Nghiên cứu hỗn hợp phối trộn với đất đồi trong sản xuất gạch không nung

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành Công nghệ kỹ thuật Xây dựng TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu hỗn hợp phối trộn với đất đồi trong sản xuất gạch không nung’’ Giảng viên hướng dẫn: TS... Mục tiê

Trang 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Ngành Công nghệ kỹ thuật Xây dựng

TÊN ĐỀ TÀI:

“Nghiên cứu hỗn hợp phối trộn với đất đồi trong sản xuất gạch không nung’’

Giảng viên hướng dẫn:

TS NGUYỄN THẮNG XIÊM Sinh viên thực hiện:

NGUYỄN NGỌC LUẬN

Mã số sinh viên: 54130785

Nha Trang - năm 2016

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

-  - Hiện nay, trong nền kinh tế nhiều thành phần vận hành theo cơ chế thị trường, nền kinh tế thế giới nói chung và nền kinh tế Việt Nam nói riêng có những biến đổi sâu sắc Một trong số đó là ngành vật liệu xây dựng gạch không nung nước nhà đã có bước chuyển mình, đột phá nhưng nói chung chưa phổ biến rộng rãi vì chất lượng chưa ổn định, giá thành cao Mục tiêu của đề tài này là tìm giải pháp, nghiên cứu tối ưu thành phần cốt liệu dùng trong phối trộn cho dây chuyền thiết bị đã có và tạo ra sản phẩm đảm bảo chất lượng nhưng giá cả cạnh tranh trên thị trường

Để đạt được kết quả và tạo nên thành công cho đề tài có thể ứng dụng được ngay, ngoài nỗ lực nghiên cứu của bản thân còn có sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô Khoa Xây dựng - Trường Đại học Nha Trang, phòng Khoa học Công nghệ - Trung tâm thí

nghiệm thực hành - Trường Đại học Nha Trang Đặc biệt, cảm ơn tới TS Nguyễn Thắng

Xiêm - Phó trưởng Khoa Xây dựng - Trường Đại học Nha Trang đã định hướng và tận

tình hướng dẫn trong quá trình làm nghiên cứu đề tài; TS Trần Doãn Hùng - Trường Đại học Nha Trang đã hỗ trợ phương tiện đi lại trong quá trình lấy mẫu thí nghiệm; thầy Vũ Văn Duẩn - Trung tâm thí nghiệm, thực hành - Trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện để sử dụng đầy đủ các dụng cụ, máy móc thiết bị thí nghiệm; anh Nguyễn Thái Tuấn

- Công ty cổ phần vật liệu mới ASIA 96 đã cung cấp vật liệu thí nghiệm và sản xuất thử nghiệm thực tế mẫu tối ưu trên dây chuyền sẵn có của nhà máy

Trang 3

I DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

1 TS Nguyễn Thắng Xiêm - BM Cơ sở Xây dựng, Khoa Xây dựng - Trường Đại học Nha Trang

2 SV Nguyễn Ngọc Luận - Khoa Xây dựng - Trường Đại học Nha Trang

3 KS Vũ Văn Duẩn - Trung tâm Thí nghiệm, Thực hành - Trường Đại học Nha Trang

II ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH

1 Trung tâm Thí nghiệm, Thực hành - Trường Đại học Nha Trang

2 Công ty cổ phần vật liệu mới ASIA 96

Trang 4

TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1 Nghiên cứu độ ẩm của các cốt liệu phối trộn

2 Nghiên cứu độ hút nước của các cốt liệu phối trộn

3 Nghiên cứu hàm lượng tạp chất có trong đất đồi dùng cho phối trộn

4 Nghiên cứu độ ảnh hưởng của tỷ lệ chất kết dính phù hợp cho cấp phối tổ hợp thử nghiệm 1

5 Nghiên cứu sự liên kết khi phối trộn các nguyên vật liệu với nhau theo tổ hợp 1 (đá mạt + đất đồi + chất kết dính + phụ gia) ảnh hưởng đến quá trình tạo hình sản phẩm

6 Nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp phối trộn 1 đến năng suất và quá trình vận hành của dây chuyền thiết bị

7 Nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp phối trộn 3 đến năng suất và quá trình vận hành của dây chuyền thiết bị

Trang 5

PHỐI HỢP CHÍNH ii

TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU x

MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1

3 CÁCH TIẾP CẬN, TRÌNH TỰ VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1

3.1 Cách tiếp cận 1

3.2 Trình tự nghiên cứu 2

3.3 Phạm vi nghiên cứu 2

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 TỒNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI 3

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 3

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 3

1.2 KHẢO SÁT THỰC TRẠNG SỬ DỤNG GẠCH KHÔNG NUNG VÀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH KHÁNH HÒA 6

1.2.1 Thực trạng sử dụng gạch không nung trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa 6

1.2.2 Nguồn nguyên liệu trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa 6

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 8

2.1.1 Khái quát đối tượng nghiên cứu 8

2.1.2 Cơ sở chọn đối tượng nghiên cứu 11

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.3 MỘT SỐ CHẤT KẾT DÍNH VÀ PHỤ GIA 15

