòng thí nghiệm vật liệu và iểm định chất l ợng công trình xây dựng LAS-XD 1335 thuộc Trung tâm Quy hoạch và iểm định chất l ợng công trình xây dựng Quảng Ngãi – Sở Xây dựng tỉnh Quảng Ngãi đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện Luận văn.Sau cùng, tôi chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã hết lòng động viên, huyến hích, chia sẻ và tạo mọi điều iện thuận lợi nhất trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu nhằm giúp tôi hoàn thành Luận văn Thạc sĩ

Xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 27 tháng 02 năm 2018

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Việt Cường

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Nguyễn Việt Cường

Trang

Trang phụ bìa

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Mục lục

Tóm tắt luận văn

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục ti u của đề tài 3

3 Đối tượng và phạm vi nghi n cứu 3

4 Nội dung nghi n cứu 3

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Cấu trúc của luận văn 3

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA MÙN CƯA 4

1.1 TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG 4

1.1.1 Tổng quan 4

1.1.2 Phân loại, đặc điểm chung 4

1.2 CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG 5

1.2.1 Khối lượng thể tích 5

1.2.2 Cường độ chịu lực 6

1.2.3 Độ ngậm nước và khả năng chống thấm nước 6

1.3 GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI NGUYÊN VẬT LIỆU CHẾ TẠO GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG TẠI QUẢNG NGÃI 6

1.3.1 Nguyên vật liệu sản xuất gạch xi măng không nung 6

1.3.2 Nước 7

1.3.3 Xi măng 7

1.3.4 Cát 7

1.3.5 Đá mạt 8

CỐT LIỆU) 8

1.4.1 Nguyên liệu 8

1.4.2 Cách phối trộn 8

1.4.3 Quy trình sản xuất 9

1.5 GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN MÙN CƯA TẠI QUẢNG NGÃI VÀ VIỆC ỨNG DỤNG MÙN CƯA TRONG SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG 10

1.5.1 Giới thiệu về nguồn mùn cưa tại Quảng Ngãi 10

1.5.2 Việc ứng dụng mùn cưa trong sản xuất vật liệu xây dựng 11

1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 12

CHƯƠNG 2 - CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG 13

2.1 CÁC TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG 13

2.1.1 Kích thước và mức sai lệch 13

2.1.2 Yêu cầu ngoại quan 13

2.1.3 Yêu cầu về tính chất cơ lý 14

2.2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG 14

2.2.1 Xi măng Sông Gianh 14

a Xác định độ bền nén 15

b Xác định thời gian đông kết 15

c Xác định độ mịn 16

d Xác định khối lượng riêng 16

2.2.2 Nước 17

2.2.3 Cát Sông Trà 18

a Xác định khối lượng riêng, độ hút nước 19

b Khối lượng thể tích xốp 20

c Xác định thành phần hạt 21

d Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét 21

2.2.4 Đá mạt Ba Gia 21

a Xác định khối lượng riêng, độ hút nước 23

c Xác định thành phần hạt 24

d Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét 24

2.3 ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHẾ TẠO GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG SỬ DỤNG MÙN CƯA TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI 25

2.3.1 Xi măng Sông Gianh 25

a Xác định độ bền nén 25

b Xác định thời gian đông kết 26

c Xác định độ mịn 26

d Xác định khối lượng riêng 27

2.3.2 Cát Sông Trà 27

a Xác định khối lượng riêng, độ hút nước 27

b Xác định khối lượng thể tích xốp 28

c Xác định thành phần hạt 29

d Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét 30

2.3.3 Đá mạt Ba Gia 31

a Xác định khối lượng riêng, độ hút nước 31

b Xác định khối lượng thể tích xốp 31

c Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét 32

d Xác định thành phần hạt 32

2.3.4 Mùn cưa 33

a Xác định khối lượng riêng, độ hút nước 33

b Xác định khối lượng thể tích xốp 33

c Xác định thành phần hạt 34

2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 35

CHƯƠNG 3 - XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG SỬ DỤNG MÙN CƯA LÀM THÀNH PHẦN CẤP PHỐI 37

3.1 XÂY DỰNG CÁC CẤP PHỐI ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG 37

3.2 TẠO MẪU THÍ NGHIỆM 38

3.3 XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG SỬ DỤNG MÙN CƯA TRONG THÀNH CÂP PHỐI 39

3.3.2 Xác định độ rỗng 44

3.3.3 Xác định độ hút nước 47

3.3.4 Xác định khối lượng thể tích 49

3.4 BÌNH LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 50

3.5 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VỀ KỸ THUẬT, KINH TẾ VÀ MÔI TRƯỜNG 51

3.5.1 Hiệu quả về kỹ thuật 51

3.5.2 Hiệu quả về kinh tế và môi trường 51

3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 52

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

1 KẾT LUẬN 54

2 KIẾN NGHỊ 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao)

ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG

Học viên: Nguyễn Việt C ờng Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng

công trình dân dụng và công nghiệp

Mã số: 60.58.02.08 Khóa: 32X1CH Tr ờng Đại học Bách hoa – ĐHĐN

Tóm tắt - Gạch hông nung xi măng sử dụng nguyên liệu chủ yếu là cát, xi măng cùng một số

phụ gia nh xỉ than nhiệt điện, phế thải công nghiệp, nông nghiệp, phụ gia ết dính, v.v Tùy vào thành phần cấp phối mà gạch hông nung xi măng có nhiều loại, hay nói cách hác là đa dạng với nhiều chủng loại Mùn c a, là nguồn phế phẩm từ quá trình gia công, chế biến gỗ tại các nhà máy, cơ

sở inh doanh Đây là nguồn phế phẩm lớn, tuy nhiên hiện nay chỉ đ ợc tận dụng một phần để sản xuất giấy, đồ gỗ công nghiệp, v.v., phần còn lại chủ yếu làm chất đốt hoặc bỏ đi gây ảnh h ởng hông tốt đến môi tr ờng Sử dụng mùn c a trong sản xuất gạch không nung, dự báo có hả năng cải thiện

đ ợc một số tính chất cơ lí của gạch không nung, tiết iệm chi phí sản xuất, tận dụng đ ợc nguồn

nguyên liệu sẵn có và thân thiện với môi tr ờng, v.v Đề tài “Nghi n cứu sử dụng mùn cƣa làm

thành phần cấp phối để sản xuất gạch xi măng không nung” trình bày các ết quả nghiên cứu sử

dụng mùn c a trong thành phần cấp phối để sản xuất gạch hông nung, nghiên cứu xác định một số chỉ tiêu cơ lí của loại gạch hông nung này Các ết quả nghiên cứu là cơ sở ban đầu để tiếp tục mở rộng h ớng nghiên cứu này trong việc ứng dụng hiệu quả mùn c a trong sản xuất gạch hông nung

Từ khóa – Mùn c a; gạch hông nung; xỉ than; c ờng độ chịu nén của gạch hông nung; trọng

l ợng riêng của gạch hông nung

STUDY ON USING SAWDUST

TO PRODUCE ADOBE BRICKS Abstract- Cement adobe bricks used the main raw materials are sand, cement together with

additives such as thermoelectric charcoal, industrial and agricultural waste and adhesives, etc Depend

on the components, there are many kinds of cement adobe bricks, or we can say they are are variable with many kinds Sawdust is the source of waste products from the processing and processing of wood

in factories and business establishments This is a great waste product, but now it is only partially used

to produce paper, industrial wood, etc, the rest mainly for fuel or waste, causing bad impact on the environment The usage of sawdust in producing adobe bricks forecasts the possibilities to improve some of their physical natures such as weight, save of production cost and make use of the local raw

materials which is friendly and safe for the environment, etc The thesis "Study on using sawdust to

produce adobe bricks" has presented the research findings in using rice husk as one component to

produce adobe bricks, and defined some physical targets of this kind of bricks The studied results are initial bases to continue this research in effectively apply sawdust in making adobe bricks

