NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VỮA XÂY CHO LOẠI GẠCH SẢN XUẤT TỪ NGUỒN ĐẤT FERALIT (ĐẤT CẤP PHỐI ĐỒI). LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VỮA XÂY CHO LOẠI GẠCH SẢN XUẤT TỪ NGUỒN ĐẤT FERALIT ĐẤT CẤP PHỐI ĐỒI TRÊN ĐỊA BÀN XÃ HÀ BẦU HUYỆN ĐAK ĐOA TỈNH GIA LAI Học viên: Lê Văn Hà C

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ VĂN HÀ

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VỮA XÂY CHO LOẠI GẠCH SẢN XUẤT TỪ NGUỒN ĐẤT FERALIT (ĐẤT CẤP PHỐI ĐỒI) TRÊN ĐỊA BÀN

XÃ HÀ BẦU, HUYỆN ĐĂK ĐOA, TỈNH GIA LAI

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

Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS Trương Hoài Chính

Đà Nẵng, Năm 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi 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

Lê Văn Hà

MỤC LỤC

TRANG BÌA

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Bố cục đề tài 2

6 Tổng quan tài liệu nghiên cứu 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VỮA XÂY DỰNG VÀ GẠCH KHÔNG NUNG 4 1.1 VỮA XÂY DỰNG 4

1.1.1 Khái niệm vữa xây dựng 4

1.1.2 Tính chất cơ bản của vữa và hỗn hợp vữa 4

1.1.3 Phân loại vữa xây dựng 6

1.2 GẠCH KHÔNG NUNG 6

1.2.1 Khái niệm gạch không nung 6

1.2.2 Lợi thế của gạch không nung so với gạch đất nung 7

1.2.3 Phân loại gạch không nung 7

1.3 TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG GẠCH KHÔNG NUNG TRONG XÂY DỰNG 9

1.3.1 Tình trạng sử dụng gạch không nung trong xây dựng 9

1.3.2 Các loại vữa đang được sử dụng để thi công tườ ng bằng gạch không nung 11

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 13

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM 14

2.1 GIỚI THIỆU VỀ VỮA XÂY FERALIT 14

2.1.1 Giới thiệu về vữa xây Feralit 14

2.1.2 Sự hoạt động của phụ gia trong vữa 15

2.2 CÁC TIÊU CHUẨN THÍ NGHIỆM 15

2.2.1 Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thí nghiệm của vật liệu 15

2.2.2 Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thí nghiệm cho vữa Feralit 18

2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 19

CHƯƠNG 3 THÍ NGHIỆM THỰC NGHIỆM SẢN XUẤT VỮA XÂY TỪ NGUỒN ĐẤT ĐỒI FERALT 20

3.1 THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO VỮA 20

3.1.1 Thí nghiệm xi măng 20

3.1.2 Thí nghiệm cấp phối đồi chọn lọc 24

3.1.3 Thí nghiệm mác vữa cấp phối đồi M50 daN/cm2 26

3.1.4 Thí nghiệm mác vữa cấp phối đồi M75 daN/cm2 TCVN 6016 :2011 34

3.1.5 Thí nghiệm mác vữa cấp phối đồi M100 daN/cm2 TCVN 6016:2011 41

3.1.6 Xác định độ hút nước của mẫu vữa đã đóng rắn theo TCVN 3121-18:2003 48

3.1.7 Xác định độ bám dính của vữa 49

3.2 SO SÁNH TÍNH KINH TẾ KHI SỬ DỤNG VỮA XÂY CẤP PHỐI ĐỒI ĐỂ SỬ DỤNG CHO LOẠI GẠCH SẢN XUẤT TỪ ĐẤT FERALIT TRONG XÂY DỰNG 50

3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 51

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (Bản sao)

BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN

TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VỮA XÂY CHO LOẠI GẠCH SẢN XUẤT TỪ

NGUỒN ĐẤT FERALIT (ĐẤT CẤP PHỐI ĐỒI) TRÊN ĐỊA BÀN XÃ HÀ BẦU

HUYỆN ĐAK ĐOA TỈNH GIA LAI

Học viên: Lê Văn Hà

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng và Công nghiệp

Mã số: 60.58.02.08

Khóa: K34 XDD KH – Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt: Đề tài này đã tiến hành nghiên cứu chế tạo vữa xây cho loại gạch sản xuất từ nguồn đất Feralit (Đất cấp phối đồi) trên địa bàn xã Hà Bàu huyện Đak Đoa tỉnh Gia Lai dựa trên cơ sở các TCVN và căn cứ theo các kết quả thực nghiệm về cường độ chịu nén, độ hút nước, độ bám dính của vữa và khả năng co ngót theo thời gian Kết quả nghiên cứu từ thực nghiệm cho thấy: Cường độ chịu nén, độ hút nước,

độ bám dính của hỗn hợp vữa xây Feralit hoàn toàn có thể thay thế cho vữa xây thông thường trong công tác xây dựng bằng gạch không nung

