Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu tận dụng nguồn xỉ than tại quảng nam làm thành phần cấp phối cho sản xuất gạch không nung

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

`

NGUYỄN QUỐC KÔNG

NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG NGUỒN XỈ THAN
TẠI QUẢNG NAM LÀM THÀNH PHẦN CẤP PHỐI
CHO SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng CTDD & CN
Mã số: 60.58.02.08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

ĐÀ NẴNG - NĂM 2017


Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học:
TS. LÊ KHÁNH TOÀN

Phản biện 1:
PGS.TS. Trần Quang Hưng

Phản biện 2:
TS. Đặng Công Thuật

Luận văn đã bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ kỹ thuật xây dựng công trình dân dựng và công
nghiệp, họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 7 tháng 7 năm
2017.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin – Học liệu,Đại học Đà Nẵng
- Thư viện Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ứng dụng vật liệu mới trong xây dựng, trong đó có gạch xây
không nung luôn nhận được sự quan tâm không chỉ ở Việt Nam mà còn
ở các nước trên thế giới. Hiện nay, đưa gạch xây không nung vào các
công trình xây dựng đang trở thành xu hướng tất yếu trong ngành xây
dựng. Sở dĩ loại gạch này được kỳ vọng nhiều đến thế là vì chúng sẽ
dần thay thế các loại gạch nung truyền thống, góp phần giảm thiểu thời
gian chế tạo, giảm hao phí nhân công, giảm ô nhiễm môi trường, giảm
hao phí các nguồn tài nguyên liên quan và thân thiện với môi trường.
Nguyên liệu được chọn trong sản xuất gạch không nung là các
phụ phẩm gạch nhẹ, bê tông xốp, đất đồi, chất thải công nghiệp, bột đá
từ các nhà máy sản xuất đá tràng thạch, đá lỗi của các nhà máy gạch
hay chất thải tro bay, xỉ than từ các nhà máy nhiệt điện, mỏ than
Trên thế giới, các quốc gia phát triển luôn khuyến khích sử dụng
tro xỉ than từ nhà máy nhiệt điện trong xây dựng đường sá và đôi khi là
điều kiện bắt buộc. Đơn cử như tại Pháp có đến 99% lượng tro xỉ than
thải ra được tái sử dụng, tại Nhật Bản, con số này là 80%, tại Hàn Quốc


là 85%. Ở nhiều nước khác, tro bay chủ yếu được sử dụng để sản xuất
gạch không nung. Sản xuất gạch từ nguyên liệu này tiết kiệm năng
lượng đến hơn 85% so với việc sản xuất gạch nung truyền thống từ đất
sét [1].
Tại Quảng Nam, nguồn xỉ than, bụi than, nguồn tro bay từ các
nhà máy nhiệt điện, mỏ than ở Nông Sơn lại là nguồn nguyên liệu tiềm
năng, song để khai thác thì phải có sự nghiên cứu, thẩm định, đánh giá
mẫu nguyên liệu.
Đề tài “Nghiên cứu tận dụng nguồn xỉ than tại Quảng Nam
làm thành phần cấp phối cho sản xuất gạch không nung” được thực
hiện nhằm đánh giá hiệu quả sản suất gạch không nung khi sử dụng xỉ


2
than làm thành phần cấp phối. Thông qua khảo sát các tính chất cơ lý
của vật liệu sản xuất gạch không nung.
2. Mục tiêu của đề tài
Đánh giá hiê ̣u quả của gạch không nung tận dụng nguồn xỉ than
tại Quảng Nam làm thành phần cấp phối thông qua các nghiên cứu thực
nghiê ̣m nhằ m xác đinh:
̣
- Các tính chất cơ lý của gạch không nung sử dụng xỉ than làm
thành phần cấp phối.
- Hiệu quả về kỹ thuật, kinh tế và môi trường của gạch không
nung sử dụng xỉ than làm thành phần cấp phối.
3. Đố i tươ ̣ng nghiên cứu
Gạch không nung khi sử dụng nguồn xỉ than tại Quảng Nam làm
thành phần cấp phối.
4. Phạm vi nghiên cứu
Các tính chất cơ lý trong phòng thí nghiệm của gạch không nung
sử dụng nguồn xỉ than tại Quảng Nam để làm thành phần cấp phối.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lí thuyế t
- Khảo sát thực nghiê ̣m
- Tổ ng hơ ̣p, phân tić h rút ra kế t luâ ̣n
6. Nội dung của luận văn
Mở đầu
Chương 1.Tổng quan về gạch không nung
Chương 2. Cơ sở khoa học xác định các đặc trưng cơ lí của gạch
không nung
Chương 3 Thí nghiệm xác định các tính chất cơ lý của gạch
không nung có sử dụng xỉ than làm thành phần cấp phối
Kế t luâ ̣n và Kiế n nghị