Key words – Sawdust; adobe bricks; coal slag; compress strength of adobe bricks; volume

weight of adobe bricks

1 Danh mục các chữ viết tắt

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

AAC Gạch bê tông hí ch ng áp

2.1 Kích thước và mức sai lệch kích thước của viên gạch bê tông 13

2.5 Hàm lượng tối đa cho phép của muối hoà tan, ion sunfat, ion clorua

2.6 Các yêu cầu về thời gian đông kết của xi măng và cường độ chịu nén

2.14 Kết quả thí nghiệm thời gian đông kết của xi măng Sông Gianh 26

2.16 Kết quả thí nghiệm khối lượng riêng của xi măng Sông Gianh 27 2.17 Kết quả thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước của cát Sông Trà 28 2.18 Kết quả thí nghiệm khối lượng thể tích xốp của cát Sông Trà 28

2.20 Kết quả thí nghiệm hàm lượng bụi, bùn, sét của cát Sông Trà 30 2.21 Kết quả thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước của đá mạt 31

2.25 Kết quả thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước của mùn cưa 33

Số

hiệu

bảng

2.26 Kết quả thí nghiệm khối lượng thể tích xốp của mùn cưa 33

3.1 Định mức cấp phối sản xuất 01 viên gạch xi măng không nung tại

nhà máy sản xuất gạch không nung Nghĩa Lâm Xanh, mác M5,0 37 3.2 Định mức cấp phối cho 1m

3 vữa để sản xuất gạch không nung tại

3.3 Định mức cấp phối 01m 3

vữa để sản xuất gạch xi măng không nung 38 3.4 Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của gạch 3 ngày tuổi 40 3.5 Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của gạch 7 ngày tuổi 41 3.6 Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của gạch 14 ngày tuổi 42 3.7 Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của gạch 28 ngày tuổi 42

3.9 Kết quả thí nghiệm độ hút nước của gạch theo các cấp phối 48 3.10 Kết quả thí nghiệm khối lượng thể tích của gạch theo các cấp phối 49

3.4 Biểu đồ phát triển cường độ chịu nén của gạch các cấp phối theo

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hàng năm, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành xây dựng, cả n ớc tiêu thụ hoảng 20 - 22 tỷ viên/1 năm, chủ yếu là gạch nung thủ công chiếm tới 90% Với đà phát triển này, đến năm 2020 l ợng đất sét phải tiêu thụ vào hoảng 600 triệu m3,

t ơng đ ơng với 30.000 ha đất canh tác Không những vậy, gạch nung còn tiêu tốn rất nhiều năng l ợng: than, củi, đặc biệt là than đá (từ 5,3 đến 5,6 triệu tấn than) quá trình này thải vào bầu hí quyển của chúng ta nhiều hí độc ( hoảng 17 triệu tấn hí CO2) hông chỉ ảnh h ởng tới môi tr ờng, sức hỏe con ng ời mà còn làm giảm năng suất của cây trồng, vật nuôi

Việc hạn chế sản xuất gạch nung và thay thế bằng gạch hông nung là điều tất yếu và cũng đang là chủ tr ơng, chính sách lớn của Nhà n ớc và các bộ, ngành địa

ph ơng Điển hình nhất là Quyết định số 567/QĐ-TTG [1] ngày 28/4/2010 của Thủ

t ớng Chính phủ về việc phê duyệt Ch ơng trình phát triển vật liệu xây hông nung với các mục tiêu cơ bản:

+ Gạch hông nung thay thế gạch nung 20% - 25% vào năm 2015, 30% - 40% vào năm 2020

+ Hàng năm sử dụng hoảng 15 - 20 triệu tấn phế thải công nghiệp (tro xỉ nhiệt điện, xỉ lò cao, v.v.) để sản xuất vật liệu xây dựng hông nung, tiết iệm đất nông nghiệp và hàng trăm héc ta đất chứa phế thải

+ Tiến tới xóa bỏ hoàn toàn các cơ sở sản xuất gạch đất sét nung bằng lò thủ công

Tiếp theo, ngày 16/4/2012 Thủ t ớng Chính phủ có Chỉ thị số 10/CT-TTg [2] về việc tăng c ờng sử dụng vật liệu xây hông nung và hạn chế sản xuất, sử dụng gạch đất sét nung đã nêu rõ một số nội dung yêu cầu các bộ, ngành địa ph ơng thực hiện các nhiệm vụ trọng tâm;

+ Các công trình vốn ngân sách bắt buộc phải sử dụng gạch xây hông nung Các công trình nguồn vốn hác u tiên việc sử dụng gạch xây hông nung

+ Chỉ đạo, h ớng dẫn các dự án nhiệt điện đầu t công nghệ phù hợp giảm thiểu phát thải ra môi tr ờng góp phần giảm diện tích bãi thải, bảo vệ môi tr ờng; đồng thời thu hồi thu hồi tro, xỉ và thạch cao đảm bảo chất l ợng để làm nguyên liệu cho sản xuất dụng gạch xây hông nung

Thông t số 09/2012/TT- BXD [3] ngày 28/11/2012 của Bộ Xây dựng về quy định sử dụng vật liệu xây hông nung trong các công trình xây dựng yêu cầu:

- Các công trình xây dựng đ ợc đầu t bằng nguồn vốn Nhà n ớc theo quy định hiện hành bắt buộc phải sử dụng vật liệu xây dựng hông nung theo lộ trình:

+ Tại các đô thị loại 3 trở lên phải sử dụng 100% loại vật liệu hông nung ể từ

ngày Thông t này có hiệu lực;

+ Tại các hu vực còn lại phải sử dụng tối thiểu 50% vật liệu xây dựng hông nung ể từ ngày Thông t này có hiệu lực đến hết năm 2015, sau năm 2015 thì phải sử dụng 100%

- Các công trình xây dựng từ 09 tầng trở lên hông phân biệt nguồn vốn, từ nay đến năm 2015 phải sử dụng tối thiểu 30% và sau năm 2015 phải sử dụng tối thiểu 50% vật liệu xây hông nung loại nhẹ trong tổng số vật liệu xây (tính theo thể tích hối xây)

Từ nhu cầu thực tiễn nêu trên, nhiều sản phẩm về gạch hông nung đã đ ợc ra đời nh : gạch xi măng – cốt liệu, gạch bê tông hí ch ng áp AAC, gạch bê tông bọt Sản phẩm gạch hông nung đ ợc sản xuất với nhiều chủng loại khác nhau để có thể sử dụng rộng rãi từ những công trình phụ trợ nhỏ đến các công trình iến trúc cao tầng, giá thành phù hợp với từng công trình Trong các loại gạch hông nung hiện nay, đang

sử dụng nhiều nhất là gạch hông nung xi măng - cốt liệu Nó đáp ứng rất tốt các tiêu chí về ỹ thuật, ết cấu, môi tr ờng, ph ơng pháp thi công, v.v Nguyên vật liệu chủ yếu của gạch hông nung xi măng - cốt liệu là cát và xi măng èm thêm một số phụ gia nh xỉ than nhiệt điện, phế thải công nghiệp, nông nghiệp, đá mạt, cát đen, phụ gia

ết dính v.v., do đó rất thân thiện với môi tr ờng, việc sản xuất hông gây ra hiện

t ợng hai thác đất sét tràn lan nh là gạch đất nung truyền thống Trong quá trình tạo hình, gạch cũng hông thông qua quá trình nung trong lò gây hói thải nên hông gây ảnh h ởng cho môi tr ờng sống Bên cạnh đó cùng với những u điểm nổi trội nh độ bền cao, cách âm tốt, có hả năng chống cháy, tiết iệm chi phí, do vậy gạch hông nung đ ợc coi là giải pháp mới, là vật liệu thay thế các loại gạch xây dựng truyền thống