Trang 6

2.3.1 CKD hữu cơ 15

2.3.2 CKD vô cơ 15

2.3.3 Các phụ gia có thề dùng trong phối trộn 16

2.3.3.1 Tro bay (FA) 16

2.3.3.2 Muội silic (SiO2) 17

2.4 NHỮNG CÔNG VIỆC VÀ QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN 21

2.4.1 Các bước tiến hành thực nghiệm tại nhà xưởng 21

2.4.2 Các bước tiến hành tại phòng thí nghiệm 22

2.4.3 Xác định cường độ chịu uốn và nén của mẫu 26

2.5 MỘT SỐ THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ SỬ DỤNG TRONG THÍ NGHIỆM 28

2.5.1 Máy nén xi măng tự động Matest E160-01 28

2.5.2 Cân kỹ thuật Ohau max 150kg 29

2.5.3 Cân kỹ thuật Ohau max 3kg 29

2.5.4 Tủ sấy 30

2.5.5 Máy trộn bằng tay Xiyi II5 31

2.5.6 Bàn dằn tạo mẫu xi măng Xiyi ZS-15 –Trung Quốc 31

2.5.7 Kính hiển vi điển tử quét TESCAN VEGA 3XM 32

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 33

3.1 Độ ẩm của cốt liệu dùng trong phối trộn 33

3.1.1 Mạt đá 33

3.1.2 Đá non 34

3.1.3 Đất đồi 34

3.1.4 Kết luận 35

3.2 Độ hút nước của cốt liệu dùng trong phối trộn 35

3.2.1 Mạt đá 35

3.2.2 Đá non 36

3.2.3 Đất đồi 37

3.3 Kết quả phân tích mẫu nước dùng trong thí nghiệm tại nhà máy 38

3.4 Tro bay đen (FA1) 40

3.5Tro bay nâu (FA2) 42

Trang 7

3.6.2.1 Thành phần hạt 44

3.6.2.2 Khả năng trương nở thể tích và hấp phụ trao đổi ion 44

3.6.2.3 Tính dẻo 45

3.6.2.4 Sự tương tác giữa các hạt sét 45

3.6.3 Tính chất cơ lý của đất đồi 47

3.6.4 Các tính chất cơ bản của đá mi bụi, đá mạt 48

3.7 Kết quả thu được khi thí nghiệm mẫu TH1 49

3.7.1 Kết quả thí nghiệm tiến hành cho TH1 với phụ gia muội silic (SiO2) 49

3.7.2 Kết quả thí nghiệm tiến hành cho TH1 với phụ gia tro bay đen (FA1) 52

3.7.3 Kết quả thí nghiệm tiến hành cho TH1 với phụ gia tro bay nâu (FA2) 56

3.8 Kết quả tối ưu khi phối trộn TH1 theo 3 mẫu loại V, K, M 59

3.9 Kết quả chụp bề mặt mẫu dưới kính 24x 60

3.10 Kết quả thực tế tạo hình sản phẩm theo TH1 tại nhà máy 62

3.11 Năng suất của dây chuyền thiết bị tại nhà máy khi phối trộn cốt liệu theo TH1 (đá mạt + đất đồi + chất kết dính + phụ gia) và TH3 (đá non + đất đồi + chất kết dính + phụ gia) 64

3.11.1 Quá trình vận hành của dây chuyền thiết bị tại nhà máy 67

3.11.2 Kết luận 70

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 71

4.1 KẾT LUẬN 71

4.2 ĐỀ XUẤT 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

PHỤ LỤC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 75

Trang 8

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Tòa nhà Keangnam Hanoi Landmark Tower trước và sau khi xây dựng bằng

vật liệu gạch không nung 4

Hình 1.2 Biệt thự xây bằng gạch không nung KĐT mới Quang Minh, Hà Nội 5

Hình 1.3 Đất đồi tại mỏ đá Á Châu, Diên Thọ, Diên Khánh, Khánh Hòa 7

Hình 1.4 Đất mạt, đá mi bụi tại mỏ đá Á Châu, Diên Thọ, Diên Khánh, Khánh Hòa 7

Hình 2.1 Bản đồ phân bố địa chất của Việt Nam 9

Hình 2.2 Bản đồ phân tầng địa chất của Việt Nam 10

Hình 2.3 Quá trình tạo liên kết của thành phần phối trộn trước khi đầm nén 12

Hình 2.4 Quá trình tạo liên kết của thành phần phối trộn sau khi đầm nén 13

Hình 2.5 Cơ chế đóng rắn của hỗn hợp phối trộn 14

Hình 2.6 Hình ảnh xi măng 16

Hình 2.7 Hình ảnh phụ gia FA 17

Hình 2.8 Muội silic thực tế (trái) và ảnh chụp phóng đại 10.000 lần (phải) 18

Hình 2.9 Hạt muội silic được chụp trên kính hiển vi (trái) và kích thước hạt (phải) 18