3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG
1.1. TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG
1.1.1. Phân loại và các yếu tố kỹ thuật của gạch không nung
1.1.2. Phân biệt gạch xi măng cốt liệu, gạch Bi, gạch Papanh
1.2. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦ A GẠCH KHÔNG NUNG
1.2.1. Độ ngậm nước và khả năng chống thấm nước của gạch
xi măng cốt liệu
1.2.2. Khối lượng thể tích của gạch xi măng cốt liệu
1.2.3. Vữa dùng cho gạch xi măng cốt liệu
1.3. GIỚI THIỆU CÁC LOẠI VẬT LIỆU CHẾ TẠO GẠCH
KHÔNG NUNG TẠI QUẢNG NAM.
1.3.1. Vật liệu sản xuất gạch không nung
1.3.2. Cát
1.3.3. Đá mạt
1.3.4. Xi măng
1.3.5. Nước
1.3.6. Một số loại gạch không nung hiện nay đang sử dụng
1.4. GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN XỈ THAN TẠI QUẢNG NAM


4

Hình 1.3. Nhà máy nhiệt điện Nông sơn
1.5. QUY TRÌNH SẢN SUẤT GẠCH KHÔNG NUNG.
1.5.1. Công nghệ Polime hóa khoáng
1.5.2. Công nghệ sản xuất gạch xi măng cốt liệu (gạch block)
1.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG
Thực tế cho thấy, các nước phát triển trên thế giới và khu vực đã
rất thành công trong việc xử lý, sử dụng thạch cao, tro, xỉ từ sản xuất
điện, hóa chất làm nguyên liệu sản xuất VLXD. Tại Pháp, có đến 99%
lượng tro xỉ than thải ra được tái sử dụng. Tại Nhật Bản, con số này là
80%, tại Hàn Quốc là 85%.
Bộ Xây dựng đánh giá, tại Việt Nam, nhiều tổ chức, cá nhân sản
xuất điện, hóa chất, sản xuất VLXD, các cơ sở nghiên cứu đã có nhiều
biện pháp xử lý, sử dụng tro, xỉ để làm nguyên liệu sản xuất xi măng,
VLXD, làm các loại bê tông, nền móng, kè, đập rất hiệu quả, thay thế
một phần tài nguyên đất để sản xuất VLXD, giảm áp lực diện tích đất
làm bãi chứa và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên những nghiên cứu này
mới chỉ mang tính tự phát. Bên cạnh đó lại có những tổ chức, cá nhân
còn xin nhập tro, xỉ để sản xuất VLXD. Các tổ chức, cá nhân đầu tư,
sản xuất điện, thép, hóa chất, các cơ sở sản xuất công nghiệp có thải ra
tro, xỉ, thạch cao và các cơ sở sản xuất VLXD đang rất cần cơ sở pháp
lý để việc xử lý, sử dụng thạch cao, tro, xỉ làm VLXD là hợp pháp và
có định hướng phát triển bền vững.


5
Nguyên liệu chủ yếu sản xuất gạch không nung sử dụng phế cặn
tự dưỡng là phế thải công nghiệp, như bột tro bay, đá bìa, xỉ lò và các
loại gạch ngói phế thải cũ, bột đá, cát sông, các loại cặn quặng… trong
đó lượng sử dụng đạt trên 80%, được lấy từ các nhà máy phát điện,
xưởng quặng than, xưởng nhiệt điện, xưởng sắt thép, xưởng vật liệu đá.
Để có thể sử dụng xỉ than làm thành phần cấp phối sản xuất gạch
không nung cần có những nghiên cứu chuyên sâu. Chương 2 sẽ trình
bày cơ sở xác định các đặc trưng cơ lí cơ bản của vật liệu chế tạo gạch
và phương pháp thí nghiệm để làm cơ sở cho chương 3 tiến hành
nghiên cứu các đặc trưng cơ lí của loại gạch này.
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ
CỦA GẠCH KHÔNG NUNG
2.1. CÁC TÀ I LIỆU, TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC
XÁC ĐINH
CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦ A GẠCH KHÔNG
̣
NUNG
Bảng 2.1. Các tiêu chuẩn xác định đặc trưng cơ lý của gạch không
nung.
TT

1

2
3

Các chỉ tiêu
Khuyết tật ngoại quan cho phép:
- Độ cong vênh trên bề mặt viên gạch,
mm, không lớn hơn
- Số vết sứt vỡ các góc cạnh sâu từ 5 mm
đến 10 mm, dài từ 10 mm đến 15 mm,
không lớn hơn
- Số vết nứt có chiều dài không quá 20
mm, không lớn hơn
Độ rỗng viên gạch, %, không lớn hơn khối
lượng viên gạch, kg, không lớn hơn
Độ thấm nước của gạch xây tường không
trát, ml/m2.h, không lớn hơn

Yêu cầu
kỹ thuật

Phương pháp
thử

3
4

TCVN
6477:2011

1

65
20
350

TCVN
6477:2011
TCVN
6477:2011


6
TT

4

5

6

Các chỉ tiêu
Cường độ nén, MPa, không nhỏ hơn
- M3,5
- M5,0
- M7,5
- M10,0
- M15,0
- M20,0
Độ hút nước, %, không lớn hơn
- M3,5
- M5,0
- M7,5
- M10,0
- M15,0
- M20,0
Khối lượng thể tích của gạch không nung