Mùn c a là một loại phế phẩm nông nghiệp có trữ l ợng lớn, chủ yếu đ ợc sử dụng làm chất đốt và một số công việc đơn giản khác, thậm chí đem đi đốt bỏ hoặc thải bỏ bừa bãi gây ô nhiễm môi tr ờng, nên việc nghiên cứu ứng dụng nguồn nguyên liệu này trong sản xuất gạch không nung là rất cần thiết, vừa có hả năng đáp ứng các yêu cầu ỹ thuật, cải thiện đ ợc một số tính chất cơ lí của gạch không nung, vừa tiết iệm chi phí sản xuất, vừa tận dụng đ ợc nguồn vật liệu địa ph ơng, giảm thiểu ô nhiễm môi tr ờng

Từ đó, Đề tài “Nghi n cứu sử dụng mùn cƣa làm thành phần cấp phối để sản xuất gạch xi măng không nung” đ ợc thực hiện nhằm nghiên cứu hả năng sử dụng

mùn c a trong thành phần cấp phối để sản xuất gạch hông nung

Đề tài ỳ vọng sau hi nghiên cứu sản xuất loại gạch hông nung có sử dụng mùn c a làm thành phần cấp phối sẽ tạo ra đ ợc loại gạch có những đặc tr ng cơ lí đáp ứng yêu cầu xây dựng nh loại gạch hông nung đang sử dụng trên thị tr ờng, cải thiện một số đặc tr ng cơ lí của viên gạch, góp phần bảo vệ môi tr ờng, phát triển xây

dựng bền vững

2 Mục ti u của đề tài

Xác định một số tính chất cơ lý của gạch xi măng hông nung sử dụng mùn c a trong thành phần cấp phối theo những tỉ lệ nhất định thay thế bột đá

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối t ợng nghiên cứu: Gạch xi măng hông nung sử dụng mùn c a trong thành phần cấp phối

- Phạm vi nghiên cứu: Xác định một số đặc tr ng cơ lí trong phòng thí nghiệm của gạch xi măng hông nung sử dụng mùn c a ở tỉnh Quảng Ngãi trong thành phần cấp phối để sản xuất gạch xi măng hông nung

4 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan về gạch xi măng hông nung

- Tổng quan về nguồn mùn c a hiện nay tại tỉnh Quảng Ngãi và việc ứng dụng mùn c a trong sản xuất vật liệu xây dựng

- Thí nghiệm, đo đạc một số tính chất cơ lý, hóa học của các thành phần cấp phối

để sản xuất gạch xi măng hông nung, trong đó có mùn c a

- Xác định một số tính chất cơ lý của gạch xi măng hông nung sử dụng mùn c a trong thành phần cấp phối

5 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lí thuyết: nghiên cứu các tài liệu liên quan

- Khảo sát thực nghiệm: thông qua các số liệu thí nghiệm

- Tổng hợp, phân tích rút ra ết luận

6 Cấu trúc của luận văn

Mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài

3 Đối t ợng và phạm vi nghiên cứu

4 Nội dung nghiên cứu

5 Ph ơng pháp nghiên cứu

Ch ơng 1: Tổng quan về gạch hông nung và ứng dụng của mùn c a

Ch ơng 2: Cơ sở hoa học xác định các đặc tr ng cơ lí của gạch hông nung

Ch ơng 3: Xác định các tính chất cơ lý của gạch hông nung có sử dụng mùn

c a trong thành phần cấp phối

Kết luận và iến nghị

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA MÙN CƯA 1.1 TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG

Gạch hông nung là loại gạch hông qua quá trình nung đốt Gạch đ ợc làm bằng cách ép vật liệu và chất ết dính vào huôn với áp lực cao Độ bền của viên gạch hông nung đ ợc gia tăng nhờ lực ép hoặc rung hoặc cả ép lẫn rung lên viên gạch và thành phần ết dính của chúng Sau đó gạch đ ợc đem d ỡng hộ để đạt các chỉ số về

cơ học nh c ờng độ nén, uốn, độ hút n ớc v.v

Gạch hông nung có hoảng 300 tiêu chuẩn quốc tế hác nhau với ích cỡ viên gạch hác nhau, sức chịu nén viên gạch hông nung tối đa đạt 35MPa

Gạch hông nung có các loại nh : gạch xi măng – cốt liệu, gạch bê tông hí

ch ng áp AAC (tên tiếng Anh là Autoclaved Aerated Concrete), gạch bê tông bọt v.v Sản phẩm gạch hông nung đ ợc sản xuất với nhiều chủng loại hác nhau để có thể sử dụng rộng rãi từ những công trình phụ trợ nhỏ đến các công trình iến trúc cao tầng, giá thành phù hợp với từng công trình Trong các loại gạch hông nung hiện nay, đang

sử dụng nhiều nhất là gạch hông nung xi măng - cốt liệu Nó đáp ứng rất tốt các tiêu chí về ỹ thuật, ết cấu, môi tr ờng, ph ơng pháp thi công, v.v

Đối với những vị trí yêu cầu c ờng độ chịu lực rất cao (300-400kg/cm2), gạch không nung xi măng cốt liệu có thể đáp ứng đ ợc còn gạch nung thì hông

Đối với những công trình xây thêm cần giảm tải trọng l ợng gạch bê tông hí

ch ng áp hay gạch bê tông bọt có thể đáp ứng tốt trong hi gạch nung thì phải tính toán trọng l ợng dựa vào móng hay cột

Ngoài ra gạch hông nung giảm đáng ể l ợng vữa trát dính, cũng nh thi công

đ ờng điện dễ dàng hơn, giảm tỉ lệ nứt gãy hi thay đổi nhiệt độ cũng nh cách âm cách nhiệt tốt hơn nhiều so với gạch đất nung

1.1.2 Phân loại, đặc điểm chung

- Phân loại theo thành phần cấp phối:

+ Đối với gạch không nung xi măng cốt liệu sử dụng nguyên vật liệu chủ yếu

gồm cát và xi măng èm thêm một số phụ gia nh xỉ than nhiệt điện, phế thải nông nghiệp, công nghiệp, đá mạt, cát đen, phụ gia ết dính v.v Nguyên vật liệu đ ợc trộn đều và đ a vào máy ép gạch hông nung để ép thành hình

+ Đối với gạch hông nung hí ch ng áp AAC sử dụng cát vàng, tro nhiệt điện,

xi măng, vôi trộn đều để đông ết lại cắt thành sản phẩm rồi hấp ch ng áp gia c ờng

độ cứng

+ Đối với gạch xi măng cát sử dụng xi măng và cát để hô tự nhiên

+ Đối với gạch hông nung bê tông bọt sử dụng xi măng, tro từ các nhà máy nhiệt điện, cát mịn, phụ gia tạo bọt nén áp suất đóng huôn để hô tự nhiên

+ Đối với gạch lát vỉa hè sử dụng xỉ than, vôi bột trộn đều dập huôn áp lực cao

để hô tự nhiên

- Phân loại theo hình dáng: nhờ đặc thù công nghệ sản xuất chủ yếu là ép dập thành hình theo huôn chế tạo sẵn, nên gạch hông nung đ ợc sản xuất với nhiều iểu dáng, quy cách hác nhau phù hợp với mọi công trình xây d ng nh : gạch đặc tiêu chuẩn, gạch 2 lỗ lớn, gạch nhiều lỗ, gạch lát vỉa hè bát giác, lục giác, v.v Gạch hông nung có nhiều loại, có loại có ích th ớc lớn hơn rất nhiều so với gạch nung (5 ÷ 11 lần) cho phép giảm chi phí trát vữa và đẩy nhanh tiến độ xây dựng