Hình 2.10 Cấu trúc của xi măng và muội silic 20

Hình 2.11 Hình ảnh khuôn mẫu kích thước (40x40x160) mm 24

Hình 2.12 Sấy mẫu 24

Hình 2.13 Hình ảnh mẫu phối trộn sau khi hoàn thành 25

Hình 2.14 Hình ảnh bảo dưỡng mẫu 25

Hình 2.15 Nén mẫu 26

Hình 2.16 Uốn mẫu 26

Hình 2.17 Sơ đồ đặt mẫu uốn 27

Hình 2.18 Mẫu nén 27

Hình 2.19 Sơ đồ đặt mẫu nén 28

Hình 2.20 Máy nén mẫu 28

Hình 2.21 Cân kỹ thuật 150kg 29

Hình 2.22 Cân kĩ thuật 3kg 30

Hình 2.23 Tủ sấy vật liệu 30

Hình 2.24 Máy trộn bằng tay Xiyi II5 31

Trang 9

Hình 3.3 Thí nghiệm xác định độ ẩm của đất đồi 34

Hình 3.4 Thí nghiệm xác định độ hút nước của đá mạt 35

Hình 3.5 Thí nghiệm xác định độ hút nước của đá non 36

Hình 3.6 Thí nghiệm xác định độ hút nước của đất đồi 37

Hình 3.7 Nước mặt tự nhiên tại địa bàn thực nghiệm tích tụ nhờ mưa 39

Hình 3.8 Nước mưa dẫn vào hồ chứa tại địa bàn thực nghiệm 39

Hình 3.9 Hình SEM của tro bay FA1 được phóng to từ 1,0 kx đến 5,0 kx 40

Hình 3.10 Biểu đồ phân bố kích thước hạt của tro bay FA1 40

Hình 3.11 Biểu đồ phân bố năng lượng quang phổ của tro bay FA1 41

Hình 3.12 Hình SEM của tro bay FA2 được phóng to từ 1,0 kx đến 5,0 kx 42

Hình 3.13 Biểu đồ phân bố kích thước hạt của tro bay FA2 42

Hình 3.14 Biểu đồ phân bố năng lượng quang phổ của tro bay FA2 43

Hình 3.15 Biểu đồ quan hệ giữa khoảng cách và lực tương tác 46

Hình 3.16 Bề mặt mẫu V1 50

Hình 3.20 Cường độ chịu uốn của mẫu 51

Hình 3.21 Cường độ chịu nén của mẫu 52

Hình 3.22 Bề mặt mẫu K1 53

Hình 3.28 Bề mặt mẫu M1 57

Trang 10

Hình 3.34 Cường độ chịu uốn cao nhất của 3 mẫu loại V, K, M 59

Hình 3.35 Cường độ chịu nén cao nhất của 3 mẫu loại V, K, M 60

Hình 3.36 Bề mặt mẫu loại V bình thường (trái) và phóng to 24x (phải) 60

Hình 3.37 Bề mặt mẫu loại K bình thường (trái) và phóng to 24x (phải) 61

Hình 3.38 Bề mặt mẫu loại M bình thường (trái) và phóng to 24x (phải) 61

Hình 3.39 Sản phẩm sau khi ép 62

Hình 3.40 Sản phẩm được vận chuyển đi bão dưỡng 62

Hình 3.41 Thiếu nguyên liệu cho 1 cấp phối trộn 63

Hình 3.42 Nứt trong quá trình vận chuyển đi bảo dưỡng 63

Hình 3.43 Co ngót khi bảo dưỡng dưới trời nắng 64

Hình 3.44 Bảng điều khiển trung tâm điều chỉnh năng suất dây chuyền 65

Hình 3.45 Thời gian rung 3,8s 65

Hình 3.50 Cấp nguyên liệu phối trộn TH1 vào máy 67

Hình 3.51 Trộn khô các nguyên liệu phối trộn với nhau 68

Hình 3.52 Trộn ướt các nguyên liệu phối trộn với nhau 68

Hình 3.53 Băng tải dẫn các nguyên liệu sau khi phối trộn đều vào máy ép tạo hình 68

Hình 3.54 Định lượng nguyên liệu vào khuôn ép 69

Hình 3.55 Tiến hành ép tạo hình sản phẩm 69

Hình 3.56 Sản phẩm thô sau khi ép 69

Hình 3.57 Sản phẩm gạt tinh loại bỏ cốt liệu thừa sau khi ép 70

Hình 3.58 Sản phẩm được vận chuyển đi bão dưỡng 70

Trang 11

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của muội silic 20

Bảng 2.3 So sánh thành phần hóa học của muội silic 21

Bảng 2.4 Quy trình chế tạo gạch 22

Bảng 2.5 Các bước tiến hành tạo mẫu 23

Bảng 2.6 Thành phần cốt liệu cho 1 tổ hợp 6 mẫu, hệ số an toàn 1,2 23

Bảng 3.1 Lấy mẫu cốt liệu 33

Bảng 3.2 Lấy mẫu cốt liệu 35

Bảng 3.3 Thành phần hóa học của mẫu nước tại địa bàn thực nghiệm (%) 38

Bảng 3.4 Phân tích định lượng các nguyên tố hóa học của tro bay FA1 41

Bảng 3.5 Phân tích định lượng các nguyên tố hóa học của tro bay FA2 43

Bảng 3.6 Thành phần hóa của đất đồi 43

Bảng 3.7 Phân loại đất theo thành phần cơ giới của LHQ (UN) 44

Bảng 3.8 Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của đất đá tầng phủ tàn sườn tích 47

Bảng 3.9 Thống kê kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp đá dưới lớp đất đá tầng phủ tàn sườn tích (có phế phẩm là đá mạt, đá mi bụi tận dụng làm gạch không nung trong quá trình sản xuất đá xây dựng 1x2, 2x4) 48

Bảng 3.10 Thành phần của mẫu gạch với các tỷ lệ khác nhau 49

Bảng 3.11 Cường độ chịu uốn của mẫu 49

Bảng 3.12 Cường độ chịu nén của mẫu 49

Bảng 3.19 Năng suất của dây chuyền thiết bị 67

Trang 12

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Thực hiện Quyết định số 121/2008/QĐ-TTg ngày 29 tháng 08 năm 2008 về việc: phê duyệt quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020; Quyết định số 567/QĐ-TTg ngày 28 tháng 04 năm 2010 của Thủ tướng Chính phủ về việc: phê duyệt chương trình phát triển vật liệu xây không nung đến năm 2020, Chỉ thị

số 10/CT-TTg ngày 16 tháng 04 năm 2012 về việc: tăng cường sử dụng vật liệu xây không nung và hạn chế sản xuất, sử dụng gạch đất sét nung, Chỉ thị số 22/2013/CT-UBND ngày 23 tháng 12 năm 2013 về việc: lộ trình chấm dứt hoạt động sản xuất gạch đất sét nung bằng lò thủ công, thủ công cải tiến và lò đứng liên tục, tăng cường sử dụng và phát triển vật liệu xây không nung trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa; Quyết định

số 1469/QĐ-TTg ngày 22 tháng 08 năm 2014 về việc: phê duyệt quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và định hướng dần năm 2030 và đứng trước nguy cơ đất nông nghiệp đang bị khai thác mạnh để đáp ứng nguyên liệu đầu vào của các lò sản xuất gạch đất nung thủ công truyền thống [1-5]

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

- Sử dụng tái chế các chất thải công nghiệp, các nguyên liệu sẵn có dồi dào trên địa bàn và tối ưu hóa các nguyên liệu đầu vào để tạo ra sản phẩm sạch, đảm bảo chất lượng, tránh lãng phí và không gây ô nhiễm môi trường

- Sản xuất thử nghiệm thực tế mẫu đã tối ưu trên dây chuyền thiết bị sẵn có của nhà máy

3 CÁCH TIẾP CẬN, TRÌNH TỰ VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Cách tiếp cận

Phương pháp tiếp cận các nội dung nghiên cứu của đề tài theo trình tự như sau:

Bước 1 Khảo sát thực tế và trên các số liệu có sẵn thực trạng sử dụng gạch không nung trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa đang nghiên cứu và tình hình chung cả nước

Bước 2 Từ đó tìm hiểu nguyên nhân và đưa ra hướng giải quyết và các giải pháp công nghệ

Bước 3 Thí nghiệm kiểm tra tối ưu trong phòng thí nghiệm

Bước 4 Đối chiếu, so sánh với các chuyên đề đã công bố, các tiêu chuẩn hiện hành

và kết luận, đề xuất

Trang 13

- Xác định cường độ chịu nén của gạch thí nghiệm mẫu (40 x 40 x 160) mm theo TCVN 6016-1995: Tiêu chuẩn xác định độ bền [6]