Yêu cầu
kỹ thuật
3,5
5,0
7,5
10,0
15,0
20,0

14

Phương pháp
thử

TCVN
6477:2011

TCVN 6355 4:2009

12

2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐINH
CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ
̣
CỦ A CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI GẠCH XI MĂNG KHÔNG
NUNG.
2.2.1. Xi măng
Bảng 2.2. Các tiêu chuẩn xác định đặc trưng cơ lý của xi măng.
Yêu cầu
Phương pháp
TT
Các chỉ tiêu
kỹ thuật
thử
Cường độ nén, MPa, không
nhỏ hơn:
18
TCVN
1
- 3 ngày ± 45 phút
40
6016:2011
- 28 ngày ± 8 giờ
Thời gian đông kết, phút
TCVN
2 - Bắt đầu, không nhỏ hơn
45
6017:1995
- Kết thúc, không lớn hơn
420
Độ mịn, xác định theo:
- Phần còn lại trên sàng kích
thước lỗ 0,09 mm, %, không
10
TCVN
3 lớn hơn
4030:2003
- Bề mặt riêng, xác định theo
2800
2
phương pháp Blaine, cm /g,
không lớn hơn


7
TT

Các chỉ tiêu

Yêu cầu
kỹ thuật

Phương pháp
thử

Độ ổn định thể tích, xác định
TCVN
4 theo
phương
pháp
Le
10
6017:1995
Chatelier, mm, không lớn hơn
Hàm lượng anhydric sunphuric
5
3,5
TCVN 141:2008
(SO3), %, không lớn hơn
(1)
Độ nở autoclave , %, không
TCVN 7711 :
6
0,8
lớn hơn
2007
2.2.2. Cát
Bảng 2.3. Xác định các đặc trưng cơ lý của cát dựa vào TCVN
7572:2006
TT
1
2
3

4

5

Các chỉ tiêu
Xác định khối lượng riêng, độ hút
nước của cát.
Xác định thể tích xốp của cát.
Hàm lượng tạp chất, % khối
lượng, không lớn hơn:
- Sét cục và các tạp chất dạng cục
- Hàm lượng bụi, bùn, sét
Thành phần hạt, lượng sót tích lũy
trên sàng, % khối lượng:
- 2,5mm
- 1,25mm
- 0,63mm
- 0,315mm
- 0,14mm
Khối lượng hạt có kích thước lớn
hơn 5mm, % khối lượng, không
lớn hơn

Yêu cầu kỹ
thuật

Phương pháp thử
TCVN 7572-4:2006
TCVN 7572-6:2006

0,5
10

TCVN 7572-8:2006

0
Từ 0 đến 15 TCVN 7572-2:2006
Từ 0 đến 35
Từ 5 đến 65
Từ 65 đến 90
5

TCVN 7572-2:2006

2.2.3. Đá mạt (còn gọi là cát nghiền)
Bảng 2.4. Xác định các đặc trưng cơ lý của đá mạt dựa vào
TCVN 7572:2006
TT

Các chỉ tiêu

1

Xác định khối lượng riêng, độ hút
nước của đá mạt.
Xác định thể tích xốp của đá mạt.

2

Yêu cầu kỹ
thuật

Phương pháp thử
TCVN 7572-4:2006
TCVN 7572-6:2006


8

3

4

5

Hàm lượng tạp chất, % khối lượng,
không lớn hơn:
- Sét cục và các tạp chất dạng cục
0,5
- Hàm lượng bụi, bùn, sét
10
Thành phần hạt, lượng sót tích lũy trên
sàng, % khối lượng:
- 2,5mm
0
- 1,25mm
Từ 0 đến 15
- 0,63mm
Từ 0 đến 35
- 0,315mm
Từ 5 đến 65
- 0,14mm
Từ 65 đến 90
Khối lượng hạt có kích thước lớn hơn
5
5mm, % khối lượng, không lớn hơn

TCVN 7572-8:2006

TCVN 7572-2:2006

TCVN 7572-2:2006

2.2.4. Nước
Nước có chất lượng phù hợp với TCXDVN 302:2004 (Nước
trộn bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật).
2.2.5. Xỉ than
Bảng 2.5. Xác định các đặc trưng cơ lý của xỉ than dựa vào TCVN
7572:2006
TT
1
2

3

4

...