Hình 1.1 - Viên gạch xi măng không nung

- Phân loại theo mục đích sử dụng: gạch hông nung đ ợc phân thành gạch

th ờng (xây có trát), gồm gạch đặc th ờng, gạch rỗng th ờng và gạch trang trí (xây hông trát), gồm gạch đặc trang trí, gạch rỗng trang trí

- Phân loại theo mác: gạch hông nung đ ợc phân thành các loại M3,5; M5,0; M7,5; M10,0; M12,5; M15,0 và M20,0

1.2 CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ LÝ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG

1.2.1 Khối lượng thể tích

Do có cốt liệu chính là đá mạt, nên gạch không nung xi măng cốt liệu có hối

l ợng thể tích đặc hoảng 2.050 kg/m3

Công nghệ sản xuất hiện đại đã cho ra thị tr ờng các loại gạch xi măng cốt liệu

có lỗ rỗng lớn, thành vách mỏng Tỷ lệ rỗng của gạch xi măng cốt liệu có thể đạt từ

35% đến 50% tùy vào từng mẫu gạch nên gạch xi măng cốt liệu lỗ rỗng có hối l ợng thể tích đạt chỉ từ 1.050 kg/m3

đến 1.365 kg/m3 Khối l ợng thể tích của gạch xi măng cốt liệu hoàn toàn phù hợp với các công trình xây dựng, ể cả nhà cao tầng

1.2.2 Cường độ chịu lực

C ờng độ chịu lực của gạch không nung có thể đáp ứng theo nhu cầu sử dụng của các công trình xây dựng Gạch hông nung th ờng có c ờng độ chịu lực cao, từ

70 ÷ 600kg/cm2

1.2.3 Độ ngậm nước và khả năng chống thấm nước

Độ ngậm n ớc của gạch không nung xi măng cốt liệu rất thấp, đạt d ới 8% trong

hi gạch đất sét nung có thể ngậm n ớc từ 14% ÷ 18%

Khả năng chống thấm n ớc của gạch xi măng cốt liệu đ ợc phân tích nh sau:

Đá mạt hoàn toàn hông ngấm n ớc nh ng nếu hạt đá có ích cỡ lớn, ít bột, ít xi măng liên ết và sản xuất bằng công nghệ thấp thì cốt liệu viên gạch có thể có nhiều lỗ rỗng thông nhau Khi đó gạch sẽ thấm n ớc nhanh và ngấm nhiều

Ng ợc lại, nếu vật liệu đầu vào đ ợc lựa chọn ỹ, sản xuất bằng công nghệ cao thì có thể tạo ra độ ín, hít của cốt liệu Khi sản xuất bằng công nghệ cao, cốt liệu sẽ

đ ợc rung ép tốt, tạo ra độ ín, hít và hông có lỗ thông nhau, viên gạch sẽ đạt độ chống thấm tốt

Hình 1.2 - Gạch xi măng không nung được sản xuất tại nhà máy

1.3 GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI NGUYÊN VẬT LIỆU CHẾ TẠO GẠCH

XI MĂNG KHÔNG NUNG TẠI QUẢNG NGÃI

1.3.1 Nguyên vật liệu sản xuất gạch xi măng không nung

Nguyên vật liệu chủ yếu của gạch xi măng hông nung là cát và xi măng èm thêm một số phụ gia nh xỉ than nhiệt điện, phế thải công nghiệp, nông nghiệp, đá mạt, cát đen, phụ gia ết dính v.v

1.3.2 Nước

N ớc dùng để trộn hỗn hợp vữa có hàm l ợng tạp chất v ợt quá giới hạn sẽ làm ảnh h ởng tới quá trình đông ết cũng nh làm giảm độ bền lâu của ết cấu viên gạch trong quá trình sử dụng Vì vậy n ớc có vai trò đặc biệt trong hỗn hợp vữa tạo thành gạch hông nung:

+ Hóa dẻo xi măng (phản ứng thủy hóa của xi măng với n ớc);

+ Tạo độ linh động

Mức n ớc thích hợp làm cho gạch có độ bền cao L ợng n ớc vừa đủ sẽ tạo ra

sự hác biệt độ bền của gạch, háng nấm mốc

1.3.3 Xi măng

Công dụng quan trọng nhất của xi măng chính là sản xuất vữa và bê tông, chất

ết dính của các ết tủa tự nhiên hoặc nhân tạo để hình thành nên vật liệu xây dựng vững chắc, chịu đ ợc tác động th ờng thấy của môi tr ờng

Sự ết hợp của xi măng thông th ờng, có thể cải thiện c ờng độ và hả năng háng n ớc của gạch, giúp hông bị ảnh h ởng sau hi lũ lụt v.v Nếu hông, sẽ có hiện t ợng gạch bị nứt

Tại Quảng Ngãi, nguồn xi măng đ ợc sử dụng trong ngành xây dựng há đa dạng và phong phú về chủng loại và nhà sản xuất nh : xi măng Chinfon PCB-40, xi măng Sông Gianh PCB 40, xi măng Đồng Lâm PCB 40, xi măng Xuân Thành PCB-40 v.v

Trong nội dung nghiên cứu của mình, tác giả đã sử dụng xi măng Sông Gianh PCB 40 làm vật liệu trong quá trình thực hiện nghiên cứu

1.3.4 Cát

Là loại vật liệu đ ợc sử dụng nhiều nhất trong xây dựng, dù trong bất cứ công trình nào, lớn hay nhỏ đều hông thể thiếu loại vật liệu này Mỗi loại cát trong xây dựng (cát bê tông, cát lấp, cát xây hay cát trộn vữa, v.v.) đều có những đặc tính vật lí,

ĩ thuật, thành phần và tính chất hác nhau Có thể phân biệt đ ợc chúng bằng mắt

th ờng thông qua các tính chất bên ngoài của chúng nh màu sắc (màu vàng, trắng, nâu nhạt, v.v.), độ mịn của cát, hình dạng hạt (tròn, dẹt, v.v.), độ bám dính v.v

Chất l ợng của cát chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hoáng chất, thành phần cấu tạo hạt và hàm l ợng các tạp chất có trong cát Cốt liệu cát dùng làm bê tông có thể có nguồn gốc từ thiên nhiên hay nhân ạo, ích th ớc hạt từ 0,14 mm ÷ 5 mm Với đặc thù là tỉnh có nhiều con sông lớn chảy qua do vậy trữ l ợng cát phục vụ trong xây dựng tại tỉnh Quảng Ngãi là rất lớn, các mỏ hai thác cát đ ợc trải đều trên hắp địa bàn tỉnh, điển hình nh : mỏ cát xã Nghĩa Lâm (huyện T Nghĩa), mỏ cát trên sông Trà Khúc (đoạn qua thành phố Quảng Ngãi), mỏ cát Tịnh Sơn (huyện Sơn Tịnh),

mỏ cát thôn Bình Trung (huyện Trà Bồng) v.v

Trong nội dung nghiên cứu của mình, tác giả đã sử dụng cát Sông Trà làm vật liệu trong quá trình thực hiện nghiên cứu

Cát Nước Hình 1.3 - Nguyên liệu sản xuất gạch không nung

1.3.5 Đá mạt

Là mạt đá có ích cỡ hoảng từ 3mm ÷ 14mm Sản phẩm đá mạt là sản phẩm phụ đ ợc tạo ra trong quá trình chế biến sản phẩm thành đá 1x1, 1x2 Đ ợc sử dụng trong thành phần cấp phối để sản xuất gạch hông nung

Tại Quảng Ngãi có há nhiều mỏ hai thác đá nh : mỏ đá Bình Mỹ (huyện Bình Sơn), mỏ đá Mỹ Trang (huyện Đức Phổ), mỏ đá Ba Gia (huyện Sơn Tịnh), mỏ đá Trà Thủy (huyện Trà Bồng) v.v