Từ khóa: Cường độ chịu nén, độ bám dính, độ hút nước, khả năng co ngót theo thời

gian, đất Feralit

RESEARCH TO MANUFACTURE BUILDING FOR THE TYPES OF BRICKS FROM FERALIT SOURCES (HILLY LAND) ON THE LOCATION OF

HA BAU COMMUNE, DAK DOA DISTRICT OF GIA LAI PROVINCE

Summary: This research has conducted research and manufacture masonry mortar for bricks produced from Feralit soil (hill gravel land) in Ha Bau commune, Dak Doa district, Gia Lai province, based on the TCVN and bases Follow the experimental results of compressive strength, water absorption, adhesion of mortar and shrinkage ability over time Experimental results show that: compressive strength, water absorption, adhesion of Feralit mortar mixture can completely replace ordinary mortar in the construction of unburnt bricks

Keywords: Compressive strength, adhesion, water absorption, shrinkage

capacity over time, Feralit soil

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử của xi măng 16

Bảng 2.2 Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử của đất 17

Bảng 2.3 Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử cho vữa 18

Bảng 3.1 Kết quả thí nghiệm độ mịn xi măng 21

Bảng 3.2 Kết quả thí nghiệm thời gian đông kết của xi măng 23

Bảng 3.3 Kết quả thí nghiệm thành phần hạt của của cấp phối 25

Bảng 3.4 Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 50, 3 ngày tuổi 29

Bảng 3.5 Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 50, 7 ngày tuổi 30

Bảng 3.6 Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 50, 14 ngày tuổi 30

Bảng 3.7 Kết quả thí nghiệm cường độ mẫu vữa xi măng mác 50,28 ngày tuổi 31

Bảng 3.8 Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 75, 3 ngày tuổi 36

Bảng 3.9 Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 75, 7 ngày tuổi 36

Bảng 3.10 Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 75, 14 ngày tuổi 37

Bảng 3.11 Kết quả thí nghiệm cường độ mẫu vữa xi măng mác 75, 28 ngày tuổi 37 Bảng 3.12 Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 100, 3 ngày tuổi 43

Bảng 3.13 Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 100, 7 ngày tuổi 43

Bảng 3.14 Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 100, 14 ngày tuổi 44

Bảng 3.15 Kết quả thí nghiệm cường độ mẫu vữa xi măng mác 100, 28 ngày tuổi 44

Bảng 3.16 Kết quả thí nghiệm độ hút nước của mẫu vữa mác 75 đã đóng rắn 49

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Gạch xi măng cốt liệu 7

Hình 1.2 Gạch bê tông bọt 8

Hình 1.3 Gạch bê tông khí chưng áp 9

Hình 1.4 Sử dụng gạch bê tông nhẹ trong xây dựng 10

Hình 1.5 Tường xây bằng gạch bê tông nhẹ bị nứt ở mạch vữa 10

Hình 1.6 Tường xây bằng gạch bê tông nhẹ bị nứt ở bản thân viên gạch 11

Hình 1.7 Vữa xây gạch nhẹ 12

Hình 1.8 Vữa trát tường gạch nhẹ 13

Hình 3.1 Thí nghiệm độ mịn của xi măng theo phương pháp sàng 21

Hình 3.2 Trộn hồ xi măng để xác định lượng nước tiêu chuẩn 22

Hình 3.3 Dụng cụ Vicat để xác định thời gian bắt đầu đông kết 23

Hình 3.4 Sàng máy kiểm tra thành phần hạt của đất đồi 24

Hình 3.5 Biểu đồ thành phần hạt của cấp phối đồi 25

Hình 3.6 Đất cấp phối tiêu chuẩn 26

Hình 3.7 Bàn dằn tiêu chuẩn 27

Hình 3.8 Mẫu thử độ bền nén của vữa xây cấp phối đồi 27

Hình 3.9 Thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng cấp phối đồi 28

Hình 3.10a Biểu đồ về sự phát triển cường độ của vữa xây mác 50 theo thời gian 31 Hình 3.10b Kết quả thí nghiệm vữa xi măng đất đồi M50 daN/cm2 34

Hình 3.11a Biểu đồ về sự phát triển cường độ của vữa xây mác 75 theo thời gian 38 Hình 3.11b Kết quả thí nghiệm vữa xi măng đất đồi M75 daN/cm2 41

Hình 3.12a Biểu đồ về sự phát triển cường độ của vữa xây mác 100 theo thời gian 45

Hình 3.12b Kết quả thí nghiệm vữa xi măng đất đồi M100 daN/cm2 48

Hình 3.13 Độ bám dính của vữa cấp phối đồi và vữa xi măng thường 50

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Vữa xây là loại vật liệu phổ biến thường được sử dụng trong công tác xây tường với các loại vật liệu gạch khác nhau Vữa là hỗn hợp được chọn một cách hợp lý (nhân tạo), trộn đều của chất kết dính vô cơ, cốt liệu nhỏ với nước theo những tỷ lệ thích hợp, sau khi cứng rắn có khả năng chịu lực hoặc liên kết giữa các cấu kiện xây dựng Trong trường hợp cần thiết, hỗn hợp vữa có thêm các chất phụ gia vô cơ hoặc hữu cơ nhằm thu được những tính năng đặc biệt cho vữa Vữa thường được đánh giá khả năng chịu lực bằng chỉ tiêu cường độ chịu nén Cường độ chịu nén là chỉ tiêu quan trọng nhất của hỗn hợp vữa xây, nó đánh giá khả năng chịu tải của hỗn hợp vữa dưới tác dụng của trọng lượng bản thân hoặc sự rung động, co ngót theo thời gian Việc sử dụng vữa xây để sử dụng cho loại gạch không nung cho các công trình xây dựng đã trở nên cực kỳ phổ biến hiện nay để thay thế cho gạch nung truyền thống