Các chỉ tiêu
Xác định khối lượng riêng, độ
hút nước của xỉ than.
Xác định thể tích xốp của xỉ
than.
Thành phần hạt, lượng sót tích
lũy trên sàng, % khối lượng:
- 5mm
- 2mm
- 1mm
- 0,5mm
- 0,25mm
- 0,1mm
- 0,075mm
Khối lượng hạt có kích thước lớn
hơn 5mm, % khối lượng, không
lớn hơn

Yêu cầu kỹ
thuật

Phương pháp thử
TCVN 7572-4:2006
TCVN 7572-6:2006

TCVN 7572-2:2006

5

TCVN 7572-2:2006


9
2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG
Qua chương này, dựa vào các tiêu chuẩn, tác giả đã đưa ra các
phương pháp xác định các đặc trưng cơ lý gạch không nung. Đồng thời,
chương 2 cũng đã trình bày các yêu cầu kỹ thuật của vật liệu chế tạo
gạch không nung, cũng như phương pháp thí nghiệm các chỉ tiêu của
vật liệu chế tạo gạch không nung.
CHƯƠNG 3
THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA
GẠCH KHÔNG NUNG CÓ SỬ DỤNG XỈ THAN LÀM
THÀNH PHẦN CẤP PHỐI
3.1. ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA VẬT LIỆU CHẾ TẠO GẠCH
KHÔNG NUNG TẠI QUẢNG NAM
3.1.1. Thí nghiệm xi măng
a. Xác định độ mịn theo TCVN 4030:2003
- Kết quả thí nghiệm:
Bảng 3.1. Kết quả thí nghiệm độ mịn của xi măng PCB 40 Đồng Lâm
Khối
Khối
Yêu

lượng
Độ
Trung
lượng
cầu kỹ
Kết
hiệu
trên
mịn
bình
mẫu
thuật
luận
mẫu
sàng
(%)
(%)
(g)
(%)
(g)
Mẫu 1
10,21
0,34
3,33
3,15
≤ 10
Đạt
Mẫu 2
10,13
0,30
2,96
b. Xác định độ bền nén theo TCVN 6016:2011 [11]
- Kết quả thí nghiệm:


10
Bảng 3.2. Kết quả thí nghiệm nén mẫu vữa xi măng 3 ngày tuổi
Cường Cường Yêu
Tiết Lực
Mô tả
Tuổi
độ
độ
cầu
diện phá
Kết
STT
mẫu
mẫu từng trung kỹ
mẫu hoại
luận
(mm)
(ngày) viên
bình thuật
2
(mm ) (kN)
(MPa) (MPa) (MPa)
1 40x40x40 1600 46,4
29
2 40x40x40 1600 45,2
28,3
3
4
5
6

40x40x40 1600 47,7
29,8
3
29.0 ≥ 18 Đạt
40x40x40 1600 45,6
28,5
40x40x40 1600 47,2
29,5
40x40x40 1600 46,5
29,1
c. Xác định thời gian đông kết theo TCVN 6017:1995 [12]
Kết quả thí nghiệm:
Lượng nước tiêu chuẩn: 26,4%
Bảng 3.3. Kết quả thí nghiệm thời gian đông kết của xi măng
Kết quả
Yêu cầu kỹ
Chỉ tiêu thí nghiệm
Kết luận
(phút)
thuật (phút)
Thời gian bắt đầu đông kết
148
≥ 45
Đạt
Thời gian kết thúc đông kết
237
≤ 420
Đạt
d. Xác định khối lượng riêng theoTCVN 4030:2003 [10]
Bảng 3.4. Kết quả thí nghiệm khối lượng riêng của xi măng

Khối
Mực chất lỏng
Khối lượng
Trung
hiệu
lượng mẫu
trong bình
riêng
bình
3
3
mẫu
(g)
(cm )
(g/cm )
(g/cm3)
Mẫu 1
65,0
20,7
3,14
3,16
Mẫu 2
65,0
20,5
3,17
3.1.2.


11
3.1.3. Thí nghiệm cát
a. Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của cát theoTCVN
7572-4:2006 [13]
- Kết quả thí nghiệm:
Bảng 3.5. Kết quả thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước của cát
Khối
Độ
Khối Khối Khối Khối Khối lượng Độ hút

lượng lượng lượng lượng lượng riêng hút nước
hiệu
m1
m2
m3
m4
riêng trung nước trung
mẫu
(g)
(g)
(g)
(g) (g/cm3) bình (%) bình
(g/cm3)
(%)
Mẫu 1 500 2240,5 1930,5 496
2,67
0,8
2,66
0,7
Mẫu 2 500
2240 1930,5 497
2,65
0,6
b. Xác định khối lượng thể tích xốp của cát theo TCVN 75726:2006 [13]
- Kết quả thí nghiệm:
Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm khối lượng thể tích xốp của cát
Khối
Khối
Khối lượng
Khối
lượng
lượng thể
Ký hiệu
thùng đong có lượng thể
thùng
tích xốp
mẫu
chứa đầy cát
tích xốp
đong
trung
bình
(g)
(g/cm3)
(g)
(g/cm3)
Mẫu 1
1198,96
2455,79
1,26
1,25
Mẫu 2
1198,96
2447,31
1,25
c. Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét theo TCVN 7572-8:2006 [13]
Bảng 3.7. Kết quả thí nghiệm hàm lượng bụi, bùn, sét của cát

hiệu
mẫu
Mẫu
1
Mẫu
2

Khối lượng
mẫu khô
trước khi
rửa
(g)

Khối
lượng mẫu
khô sau
khi rửa
(g)

Hàm
lượng
bụi, bùn,
sét
(%)

1000

988

1,2

1000

981

1,9

Trung
bình
(%)