Trong nội dung nghiên cứu của mình, tác giả đã sử dụng đá mạt đ ợc lấy tại mỏ

đá Ba Gia (huyện Sơn Tịnh) làm vật liệu trong quá trình thực hiện nghiên cứu

1.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG (GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU)

1.4.3 Quy trình sản xuất

(1) Cấp nguyên liệu: gồm các phễu chứa liệu (PL1200 đến PL1600), băng tải liệu, cân định l ợng, bộ phận cài đặt phối liệu Sau hi nguyên liệu đ ợc cấp đầy vào các phễu (bằng máy xúc), nguyên liệu đ ợc cấp theo công thức phối trộn đã cài đặt (cấp phối nguyên liệu)

(2) Máy trộn nguyên liệu: Đá mạt (cốt liệu), n ớc và xi măng đ ợc đ a vào máy trộn tự động theo quy định theo quy định cấp phối Sau đó, hỗn hợp nguyên liệu đ ợc trộn đều theo thời gian cài đặt Hỗn hợp sau phối trộn đ ợc tự động đ a vào ngăn phân chia nguyên liệu ở hu vực máy tạo hình

(3) Khu vực chứa hay (palet) cấp palet làm đế đỡ phía d ới trong quá trình ép

và chuyển gạch thành phẩm ra hỏi dây chuyền Khay (palet) này có thể làm bằng nhựa tổng hợp hoặc tre - gỗ ép; trong quá trình làm việc chịu lực ép, rung lớn

(4) Máy ép tự động tạo hình: Nhờ vào hệ thống thủy lực, máy hoạt động theo cơ chế ết hợp với rung tạo lực ép rất lớn để hình thành lên các viên gạch bloc đồng đều, đạt chất l ợng cao và ổn định Cùng với việc phối trộn nguyên liệu, bộ phận tạo hình nhờ ép rung này là hai yếu tố vô cùng quan trọng để tạo ra sản phẩm theo ý muốn (5) Tự động ép mặt - Máy cấp màu: Đây là bộ phận giúp tạo màu bề mặt cho gạch tự chèn, chỉ cần thiết hi sản xuất gạch tự chèn, gạch trang trí có màu sắc

(6) Tự động chuyển gạch: Đây là máy tự động chuyển và xếp từng hay gạch vào

vị trí định tr ớc một cách tự động Nhờ đó mà ta có thể chuyển gạch vừa sản xuất ra

để d ỡng hộ hoặc tự động chuyển vào máy sấy tùy theo mô hình sản xuất

Gạch đ ợc d ỡng hộ sơ bộ 1 - 1,5 ngày trong nhà x ởng có máy che, sau đó chuyển ra hu vực ho bãi thành phẩm tiếp tục d ỡng hộ một thời gian (từ 10 đến 28 ngày tùy theo yêu cầu) và đóng gói, dán nhãn mác xuất x ởng

Hình 1.4 - Chi tiết dây chuyền sản xuất gạch xi măng không nung

Hình 1.5 - Công nghệ sản xuất gạch xi măng không nung

1.5 GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN MÙN CƢA TẠI QUẢNG NGÃI VÀ VIỆC ỨNG DỤNG MÙN CƢA TRONG SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG

1.5.1 Giới thiệu về nguồn mùn cưa tại Quảng Ngãi

N ớc ta là một n ớc có ngành nông nghiệp trồng rừng phát triển Tính đến ngày 31/12/2016, cả n ớc có 14.377.682 ha rừng Trong đó: diện tích rừng tự nhiên là 10.242.141 ha; rừng trồng: 4.135.541 ha Năm 2016 im ngạch xuất hẩu gỗ và đồ gỗ của chúng ta lớn nhất trong hu vực ASEAN, đứng thứ 3-4 trên thế giới

Trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi hiện nay (tính đến tháng 01/2017) có hoảng 97 doanh nghiệp vừa và nhỏ và 538 cơ sở hộ gia đình hoạt động trong lĩnh vực chế biến

gỗ và gia công chế biến đồ gỗ, với công suất hoạt động hiện nay là 41%, tiêu thụ sản xuất 2.370.867 m3 gỗ tròn/năm

Hình 1.6 – Nhà máy chế biến gỗ Tam Minh tại Quảng Ngãi

Mùn c a là phế phẩm đ ợc sinh ra từ quá trình sản xuất và chế biến gỗ (xẻ, c a, tiện v.v.) Vì có cấu tạo là dạng bột có ích th ớc nhỏ, dễ tạo hình (qua nén, ép v.v.), nên mùn c a đ ợc tận dụng, ứng dụng và sử dụng há phổ biến trong nhiều lĩnh vực

nh : làm cốt liệu cho các sản phẩm đồ gỗ công nghiệp (sản xuất ra bàn làm việc, bàn họp, vách ngăn, tủ đựng hồ sơ, tủ đựng quần áo, ván sàn, v.v.); làm đệm sinh học trong chăn nuôi; làm phân bón trong trồng trọt; chế biến thành viên mùn c a nén (dùng thay thế điện, than đá, củi làm chất đốt trong hệ thống lò s ởi; dùng trong hệ thống đốt ngành công nghiệp, dân dụng; lót chuồng trại, trang trại v.v.); một thành phần nguyên liệu trong sản xuất giấy Kraft (loại giấy này th ờng dùng để sản xuất ra các loại bao bì

nh túi xách, phong bì, giấy lót, lớp lót v.v phổ biến là bao ximăng); cũng có thể đ ợc

sử dụng để tạo thành các sản phẩm thủ công mỹ nghệ hác v.v

1.5.2 Việc ứng dụng mùn cưa trong sản xuất vật liệu xây dựng

Nh đã nêu trên, hiện nay mùn c a đã đ ợc tận dụng và sử dụng trong một số lĩnh vực Riêng trong lĩnh vực xây dựng, việc nghiên cứu ứng dụng mùn c a vẫn còn

ch a nhiều Mặc dù các sản phẩm từ xi măng pha gỗ đã đ ợc sản xuất từ hơn 100 năm nay Tuy nhiên, tr ớc đây vật liệu này chỉ đ ợc sử dụng cho các mục đích hông chịu tải nh cách điện

Hình 1.7 - Mùn cưa

Trong quá trinh nghiên cứu thực hiện đề tài, qua tìm hiểu tác giả đ ợc biết đã có một số nghiên cứu sử dụng mùn c a ết hợp với một số vật liệu hác để tạo ra một loại vật liệu mới trong xây dựng, điển hình nh : nghiên cứu ết hợp mùn c a và bê tông trộn lẫn với nhau để tạo ra một loại bê tông mùn c a - Viện Công nghệ Xây dựng

và Công nghệ Môi tr ờng thuộc Tr ờng Kỹ thuật và Kiến trúc Fribourg, Thụy Sĩ; nghiên cứu ết hợp mùn c a, đất sét, tro, xốp polystyron tạo thành viên gốm xốp cách nhiệt (qua nung trong lò tuynen) – đề tài nghiên cứu cấp Bộ mà tiến sĩ Vũ Minh Đức,

Tr ởng hoa Vật liệu xây dựng, Đại học Xây dựng, là ng ời đứng đầu

Ở Ch ơng này, tác giả đã trình bày tổng quan về gạch hông nung và giới thiệu

về những vấn đề có liên quan nh : các đặc tr ng cơ lý của gạch hông nung, các loại nguyên vật liệu chế tạo gạch xi măng hông nung tại Quảng Ngãi, quy trình sản xuất gạch xi măng không nung, giới thiệu nguồn mùn c a và việc ứng dụng mùn c a trong sản xuất vật liệu xây dựng

