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

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VIỆT CƢỜNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MÙN CƢA LÀM THÀNH PHẦN CẤP PHỐI ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Đà Nẵng - Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VIỆT CƢỜNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MÙN CƢA LÀM THÀNH PHẦN CẤP PHỐI ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG Chuyên ngành: Mã số: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ KHÁNH TOÀN Đà Nẵng - Năm 2018 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu, Phòng Quản lý Đào tạo, Khoa Sau đại học, Khoa Xây dựng dân dụng công nghiệp Giảng viên Tr ờng Đại học Bách hoa – Đại học Đà Nẵng tận tình truyền đạt iến thức quý báu nh tạo điều iện thuận lợi sở vật chất suốt trình học tập, giúp tơi hồn thành Luận văn Thạc sĩ Tôi xin chân thành cảm ơn đến TS.Lê Khánh Toàn – Giảng viên h ớng dẫn trực tiếp, tận tình bảo h ớng dẫn tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành Luận văn Thạc sĩ Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Giáo s , Phó Giáo s , Tiến sĩ Tiểu ban iểm tra tiến độ nhiệt tình nhận xét, đánh giá tạo điều iện giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu hồn thiện Luận văn Ngồi ra, tơi 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; Phịng thí nghiệm vật liệu iểm định chất l ợng cơng trình xây dựng LAS-XD 1335 thuộc Trung tâm Quy hoạch iểm định chất l ợng cơng trình xây dựng Quảng Ngãi – Sở Xây dựng tỉnh Quảng Ngãi giúp đỡ q trình thực Luận văn Sau cùng, tơi chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp hết lịng động viên, huyến hích, chia sẻ tạo điều iện thuận lợi suốt trình học tập nghiên cứu nhằm giúp tơi hồn thành Luận văn Thạc sĩ Xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 27 tháng 02 năm 2018 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Việt Cƣờng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Việt Cƣờng MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Tóm tắt luận văn Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục ti u đề tài 3 Đối tƣợng phạm vi nghi n cứu Nội dung nghi n cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƢƠNG - TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA MÙN CƢA 1.1 TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG 1.1.1 Tổng quan 1.1.2 Phân loại, đặc điểm chung 1.2 CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ LÝ CỦA GẠCH KHƠNG NUNG 1.2.1 Khối lượng thể tích .5 1.2.2 Cường độ chịu lực 1.2.3 Độ ngậm nước khả chống thấm nước 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 1.3.2 Nước 1.3.3 Xi măng .7 1.3.4 Cát 1.3.5 Đá mạt 1.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT GẠCH KHƠNG NUNG (GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU) 1.4.1 Nguyên liệu 1.4.2 Cách phối trộn 1.4.3 Quy trình sản xuất 1.5 GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN MÙN CƢA TẠI QUẢNG NGÃI VÀ VIỆC ỨNG DỤNG MÙN CƢA TRONG SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG 10 1.5.1 Giới thiệu nguồn mùn cưa Quảng Ngãi 10 1.5.2 Việc ứng dụng mùn cưa sản xuất vật liệu xây dựng .11 1.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG .12 CHƢƠNG - CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG 13 2.1 CÁC TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG 13 2.1.1 Kích thước mức sai lệch 13 2.1.2 Yêu cầu ngoại quan 13 2.1.3 Yêu cầu tính chất lý 14 2.2 PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG 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 b Xác định khối lượng thể tích xốp 24 c Xác định thành phần hạt 24 d Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét 24 2.3 ĐẶC TRƢNG CƠ LÝ CỦA CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHẾ TẠO GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG SỬ DỤNG MÙN CƢA 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 CHƢƠNG .35 CHƢƠNG - XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG SỬ DỤNG MÙN CƢA 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 TRƢNG CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG SỬ DỤNG MÙN CƢA TRONG THÀNH CÂP PHỐI .39 3.3.1 Xác định cường độ chịu nén .