Yêu
cầu
kỹ
thuật

Kết
luận

1,6

≤ 10

Đạt


12

d. Xác định thành phần hạt của cát theo TCVN 7572-2:2006
[13]
- Kết quả thí nghiệm:
Bảng 3.8. Kết quả thí nghiệm thành phần hạt của cát
Cỡ
sàng
(mm)

Lượng sót
trên từng
sang (g)

% lượng sót tích
lũy trên sàng
(%)

5
0
0
2,5
48,8
4,88
1,25
102,65
15,15
0,63
323,85
47,53
0,315
416,17
89,15
0,14
68,58
96,01
Đáy
40
3,99
Tổng mẫu thí nghiệm: 1000g
Mô đun độ lớn: Mđl = 2,53
Biểu đồ thành phần hạt của cát

Yêu cầu
kỹ thuật

Kết luận

0
0 ÷ 20
15 ÷ 45
35 ÷ 70
65 ÷ 90
90 ÷ 100
< 10

Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt

Hình 3.10. Biểu đồ thành phần hạt của cát
3.1.4. Thí nghiệm đá mạt (còn gọi là cát nghiền)
a. Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của đá mạt theo
TCVN 7572-4:2006 [13]


13
- Kết quả thí nghiệm:
Bảng 3.9. Kết quả thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước của
đá mạt
Khối
Độ
Khối Khối Khối Khối Khối lượng Độ
hút

lượng lượng lượng lượng lượng riêng hút nước
hiệu
m1
m2
m3
m4
riêng trung nước trung
mẫu
(g)
(g)
(g)
(g) (g/cm3) bình
(%) bình
(g/cm3)
(%)
Mẫu
500 2245,6 1930,5 498
2,72
0,4
1
2,73
0,3
Mẫu
500
2247 1930,5 499
2,73
0,2
2
b. Xác định khối lượng thể tích xốp của đá mạt theo TCVN
7572-6:2006 [13]
- Kết quả thí nghiệm:
Bảng3.10. Kết quả thí nghiệm khối lượng thể tích xốp của đá mạt
Khối
Khối lượng
Khối
Khối lượng
lượng
Ký hiệu
thùng đong có
lượng thể thể tích xốp
thùng
mẫu
chứa đầy đá
tích xốp
trung bình
đong
mạt(g)
(g/cm3)
(g/cm3)
(g)
Mẫu 1
1198,96
2558,68
1,36
1,37
Mẫu 2
1198,96
2574,76
1,38
c. Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét theo TCVN 7572-8:2006
[13]
- Kết quả thí nghiệm:
Bảng 3.11. Kết quả thí nghiệm hàm lượng bụi, bùn, sét của đá mạt
Khối lượng Khối lượng
Hàm

Trung Yêu
mẫu khô
mẫu khô lượng bụi,
Kết
hiệu
bình cầu kỹ
trước khi sau khi rửa bùn, sét
luận
mẫu
(%)
thuật
rửa (g)
(g)
(%)
Mẫu 1
1000
948
5,2
4,95
≤ 10
Đạt
Mẫu 2
1000
953
4,7


14

d. Xác định thành phần hạt của đá mạt theo TCVN 75722:2006
Bảng 3.12. Kết quả thí nghiệm thành phần hạt của đá mạt
Lượng sót
% lượng sót
Cỡ sàng
trên từng
tích lũy trên
Yêu cầu kỹ
Kết luận
(mm)
sàng
sàng
thuật
(g)
(%)
5
0
0,00
0
Đạt
2,5
190,1
1,25
239,5
0,63
205,4
0,315
191,87
0,14
81,26
Đáy
82,4
Tổng mẫu thí nghiệm: 1000g
Mô đun độ lớn: Mđl = 3,07

19,02
42,98
63,53
82,73
90,86
8,24

0 ÷ 20
15 ÷ 45
35 ÷ 70
65 ÷ 90
90 ÷ 100
< 10

Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt

Biểu đồ thành phần hạt của đá mạt

Hình 3.11.Biểu đồ thành phần hạt của đá mạt
Chú thích hình 3.11: - Đường màu xanh nhạt là đường bao vật liệu.
- Đường màu xanh đậm là đường biểu diễn thành phần hạt


15

e. Xỉ than:
➢ - Kết quả thí nghiệm:
Bảng 3.13. Kết quả thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước của xỉ than

Khối

lượng
hiệu
m1
mẫu
(g)
Mẫu
1
Mẫu
2

500

Khối Khối Khối Khối
lượng lượng lượng lượng
m2
m3
m4
riêng
(g)
(g)
(g) (g/cm3)
2190,46 1930,5

495

Khối
Độ
lượng
Độ hút
riêng
hút nước
trung nước trung
bình
(%) bình
(g/cm3)
(%)