- Đánh giá kết quả, kết luận và đề xuất

3.3 Phạm vi nghiên cứu

Nguyên liệu được lấy từ Công ty cổ phần Á Châu - cơ sở sản xuất các loại đá xây dựng; địa chỉ: km số 09, đường Cao Bá Quát ND (quốc lộ 27B - Nha Trang - Đà Lạt),

xã Diên Thọ, huyện Diên Khánh, tỉnh Khánh Hòa Kết quả nghiên cứu được triển khai

ở quy mô thực nghiệm tại công ty cổ phần vật liệu mới ASIA 96

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Khảo sát thực tế về thực trạng sử dụng gạch không nung trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa

- Hình ảnh về cấu trúc vật liệu của các cốt liệu dùng trong phối trộn và của mẫu thí nghiệm (40 x 40 x 160) mm

- Đo cường độ chịu nén của mẫu thí nghiệm (40 x 40 x 160) mm

- Tối ưu các phụ gia và các cốt liệu dùng trong phối trộn, từ đó đưa ra thành phần cốt liệu tối ưu dùng cho phối trộn sản xuất đại trà

Trang 14

Hiện nay, nguyên liệu dùng cho sản xuất gạch vẫn chủ yếu là đất sét Việc khai thác đất sét phục vụ cho sản xuất gạch đã và đang làm giảm quỹ đất cho các ngành công nghiệp, đô thị và nhất là gây tác động môi trường Để khắc phục tình trạng này, các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất gạch không nung dùng nguồn nguyên liệu thải thay thế cho nguồn đất sét như: phế thải trong mỏ sản xuất đá xây dựng, xà bần xây dựng, đá xít thải ra từ các nhà máy tuyển than, Công nghệ này đã đem lại ý nghĩa to lớn cho kinh tế xã hội như tiết kiệm tài nguyên đất và nhất là không gây ô nhiễm môi trường [7]

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Ở nước ta, trong những năm 1980, vật liệu xây dựng không nung đã được tuyên truyền, giới thiệu; tuy vậy, việc sản xuất vật liệu xây dựng không nung chưa được phát triển đồng bộ, thiếu cơ sở khoa học cả về công nghệ cũng như nguyên liệu và đặc biệt công tác điều tra cơ bản, nghiên cứu về nguồn nguyên liệu đã không được chú trọng, hơn nữa, vấn đề môi trường cũng chưa được đặt đúng với tầm quan trọng như ngày nay, nên ngành sản xuất vật liệu xây dựng không nung ở nước ta đã không được quan tâm trong một thời gian dài

Trong thực tế, tại một số khu vực riêng biệt, hoặc theo truyền thống, hoặc do kinh nghiệm sản xuất đối với một vài nguồn nguyên liệu địa phương (như sét đồi ở Bắc Giang, đá ong ở Sơn Tây, Vĩnh Phúc, đá silic ở Thủy Nguyên - Hải Phòng, ), hoặc phế thải công nghiệp (như xỉ than ở Phả Lại, Ninh Bình), vật liệu xây dựng không nung vẫn được duy trì một cách tự phát, theo phương thức thủ công, nên chất lượng sản phẩm chưa thể đáp ứng nhu cầu của thị trường Đây cũng là một trong số những nguyên nhân làm cho vật liệu xây dựng không nung chưa được ưa chuộng [8]

Trang 15

trình xóa bỏ gạch xây bằng phương pháp nung thủ công Đặc biệt sau khi tòa nhà Keangnam Hanoi Landmark Tower khởi công xây dựng năm 2008 được xây dựng hoàn toàn bằng vật liệu không nung thành công (xem hình 1.1) Thấy được tiềm năng phát triển gạch không nung tại Việt Nam là rất lớn, hàng loạt các Quyết định của Thủ tướng chính phủ được ban hành và các văn bản chỉ thị, khuyến khích thi hành chi tiết cũng được ra đời ngay sau đó [9].

Hình 1.1 Tòa nhà Keangnam Hanoi Landmark Tower trước và sau khi xây dựng bằng vật liệu

gạch không nung

Trang 16

Hình 1.2 Biệt thự xây bằng gạch không nung KĐT mới Quang Minh, Hà Nội

Trong đó các công ty như: Công ty TNHH Hồ Hoàn Cầu, Công ty CP chế tạo máy

và sản xuất vật liệu mới Trung Hậu, đi đầu trong dây chuyền và sản xuất vật liệu không nung với nguyên liệu là cát, đá mi bụi, phụ gia, nhưng vẫn chưa có những công bố chính thức nào về tỷ lệ thành phần cốt liệu cũng như phụ gia nào đã sử dụng

và tối ưu hóa Đó cũng chính là nguyên nhân gián tiếp thúc đẩy tác giả nghiên cứu tối

ưu cốt liệu để sản xuất gạch không nung trong đó có sử dụng thêm đất đồi và các phụ gia sẵn có, rẻ tiền (tro bay, muội silic); một nguyên nhân gián tiếp nữa là: cũng giống như gạch đất sét nung thì quỹ cát và lượng đá mi bụi cũng như xà bần xây dựng tại các

mỏ đá, các công trường có hạn; cộng với niềm đam mê nghiên cứu khoa học - đây là

nguyên nhân trực tiếp thôi thúc tác giả chọn đề tài: Nghiên cứu hỗn hợp phối trộn với

đất đồi trong sản xuất gạch không nung có dùng phụ gia muội silic và tro bay trong

đề tài tốt nghiệp Đại học mà tác giả đang thực hiện

Trang 17

Do thói quen sử dụng gạch nung truyền thống của người dân, thị trường bất động sản đóng băng, tình hình sản xuất và tiêu thụ gạch đất sét nung bằng lò thủ công vẫn diễn ra phổ biến nên vật liệu không nung khó tiêu thụ (theo thống kê chung của báo Khánh Hòa năm 2012) [10]

Nhưng hiện nay, nhờ chính sách quán triệt, siết chặt theo Chỉ thị số 10/CT-TTg ngày 16 tháng 04 năm 2012 về việc: tăng cường sử dụng vật liệu xây không nung và hạn chế sản xuất, sử dụng gạch đất sét nung; Chỉ thị số 22/2013/CT-UBND ngày 23 tháng 12 năm 2013 về việc: lộ trình chấm dứt hoạt động sản xuất gạch đất sét nung bằng lò thủ công, thủ công cải tiến và lò đứng liên tục, tăng cường sử dụng và phát triển vật liệu xây không nung trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa thì thị trường vật liệu xây không nung trên địa bàn có dấu hiệu khởi sắc trở lại, cụ thể: công trình Trung tâm điều dưỡng người có công tỉnh Khánh Hòa - giai đoạn 2 - số 06 đường Phạm Văn Đồng - P Vĩnh Phước - TP Nha Trang - tỉnh Khánh Hòa sử dụng 100% gạch không nung; huyện Cam Lâm, huyện Diên Khánh thuộc tỉnh Khánh Hòa người dân đã sử dụng gạch không nung trong xây dựng các công trình cấp hộ gia đình, [2, 11]

