ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


LÊ PHONG NHÃ

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VỎ TRẤU
ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công
Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp
Mã số:
60.58.02.08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng – Năm 2018

– Năm .......


Công trình được hoàn thành tại
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 được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ kỹ thuật họp tại Trường Đại học Bách khoa vào ngày 27

măng cốt liệu là cát. Tuy nhiên, hiện nay khả năng cung ứng cát đang
ngày càng khan hiếm, trong khi nhu cầu sử dụng lại không ngừng tăng
lên, cần thiết phải nghiên cứu nguồn vật liệu khác thay thế hoặc kết
hợp để làm giảm lượng cát sử dụng, tạo tiền đề cho sự phát triển bền
vững loại vật liệu xây dựng mới này. Vật liệu thay thế hoặc kết hợp để
làm giảm lượng cát sử dụng trước hết phải là loại vật liệu đáp ứng
được yêu cầu về trữ lượng, trọng lượng và giá thành. Việt Nam là một
trong những nước xuất khấu gạo đứng hàng đầu thế giới, do đó nguồn


2
vỏ trấu hết sức dồi dào. Tuy vậy, vỏ trấu là sản phẩm ít được sử dụng
sau xay sát, thậm chí thải bỏ bừa bãi gây ô nhiễm môi trường. Một vài
ứng dụng từ vỏ trấu hiện nay mang lại hiệu quả cao, trong đó có ứng
dụng trong sản xuất vật liệu xây dựng, thiết bị cách nhiệt, nguyên liệu
làm phụ gia cho xi măng… mở ra hướng nghiên cứu sử dụng vỏ trấu
trong sản xuất gạch không nung, hướng có khả năng cải thiện được
một số tính chất cơ lí của gạch không nung như trọng lượng, độ thấm
nước, vừa tiết kiệm chi phí sản xuất, vừa tận dụng được nguồn vật liệu
địa phương, góp phần giải quyết vấn đề cạn kiệt nguồn tài nguyên cát
hiện nay.
Đề tài “Nghiên cứu sử dụng vỏ trấu để sản xuất gạch không
nung” kì vọng sẽ mở ra hướng nghiên cứu mới nhằm tạo ra sản phẩm
gạch không nung đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, tận dụng được
nguồn vật liệu địa phương, thân thiện với môi trường.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xác định một số tính chất cơ lý của gạch không nung sử dụng vỏ
trấu trong thành phần cấp phối theo những tỉ lệ nhất định.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Gạch không nung có sử dụng vỏ trấu trong

hoặc cả ép lẫn rung lên viên gạch và thành phần kết dính của chúng.
1.1.2. Một số ưu điểm, nhược điểm của gạch không nung
1.1.2.1. Ưu điểm
Thời gian chế tạo ngắn, hao phí nhân công ít, kết cấu vững chắc
với cường độ cao, khả năng cách nhiệt, cách âm, chống cháy tốt và
thân thiện với môi trường.
1.1.2.2. Nhược điểm
Thấm nước nhanh, dễ gây nứt tường do co giãn nhiệt, trọng lượng
và giá thành vẫn còn cao (so với gạch nung). v.v.


4
1.1.2.3. So sánh với gạch đất nung
So sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật sản xuất và sử dụng, gạch không
nung có nhiều ưu điểm vượt trội hơn gạch đất nung.
1.1.3. Các loại gạch không nung tại Việt Nam
Gạch không nung hiện nay gồm có 3 loại chính, gồm: gạch xi măng
cốt liệu (hay còn gọi là gạch block, gạch bê tông) chiếm khoảng 75%
tổng lượng gạch không nung; gạch bê tông khí chưng áp chiếm 15%;
gạch bê tông bọt (gạch nhẹ) chiếm 5%; gạch khác chiếm 5%.
1.1.4. Tình hình sản xuất, sử dụng và hướng phát triển của gạch
không nung ở Việt Nam
Từ những năm 60, Việt Nam đã sản xuất và sử dụng nhiều loại
không nung, tuy nhiên năng lực sản xuất chỉ ở mức thủ công nhỏ lẻ,
đáp ứng tiêu dùng cho một bộ phận dân cư trong các công trình phụ
trợ. Với những ưu điểm vượt trội, gạch không nung đã và đang được
Chính phủ khuyết khích sử dụng, hướng đến dần thay thế gạch đất
nung.
1.2. CÁC LOẠI VẬT LIỆU CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG
1.2.1. Cát