2,10

1,01
2,11

500

2192,50 1930,5 495,7

2,12

0,9
0,86

- Kết quả thí nghiệm:
Bảng 3.14. Kết quả thí nghiệm khối lượng thể tích xốp của xỉ than
Khối
Khối
Khối lượng thùng
Khối
lượng thể
lượng
Ký hiệu
đong có chứa đầy lượng thể
tích xốp
thùng
mẫu
xỉ than
tích xốp
trung
đong
(g)
(g/cm3)
bình
(g)
(g/cm3)
Mẫu 1
1198,98
2214,73
1,015
1,015
Mẫu 2
1196,50
2215,15
1,112
Bảng 3.15. Kết quả thí nghiệm thành phần hạt của xỉ than
Thứ tù
Khối lượng trên
sàng
Lượng sót riêng
phần
Lượng sót tích
lũy
Lượng lọt sàng
Tổng khối lượng
mẫu TN
Tổng KL mẫu
sau khi rửa

10

(g)

0.0

0.0

9.5 122.4 147.2 342.8 246.7 169.0 893.3

(%)

0.0

0.0

0.5

6.1

7.4

17.1

12.3

8.4

44.7

(%)

0.0

0.0

0.5

6.6

14.0

31.1

43.4

51.9

96.5

(%) 100.0 100.0 99.5 93.4

86.0

68.9

56.6

48.1

3.5

(g)

2000.0

(g)

5

2.0

Cì sµng (mm)
1.0
0.5

50

1930.8

0.25

0.1

0.075


16
Biểu đồ thành phần hạt của xỉ than

Hình 3.13. Biểu đồ thành phần hạt của xỉ than
3.2. THIẾT KẾ CẤP PHỐI SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG
Bảng 3.16. Bảng cấp phối
CẤP PHỐI
CP1
CP2
CP3
CP4
CP5
CP6
CP7

XI MĂNG
100 (Kg)
100 (Kg)
100 (Kg)
100 (Kg)
100 (Kg)
100 (Kg)
100 (Kg)

CÁT
200 (Kg)
200 (Kg)
200 (Kg)
200 (Kg)
200 (Kg)
200 (Kg)
200 (Kg)

ĐÁ MẠT
700 (Kg)
650 (Kg)
600 (Kg)
550 (Kg)
500 (Kg)
450 (Kg)
400 (Kg)

XỈ THAN
0 (Kg)
50 (Kg)
100 (Kg)
150 (Kg)
200 (Kg)
250 (Kg)
300 (Kg)

NƯỚC
50 lít
52 lít
54 lít
56 lít
58 lít
60 lít
62 lít

3.3. TẠO MẪU THÍ NGHIỆM
3.4. CÁC KẾT QUẢ KHẢO SÁT
3.4.1. Kết quả thí nghiệm cường độ nén của gạch không nung
Bảng 3.17. Kết quả thí nghiệm cường độ nén R3 của gạch không nung
Cấp
phối

Mô tả mẫu
(mm)

Tiết
diện
mẫu
(mm2)

CP1

170x115x75

19550

CP2

170x115x75

19550

Lực
phá
hoại
(N)
41639
41842
54842
34733
32499
30671
41030

Tuổi
mẫu
(ngày)
3

3
3

Cường độ Cường độ
từng viên
trung
(MPa)
bình
(MPa)
2.05
2,06
2.06
2.70
1.71
1,60
1.60
1.51
2.02


17

CP3

170x115x75

Tiết
diện
mẫu
(mm2)
19550

CP4

170x115x75

19550

CP5

170x115x75

19550

CP6

170x115x75

19550

CP7

170x115x75

19550

Cấp
phối

Mô tả mẫu
(mm)

Lực
phá
hoại
(N)
40420
41639
33514
36561
42858
48139
46108
41030
39202
40826
48545
52607
58091
62357

Tuổi
mẫu
(ngày)

3

3

3

3

Cường độ Cường độ
từng viên
trung
(MPa)
bình
(MPa)
1.99
2,02
2.05
1.65
1,80
1.80
2.11
2.37
2,27
2.27
2.02
1.93
2,01
2.01
2.39
2.59
2,86
2.86
3.07

Bảng 3.18. Kết quả thí nghiệm cường độ nén R7 của gạch không nung
Cấp
phối

Mô tả mẫu
(mm)

Tiết
diện
mẫu
(mm2)

CP1

170x115x75

19550

CP2

170x115x75

19550

CP3

170x115x75

19550

CP4

170x115x75

19550

CP5

170x115x75

19550

CP6

170x115x75

19550

CP7

170x115x75

19550

Lực
phá
hoại
(N)
52,39
51,68
53,40
54638
56466
53014
61544
65404
62966
43467
46920
44686
50576
51998
52810
55451
59716
57157
76169
77591
74341

Tuổi
mẫu
(ngày)
7

7

7

7

7

7

7

Cường độ
từng viên
(MPa)
2,67
2,64
2,73
2.69
2.78
2.61
3.03
3.22
3.10
2.14
2.31
2.20
2.49
2.56
2.60
2.73
2.94
2.81
3.75
3.82
3.66

Cường
độ trung
bình
(MPa)
2,67

2,69

3,10

2,20

2,56

2,81

3,75


18
Bảng 3.19. Kết quả thí nghiệm cường độ nén R14 của gạch không nung
Tiết diện Lực phá
mẫu
hoại
(mm2)
(N)

Cấp
phối

Mô tả mẫu
(mm)