Tuy nhiên, hiện nay ở các địa phương trên cả nước ta đang còn sử dụng gạch đất sét nung chiếm trên 60%, vì vậy việc phát triển gạch không nung từng bước thay thế gạch thủ công tiến tới chấm dứt sản xuất gạch đất sét nung bằng lò thủ công là mục tiêu của nước ta định hướng đến năm 2025

và lộ trình giảm dần Do đó cần có một loại hỗn hợp vữa xây mới như “ cát, chất kết dính, phụ gia ”, “hỗn hợp vữa xây từ phế thải công nghiệp”…để giải quyết các vấn đề trên hoặc để tận dụng nguồn vật liệu dồi dào sẵn có ở địa phương nhằm giảm bớt sử dụng mỏ đất nông lâm nghiệp, giảm khí thải môi trường, ngăn chặn những tiềm ẩn, nguy cơ gây thiệt hại về người trong quá trình khai thác, sử dụng các lò thủ công sản xuất vật liệu xây dựng

Vì vậy, nhu cầu về chế tạo vữa xây để sử dụng cho loại gạch từ đất đồi

là rất lớn, nếu tận dụng được các nguồn tài nguyên thiên nhiên có sẵn, cát

sông, bột đá, đất đồi…, sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn trong xây dựng

công trình cho tỉnh Gia Lai nói chung và tỉnh lân cận nói riêng

Do đó tác giả chọn đề tài: Nghiên cứu chế tạo vữa xây cho loại gạch

sản xuất từ nguồn đất Feralit trên địa bàn xã Hà Bầu, huyện Đakdoa,

tỉnh Gia Lai

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Nghiên cứu các tính chất cơ lý của vữa Feralit dùng cho gạch không

nung sản xuất từ nguồn đất đồi: thành phần hóa, ảnh hưởng của phụ gia trong

vữa

- Thí nghiệm so sánh các chỉ tiêu của vữa feralit so với vữa xi măng

thông thường theo TCVN 3121:2003 về: độ lưu động, cường độ nén, độ hút

nước, độ dính bám

- Mục đích nghiên cứu thành phần cấp phối (Feralit, phụ gia hóa dẻo

chống co ngót, chất kết dính, nước) để sản xuất vữa xây dung cho gạch không nung

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: nghiên cứu sản xuất vữa xây từ đất feralit

dùng để xây gạch không nung làm từ đất đồi

- Phạm vi nghiên cứu: đất Feralit ở Hạ Bầu, nước khu vực Gia Lai, xi

măng Nghi Sơn PCB40, để thiết kế thành phần cấp phối vữa B2,5 mác 50;

B5 mác 75; B7,5 mác 100, có sử dụng phụ gia hóa dẻo

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

5 Bố cục đề tài

Nội dung đề tài nghiên cứu gồm phần mở đầu, 3 chương và kết luận

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan về vữa xây dựng và gạch không nung Trong

chương này, tác giả bàn về các loại vữa xây dựng và gạch không nung, thực

trạng hiện nay của các công trình dùng gạch không nung

Chương 2: Cơ sở lý thuyết và thực nghiệm Giới thiệu về vữa Feralit và

các tiêu chuẩn để thí nghiệm, kiểm tra các tính chất của loại vữa này

Chương 3: Thí nghiệm thực nghiệm vật liệu sử dụng chế tạo vữa Feralit

6 Tổng quan tài liệu nghiên cứu

Tài liệu nghiên cứu bao gồm những sách, báo, catalog về phụ gia dùng

cho vữa, các tiêu chuẩn về thí nghiệm, các websites hỗ trợ cho việc tìm kiếm

thông tin cần thiết

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VỮA XÂY DỰNG VÀ GẠCH KHÔNG NUNG

1.1 VỮA XÂY DỰNG

1.1.1 Khái niệm vữa xây dựng

Vữa xây dựng là một loại vật liệu đá nhân tạo thành phần bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu nhỏ và có thể có hoặc không có phụ gia Các thành phần này được nhào trộn theo tỷ lệ thích hợp, khi mới nhào trộn hỗn hợp có tính dẻo gọi là hỗn hợp vữa, sau khi cứng rắn có khả năng chịu lực gọi là vữa Phụ gia có tác dụng cải thiện tính chất của hỗn hợp vữa

Đặc điểm của vữa là chỉ có cốt liệu nhỏ, khi xây và trát phải trải thành lớp mỏng, diện tích tiếp xúc với nền xây, với mặt trát với không khí là khá lớn, nước dễ bị mất đi, do đó lượng nước nhào trộn vữa cần phải lớn hơn so với bê tông Do không có cốt liệu lớn nên cường độ chịu lực của vữa thấp hơn

so với bê tông khi sử dụng cùng lượng và cùng loại chất kết dính

1.1.2 Tính chất cơ bản của vữa và hỗn hợp vữa

a Tính bám dính

Tính bám dính của vữa biểu thị khả năng liên kết của nó với vật liệu xây, trát Nếu vữa bám dính kém sẽ ảnh hưởng đến độ bền của sản phẩm và năng suất thi công