1.2.2 Nguồn nguyên liệu trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa

Tỉnh Khánh Hòa có khoảng trên 10 mỏ đá lớn nhỏ các loại, trong đó các mỏ lớn như: mỏ đá Hòn Ngang - Diên Khánh, mỏ đá Núi Sầm - Ninh Hòa hằng năm tạo ra hàng trăm mét khối đá mạt, đá mi bụi phế thải các loại trong quá trình sản xuất đá 2x4, 1x2, 0.5x1, Bên cạnh đó một khối lượng lớn đất đồi cũng được đào xới trong quá trình khai thác đá Vì vậy, nhu cầu thiết yếu là phải tận dụng nguồn vật liệu phế thải có sẵn này trong sản xuất gạch không nung tránh lãng phí và ô nhiễm môi trường

Trang 18

Hình 1.3 Đất đồi tại mỏ đá Á Châu, Diên Thọ, Diên Khánh, Khánh Hòa

Hình 1.4 Đất mạt, đá mi bụi tại mỏ đá Á Châu, Diên Thọ, Diên Khánh, Khánh Hòa

Trang 19

Tại các mỏ sản xuất đá xây dựng thường nằm trên đồi núi cao và bao phủ bởi lớp thổ nhưỡng đồi núi, muốn khai thác phải bóc bỏ lớp thổ nhưỡng (lớp đất đồi) này đi Trước năm 2008, các phế phẩm trong quá trình sản xuất đá xây dựng là đá mạt, đá mi bụi và lớp đất đồi bị bóc bỏ đi, điều này gây lãng phí và một phần gây ô nhiễm môi trường; nhưng sau năm 2008, sau khi Quyết định số 121/2008/QĐ-TTg ngày 29 tháng

08 năm 2008 về việc: phê duyệt quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và Quyết định số 567/QĐ-TTg ngày 28 tháng 04 năm 2010 của Thủ tướng Chính phủ về việc: phê duyệt chương trình phát triển vật liệu xây không nung đến năm 2020 thì các phế phẩm này bắt đầu được chú ý tận dụng, nhưng cho đến nay vì một số lí do khách quan cũng như đảm bảo tính cạnh tranh trong kinh doanh nên các công ty đi đầu trong lĩnh vực này vẫn chưa có báo cáo nghiên cứu chính thức nào về thành phần, tỷ lệ cũng như phụ gia sử dụng tối ưu

Đại đa số các đồi núi khu vực Trung bộ nước ta có nền địa chất và phân tầng tương đối giống nhau (xem hình 2.1÷2.2), điều này tạo điều kiện thuận lợi trong việc thương mại hóa và phổ biến rộng rãi kết quả nghiên cứu sản phẩm trên thị trường cả nước:

Trang 20

Hình 2.1 Bản đồ phân bố địa chất của Việt Nam

Trang 21

Hình 2.2 Bản đồ phân tầng địa chất của Việt Nam

Nhóm đất đỏ vàng hay còn gọi là nhóm đất Feralit, nó được gọi tên là Ferralsols, là

nhóm đất có màu đỏ hoặc lẫn đỏ, thường xuất hiện dưới tán rừng mưa nhiệt đới Tầng tích luỹ chất hữu cơ thường mỏng, hàm lượng chất hữu cơ trong đất thấp; trong thành phần thường có mùn, axít fulvônic thường chiếm ưu thế Thường có tích tụ các ôxit

Trang 22

của Fe và Al, do vậy tạo nên màu đỏ vàng thường thấy của loại đất này Hàm lượng các khoáng vật nguyên sinh rất thấp, trừ các khoáng vật rất bền (thạch anh, cao lanh) [12]

2.1.2 Cơ sở chọn đối tượng nghiên cứu

Công nghệ sản xuất gạch không nung từ đất hóa đá dựa trên nguyên lý từ lực, dựa

trên sự hiện diện của nguyên tố silic (Si) làm cơ cấu và chất kết dính mạnh mẽ tạo ra hiện tượng ion hóa thành composit vô cơ một loại vật liệu vô cùng vững chắc

Do đặc tính vật liệu như: đất đồi có tính âm (-); với vật liệu có nhiều chất (+) Al3+,

Fe3+, Ca2+ (thành phần chính của phụ gia muội silic và tro bay), nhờ được tiếp sức từ lực nén chúng với nhau, tạo ra một chất mới cứng như đá (xem hình 2.3÷2.5)

Đất đồi có thành phần chính là sét pha do nước mưa phong hóa từ đá tràng phong hóa ra, đá acid và trung kiềm thường tạo ra đất đồi sét 2 lá, mà trong tính khoáng học gọi là nhóm cao lanh, đá tràng kiềm và cực kiềm tạo ra đất đồi sét 3 lá Sét 2 lá có 1 lá nhôm và 1 silic, sét 3 lá gồm 2 lá silic và 1 lá nhôm Cả lá silic và lá nhôm đều có điện tích âm (-) Nếu có điều kiện biến lá nhôm đổi thành điện tích dương (+), thì khoáng vật cao lanh sẽ có một đầu âm và một đầu dương Nhờ sự hút vào nhau giữa hai vật chất mới tạo ra các sợi cực bé ngoằn ngoèo, gọi là Polymer Một chất làm cứng vật liệu gọi là composit (hữu cơ) hay bê tông Polymer Do đặc tính của nó, sét 2 lá kết

dính với nhau theo nguyên lý từ lực (âm - dương) Đó là loại vật liệu kết dính với

nhau bền chắc như đá

Trang 23

Hình 2.3 Quá trình tạo liên kết của thành phần phối trộn trước khi đầm nén

Trạng thái bình thường của đất đồi khi chưa có phụ gia Polymer

Bắt đầu quá trình tác động của phụ gia Polymer

Thành phần khoáng chất trong đất đồi

Trang 24

Hình 2.4 Quá trình tạo liên kết của thành phần phối trộn sau khi đầm nén

Công nghệ vô cơ có hai cơ chế kết dính: trực tiếp và gián tiếp Cơ chế trực tiếp là vật liệu (không có từ tính) đó là vật liệu có các hạt bé (phân tử) tự hút với nhau giữa một phân tử âm và một phân tử dương trong một hay hai nhiều chủng loại vật liệu Công nghệ vô cơ biến một hạt cao lanh cơ bản Kaolinite có silic và lá nhôm thành hạt nam châm rất nhỏ có đầu âm (lá silic) và một đầu dương (lá nhôm) các hạt nam châm này hút nhau tạo sự hóa đá của cao lanh