Ở các ch ơng tiếp theo, tác giả sẽ tiếp tục trình bày các nội dung có liên quan đến các đặc tr ng cơ lý của gạch xi măng hông nung, ph ơng pháp xác định các đặc

tr ng cơ lý của các thành phần cấp phối của gạch xi măng hông nung và các đặc

tr ng cơ lý của gạch xi măng hông nung sử dụng mùn c a trong thành phần cấp phối

Cụ thể hơn là: Ch ơng 2 sẽ trình bày cơ sở xác định các đặc tr ng cơ lí cơ bản của vật liệu chế tạo gạch và ph ơng pháp thí nghiệm để làm cơ sở cho Ch ơng 3 tiến hành nghiên cứu các đặc tr ng cơ lí của loại gạch này

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ

CỦA GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG

Ở ch ơng này tác giả nghiên cứu về các đặc tr ng cơ lý của gạch xi măng hông nung, qua đây cũng nhằm nêu ra các tiêu chuẩn liên quan trong việc xác định các đặc

tr ng cơ lý của gạch xi măng hông nung, cũng nh ph ơng pháp xác định và các ết quả xác định các đặc tr ng cơ lý của các thành phần cấp phối chế tạo gạch xi măng hông nung, trong đó có mùn c a

2.1 CÁC TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG

Gạch xi măng cốt liệu phù hợp với TCVN 6477:2016 (Gạch bê tông) [11]

(b)

Mức sai lệch cho phép

Chiều cao

(h)

Mức sai lệch cho phép

Chiều dày thành ở vị trí

nhỏ nhất, t, không nhỏ hơn

Gạch block sản xuất theo công nghệ rung ép

Gạch ống sản xuất theo công nghệ ép tĩnh

2.1.2 Yêu cầu ngoại quan

- Khuyết tật ngoại quan cho phép quy định tại Bảng 2.2

Bảng 2.2 - Khuyết tật ngoại quan cho phép

Bảng 2.2 (tiếp theo)

Gạch thường Gạch trang trí

Vết nứt vỡ sâu hơn 10mm, dài hơn 15 mm Không cho phép

Số vết nứt có chiều dài đến 20 mm, hông lớn hơn 1 0

- Độ rỗng viên gạch hông lớn hơn 65%

2.1.3 Yêu cầu về tính chất cơ lý

C ờng độ chịu nén, hối l ợng, độ hút n ớc của viên gạch bê tông nh quy định trong Bảng 2.3

Bảng 2.3 – Yêu cầu cường độ chịu nén, độ hút nước

Độ hút nước,

% khối lượng, không lớn hơn

Trung bình cho ba mẫu

thử, không nhỏ hơn

Nhỏ nhất cho một mẫu thử

tr ng cơ lý của các vật liệu nêu trên ở mục này

2.2.1 Xi măng Sông Gianh

Xi măng poóc lăng hỗn hợp PCB Sông Gianh: áp dụng tiêu chuẩn TCVN 6260:2009 [9] Các chỉ tiêu chất l ợng của xi măng poóc lăng hỗn hợp đ ợc quy định tại Bảng 2.4

Bảng 2.4 - Các chỉ tiêu chất lượng của xi măng poóc lăng hỗn hợp

2 Thời gian đông ết, phút

- bắt đầu, hông nhỏ hơn

- ết thúc, hông lớn hơn

45

420

3 Độ mịn, xác định theo:

- phần còn lại trên sàng ích th ớc lỗ 0,09 mm, %, hông lớn hơn

- bề mặt riêng, xác định theo ph ơng pháp Blaine, cm2/g, hông nhỏ hơn

10

2800

4 Độ ẩm ổn định thể tích, xác định theo ph ơng pháp Le Chatelier, mm,

5 Hàm l ợng anhydric sunphuric (SO3), %, hông lớn hơn 3,5

Ph ơng pháp thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của Xi măng poóc lăng hỗn hợp:

+ Vữa đ ợc trộn bằng máy và lèn chặt trong huôn nhờ sử dụng máy dằn

+ Các mẫu trong huôn đ ợc bảo d ỡng nơi hông hí ẩm 24 giờ, sau đó tháo khuôn mẫu và ngâm ngập mẫu trong n ớc đến hi đem ra thử độ bền

+ Đến độ tuổi yêu cầu, mẫu đ ợc vớt ra hỏi nơi bảo d ỡng, sau hi thử uốn, mẫu bị bẻ gãy thành hai nửa, mỗi nửa đ ợc dùng để thử độ bền nén

b Xác định thời gian đông kết (áp dụng theo TCVN 6017:2015 [8])

- Nguyên tắc thí nghiệm:

+ Hồ xi măng đạt độ dẻo tiêu chuẩn có sức cản nhất định đối với sự lún của im tiêu chuẩn L ợng n ớc cần thiết để hồ xi măng đạt độ dẻo tiêu chuẩn đ ợc xác định bằng cách thử độ lún của im vào các mẫu thử hồ xi măng có các hàm l ợng n ớc khác nhau

+ Thời gian đông ết đ ợc xác định bằng cách quan sát độ lún sâu của im tiêu chuẩn vào hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn, cho đến hi nó đạt đ ợc giá trị quy định + Độ ổn định thể tích (theo ph ơng pháp Le Chatelier) đ ợc xác định bằng cách

quan sát sự nở thể tích của hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn, thông qua sự dịch chuyển

t ơng đối của hai càng huôn

- Cách tiến hành: Các b ớc tiến hành thí nghiệm đ ợc nêu cụ thể trong TCVN 6017:2015 [8], nh sau:

+ Đổ đầy hồ có độ dẻo tiêu chuẩn đã trộn vào huôn Vicat

+ Đặt huôn đã có hồ và tấm đế vào hay ngâm mẫu, thêm n ớc vào hay sao cho bề mặt của hồ bị ngập sâu trong n ớc ít nhất 05 mm Bảo d ỡng trong bể n ớc hoặc phòng ín có nhiệt độ đ ợc iểm soát trong dải (27 ± 2)°C Sau thời gian thích hợp, chuyển huôn, tấm đế và hay ngâm mẫu sang dụng cụ Vicat, ở vị trí d ới im

Hạ im từ từ cho tới hi chạm vào bề mặt hồ Giữ nguyên vị trí này trong vòng 1 ÷ 2 giây để tránh vận tốc ban đầu hoặc gia tốc c ỡng bức của bộ phận chuyển động Sau

đó thả nhanh bộ phận chuyển động và để im lún thẳng sâu vào trong hồ Đọc thang chia vạch hi im ngừng lún, hoặc đọc vào thời điểm 30 giây sau hi thả im, tùy theo việc nào xảy ra sớm hơn

+ Ghi lại trị số vừa đọc trên thang chia vạch, trị số này biểu thị hoảng cách giữa đầu im và mặt trên tấm đế Đồng thời ghi lại thời gian tính từ thời điểm " hông” Lặp lại phép thử lún tại các vị trí hác trên bề mặt mẫu thử đó, sao cho các vị trí thử cách nhau ít nhất 05 mm nh ng phải cách vị trí thử ngay tr ớc đó ít nhất 10 mm và cách thành huôn ít nhất 08 mm Thử nghiệm đ ợc lặp lại sau những hoảng thời gian thích hợp, ví dụ cách nhau 10 phút Trong hoảng thời gian giữa các lần thả im, mẫu đ ợc giữ nguyên trong hay n ớc ở trong bể n ớc hoặc phòng ín Lau sạch im Vicat ngay sau mỗi lần thả im Giữ lại mẫu nếu còn tiếp tục xác định thời gian ết thúc đông ết Chú thích: Thời gian bắt đầu đông ết của mẫu xi măng chính là hoảng thời gian tính từ thời điểm “ hông” đến thời điểm hoảng cách giữa đầu im về mặt trên tấm đế đạt (6 ± 3) mm, lấy đến phút gần nhất

c Xác định độ mịn (áp dụng theo TCVN 4030:2003 [7])