CP1

170x115x75

19550

CP2

170x115x75

19550

CP3

170x115x75

19550

CP4

170x115x75

19550

CP5

170x115x75

19550

CP6

170x115x75

19550

CP7

170x115x75

19550

60732
62357
61544
62763
64591
67435
65810
62560
63372
71294
61951
64591
71700
62763
67638
67435
64794
67841
84700
88559
85309

Tuổi
mẫu
(ngày)
14

14

14

14

14

14

14

Cường Cường độ
trung
độ từng
bình
viên
(MPa)
(MPa)
2.99
3.03
3.07
3.03
3.09
3,18
3.18
3.32
3.24
3,12
3.08
3.12
3.51
3,18
3.05
3.18
3.53
3,33
3.09
3.33
3.32
3,32
3.19
3.34
4.17
4,20
4.36
4.20

Bảng 3.20. Kết quả thí nghiệm cường độ nén R28 của gạch không nung
Cấp phối

Mô tả mẫu
(mm)

Tiết diện
mẫu
(mm2)

CP1

170x115x75

19550

CP2

170x115x75

19550

CP3

170x115x75

19550

CP4

170x115x75

19550

Lực phá
hoại
(N)
103996
99934
101762
84903
87746
86934
89778
93637
89778
82262
86122

Tuổi
mẫu
(ngày)
28

28

28
28

Cường độ
từng viên
(MPa)
5.12
4.92
5.01
4.18
4.32
4.28
4.42
4.61
4.42
4.05
4.24

Cường độ
trung bình
(MPa)
5,01

4,28

4,42

4,17


19
Cấp phối

Mô tả mẫu
(mm)

Tiết diện
mẫu
(mm2)

CP5

170x115x75

19550

CP6

170x115x75

19550

CP7

170x115x75

19550

Lực phá
hoại
(N)
84700
94449
99934
102371
106027
102168
99324
128573
109886
113136

Tuổi
mẫu
(ngày)

28

28

28

Cường độ
từng viên
(MPa)
4.17
4.65
4.92
5.04
5.22
5.03
4.89
6.33
5.41
5.57

Cường độ
trung bình
(MPa)

4,92

5,03

5,57

Hình 3.25. Biểu đồ phát triển cường độ gạch của các cấp phối theo
thời gian
3.4.2. Xác định độ rỗng gạch xi măng cốt liệu theo TCVN
6477:2011 [9]
Bảng 3.21. Kết quả thí nghiệm độ rỗng của gạch không nung
Cấp
phối
số

H1
H2

Mô tả mẫu

Khối
lượng
cát

Thể tích
phần lỗ
rỗng

Độ rỗng
từng
viên

(cm)
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75

(g)
493.34
491.25
495.38
485.77
490.05

(cm3)
394.67
393.00
396.30
388.62
392.04

(%)
27
27
27
27
27

Độ
rỗng
trung
bình
(%)

Yêu
cầu
kỹ
thuật
(%)

27.0

≤ 65

27.0

≤ 65

Kết
luận


20
Cấp
phối
số

H3

H4

H5

H6

H7

Mô tả mẫu

Khối
lượng
cát

Thể tích
phần lỗ
rỗng

Độ rỗng
từng
viên

(cm)
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75
170x115x75

(g)
497.38
468.77
475.14
464.22
517.29
525.38
535.47
489.35
499.05
494.27
533.49
545.22
541.38
509.57
502.59
518.45

(cm3)
397.90
375.02
380.11
371.38
413.83
420.30
428.38
391.48
399.24
395.42
426.79
436.18
433.10
407.66
402.07
414.76

(%)
27
26
26
25
28
29
29
27
27
27
29
30
30
28
27
28

Độ
rỗng
trung
bình
(%)

Yêu
cầu
kỹ
thuật
(%)

25.7

≤ 65

28.7

≤ 65

27.0

≤ 65

29.7

≤ 65

27.7

≤ 65

Kết
luận

Hình 3.28. Biểu đồ độ rỗng gạch không nung
3.4.3. Xác định độ hút nước của gạch xi măng cốt liệu theo
TCVN 6355 - 4: 2009 [16]
Bảng 3.22. Kết quả thí nghiệm độ hút nước của gạch không nung


21

Cấp
phối
số

H1

H2

H3

H4

H5

H6

H7

KL mẫu
sau khi
sấy khô
(g)
2051.90
2068.20
2102.15
2076.01
2059.60
2229.22
2230.56
2158.90
2220.87
2191.15
2130.88
2196.30
2210.65
2150.13
2175.80
2056.07
2070.15
2110.69
2089.90
2119.50
2067.74
2090.23
2056.92
2079.79
2089.52
2064.74
2098.21
2069.75
2078.64
2059.63
2032.41
2031.59
2086.32
2075.16
2065.93