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 TRƢỜNG .51 3.5.1 Hiệu kỹ thuật 51 3.5.2 Hiệu kinh tế môi trường 51 3.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG .52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 KẾT LUẬN 54 KIẾN NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MÙN CƢA LÀM THÀNH PHẦN CẤP PHỐI ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG Học viên: Nguyễn Việt C ờng Mã số: 60.58.02.08 Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Khóa: 32X1CH Tr ờng Đại học Bách hoa – ĐHĐN Tóm tắt - Gạch hông nung xi măng sử dụng nguyên liệu chủ yếu cát, xi măng số phụ gia nh xỉ than nhiệt điện, phế thải công nghiệp, nơng 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 đa dạng với nhiều chủng loại Mùn c a, nguồn phế phẩm từ q trình gia cơng, chế biến gỗ nhà máy, sở inh doanh Đây nguồn phế phẩm lớn, nhiên đ ợc tận dụng phần để sản xuất giấy, đồ gỗ cơng nghiệp, v.v., phần cịn lại chủ yếu làm chất đốt bỏ gây ảnh h ởng hông tốt đến môi tr ờng Sử dụng mùn c a sản xuất gạch khơng nung, dự báo có cải thiện đ ợc số tính chất lí gạch khơng nung, tiết iệm chi phí sản xuất, tận dụng đ ợc nguồn nguyên liệu sẵn có 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 khơng nung” trình bày ết nghiên cứu sử dụng mùn c a thành phần cấp phối để sản xuất gạch hông nung, nghiên cứu xác định số tiêu lí loại gạch hơng nung Các ết nghiên cứu sở ban đầu để tiếp tục mở rộng h ớng nghiên cứu việc ứng dụng hiệu mùn c a sản xuất gạch hơng nung Từ khóa – Mùn c a; gạch hông nung; xỉ than; c ờng độ chịu nén gạch hông nung; trọng l ợng riêng 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 CÁC LOẠI DANH MỤC Danh mục chữ viết tắt TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam AAC Gạch bê tơng hí ch ng áp CP Cấp phối Danh mục bảng Số hiệu Tên bảng bảng 2.1 Kích thước mức sai lệch kích thước viên gạch bê tông Trang 13 2.2 2.3 Khuyết tật ngoại quan cho phép Yêu cầu cường độ chịu nén, độ hút nước 13 14 2.4 Các tiêu chất lượng xi măng poóc lăng hỗn hợp 15 2.7 Hàm lượng tối đa cho phép muối hoà tan, ion sunfat, ion clorua cặn không tan nước trộn bê tông vữa Các yêu cầu thời gian đông kết xi măng cường độ chịu nén vữa Thành phần hạt cát 2.8 Hàm lượng tạp chất cát 2.5 2.6 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 - Hàm lượng ion Cl cát Thành phần hạt đá mạt Hàm lượng tạp chất bột đá Hàm lượng Cl- đá mạt Kết thí nghiệm nén mẫu xi măng Sơng Gianh Kết thí nghiệm thời gian đơng kết xi măng Sơng Gianh Kết thí nghiệm độ mịn xi măng Sông Gianh Kết thí nghiệm khối lượng riêng xi măng Sơng Gianh 17 18 18 18 19 22 22 22 25 26 26 27 2.17 Kết thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước cát Sông Trà 28 Kết thí nghiệm khối lượng thể tích xốp cát Sơng Trà Kết thí nghiệm thành phần hạt cát Sơng Trà Kết thí nghiệm hàm lượng bụi, bùn, sét cát Sơng Trà Kết thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước đá mạt Kết thí nghiệm khối lượng thể tích xốp đá mạt Kết thí nghiệm hàm lượng bụi, bùn, sét đá mạt Kết thí nghiệm thành phần hạt đá mạt 28 29 30 31 31 32 32 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 Kết thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước mùn cưa 33 43 Bảng 3.7 (tiếp theo) Tên cấp phối Mô tả mẫu (mm) CP (3%) 95x135x185 Tiết diện Lực phá mẫu hoại (mm ) (N) 143.590 24.975 