- Nguyên tắc thí nghiệm: Độ mịn của xi măng đ ợc xác định theo ph ơng pháp sàng xi măng bằng sàng tiêu chuẩn Độ mịn là tỷ lệ phần trăm của l ợng xi măng còn lại trên sàng so với l ợng xi măng đem sàng

- Dùng vật liệu chuẩn đã biết tr ớc phần còn lại trên sàng để iểm tra sàng

- Cách tiến hành thí nghiệm: Cân hoảng 10g xi măng, chính xác đến 0,01g và cho xi măng vào sàng qua sàng có ích th ớc lỗ sàng 0,09mm Tiến hành sàng với chuyển động xoay tròn, dạng hành tinh và lắc ngang cho đến hi hông còn xi măng lọt qua sàng Cân l ợng xi măng sót trên sàng Độ mịn là tỷ lệ phần trăm của l ợng xi măng còn lại trên sàng và l ợng vật liệu lúc đầu cho vào sàng Chính xác đến 0,1% Tiến hành thí nghiệm trên 2 mẫu, lấy trung bình

d Xác định khối lượng riêng (áp dụng theo TCVN 4030:2003 [7])

- Mẫu xi măng đ ợc sấy hô đến khối l ợng hông đổi và để nguội trong bình

hút ẩm đến nhiệt độ phòng thử nghiệm

- Đặt bình khối l ợng riêng vào bể ổn nhiệt và duy trì ở nhiệt độ (27±2)ºC Giữ bình trong bể ổn nhiệt sao cho phần chia độ của bình ngập trong bể và giữ chặt để không cho bình nổi lên Sau đó dùng phễu đổ dầu hỏa vào bình đến vạch số không (0) Dùng bông hoặc giấy lọc thấm hết những giọt dầu bám quanh cổ bình

- Cân 65 g mẫu thử, chính xác đến 0,01 g, dùng thìa nhỏ xúc xi măng và đổ từ từ qua phễu vào bình, dầu trong bình dâng lên đến một vạch nào đó của phần chia độ phía trên

- Bỏ bình ra khỏi bể ổn nhiệt, và xoay lắc bình trong khoảng 10 phút sao cho hông hí trong xi măng thoát hết ra ngoài Đặt bình trở lại bể ổn nhiệt trong khoảng

10 phút để nhiệt độ của bình cân bằng nhiệt độ của bể ổn nhiệt Ghi lại mực chất lỏng trong bình (Vd)

- Tiến hành 2 phép xác định theo quy trình trên

2.2.2 Nước

N ớc dùng cho trộn vữa phải đảm bảo các yêu cầu ỹ thuật theo TCVN 4506:2012 [13]:

- Không chứa váng dầu hoặc váng mỡ;

- L ợng tạp chất hữu cơ hông lớn hơn 15 mg/L;

- Độ pH hông nhỏ hơn 4 và hông lớn hơn 12,5;

- Không có màu hi dùng cho bê tông và vữa trang trí;

- Theo mục đích sử dụng, hàm l ợng muối hoà tan, l ợng ion sunfat, l ợng ion clo và cặn hông tan hông đ ợc lớn hơn các giá trị quy định trong Bảng 2.5;

- Thời gian đông ết của xi măng và c ờng độ chịu nén của vữa phải thỏa mãn các giá trị quy định trong Bảng 2.6;

Bảng 2.5 - Hàm lượng tối đa cho phép của muối hoà tan, ion sunfat,

ion clorua và cặn không tan trong nước trộn bê tông và vữa

Ion sunfat (SO 4 -2 )

Ion Clo (Cl - )

Cặn không tan

1 N ớc trộn bê tông và n ớc trộn vữa bơm

bảo vệ cốt thép cho các ết cấu bê tông cốt

thép ứng lực tr ớc

2 N ớc trộn bê tông và n ớc trộn vữa chèn

mối nối cho các ết cấu bê tông cốt thép 5.000 2.000 1.000 200

3 N ớc trộn bê tông cho các ết cấu bê tông

hông cốt thép N ớc trộn vữa xây và trát 10.000 2.700 3.500 300

Bảng 2.6 – Các yêu cầu về thời gian đông kết của xi măng và cường độ chịu nén của vữa

Thời gian đông ết của xi măng, giờ

- Bắt đầu, không nhỏ hơn

- Kết thúc, không nhỏ hơn

45

420

C ờng độ chịu nén của vữa tại tuổi 7 ngày hông nhỏ hơn, %

- Tổng đ ơng l ợng iềm quy đổi theo Na2O hông đ ợc lớn hơn 1.000 mg/L

hi sử dụng cùng với cốt liệu có hả năng gây phản ứng iềm – silic

+ Cát dùng chế tạo vữa hông đ ợc lẫn quá 5% hối l ợng các hạt có ích th ớc lớn hơn 5 mm

+ Hàm l ợng các tạp chất (sét cục và các tạp chất dạng cục; bùn, bụi và sét) trong cát đ ợc quy định trong Bảng 2.8

+ Tạp chất hữu cơ trong cát hi xác định theo ph ơng pháp so màu, hông đ ợc thẫm hơn màu chuẩn Cát hông thoả mãn điều này có thể đ ợc sử dụng nếu ết quả thí nghiệm iểm chứng trong bê tông cho thấy l ợng tạp chất hữu cơ này hông làm giảm tính chất cơ lý yêu cầu đối với bê tông

Sét cục và các tạp chất dạng cục Không đ ợc có 0,25 0,50

+ Hàm l ợng clorua trong cát, tính theo ion Cl- tan trong axit, quy định trong Bảng 2.9

Bảng 2.9 - Hàm lượng ion Cl - trong cát

Loại b tông Hàm lƣợng ion Cl không lớn hơn - , % khối lƣợng,

Bê tông dùng trong các ết cấu bê tông cốt

Bê tông dùng trong các ết cấu bê tông cốt

thép và bê tông cốt thép và vữa thông

th ờng

0,05

- Cát đ ợc sử dụng hi hả năng phản ứng iềm  silic của cát iểm tra theo

ph ơng pháp hoá học (TCVN 7572-14:2006) phải nằm trong vùng cốt liệu vô hại Khi hả năng phản ứng iềm - silic của cốt liệu iểm tra nằm trong vùng có hả năng gây hại thì cần thí nghiệm iểm tra bổ sung theo ph ơng pháp thanh vữa (TCVN 7572-14:2006) để đảm bảo chắc chắn vô hại Cát đ ợc coi là hông có hả năng xảy

ra phản ứng iềm – silic nếu biến dạng () ở tuổi 6 tháng xác định theo ph ơng pháp thanh vữa nhỏ hơn 0,1%

- Ph ơng pháp thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của cát:

a Xác định khối lượng riêng, độ hút nước (áp dụng theo TCVN 7572-4:2006

[10])

Tiêu chuẩn này quy định ph ơng pháp xác định hối l ợng riêng, hối l ợng thể tích và độ hút n ớc của cốt liệu có ích th ớc hông lớn hơn 40mm, dùng chế tạo bê tông và vữa Khi cốt liệu có cốt liệu hạt lớn hơn 40mm áp dụng TCVN 7572-5:2006 Tiến hành thí nghiệm:

- Các mẫu cốt liệu sau hi lấy và chuẩn bị đ ợc ngâm trong các thùng ngâm mẫu trong (24 ± 4) giờ ở nhiệt độ (27 ± 2)°C Trong thời gian đầu ngâm mẫu, cứ hoảng từ