Cấu trúc hoàn chỉnh sau khi đã được đầm nén

Cấu trúc ổn định sau khi hoàn thành tác động của phụ gia Polymer

Trang 25

Hình 2.5 Cơ chế đóng rắn của hỗn hợp phối trộn

Dựa trên những nguyên lý cơ bản và cơ sở khoa học của việc tổng hợp từng nguyên liệu thô là đất đồi và những phế thải công nghiệp xây dựng Qua xử lý và phối trộn với phụ gia hoạt tính với tỷ lệ hợp lý tạo thành sản phẩm có độ kết dính cao, có thể thay thế hoàn toàn những vật liệu truyền thống đã sử dụng từ trước đến nay

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Phương pháp thu thập dữ liệu ban đầu: Đã tiến hành thu thập các nghiên cứu

chuyên ngành sản xuất gạch không nung trên địa bàn cả nước

- Phương pháp bản đồ: Sử dụng bản đồ địa chất để phân tích và tổng hợp cơ sở dữ

liệu địa chất trên địa bàn

- Phương pháp kế thừa: kế thừa các kết quả nghiên cứu đi trước để tiết kiệm thời

gian và các chi phí không cần thiết: Kết quả phân tích mẫu đất của các vùng lân cận có nền địa chất tương tự [13]

- Phương pháp phân tích, xử lý dữ liệu: Phương pháp này được sử dụng để chắt lọc

dữ liệu thu được trong quá trình làm thí nghiệm

- Các phương pháp khác: Đánh giá đất đai, phân tích tổng hợp tài liệu để đưa ra kết

luận và đề xuất

Trang 26

- CKD hữu cơ được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, có khả năng trộn lẫn và dính kết các vật liệu khoáng tạo thành vật liệu đá nhân tạo có những tính chất vật lý, cơ học phù hợp để xây dựng lớp phủ đường ô tô, vật liệu lợp, vật liệu cách nước [14, 15]

2.3.2 CKD vô cơ

- CKD vô cơ là loại vật liệu thường ở dạng bột (trừ thủy tinh lỏng), khi nhào trộn với nước hoặc các dung môi khác sẽ tạo thành hồ dẻo có tính dính, qua quá trình biến đổi hóa lý, nó có thể rắn chắc và chuyển sang trạng thái đá Có khả năng liên kết các hạt cát, đá rời rạc hoặc những vật liệu khác thành khối cứng như đá

- CKD vô cơ chủ yếu dùng để chế tạo bê tông, vữa xây dựng, gạch silicate, đá nhân tạo không nung, tấm mỏng Có 2 loại chủ yếu như:

+ CKD rắn trong không khí: là loại CKD sau khi nhào trộn với nước chỉ có khả năng rắn chắc và phát triển cường độ trong môi trường không khí như: vôi không khí (CaO), thạch cao xây dựng (CaSO4.0,5H2O), CKD ma-giê (MgO), thạch cao cứng hay xi măng anhydride (CaSO4), thủy tinh lỏng (Na2O.nSiO2, K2O.mSiO2)

+ CKD rắn trong nước: là loại CKD có khả năng rắn chắc và phát triển cường

độ cả trong môi trường nước và môi trường không khí như: vôi thủy, CKD hỗn hợp, xi măng La mã, xi măng Portland [14, 15]

- Trong nghiên cứu này sử dụng CKD là xi măng Portland hỗn hợp PCB40 Vicem

Hà Tiên

- Xi măng Portland là CKD vô cơ rắn trong nước và trong không khí, được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp đã nghiền nhỏ của đá vôi (75 ÷ 80) % và đất sét (20 ÷ 25) % đến nhiệt độ kết khối (khoảng 1450oC), làm lạnh nhanh tạo thành clinker Sau đó nghiền mịn clinker với thạch cao (3 ÷ 5) % và một số phụ gia cần thiết khác như phụ gia vô cơ hoạt tính, phụ gia vô cơ trơ Kích thước hạt xi măng từ (10 ÷ 100) μm [6, 16-19]

Trang 27

Hình 2.6 Hình ảnh xi măng Bảng 2.1 Thành phần khoáng vật của xi măng Portland

Tên khoáng vật Công thức hóa học Viết tắt % có trong clinker

Aluminate tricalcite 3CaO.Al2O3 C3A 4÷12

Fero aluminate tetra

calcite 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 10÷12

Fero aluminate calci 8CaO.3Al2O3.Fe2O3 - < 1

- Xi măng Portland có nhiều ưu điểm như:

2.3.3 Các phụ gia có thề dùng trong phối trộn

2.3.3.1 Tro bay (FA)

Tro bay (fly ash-FA) là sản phẩm của quá trình đốt cháy than nghiền tại các nhà máy nhiệt điện Tro bay có kích thước từ (1 ÷ 15) μm và hầu hết là có hình cầu (mịn hơn gần 10 lần so với xi măng Portland và vôi) Tùy thuộc vào nguồn và thành phần

Trang 28

của than bị đốt cháy, thành phần hóa học của tro bay có thay đổi đáng kể Tuy nhiên,

thành phần chính của tất cả các tro bay là tương tự nhau và có thành phần gần

giống xi măng Portland như SiO2, Al2O3, Fe2O3 và CaO, trong khi Mg, K, Na, Ti, và S cũng có nhưng chiếm số lượng ít hơn Tro bay thường có màu xám hoặc đen, tùy thuộc vào hàm lượng cacbon chưa cháy trong tro Màu sáng hơn cho thấy là hàm lượng cacbon thấp Hàng năm, các nhà máy nhiệt điện đã thải ra một lượng lớn tro bay, do vậy tro bay đã trở thành mối quan tâm của các nhà môi trường thế giới Sử dụng các loại vật liệu này giúp giảm chi phí sản xuất sản phẩm và giảm đáng kể hiệu ứng nhà kính từ việc sản xuất xi măng [1, 19-26]