151.030 Tuổi Cƣờng độ nén Cƣờng độ nén mẫu vi n trung bình (ngày) (MPa) (MPa) 5,08 28 5,35 5,17 143.630 147.190 CP (5%) CP (7%) CP (10%) 95x135x185 24.975 95x135x185 24.975 95x135x185 24.975 145.990 142.990 135.720 130.010 128.330 106.350 108.890 127.330 5,08 5,21 28 28 28 5,17 5,04 4,80 4,60 4,54 3,76 3,85 5,14 4,65 4,04 4,51 BIỂU ĐỘ SỰ PHÁT TRIỂN CƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA GẠCH THEO THỜI GIAN CƢỜNG ĐỘ (MPa) CP (0%) CP (3%) CP (5%) CP (7%) CP (10%) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 THỜI GIAN (ngày) Hình 3.4 - Biểu đồ phát triển cường độ chịu nén gạch cấp phối theo thời gian 44 *Nhận xét: - Qua biểu đồ phát triển cường độ chịu nén gạch cấp phối theo thời gian (Hình 3.4), nhận thấy: ngồi CP cấp phối nhà máy chưa thay mùn cưa thành phần, quan sát cấp phối lại từ CP (3%) ÷ CP (10%) CP (với tỉ lệ mùn cưa thay 3%) CP (với tỉ lệ mùn cưa thay 5%) đạt cường độ 5,17 MPa 5,14 MPa thời điểm 28 ngày, cao cường độ chịu nén yêu cầu đề tài 5,0 MPa Ở ngày tuổi thứ 7, cường độ chịu nén cấp phối CP CP đạt 50% so với cường độ chịu nén thiết kế, cao so với cấp phối lại; đến ngày tuổi thứ 14, cường độ chịu nén cấp phối CP2 CP3 3,71 MPa 3,58 MPa cấp phối lại cường độ chịu nén chưa vượt qua 3,0 MPa - So với mẫu chuẩn CP1, tốc độ phát triển cường độ chịu nén theo thời gian CP CP tương đồng; cấp phối cịn lại có tốc độ phát triển chậm đến ngày thứ 28 chưa đạt cường độ chịu nén theo yêu cầu đề tài 3.3.2 Xác định độ rỗng (theo TCVN 6477:2016 [11]) Việc xác định độ rỗng nhằm hống chế tỉ lệ lỗ rỗng viên gạch theo ích th ớc tạo lỗ rỗng huôn hông v ợt giới hạn cho phép nhằm đảm bảo chịu lực cho viên gạch Nguyên tắc: Lấy tổng thể tích phần rỗng so với tổng thể tích viên gạch, tính theo phần trăm (%) Cách tiến hành: Mẫu thử viên gạch nguyên Đo ích th ớc chiều dài, rộng, cao mẫu thử Đổ cát vào phần rỗng mẫu thử Đối với phần rỗng đầu mẫu thử cần áp sát miếng ính vào để tạo thành lỗ rỗng Cát phải rơi tự nhiên theo ph ơng thẳng đứng Miệng phễu đổ cát cách miệng lỗ rỗng 10 cm Cân l ợng cát toàn phần rỗng mẫu thử L u ý: Trong q trình thử hơng đ ợc rung lắc mẫu thử làm cho cát bị lèn chặt lại Tính kết quả: Độ rỗng mẫu thử tính % theo cơng thức (3.2): γr = Vr x 100% lxbxh (3.2) đó: l, b, h: chiều dài, rộng, cao mẫu thử, tính centimet (cm); Vr: thể tích phần lỗ rỗng, tính cm3 theo cơng thức: Vr = đó: mc: khối lượng cát lỗ rỗng, tính gam (g); ρc: khối lượng thể tích xốp cát (g/cm3); mc c 45 Độ rỗng giá trị trung bình cộng ết xác định đ ợc từ mẫu thử riêng lẻ, lấy xác đến 1% Kết thể Bảng 3.8 Bảng 3.8 - Kết thí nghiệm độ rỗng gạch cấp phối Tên cấp phối CP (0%) CP (3%) CP (5%) CP (7%) CP (10%) 95x135x185 95x135x185 Khối lƣợng cát lỗ rỗng (g) 647,7 662,4 95x135x185 95x135x185 95x135x185 620,0 657,7 658,2 1,395 1,395 1,395 18,73 19,87 19,89 95x135x185 95x135x185 629,2 662,4 1,395 1,395 19,01 20,01 95x135x185 95x135x185 647,5 653,5 1,395 1,395 19,56 19,74 95x135x185 95x135x185 95x135x185 95x135x185 95x135x185 95x135x185 643,3 657,5 653,3 652,2 650,3 642,9 1,395 1,395 1,395 1,395 1,395 1,395 19,44 19,87 19,74 19,71 19,65 19,42 Mơ tả mẫu (cm) Khối Độ lƣợng thể rỗng tích cát viên (g/cm ) (%) 1,395 19,56 1,395 20,01 Độ rỗng trung bình (%) Yêu cầu kỹ thuật (%) Kết luận 19,44 ≤ 65 Đạt 19,59 ≤ 65 Đạt 19,77 ≤ 65 Đạt 19,68 ≤ 65 Đạt 19,59 ≤ 65 Đạt Hình 3.5 - Đo kích thước mẫu gạch 46 Hình 3.6 - Xác định độ rỗng gạch BIỂU ĐỒ ĐỘ RỖNG Độ rỗng gạch (%) 20 20 20 20 19 19 19 19 19 CP1 (MC 0%) CP2 (MC 3%) CP3 (MC 5%) CP4 (MC 7%) CP5 (MC 10%) Cấp phối Hình 3.7 - Biểu đồ độ rỗng gạch cấp phối *Nhận xét: Từ kết Bảng 3.8 Hình 3.7, ta thấy CP cấp phối nhà máy, tỉ lệ độ rỗng gạch cấp phối cịn lại chênh lệch khơng nhiều (từ 19,59% ÷ 19,77%), đáp ứng yêu cầu ngoại quan viên gạch xi măng khơng nung (