Tính bám dính của vữa phụ thuộc vào số lượng, chất lượng của chất kết dính và tỷ lệ pha trộn, khi trộn vữa phải cân đong đủ liều lượng vật liệu thành phần, phẩm chất của vật liệu phải đảm bảo tốt đồng thời vữa phải được trộn đồng đều, kỹ

Ngoài ra, tính dính bám của vữa còn phụ thuộc vào độ nhám, độ sạch,

độ ẩm và đặc biệt là độ hút nước của vật liệu nền

b Tính chống thấm

Khả năng chịu áp lực nước của vữa trát ở mặt ngoài khối xây

c Cường độ chịu lực

Vữa có khả năng chịu nhiều loại lực khác nhau nhưng khả năng chịu nén

là lớn nhất Do đó, cường độ chịu nén là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng các loại vữa thông thường Dựa trên cường độ chịu nén mà định ra mác vữa Cường độ chịu lực của vữa phụ thuộc vào loại chất kết dính, lượng chất kết dính, tính chất của nền mà vữa làm việc chung, tỷ lệ nước/chất kết dính, chất lượng của cát, điều kiện bảo dưỡng và thời gian cứng rắn

d Tính công tác

Tính công tác là một chỉ tiêu quan trọng của hỗn hợp vữa nhằm đáp ứng yêu cầu của phương pháp thi công Tính công tác được đánh giá thông qua độ lưu động xác định trên bàn dằn theo tiêu chuẩn TCVN 3121-3:2003 Tính công tác của hỗn hợp vữa cần được đặc biệt lưu tâm khi thi công xây bằng vữa mạch mỏng – dùng bay răng cưa rải vữa để tạo thành các gờ có chiều cao khoảng 3mm, rộng 5mm Khi đặt viên xây bên trên và gõ, các gờ này sẽ bị san bằng, đảm bảo bề mặt tiếp xúc của vữa với viên xây bên trên

Thực tế cho thấy, khi tạo gờ bằng bay răng cưa độ lưu động của hỗn hợp vữa nên đạt trên 140 mm Tuy nhiên, khi độ lưu động vượt quá 200 mm, các gờ sẽ không sắc nét và sau khi đạt mức tiếp xúc 100% với viên xây bên trên, hỗn hợp vữa dễ bị sụt và trồi qua mạch Nếu độ lưu động của hỗn hợp quá thấp, các gờ sẽ khó san bằng khi đặt hàng gạch tiếp theo Diện tích tiếp xúc giữa vữa và hàng gạch trên sẽ giảm khiến cường độ liên kết tính cho tổng thể viên xây sẽ giảm [2] Tính công tác của hỗn hợp vữa cần được kiểm soát tốt trong quá trình thi công

c Tổng quan về đất Feralit

Đặc tính chung: chua, nghèo mùn và nhiều sét Có màu đỏ hoặc vàng và

dễ kết vón thành đá ong do có hợp chất của Al , Fe và Silit, nhóm đất này mang những đặc điểm điển hình của đất feralit – sản phẩm của khí hậu nhiệt đới ẩm,

đó là chua, độ no bazo thấp, khả năng hấp thụ không cao, khoáng sét phổ biến chất dễ hòa tan bị rửa trôi, có quá trình tích lũy Fe, Al tương đối và tuyệt đối, hạt kết tương đối bền Hiện phân bố nhiều ở khu vực Tây Nguyên nói chung và

ở Hà Bầu nói riêng

Vì có hàm lượng Silit cao nên Feralit được sử dụng nhiều trong xây dựng như: làm nền hạ cho đường giao thông, đường giao thông nông thôn sử dụng đất đồi Và gần đây có một số nghiên cứu sử dụng Feralit để làm gạch không nung trong xây dựng

Đối với xã Hà Bầu ở Gia Lai thì Feralit phân bố trên các vùng đồi trọc bạc màu, không canh tác được, nên việc tận dụng và khai thác các mỏ đất này làm nguyên vật liệu để phát triển kinh tế xã hội trong tương lai là cần thiết

1.1.3 Phân loại vữa xây dựng

a Phân loại theo chất kết dính

- Vữa xi măng

- Vữa vôi

- Vữa thạch cao

- Vữa hỗn hợp (xi măng – vôi; xi măng – đất sét)

b Phân loại theo khối lượng thể tích

- Vữa nặng v > 1500 kg/m3

- Vữa nhẹ v ≤ 1500 kg/m3

c Phân loại theo công dụng

- Vữa xây

- Vữa hoàn thiện thô và mịn

d Theo cường độ chịu nén

Vữa gồm các mác: M1; M2,5; M5; M10; M15; M20; M30, trong đó:

- M: là ký hiệu quy định cho mác vữa

- Các trị số 1; 2,5…; 30 là giá trị mác vữa tính bằng cường độ chịu nén trung bình của mẫu thử sau 28 ngày, tính theo MPa

1.2 GẠCH KHÔNG NUNG

1.2.1 Khái niệm gạch không nung

Gạch không nung là một loại gạch mà sau khi được tạo hình thì tự đóng rắn đạt các chỉ số về cơ học như cường độ nén, uốn, độ hút nước…mà không cần thông qua đốt bằng than, điện hay các nguồn năng lượng khác nhằm tăng độ

bền của viên gạch

1.2.2 Lợi thế của gạch không nung so với gạch đất nung

- Không dùng nguyên liệu đất sét để sản xuất Đất sét chủ yếu khai thác

từ đất nông nghiệp, làm giảm diện tích sản xuất cây lương thực

- Không dùng nhiên liệu như than, củi… để đốt, giúp tiết kiệm nhiên liệu năng lượng và không thải khói bụi gây ô nhiễm môi trường