1.4.1.4. Ứng dụng và sản phẩm
1.4.2. Công nghệ sản xuất gạch xi măng cốt liệu
1.4.2.1. Nguyên liệu


6
Xi măng và cốt liệu như: tro bay, xỉ than, mạt đá, phế phẩm xây
dựng, cát vàng, cát đen, đất đồi, đá, sỏi, bã khai thác quặng, v.v..
1.4.2.2. Cách phối trộn
Tỷ lệ pha trộn 8-10% xi măng để liên kết, 85% cốt liệu nước và
phụ gia.
1.4.2.3. Quy trình sản xuất

Hình 1.2. Chi tiết dây chuyền sản xuất gạch xi măng cốt liệu
(Nguồn ảnh: )
- Bước 1: cấp nguyên liệu
- Bước 2: máy trộn nguyên liệu
- Bước 3: khu vực chứa khay
- Bước 4: máy ép tự động tạo hình
- Bước 5: tự động ép mặt – Máy cấp màu
- Bước 6: tự động chuyển gạch
- Bảo dưỡng gạch:
1.5. GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN VỎ TRẤU
1.5.1. Định nghĩa và nguồn gốc của vỏ trấu
Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa và được tách ra trong quá
trình xay xát.
1.5.2. Hiện trạng vỏ trấu tại Việt Nam


7

măng cốt liệu là loại vật liệu xây lý tưởng thay thế cho gạch đất sét
nung trong thời gian tới.
Để sử dụng vỏ trấu trong sản xuất gạch không nung có thể cải thiện
được một số tính chất cơ lí của gạch không nung cần có những nghiên
cứu chuyên sâu. Chương 2 sẽ trình bày các tài liệu tiêu chuẩn và các
phương pháp xác định các đặc trưng cơ lí của gạch không nung để làm
cơ sở cho chương 3 tiến hành nghiên cứu các đặc trưng cơ lí của loại
gạch không nung có sử dụng vỏ trấu trong thành phần cấp phối.

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC
ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG
2.1. CÁC TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC XÁC ĐỊNH
CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG
Các đặc trưng cơ lý của gạch không nung được xác định phần lớn
áp dụng theo tiêu chuẩn: TCVN 6477: 2016 - Gạch bê tông tự chèn.
2.2. XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA THÀNH PHẦN CẤP
PHỐI CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG
2.1.1. Xi măng: Xi măng Holcim PCB 40
2.2.2. Cát: Cát vàng Tân Châu – An Giang
2.2.3. Mạt đá: Đá Biên Hòa – Đồng Nai
2.2.4. Nước: Nước sinh hoạt
2.2.5. Vỏ trấu


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. Chương
3 tiến hành thí nghiệm các chỉ tiêu của vật liệu chế tạo gạch không

3.1.5.2. Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của vỏ trấu
3.2. CẤP PHỐI GẠCH KHÔNG NUNG
Dự tính thiết kế gạch mác M50 – B3.5. Để có được cường độ của
gạch theo yêu cầu thiết kế, trước tiên tác giả dựa vào cấp phối tham
khảo của loại gạch không nung được sản xuất tại nhà máy sản xuất
gạch Nhật Anh tại địa chỉ: ấp Phú Thạnh, xã Phương Thạnh, huyện
Càng Long, tỉnh Trà Vinh, với thành phần cấp phối cơ bản như sau:
10% Xi măng + 45% Mạt đá + 45% Cát + Nước (lít)
Ở đây, tỉ lệ % lấy theo khối lượng 1m3 vữa. Hàm lượng vỏ trấu
được đưa vào sẽ điều chỉnh theo tỉ lệ % khối lượng cát sẽ lấy ra (từ
5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%). Các thành phần cấp phối khác được
giữ nguyên cho tất cả các cấp phối thí nghiệm. Do có lượng vỏ trấu
đưa vào nên ứng với tỉ lệ vỏ trấu đưa vào sẽ cần điều chỉnh lượng nước
để đảm bảo tính công tác cũng như đủ lượng nước cho quá trình thủy
hóa của xi măng. Kết quả thiết kế cấp phối như trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Bảng thiết kế cấp phối gạch không nung
CẤP
XI
MẠT
VỎ
CÁT
NƯỚC
PHỐI
MĂNG
ĐÁ
TRẤU
Cấp phối 0 100 (kg) 493 (kg) 429 (kg)
0 (kg)
40 (lít)
Cấp phối 1 100 (kg) 493 (kg) 381 (kg)