Hình 2.7 Hình ảnh phụ gia FA

2.3.3.2 Muội silic (SiO2)

Muội silic (silica fume) còn được gọi là khói silichay microsilica: là một dạng cấu trúc vô định hình (không kết tinh) đa phần là oxit silic SiO2 được thực hiện bởi quá trình đốt cháy của tetrachloride silicon ở ngọn lửa hydro-oxy Muội silic là sản phẩm phụ của công nghiệp sản suất chế phẩm chứa silic, thoát ra dưới dạng khói bay cực mịn Muội silic có khối lượng đơn vị ở trạng thái đổ đống rất nhỏ, vào khoảng (0,15 ÷ 0,2) tấn/m3 [27]

Muội silic có hàm lượng ôxit silíc hoạt tính cao vào khoảng (85 ÷ 98) % Muội silic được dùng chủ yếu làm nguyên liệu tạo thêm tính chất pozzolan cho hỗn hợp phối trộn cường độ cao chế tạo từ xi măng Portland [28]

Trang 29

Hình 2.8 Muội silic thực tế (trái) và ảnh chụp phóng đại 10.000 lần (phải)

 Kích thước và khả năng lèn chặt:

Muội silic có kích thước rất nhỏ bé; khoảng từ 0,1 μm đến vài μm; đường kính hạt trung bình 1,5 μm (mịn hơn gần 100 lần so với xi măng Portland và vôi) (xem hình 2.9) [28]

Khi được thêm vào thành phần của hỗn hợp, muội silic sẽ bao quanh các hạt xi

măng, lấp đầy các lỗ rỗng siêu nhỏ mà các hạt xi măng không lọt tới được Làm cho

khối đổ hỗn hợp được đặc chắc hơn, hình thành một môi trường có tính liên tục và đồng nhất cao sau khi hỗn hợp ninh kết, và làm tăng khả năng chịu lực của sản phẩm, tạo nên các hỗn hợp phối trộn cường độ cao

Hình 2.9 Hạt muội silic được chụp trên kính hiển vi (trái) và kích thước hạt (phải)

Trang 30

- Tinh thể CH trong vữa xi măng Portland có sự liên kết yếu vì các vết nứt có thể

dễ dàng hình thành hoặc trong những tinh thể này không có bất kỳ sự trở kháng khi

chịu tác động của ngoại lực, độ bền và các tính chất khác của tổ hợp phối trộn Muội

silic có các thành phần chính là silic và nhôm Do vậy trong quá trình thủy hoá, muội

silic đã tạo phản ứng như một pozzolan

- Tính chất pozzolan chính là phản ứng của ôxit silic tác dụng với thành phần vôi

tự do (canxi hydroxit), xuất hiện sau khi phản ứng thủy hóa trong hỗn hợp phối trộn xảy ra, để tạo ra chính thành phần đá bê tông nhân tạo là canxi silicat hydrat (CSH), ngăn cản phản ứng cacbonat hóa vôi tự do tạo nên độ rỗng trong hỗn hợp phối trộn do hòa tan muối này Do đó, khi được thêm vào thành phần của hỗn hợp phối trộn, muội silic (do có kích thước cực mịn) nên chúng sẽ bao quanh các hạt xi măng, lấp đầy các

lỗ rỗng siêu nhỏ mà các hạt xi măng không lọt tới được (xem hình 2.10) Làm cho hỗn

hợp phối trộn được đặc chắc hơn, hình thành một môi trường đá xi măng có tính liên tục và đồng nhất cao sau khi hỗn hợp phối trộn ninh kết, và làm tăng khả năng chịu lực của hỗn hợp phối trộn, tạo nên hỗn hợp phối trộn cường độ cao và có độ chống thấm cao Khi xi măng Portland tác dụng với nước thông thường hình thành 2 phản ứng đó là: + Phản ứng thủy hóa khoáng Alit: 3CaO.SiO2 (C3S), trong xi măng thành 3CaO.2SiO2.3H2O (canxi silicat hydrat - CSH)và Ca(OH)2 (canxi hydrat -CH): 2(3CaO.SiO2) + 6H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2

+ Phản ứng thủy hóa khoáng Belit: 2CaO.SiO2 (C2S), trong xi măng thành 3CaO.2SiO2.3H2O (CSH):

2(2CaO.SiO2) + 2H2O → 3CaO.2SiO2.H2O + Ca(OH)2

- Sản phẩm chính CSH là chất kết dính mạnh có tác dụng liên kết các thành phần của hỗn hợp phối trộn thành một khối Sản phẩm yếu hơn CH không tham gia vào việc liên kết các cốt liệu nhưng lại chiếm một thể tích rất lớn trong hỗn hợp phối trộn (khoảng ¼ sản phẩm hydrat) Nhược điểm của CH là gây ra phản ứng với CO2 tạo thành một muối tan và thoát ra ngoài hỗn hợp phối trộn gây ra các lỗ rỗng [29]

- Khi có muội silic nhờ phản ứng Pozzolan, SiO2 tác dụng với CH tạo thêm sản phẩm CSH làm tăng thêm sự kết dính và giảm nhân tố gây ăn mòn:

2SiO2+ 3Ca(OH)2+ 3H2O → 3CaO.2SiO2.6H2O

Trang 31

Hình 2.10 Cấu trúc của xi măng và muội silic

 Thành phần hóa học của muội silic:

Thành phần hóa học của muội silic được mô tả ở bảng 2.2

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của muội silic

Trang 32

Bảng 2.3 So sánh thành phần hóa học của muội silic

Tính chất Xi măng Portland Tro bay Xỉ xi măng Muội silic

Thường dùng

trong bê tông

Thành phần chính của xi măng

Thay thế xi măng

Tăng cường các tính chất

Kết luận: Với tất cả những phân tích trên, tác giả thấy rằng cả 2 loại phụ gia trên đều

thích hợp dùng cho tổ hợp phối trộn mà tác giả đang nghiên cứu đó là: muội silic

SiO 2 và tro bay

2.4 NHỮNG CÔNG VIỆC VÀ QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN

- Thu thập thực tế mẫu (đá mạt, đất đồi, phụ gia, ) tại nhà máy

- Nghiên cứu sự ảnh hưởng của tỷ lệ chất kết dính đến các cốt liệu dùng trong phối trộn bằng phương pháp tạo mẫu thí nghiệm trong phòng (40x40x160) mm [30]