KL
mẫu
sau khi
ngâm
nước
(g)
2260.40
2305.10
2321.52
2298.32
2300.14
2459.30
2481.42
2409.62
2449.35
2455.30
2357.50
2452.40
2492.50
2397.10
2429.41
2285.30
2305.81
2358.52
2391.50
2365.30
2257.70
2285.10
2252.74
2295.71
2302.05
2283.10
2311.48
2328.51
2305.65
2311.07
2258.80
2308.12
2331.74
2312.62
2320.55

Độ hút
nước từng
viên
(%)
10.16
11.45
10.44
10.71
11.68
10.32
11.25
11.61
10.29
12.06
10.64
11.66
12.75
11.49
11.66
11.15
11.38
11.74
14.43
11.60
9.19
9.32
9.52
10.38
10.17
10.58
10.16
12.50
10.92
12.21
11.14
13.61
11.76
11.44
12.32

Độ hút
nước
trung
bình

Yêu
cầu kỹ
thuật
(%)

(%)

10.89

≤ 14

11.11

≤ 14

11.64

≤ 14

12.06

≤ 14

9.72

≤ 14

11.27

≤ 14

12.05

≤ 14

Kết
luận


22

Hình 3.31. Biểu đồ độ hút nước của gạch không nung
3.4.4. Khối lượng thể tích của gạch không nung.
3.5. BÌNH LUẬN KẾT QUẢ.
3.6. HIỆU QUẢ VỀ KỸ THUẬT VÀ MÔI TRƯỜNG CỦA GẠCH
KHÔNG NUNG.
3.6.1. Hiệu quả về kỹ thuật
3.6.2. Hiệu quả về môi trường
3.7. KẾT LUẬN CHƯƠNG
Chương này tác giả đã trình bày các thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý của
vật liệu dùng để chế tạo gạch không nung: xi măng, cát, đá mạt, xỉ than.
Các vật liệu dùng để chế tạo gạch không nung đã đạt được các yêu cầu
kỹ thuật để ra.
Dựa vào cấp phối chuẩn của nhà máy gạch Nguyên Tâm – Khu
công nghiệp Chợ Được – Thăng Bình. Tác giả đã thay thế lượng xỉ than
thay cho đá mạt từ 50 kg cho đến 300 kg. Sau khi thiết kế các cấp phối,
đúc mẫu thí nghiệm tại nhà máy. Tác giả tiến hành quy trình dưỡng hộ
tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm, xác định khối lượng riêng, nén mẫu
để đánh giá tốc độ phát triển cường độ, cường độ của gạch, xác định độ
rỗng, độ hút nước của gạch không nung.
Qua kết quả về cường độ nén, độ rỗng, độ hút nước ta nhận
thấy, trong các cấp phối từ 1 đến 7, cấp phối số 7 đạt được cường độ,
độ ổn định nhất so với các cấp phối còn lại, cường độ cấp phối số 7 tốt


23
hơn cấp phối của nhà máy, vượt qua yêu cầu về cường độ đề ra. Độ hút
nước của gạch không nung khoảng từ 9% - 12% là khá thấp so với độ
hút nước của gạch nung (khoảng 10 - 18%). Với độ hút nước này, gạch
không nung có khả năng chống thấm tốt hơn gạch nung.
Như vậy, ở cấp phối số 7, với lượng xỉ than là 300 kg đã cho ra
được những viên gạch đạt cường độ tốt nhất. Hơn hết, khi sử dụng xỉ
than làm thành phần cấp phối cho sản xuất gạch không nung, ta đã giải
quyết được vấn đề về môi trường, giảm thiểu được chất thải từ các nhà
máy nhiệt điện, tiết kiệm được nguồn tài nguyên đất và cát, đem lại
những lợi ích về kinh tế cũng như kỹ thuật.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. KẾT LUẬN
Luận văn đã nêu nổi bật được tính cần thiết, ý nghĩa thực tiễn
của đề tài, tác giả đề xuất giải pháp tận dụng nguồn xỉ than tại Quảng
Nam làm thành phần cấp phối cho sản xuất gạch không nung, nhằm
đảm bảo vừa tiết kiệm tài nguyên, vừa giải quyết bài toán về môi
trường. Các nội dung nghiên cứu trong luận văn đạt được như sau:
- Tổng quan về gạch không nung, các đặc trưng cơ lý của gạch
không nung, quy trình và công nghệ sản xuất gạch không nung.
- Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu : xi măng, cát, đá
mạt, xỉ than. Dựa vào cấp phối của nhà máy gạch Nguyên Tâm – KCN
Chợ Được – Thăng Bình. Từ đó thiết kế các cấp phối dùng xỉ than thay
thế cho đá mạt.
- Tác giả đã tận dụng nguồn xỉ than tại nhà máy nhiệt điện
Nông Sơn – Quảng Nam. Sau khi đúc mẫu tại nhà máy, tiến hành quy
trình dưỡng hộ và nén mẫu tại phòng thí nghiệm Las LAS-XD167. Dựa
vào cấp phối của nhà máy, so sánh với các cấp phối thiết kế có sử dụng
xỉ than thay cho đá mạt để tìm ra cấp phối đạt được cường độ và các
yêu cầu kỹ thuật.


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×