Bảng 3.2. Kết quả đo kích thước mẫu gạch


12

TT

Kí hiệu mẫu

Chiều

Chiều

Chiều

dài

rộng

cao

(mm)

(mm)

(mm)

Khối lượng
(g)


91

191

9553,7

4

Cấp phối 3

391

89

187

9445,1

5

Cấp phối 4

388

92

193

9339,1



bề mặt
viên gạch
(mm)

Số vết
sứt

Số

cạnh,

vết

Màu sắc

sứt

nứt

viên gạch

góc

(vết)

(vết)

1


0

Đồng đều

4

Cấp phối 3

1,9

2

1

Đồng đều

5

Cấp phối 4

1,1

1

0

Đồng đều

6


3.4.2. Xác định độ rỗng

ĐỘ RỖNG (%)

BIỂU ĐỒ ĐỘ RỖNG
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0

28

28

28

CP 0



Hình 3.2. Nén mẫu gạch không nung


14
BIỂU ĐỒ PHÁT TRIỂN CƯỜNG ĐỘ GẠCH
THEO THỜI GIAN CẤP PHỐI 0-6
6

05

CƯỜNG ĐỘ (MPa)

5
04

4
03
3 02
02
02
2 01
01
01
1

03
03
02
02

0
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
NGÀY TUỔI (Ngày)

Biểu đồ 3.2. Biểu đồ phát triển cường độ gạch theo thời gian
* Nhận xét: Biểu đồ phát triển cường độ theo thời gian 28 ngày
cho thấy, so với cấp phối số 0 là cấp phối chuẩn của nhà máy, các cấp
phối từ cấp phối 1 đến cấp phối 4 với tỉ lệ vỏ trấu thay thế cát lần lượt
là 5 - 20% đạt được cường độ theo yêu cầu đặt ra, một số cấp phối
cho cường độ thấp hơn cường độ yêu cầu đặt ra ứng với cấp độ bền
B3.5. Tuy nhiên, cường độ chịu nén của gạch suy giảm theo sự tăng
của hàm lượng vỏ trấu thay thế cát. Điều này gợi ý, chỉ cho phép thay
thế hàm lượng cát nhất định nào đó bằng vỏ trấu nhằm đáp ứng các
đặc trưng cơ lí cần thiết của gạch.
- Tốc độ phát triển cường độ của các mẫu so với mẫu chuẩn là
tương đối giống nhau (các đường gần song song với nhau). Điều này
cho thấy việc thêm trấu vào thay thế tỉ lệ phần trăm nhất định của cát
chỉ ảnh hưởng đến cường độ chịu nén của gạch chứ không ảnh hưởng
đến tốc độ phát triển cường độ.
- Lượng nước điều chỉnh tăng dần nhằm đáp ứng tính công tác của
vữa. Lượng nước điều chỉnh tăng có thể là nguyên nhân làm giảm


15
cường độ chịu nén của gạch. Tuy nhiên, cần có nghiên cứu thêm về
khả năng chịu uốn, độ bền của gạch theo thời gian, cường độ chịu nén
có bị suy giảm hay không theo thời gian, v.v..
3.4.4. Xác định độ thấm nước
BIỂU ĐỒ ĐỘ THẤM NƯỚC
400

150
100
50
0
CP 0

CP 1

CP 2

CẤP PHỐI 0-6

Biểu đồ 3.3. Biểu đồ độ thấm nước của gạch không nung
* Nhận xét: Nhìn vào kết quả, ta thấy: so với cấp phối 0 là cấp
phối nhà máy, các cấp phối từ cấp phối 1 – 6 với tỉ lệ vỏ trấu thay thế
cát lần lượt là 5 - 30% thì độ thấm nước tăng dần theo sự tăng của
hàm lượng vỏ trấu thay thế cát và độ thấm nước chênh lệch không
nhiều (266 – 377ml/m2.h). Với độ thấm nước này, gạch không nung
có khả năng chống thấm tốt
3.4.5. Xác định độ hút nước

Hình 3.3. Xác định độ hút nước gạch không nung


16

ĐỘ HÚT NƯỚC (%)