1 giờ đến 2 giờ huấy nhẹ cốt liệu một lần để loại bọt hí bám trên bề mặt hạt cốt liệu

- Làm hô bề mặt mẫu (đ a cốt liệu về trạng thái bão hoà n ớc, hô bề mặt) + Đối với cốt liệu lớn:

Vớt mẫu hỏi thùng ngâm, dùng hăn bông lau hô n ớc đọng trên bề mặt hạt cốt liệu

+ Đối với cốt liệu nhỏ:

Nhẹ nhàng gạn n ớc ra hỏi thùng ngâm mẫu hoặc đổ mẫu vào sàng 140µm Rải cốt liệu nhỏ lên hay thành một lớp mỏng và để cốt liệu hô tự nhiên ngoài hông hí Chú ý hông để trực tiếp d ới ánh nắng mặt trời Có thể đặt hay mẫu d ới quạt nhẹ hoặc dùng máy sấy cầm tay sấy nhẹ, ết hợp đảo đều mẫu Trong thời gian chờ cốt liệu

hô, thỉnh thoảng iểm tra tình trạng ẩm của cốt liệu bằng côn thử và que chọc theo quy trình sau: đặt côn thử trên nền phẳng, nhẵn hông thấm n ớc Đổ đầy cốt liệu qua

phễu vào côn thử, dùng que chọc đầm nhẹ 25 lần Không đổ đầy thêm cốt liệu vào côn Nhấc nhẹ côn lên và so sánh hình dáng của hối cốt liệu với các dạng cốt liệu chuẩn (xem Hình 2.1) Nếu hối cốt liệu có hình dạng t ơng tự Hình 2.1c, cốt liệu đã đạt đến trạng thái bão hoà n ớc hô bề mặt Nếu có dạng Hình 2.1a và 2.1b, cần tiếp tục làm hô cốt liệu và thử lại đến hi đạt trạng thái nh Hình 2.1c Nếu có dạng Hình 2.1d, cốt liệu đã bị quá hô, cần ngâm lại cốt liệu vào n ớc và tiến hành thử lại đến hi đạt yêu cầu

a) b)

Hình 2.1 – Các loại hình dáng của khối cốt liệu

- Ngay sau hi làm hô bề mặt mẫu, tiến hành cân mẫu và ghi giá trị hối l ợng

(m 1) Từ từ đổ mẫu vào bình thử Đổ thêm n ớc, xoay và lắc đều bình để bọt hí hông còn đọng lại Đổ tiếp n ớc đầy bình Đặt nhẹ tấm ính lên miệng bình đảm bảo hông còn bọt hí đọng lại ở bề mặt tiếp giáp giữa n ớc trong bình và tấm ính

- Dùng hăn lau hô bề mặt ngoài của bình thử và cân bình + mẫu + n ớc + tấm

kính, ghi lại khối l ợng (m 2 )

- Đổ n ớc và mẫu trong bình qua sàng 0,14mm đối với cốt liệu nhỏ, qua sàng 5mm đối với cốt liệu lớn Tráng sạch bình đến khi không còn mẫu đọng lại Đổ đầy

n ớc vào bình, lặp lại thao tác đặt tấm kính lên trên miệng nh b ớc thứ 3, lau khô

mặt ngoài bình Cân và ghi khối l ợng bình + n ớc + tấm kính (m 3)

- Sấy mẫu thử đọng lại trên sàng đến khối l ợng không đổi

- Để nguội mẫu đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm, sau đó cân và ghi hối

l ợng mẫu (m 4)

b Khối lượng thể tích xốp (áp dụng theo TCVN 7572-6:2006 [10])

Tiêu chuẩn này quy định ph ơng pháp xác định hối l ợng thể tích xốp và độ hổng của cốt liệu dùng chế tạo bê tông và vữa

Tiến hành thí nghiệm:

- Mẫu thử đ ợc lấy theo TCVN 7572-1:2006 Tr ớc hi tiến hành thử, mẫu đ ợc

sấy đến hối l ợng hông đổi, sau đó để nguội đến nhiệt độ phòng

- Đối với cốt liệu nhỏ: Cân từ 5 g đến 10 g mẫu (tùy theo l ợng sỏi chứa trong mẫu) và để nguội đến nhiệt độ phòng rồi sàng qua sàng có ích th ớc mắt sàng 5 mm

L ợng cát lọt qua sàng 5 mm đ ợc đổ từ độ cao cách miệng thùng 100 mm vào thùng đong 1 lít hô, sạch và đã cân sẵn cho đến hi tạo thành hình chóp trên miệng thùng đong Dùng th ớc lá im loại gạt ngang miệng ống rồi đem cân

- Mẫu thử đ ợc đổ vào phễu chứa, đặt thùng đong d ới cửa quay, miệng thùng cách cửa quay 100 mm theo chiều cao Xoay cửa quay cho vật liệu rơi tự do xuống thùng đong cho tới hi thùng đong đầy có ngọn Dùng thanh gỗ gạt bằng mặt thùng rồi đem cân

l ợng sót trên từng sàng, chính xác đến 1g

d Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét (áp dụng theo TCVN 7572-8:2006 [10])

Nguyên tắc thí nghiệm: Sử dụng ph ơng pháp gạn rửa để xác định hàm l ợng bụi, bùn, sét trong cốt liệu nhỏ

Tiến hành thí nghiệm: Cân 1000g mẫu sau hi đã đ ợc sấy hô, cho vào thùng rồi đổ n ớc sạch vào cho tới hi chiều cao lớp n ớc nằm trên mẫu hoảng 200mm, ngâm trong 2 giờ, thỉnh thoảng lại huấy đều một lần Cuối cùng huấy mạnh một lần nữa rồi để yên trong 2 phút, sau đó gạn n ớc đục ra và chỉ để lại trên mẫu một lớp

n ớc hoảng 30mm Tiếp tục đổ n ớc sạch vào và rửa mẫu theo quy trình trên cho đến

Trong đó: m và m1 lần l ợt là hối l ợng mẫu hô tr ớc và sau hi rửa

Kết quả là trung bình cộng của hai lần thử

2.2.4 Đá mạt Ba Gia

- Đá mạt sử dụng trong nghiên cứu đ ợc lấy tại mỏ đá Ba Gia, tỉnh Quảng Ngãi

có chất l ợng phù hợp với TCVN 7572:2006 [10]

+ Đá mạt có thành phần hạt nh quy định trong Bảng 2.10 đ ợc sử dụng để

chế tạo tất cả các cấp bê tông và mác vữa

+ Tạp chất hữu cơ trong đá mạt hi xác định theo ph ơng pháp so màu, hông

đ ợc thẫm hơn màu chuẩn Đá mạt hông thoả mãn điều này có thể đ ợc sử dụng nếu

ết quả thí nghiệm iểm chứng trong bê tông cho thấy l ợng tạp chất hữu cơ này hông làm giảm tính chất cơ lý yêu cầu đối với bê tông

B tông cấp thấp hơn B30 Vữa

Bê tông dùng trong các ết cấu bê tông cốt thép ứng suất tr ớc 0,01

Bê tông dùng trong các ết cấu bê tông cốt thép và bê tông cốt

+ Đá mạt đ ợc sử dụng hi hả năng phản ứng iềm  silic của cát iểm tra theo ph ơng pháp hoá học (TCVN 7572-14:2006) phải nằm trong vùng cốt liệu vô hại Khi hả năng phản ứng iềm - silic của cốt liệu iểm tra nằm trong vùng có hả năng gây hại thì cần thí nghiệm iểm tra bổ sung theo ph ơng pháp thanh vữa (TCVN 7572-14:2006) để đảm bảo chắc chắn vô hại Đá mạt đ ợc coi là hông có

hả năng xảy ra phản ứng iềm – silic nếu biến dạng () ở tuổi 6 tháng xác định theo