- Sản phẩm có khả năng cách âm, cách nhiệt, phòng hỏa, kích thước chuẩn xác, quy cách hoàn hảo hơn gạch đất nung Rút ngắn thời gian thi công, tiết kiệm vữa xây

1.2.3 Phân loại gạch không nung

Gạch không nung hiện nay chủ yếu gồm hai loại sau:

a Gạch xi măng cốt liệu (còn được gọi là gạch block)

- Gạch xi măng cốt liệu được tạo thành từ xi măng và một hoặc nhiều trong các cốt liệu sau đây: mạt đá, cát vàng, xỉ nhiệt điện, phế thải công nghiệp…

- Gạch xi măng cốt liệu thường có cường độ chịu lực tốt (trên 80 kG/cm2

), khối lượng thể tích lớn (thường trên 1900 kG/m3

), khả năng chống thấm tốt, cách

âm cách nhiệt tốt, dễ sử dụng, dùng vữa thông thường

Hình 1.1 Gạch xi măng cốt liệu

b Gạch bê tông nhẹ

Gạch bê tông nhẹ có hai loại cơ bản là gạch bê tông bọt và gạch bê tông nhẹ khí chưng áp

- Gạch bê tông bọt: Sản xuất bằng công nghệ tạo bọt trong kết cấu nên

tỷ trọng viên gạch giảm đi nhiều và nó trở thành đặc điểm ưu việt nhất của loại gạch này Thành phần cơ bản: Xi măng, cát mịn, phụ gia tạo bọt… (Hình 1.2)

- Gạch bê tông khí chưng áp (Autoclaved Aerated Concrete, viết tắt: AAC): Sản xuất bằng cách trộn xi măng với vôi, cát thạch anh hay tro bay tái chế (sản phẩm từ các nhà máy nhiệt điện đốt than), nước và bột nhôm-chất tạo khí Phản ứng giữa nhôm và Ca(OH)2 trong hỗn hợp bê tông tạo ra những bong bóng cỡ vi mô chứa H2, gia tăng thể tích của bê tông tới 5 lần so với bê tông thường Sau khi hidro bay hơi sẽ để lại các lỗ rỗng kín, sau đó bê tông khí chưng áp sẽ được đổ vào khuôn tạo hình hoặc cắt thành hình dạng thiết kế Sản phẩm này tiếp tục được đưa vào nồi hấp (khí chưng áp), nơi phản ứng thứ hai diễn ra Dưới nhiệt độ và áp suất cao trong nồi Ca(OH)2 phản ứng với cát thạch anh để hình thành hydrat silica canxi, đó là một cấu trúc tinh thể cứng tạo cường độ cao Sau lúc này, vật liệu đã sẵn sàng để sử dụng (Hình 1.3)

Hình 1.2 Gạch bê tông bọt

Hình 1.3 Gạch bê tông khí chưng áp

1.3 TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG GẠCH KHÔNG NUNG TRONG XÂY DỰNG

1.3.1 Tình trạng sử dụng gạch không nung trong xây dựng

Để hạn chế sử dụng đất nông nghiệp, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, thông tư 09/2012/TT-BXD đã quy định: Sau năm 2015, 100% các công trình có vốn đầu tư nhà nước phải sử dụng vật liệu xây không nung Các công trình xây dựng từ 9 tầng trở lên không phân biệt nguồn vốn, sau năm 2015 phải sử dụng tối thiểu 50% vật liệu xây không nung loại nhẹ trong tổng số vật liệu xây Vật liệu xây không nung loại nhẹ gồm chủ yếu là hai loại: gạch chưng áp AAC và gạch bê tông bọt hiện nay cũng đang dần phổ biến trong xây dựng (Hình 1.4)

Hình 1.4 Sử dụng gạch bê tông nhẹ trong xây dựng

Tuy nhiên, tình trạng nứt của tường cũng đã xuất hiện ở một vài công trình xây bằng gạch không nung, vết nứt thường đi theo 2 xu hướng: nứt mạch vữa liên kết giữa các viên gạch (Hình 1.5) và nứt ở bản thân viên gạch (Hình 1.6)

Hình 1.5 Tường xây bằng gạch bê tông nhẹ bị nứt ở mạch vữa

Hình 1.6 Tường xây bằng gạch bê tông nhẹ bị nứt ở bản thân viên gạch

1.3.2 Các loại vữa đang được sử dụng để thi công tường bằng gạch không nung

Hiện nay, có hai loại vữa chủ yếu được sử` dụng trong thi công gạch không nung:

a Vữa xi măng thường

Vữa xi măng thường được trộn trực tiếp tại công trường, loại vữa này có

ưu điểm là giá thành rẻ hơn, công nhân có thể thi công theo truyền thống, không cần các thiết bị chuyên dụng