BIỂU ĐỒ ĐỘ HÚT NƯỚC
18

9.9

CP 0

CP 1

CP 2

CP 3

CP 4

CP 5

CP 6

CẤP PHỐI 0-6

Hình 3.4. Biểu đồ độ hút nước của gạch không nung
* Nhận xét: Biểu đồ độ hút nước cho thấy, so với cấp phối 0 là
cấp phối nhà máy, các cấp phối từ cấp phối 1 – 4 với tỉ lệ vỏ trấu thay
thế cát lần lượt là 5 - 20% đạt được độ hút nước độ theo yêu cầu đặt
ra, một số cấp phối cho cường độ cao hơn đôi hút nước yêu cầu đặt
ra ứng với độ hút nước 14%. Tuy nhiên, độ hút nước của gạch tăng
dần theo sự tăng của hàm lượng vỏ trấu thay thế cát. Điều này gợi ý,
chỉ cho phép thay thế hàm lượng cát nhất định nào đó bằng vỏ trấu
nhằm đáp ứng các đặc trưng cơ lí cần thiết của gạch.
3.4.6. Xác định khối lượng thể tích

KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH XỐP

CẤP PHỐI

Hình 3.5. Biểu đồ khối lượng thể tích

1251

CP 5

1244

CP 6


17
* Nhận xét: Nhìn vào kết quả, ta thấy: so với cấp phối 0 là cấp
phối nhà máy, các cấp phối từ cấp phối 1 – 6 với tỉ lệ vỏ trấu thay thế
cát lần lượt là 5 - 30% thì khối lượng thể tích giảm dần theo sự tăng
của hàm lượng vỏ trấu thay thế cát. Điều này chứng tỏ rằng khi sử
dụng vỏ trấu trong thành phần cấp phối sản xuất gạch không nung thì
tạo ra những viên gạch có khối lượng thể tích nhẹ hơn viên gạch không
sử dụng vỏ trấu.
3.5. BÌNH LUẬN KẾT QUẢ
Qua các kết quả thí nghiệm về các chỉ tiêu cơ lý vật liệu, thí nghiệm
về độ rỗng, cường độ phát triển của gạch, độ thấm nước, độ hút nước,
khối lượng thể tích. Ta nhận thấy,
- Độ rỗng so với cấp phối 0 là cấp phối của nhà máy, thì tỉ lệ độ
rỗng của các cấp phối tương đối đồng điều với nhau, độ rỗng khoãng
28%. Với độ rỗng này gạch không nung có sử dụng vỏ trấu trong thành
phần cấp phối đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật
- Cường độ chịu nén so với cấp phối số 0 là cấp phối chuẩn của nhà

tỉ lệ thay thế vỏ trấu từ (5 - 30%) thay cho cát, cường độ 28 ngày cấp
phối 1 - 6 của viên gạch thì cấp phối 1 - 4 đạt yêu cầu của đề tài B3.5
- Với thành phần chính là xi măng, mạt đá, cát và vỏ trấu lại trải
qua quá trình sản xuất với lực rung ép lớn, viên gạch không nung có
độ đông kết cao, bề mặt phẳng, mịn, ít khe hở nên không thấm nhiều
nước. Trong khi độ hút nước ở gạch nung là 10 - 18% (% theo khối
lượng) thì con số này ở gạch không nung cấp phối 0 - 4 là 8,5% 13,5% đạt yêu cầu (14%). Độ hút ẩm này vừa đủ để vữa kết dính với
viên gạch vừa giúp tường bớt bị thấm nước, không ẩm mốc.v.v..
Chính vì lý do này nên gạch không nung đã được dùng để xây mọi
loại tường từ tường ngăn, tường bao bên ngoài cũng như tường nhà vệ
sinh.v.v..
- Tốc độ phát triển về cường độ của gạch không nung khi sử dụng
vỏ trấu, ở cấp phối 1 - 4 với tỉ lệ vỏ trấu (5 - 20%) đã đạt được cường
độ theo yêu cầu của đề tài M50-B3.5


19
- Do ưu điểm chịu lực cao trên từng viên gạch nên giảm tải lượng
cốt pha phải sử dụng.
- Ngoài ra gạch không nung giảm đáng kể lượng vữa trát dính, cũng
như thi công đường điện dễ dàng hơn, giảm tỉ lệ nứt gãy khi thay đổi nhiệt
độ cũng như cách âm, cách nhiệt tốt hơn nhiều so với gạch đất nung.
- Khối lượng thể tích của gạch không nung, khi sử dụng vỏ trấu nhẹ
hơn so với gạch không nung thông thường.
3.6.2. Về mặt kinh tế
Tiến hành so sánh giữa cấp phối gạch không sử dụng vỏ trấu và
cấp phối gạch sử dụng vỏ trấu thay thế 5% cát ta có kết quả như sau:
Bảng 3.4. Bảng tính cấp phối gạch không sử dụng vỏ trấu
ĐƠN KHỐI
ĐƠN