2.4.1 Các bước tiến hành thực nghiệm tại nhà xưởng

Dây chuyền sản xuất gạch không nung theo tổ hợp 1 (đá mạt + đất đồi + chất kết dính

+ phụ gia) tại nhà máy bao gồm các thiết bị theo sơ đồ các bước công nghệ sau [15]:

Bước 1: Hong khô đất đổi làm gạch: (12 ÷ 15) % độ ẩm Hong khô từ nguồn năng

lượng tự nhiên trong nhà xưởng

Bước 2: Nghiền và trộn phụ gia đất đồi đã được hong khô ở trên tới độ mịn 0,5mm

(sờ vào mát tay) Trong đó: đá mạt chiếm 50%, đất đồi chiếm 40% còn chất kết dính (xi măng) + phụ gia (muội silic, tro bay,…) 10% Để thực hiện việc này sử dụng thiết

bị nghiền, trộn liên hợp

Bước 3: Ép định hình tạo lỗ trên máy ép với lực ép đơn vị cho viên gạch là

(550÷650) kg/cm2, tùy theo yêu cầu độ chặt và cường độ mà thời gian ép dao động từ

Trang 33

thuật như sau:

+ Năng suất ép: (6.000 ÷ 10.000) viên/ngày sản xuất

+ Công suất điện năng: 27 KW

+ Lực ép đơn vị viên gạch: 53,5 MPa

2.4.2 Các bước tiến hành tại phòng thí nghiệm

Các bước tiến hành tại phòng thí nghiệm được mô tả tóm tắt ở sơ đồ bảng 2.5:

Tưới nước (4÷6) ngày

Đổ đá mạt vào phễu chứa

Vận chuyển đá mạt, đất đồi, xi măng, nước và phụ gia vào máy trộn

Tiến hành trộn mẫu

Ép tạo hình mẫu

Bảo dưỡng mẫu

Nghiền và vận chuyển đá mạt bằng máy xúc lật KT hạt (1÷5) mm

Trộn đều (15÷20) s

Ép mẫu (3,8÷4,4) s

Trang 34

Bảng 2.5 Các bước tiến hành tạo mẫu

Cân mẫu theo tỷ lệ thành phần đã được xác định ở bảng 2.6

Bảng 2.6 Thành phần cốt liệu cho 1 tổ hợp 6 mẫu, hệ số an toàn 1,2

Thành phần

Tỷ lệ

Đá mạt [Kg]

Đất đồi [Kg]

Xi măng [Kg]

Phụ gia (PG) [Kg]

Nước [Lít]

Đá mạt

Phân tích và xử lý số liệu

Trang 35

Hình 2.11 Hình ảnh khuôn mẫu kích thước (40x40x160) mm

- Sấy khô các cốt liệu đổ mẫu ở nhiệt độ (105 ± 5) °C

Trước khi đổ mẫu thì tất cả các cốt liệu sẽ được đem đi sấy trong lò ở nhiệt độ (105 ± 5) °C để đạt trạng thái khô hoàn toàn bằng tủ sấy (hình 2.12)

Hình 2.12 Sấy mẫu

Trang 36

- Để mẫu đông kết ổn định trong 24h và tháo mẫu ra khỏi khuôn (hình 2.13)

Hình 2.13 Hình ảnh mẫu phối trộn sau khi hoàn thành

- Bảo dưỡng mẫu (hình 2.14)

Hình 2.14 Hình ảnh bảo dưỡng mẫu

- Tiến hành uốn, nén mẫu 7 ngày, 14 ngày, 28 ngày và ghi lại kết quả (hình 2.15) [31]

Trang 37

Hình 2.15 Nén mẫu

2.4.3 Xác định cường độ chịu uốn và nén của mẫu

- Xác định cường độ chịu uốn (Ru): Đặt mẫu trên 2 gối tựa của máy thí nghiệm uốn với khoảng của 2 gối tựa là 100 mm, tăng tải trọng tăng từ từ với tốc độ là 0,03 MPa/s cho đến khi mẫu gãy theo TCVN 6016:1995 [6] Cường độ chịu uốn của mẫu vữa là trị

số trung bình của các kết quả thí nghiệm [31-33]

Hình 2.16 Uốn mẫu

Trang 38

- Cường độ chịu uốn được tính theo công thức sau:

Ru = 3Pul/2b2 MPa hoặc N/mm2 [34]

Trong đó : Pu – tải trọng đặt lên giữa lăng trụ khi mẫu bị gãy, N

l – khoảng cách giữa hai gối tựa, l = 100mm

b – cạnh tiết diện vuông của lăng trụ, mm

Hình 2.17 Sơ đồ đặt mẫu uốn

- Xác định cường độ chịu nén (Rn): Nửa lăng trụ bị gẫy sau khi thử uốn được đem thử nén và được đặt lên thành ép của máy có diện tích (40 x 40) mm, tăng tải trọng từ từ với tốc độ 1,5 MPa/s trong suốt quá trình nén cho đến khi mẫu bị phá hoại Cường độ chịu nén của mẫu vữa là trị số trung bình của các kết quả thí nghiệm [32]

Hình 2.18 Mẫu nén

- Cường độ chịu nén được xác định theo công thức sau:

Trang 39

Hình 2.19 Sơ đồ đặt mẫu nén

2.5 MỘT SỐ THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ SỬ DỤNG TRONG THÍ NGHIỆM

2.5.1 Máy nén xi măng tự động Matest E160-01

- Dùng máy nén xi măng tự động Matest E160 để đo cường độ chịu uốn và chịu nén của mẫu vữa có kích thước (40 x 40 x 160) mm

Trang 40

2.5.2 Cân kỹ thuật Ohau max 150kg

- Dùng để cân cân khối lượng xi măng, cát, cốt liệu lớn

- Mức cân 150 kg/20g/50g

- Kích thước: (400 x 500) mm

- Nguồn điện sử dụng : 220V/50Hz - Sai số: 10g

- Cân có tính năng đơn giản, nhưng chắc chắn, màn hình hiển thị LCD

- Cân kỹ thuật dùng để cân mẫu (40 x 40 x 160) mm

- Hiển thị nhanh và chính xác, sai số 1g

Định dạng
Số trang	91
Dung lượng	7,42 MB