Vữa xi măng thường thích hợp cho xây, trát gạch xi măng cốt liệu Tuy nhiên, khi sử dụng vữa xi măng thường trong thi công gạch bê tông nhẹ thì rất dễ xảy ra hiện tượng bị nứt tường do gạch bê tông nhẹ có các đặc tính cơ lý khác với gạch nung truyền thống và gạch xi măng cốt liệu Vấn đề này sẽ được phân tích cụ thể hơn trong chương 3

b Vữa chuyên dụng cho gạch bê tông nhẹ

Vấn đề thi công tường xây bằng gạch bê tông nhẹ bị nứt khi sử dụng vữa

xi măng thông thường Do đó, trên thị trường hiện nay đã xuất hiện một vài loại vữa chuyên dụng để thi công tường xây bằng gạch bê tông nhẹ Hầu hết các loại vữa này là vữa khô trộn sẵn, trong thành phần có chứa phụ gia polymer để tăng độ dẻo, khả năng giữ nước, cường độ bám dính cho vữa (Hình 1.7)

Tuy nhiên, giá thành các loại vữa này còn khá cao, để sử dụng vữa cần các dụng cụ thi công chuyên nghiệp, công nhân phải được đào tạo cơ bản về chuyên môn trước khi thi công vì công tác xây, trát loại vữa này khác với vữa

xi măng truyền thống Đây là trở ngại lớn nhất trong việc sử dụng vữa chuyên dụng cho gạch bê tông nhẹ trong thực tế

Hình 1.7 Vữa xây gạch nhẹ

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM

2.1 GIỚI THIỆU VỀ VỮA XÂY FERALIT

2.1.1 Giới thiệu về vữa xây Feralit

Đất đồi Feralit được ứng dụng rộng rãi trên địa bàn Tây Nguyên nói chung và Gia Lai nói riêng, nhất là trong xây dựng công trình giao thông , ưu điểm là nguồn đất dồi dào, nhưng nghiên cứu để ứng dụng trong xây dựng dân dụng thì chưa phát triển nhất là gần đây với gạch không nung, Vì thực tế đòi hỏi từ những nhà sản xuất vật liệu và hóa chất xây dựng phải cung cấp những sản phẩm cải tiến để đáp ứng các yêu cầu như thời gian thi công ngắn hơn, độ bám dính tương thích với nhiều loại bề mặt Những ứng dụng này cụ thể cho vữa xây tô, vữa tự phẳng, vữa ốp gạch, vữa chống thoát nhiệt và vữa sửa chữa…

Bản chất của Feralit hình thành trong điều kiện nhiệt ẩm cao rất thuận lợi cho quá trình phong hóa và hình thành đất Thảm thực vật phát triển mạnh Rừng mọc rậm rạp, có nhiều loài ở nhiều tầng Sinh khối thực vật trung bình trên 5000 tạ/ha vật chất hữu cơ khô, cung cấp một lượng vật chất hữu cơ lớn nhưng bị phân hủy ngay trong năm đầu khi chúng rơi xuống đất

và sự hoạt động mạnh mẽ của vi sinh vật và động vật Lượng mưa lớn của miền khí hậu nhiệt đới ẩm cũng tăng cường quá trình rửa trôi Lóp vỏ phong hóa rất dày do điều kiện nhiệt ẩm thuận lợi cho quá trình phong hóa hóa học

và sinh học Quá trình fralit hóa diễn ra như sau: Các đá và khoáng, nhất là nhóm silicat bị phong hóa mạnh mẽ thành các khoáng thứ sinh Một phần khoáng thứ sinh có thể tiếp tục bị phá hủy tạo nên các ô-xít sắt, nhôm, silic đơn giản Cùng với sự phá hủy đó, các chất ba-dơ và một phần ô-xít silic cũng bị rửa trôi, làm cho ti lệ phần trăm của Fe(OH)3 và Al(OH)3 so với các chất khác trong đất tăng lên Quá trinh tích lũy Fe và AI này được gọi là quá trình Feralit, quá trình này tạo nên các loại đất đỏ vàng miên nhiệt đới âm do

hàm lượng sắt cao, phần lớn dưới dạng các ôxít khác nhau Đất feralit có những đặc điểm chính như: Có lượng khoáng nguyên sinh thấp; giàu hyđrôxit sắt, nhôm, mangan; có lượng khoáng sét caolinit lớn; axit fun-vô-nic chiếm ưu thế trong các axit mùn

2.1.2 Sự hoạt động của phụ gia trong vữa

Sự biến tính của phụ gia trong vữa xi măng được khống chế bởi hai quá

- Quá trình thủy hóa của xi măng

- Quá trình tạo màng của các phần tử Feralit và phụ gia

Sự thủy hóa của xi măng xảy ra trước tiên, sau đó hỗn hợp vữa sẽ hóa cứng dần, các phần tử hạt Feralit tập trung trong các khoảng trống rỗng Vì lượng nước giảm dần đi do chúng tham gia vào quá trình thủy hóa xi măng, vừa

có sự tạo hơi khí nên các hạt Feralit dần dần biển đổi thành màng Feralit Các màng này lẫn với xi măng đã thủy hóa cùng bao phủ các hạt cốt liệu, nhờ thế

mà cải thiện được nhiều tính chất bê tông

2.2 CÁC TIÊU CHUẨN THÍ NGHIỆM

Giới hạn đề tài nghiên cứu là sử dụng vữa Feralit để xây tường bằng gạch đất đồi Feralit không nung Vì vậy, các yêu cầu kỹ thuật và chỉ tiêu thí

nghiệm của vữa Feralit phải tuân theo TCVN 9028:2011-Vữa cho bê tông nhẹ Feralit được xúc về phơi khô và tiến hành thí nghiệm, vật liệu sử

dụng trong thí nghiệm:

- Xi măng PCB 40 Nghi Sơn

- Đất đồi Feralit : kích thước hạt cốt liệu 1.5 : 2mm

thuật của xi măng loại này phải phù hợp với TCVN 6260:2009 [3](Xi măng pooclang hỗn hợp - Yêu cầu kỹ thuật) Phương pháp thử các chỉ tiêu của xi măng theo các tiêu chuẩn như bảng sau:

Bảng 2.1 Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử của xi măng

kỹ thuật

Phương pháp thử

Thời gian đông kết, phút

- bắt đầu, không nhỏ hơn

- bề mặt riêng, xác định theo phương pháp

Blaine, cm2/g, không lớn hơn

10

2800

TCVN 4030:2003

4 Độ ổn định thể tích, xác định theo phương

pháp Le Chatelier, mm, không lớn hơn 10 TCVN 6017:1995

5 Hàm lượng anhydric sunphuric (SO3), %,

b Đất cấp phối đồi

Đất có chất lượng phù hợp với TCVN 7570:2006 [4]( Cốt liệu cho bê

tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật) Các yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thí

nghiệm đất cụ thể như sau:

Bảng 2.2 Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử của đất

thuật

Phương pháp thử

2 Khối lượng hạt có kích thước lớn

hơn 5mm, % khối lượng, không lớn

hơn

5

TCVN 7572- 2:2006

4

Tạp chất hữu cơ trong cát theo

phương pháp so màu

Không được thẫm hơn màu chuẩn

TCVN 7572- 9:2006

5

Hàm lượng clorua trong đất, % khối

lượng, không lớn hơn

15: 2006

2.2.2 Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thí nghiệm cho vữa Feralit

Vữa cho bê tông nhẹ phù hợp với TCVN 9028:2011 Các yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thí nghiệm của vữa được tổng hợp theo bảng sau

Bảng 2.3 Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử cho vữa

1 Kích thước hạt cốt liệu lớn

TCVN 3121- 1:2003

4 Thời gian bắt đầu đông kết,

TCVN 3121- 9:2003

5 Hàm lượng ion clo trong

TCVN 3121- 17:2003

6 Cường độ bám dính, MPa,

TCVN 3121- 12:2003

CHƯƠNG 3 THÍ NGHIỆM THỰC NGHIỆM SẢN XUẤT VỮA XÂY TỪ NGUỒN ĐẤT

ĐỒI FERALT

3.1 THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO VỮA

3.1.1 Thí nghiệm xi măng

Xi măng sử dụng cho chế tạo vữa phải phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của

xi măng pooclang theo TCVN 6260:2009 (Xi măng pooclang hỗn hợp – Yêu cầu kỹ thuật)

a Xác định độ mịn theo TCVN 4030:2003 [5]

- Nguyên tắc thí nghiệm: Độ mịn của xi măng được xác định theo phương pháp sàng xi măng bằng sàng tiêu chuẩn Độ mịn là tỷ lệ phần trăm của lượng xi măng còn lại trên sàng so với lượng xi măng đem sàng

- Tiến hành thí nghiệm: Cân khoảng 10g xi măng, chính xác đến 0,01g

và cho xi măng vào sàng qua sàng có kích thước lỗ sàng 0,09mm Tiến hành sàng với chuyển động xoay tròn, dạng hành tinh và lắc ngang cho đến khi không còn xi măng lọt qua sàng [Hình 3.1] Cân lượng xi măng sót trên sàng

Độ mịn là tỷ lệ phần trăm của lượng xi măng còn lại trên sàng và lượng vật liệu lúc đầu cho vào sàng Chính xác đến 0,1 % Tiến hành thí nghiệm trên 2 mẫu, lấy trung bình

Hình 3.1 Thí nghiệm độ mịn của xi măng theo phương pháp sàng

Khối lượng trên sàng (g)

Độ mịn (%)

Trung bình (%)

Yêu cầu

kỹ thuật (%)

Kết luận

b Xác định thời gian đông kết theo TCVN 6017:1995 [6]

- Nguyên tắc thí nghiệm: Thời gian đông kết được xác định bằng cách quan sát độ lún sâu của một kim chuẩn vào hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn

cho đến khi nó đạt được giá trị quy định

Hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn là khi nó đạt khả năng cần thiết cản lại sự lún của một kim chuẩn

- Tiến hành thí nghiệm: Các bước tiến hành thí nghiệm được nêu cụ thể trong TCVN 6017:1995 Có thể tóm tắt lại như sau: Trước hết, trộn hồ xi măng với các lượng nước khác nhau để xác định lượng nước tiêu chuẩn (Hình 3.2) Sau đó, thử thời gian bắt đầu đông kết và kết thúc đông kết trên

hồ xi măng có độ dẻo tiêu chuẩn bằng dụng cụ Vicat với các kim thích hợp (Hình 3.3)