Nước sinh hoạt
lít
40
7
280
TỔNG GIÁ TRỊ 100 VIÊN GẠCH
335.960
GIÁ TRỊ 1 VIÊN GẠCH
3.359
Bảng 3.5. Bảng tính cấp phối gạch sử dụng vỏ trấu thay thế 5% cát
ĐƠN KHỐI
ĐƠN
THÀNH
STT
VẬT LIỆU
VỊ
LƯỢNG
GIÁ
TIỀN
1
Xi măng
kg
100
1.700
170.000
2
Mạt đá
kg
493
122

xuất gạch không nung viên gạch sẽ có giá trị rẻ hơn gạch không nung
không sử dụng vỏ trấu. Nếu một năm tiêu thụ 1 tỷ viên thì sẽ giảm
được 244 tỷ đồng/năm.
3.6.3. Tác động môi trường
Nếu tối ưu sử dụng vỏ trấu trong sản xuất gạch không nung sẽ có
tác động rất lớn về môi trường theo hướng tích cực nhiều mặt:
- Tận dụng nguồn phế phẩm nông nghiệp ích được tận dụng sau
xay xát, giảm ô nhiễm môi trường do thải bỏ vỏ trấu trực tiếp ra môi
trường. Ở Việt Nam, bình quân mỗi năm sản xuất ra hơn 40 triệu tấn
lúa. Khối lượng trấu chiếm 20% trong thành phần hạt lúa, vậy mỗi
năm có xấp xỉ 8 triệu tấn trấu thải ra môi trường, đây là số lượng phế
phẩm khổng lồ mà nếu không xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường và là
một sự lãng phí lớn. Hiện nay, đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng vỏ
trấu, tuy nhiên những công nghệ, ứng dụng này vẫn chưa phổ biến nên
lượng vỏ trấu được sử dụng chưa nhiều so với khối lượng vỏ trấu thải
ra môi trường mỗi năm.
- Tận dụng thay thế một phần cát, giảm lượng cát sử dụng trong
sản xuất gạch không nung, góp phần giải quyết tình hình khan hiếm
cát hiện nay, tránh gây các tác động môi trường xấu do các hoạt động
khai thác cát trái phép gây ra như: sạt lở bờ sông, làm thay đổi dòng
chảy, cạn kiện nguồn tài nguyên cát,v.v..
- Sử dụng vỏ trấu làm thành phần cấp phối trong sản xuất gạch
không nung sẽ tạo được viên gạch có trọng lượng nhẹ hơn so với viên


21
gạch không sử dụng vỏ trấu mà vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và
đặt biệt là giá thành giảm, một trong những yếu tố quan trọng đưa gạch
không nung đến gần người dân hơn. Đó sẽ là một tiền đề quan trọng
cho việc phát triển, sử dụng rộng rãi gạch không nung hướng đến thay

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
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 nguyên liệu dồi dào ở
địa phương làm thành phần cấp phối để 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, mạt đá,
nước, vỏ trấu. Dựa vào cấp phối của nhà máy sản xuất gạch Nhật Anh.
Từ đó thiết kế các cấp phối dùng vỏ trấu làm chất độn thay thế một
phần cát để sản xuất gạch không nung.
- Sau khi đúc mẫu tại nhà máy sản xuất gạch Nhật Anh, tiến hành
quy trình dưỡng hộ và nén mẫu tại phòng thí nghiệm LAS-XD1294.
Dựa vào cấp phối của nhà máy, so sánh với các cấp phối thiết kế có sử
dụng vỏ trấu làm chất độn thay thế một phần cát để tìm ra các cấp phối
đạt được cường độ và các yêu cầu kỹ thuật.
- Với cấp phối số 0 là cấp phối của nhà máy, từ cấp phối số 1 cho
đến cấp phối số 6, tác giả đã tăng lượng vỏ trấu (từ 5 - 30%) thay cho
cát. Qua quá trình nén mẫu, dựa vào các kết quả và biểu đồ, ta nhận


23
thấy, cấp phối 1 - 4 vượt qua cường độ yêu cầu của đề tài B3.5, cấp
phối 5,6 không đạt. Như vậy, khi sử dụng vỏ trấu làm thành phần cấp
phối cho sản xuất gạch không nung đã đạt được những yêu cầu về
cường độ, độ thấm nước, độ hút nước của gạch không nung thấp hơn
so với gạch nung. Khối lượng của viên gạch không nung khi sử dụng