Hình 3.2 Trộn hồ xi măng để xác định lượng nước tiêu chuẩn

Hình 3.3 Dụng cụ Vicat để xác định thời gian bắt đầu đông kết

- Kết quả thí nghiệm:

Lượng nước tiêu chuẩn: 31%

Bảng 3.2 Kết quả thí nghiệm thời gian đông kết của xi măng

Chỉ tiêu thí nghiệm Kết quả Yêu cầu kỹ thuật Kết luận

Thời gian kết thúc đông kết (phút)

3.1.2 Thí nghiệm cấp phối đồi chọn lọc

Xác định thành phần hạt của đất theo TCVN 7570:2006

- Nguyên tắc thí nghiệm: Sử dụng phương pháp sàng để xác định thành phần hạt của cốt liệu nhỏ Nguồn đất Feralit lấy từ xã Hà Bầu huyện Đak Đoa tỉnh Gia Lai

- Tiến hành thí nghiệm:

* Cân khoảng cốt liệu đã sàng qua sàng có kích thước mắt sàng 5mm sau đó đổ cốt liệu đã cân vào sàng trên cùng (sàng 2,5mm) và tiến hành sàng qua các sàng có kích thước 5;2.5;1.25;0.63;0.315;0.14 mm (Hình 3.8)

* Cân lượng sót trên từng sàng, chính xác đến 1g

Hình 3.4 Sàng máy kiểm tra thành phần hạt của đất đồi

Trên sàng tích lũy (%)

% Lọt sàng

Kết luận Thí

3.1.3 Thí nghiệm mác vữa cấp phối đồi M50 daN/cm 2

- Nguyên tắc thí nghiệm: Phương pháp bao gồm các xác định độ bền nén

và độ bền uốn tương ứng của các mẫu thử hình lăng trụ có kích thước 40mm x

40 mm x 160 mm

- Thí nghiệm chủ yếu lấy kết quả nghiên cứu của mẫu vữa 100% Feralit không phụ gia hóa dẻo, còn kết quả có thành phần phụ gia là để ta so sánh thêm tính bám dính cũng như độ hút nước của vữa xây Feralit

- Tiến hành thí nghiệm:

* Đúc mẫu một mẻ vữa dẻo, cấp phối X:Đtc

:N với lượng dùng xi măng xác định theo bảng tỷ lệ bên dưới

* Vữa được trộn bằng máy và lèn chặt trong một khuôn nhờ sử dụng máy dằn (Hình 3.5)

* Các mẫu trong khuôn được bảo dưỡng nơi không khí ẩm 24 giờ (Hình 3.8) và sau đó các mẫu được tháo khuôn rồi được ngâm ngập trong nước đến khi đem ra thử độ bền

* Đến độ tuổi yêu cầu, mẫu được vớt ra khỏi nơi bảo dưỡng, sau khi thử uốn mẫu bị bẻ gãy thành hai nửa và mỗi nửa mẫu gãy được dùng để thử độ bền nén

Hình 3.6 Đất cấp phối tiêu chuẩn

Hình 3.7 Bàn dằn tiêu chuẩn

Hình 3.8 Mẫu thử độ bền nén của vữa xây cấp phối đồi

Hình 3.9 Thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng cấp phối đồi

-Thông số đầu vào: VỮA XI MĂNG ĐẤT ĐỒI- MÁC 50 daN/cm2 (5Mpa)

Mác vữa xây Mác 50 daN/cm2

5Mpa Thông số thiết kế

Đất đồi chọn lọc xã

Hà Bầu-huyện Đak Đoa-Gialai

KQ thí nghiệm PL

2

Phụ gia Sika waterproofing Liquid

Theo chứng chỉ xuất xưởng

- Liều lượng cho 1m3

vữa xây như sau:

Lượng phụ gia

- Khối lượng thể tích xốp của đất đồi: 1.286 g/cm3

- Modun độ lớn của đất đồi : 1.98

- Khối lượng riêng của nước : 1g/cm3

- Kết quả thí nghiệm:

Bảng 3.4 Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 50, 3 ngày tuổi

STT

Mô tả mẫu

(mm)

Tiết diện mẫu

(mm2)

Tuổi mẫu

(ngày)

Cường

độ nén mẫu

(MPa)

Cường

độ trung bình

(MPa)

Yêu cầu kỹ thuật

(MPa)

Kết luận

Bảng 3.5 Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng mác 50, 7 ngày tuổi

(mm2)

Lực phá hoại

(kN)

Tuổi mẫu

(ngày)

Cường

độ nén mẫu

(MPa)

Cường

độ trung bình

(MPa)

Yêu cầu kỹ thuật

(MPa)

Kết luận

(mm2)

Tuổi mẫu

(ngày)

Cường

độ nén mẫu

(MPa)

Cường

độ trung bình

(MPa)

Yêu cầu kỹ thuật

(MPa)

Kết luận

5 40x40x160 1600 6.31

Bảng 3.7 Kết quả thí nghiệm cường độ mẫu vữa xi măng mác 50,28 ngày tuổi

STT

Mô tả mẫu

(mm)

Tiết diện mẫu

(mm2)

Tuổi mẫu

(ngày)

Cường

độ từng viên

(MPa)

Cường

độ trung bình

(MPa)

Kết luận

Hình 3.10a Biểu đồ về sự phát triển cường độ của vữa xây mác 50 theo thời gian