ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN VIỆT CƢỜNG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MÙN CƢA LÀM THÀNH PHẦN
CẤP PHỐI ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG

Chuyên ngành: 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 XÂY DỰNG
CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Đà Nẵng - Năm 2018


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ KHÁNH TOÀN

Phản biện 1:
Phản biện 2:

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận
văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng
và công nghiệp họp tại Trường Đại học Bách khoa vào ngày
11 tháng 3 năm 2018

Từ đó, Đề tài “Nghiên cứu sử dụng mùn cƣa làm thành phần
cấp phối để sản xuất gạch xi măng không nung” được thực hiện
nhằm nghiên cứu khả năng sử dụng mùn cưa trong thành phần cấp
phối để sản xuất gạch không nung.
2. Mục tiêu của đề tài
Xác định một số tính chất cơ lý của gạch xi măng không nung sử
dụng mùn cưa trong thành phần cấp phối theo những tỉ lệ nhất định
thay thế bột đá.
3. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan về gạch xi măng không nung.


2

- Tổng quan về nguồn mùn cưa hiện nay tại tỉnh Quảng Ngãi và
việc ứng dụng mùn cưa trong sản xuất vật liệu xây dựng.
- Thí nghiệm, đo đạc một số tính chất cơ lý, hóa học của các
thành phần cấp phối để sản xuất gạch xi măng không nung, trong đó
có mùn cưa.
- Xác định một số tính chất cơ lý của gạch xi măng không nung
sử dụng mùn cưa trong thành phần cấp phối.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Gạch xi măng không nung sử dụng mùn
cưa trong thành phần cấp phối.
- Phạm vi nghiên cứu: Xác định một số đặc trưng cơ lí trong
phòng thí nghiệm của gạch xi măng không nung sử dụng mùn cưa ở
tỉnh Quảng Ngãi trong thành phần cấp phối để sản xuất gạch xi măng
không nung.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lí thuyết: nghiên cứu các tài liệu liên quan.

về cơ học như cường độ nén, uốn, độ h t nước v.v..
Gạch không nung có các loại như: gạch xi măng – cốt liệu, gạch
bê tông khí chưng áp AAC (tên tiếng Anh là Autoclaved Aerated
Concrete), gạch bê tông bọt v.v.. Trong các loại gạch không nung
hiện nay, đang sử dụng nhiều nhất là gạch không nung xi măng - cốt
liệu. Nó đáp ứng rất tốt các tiêu chí về kỹ thuật, kết cấu, môi trường,
phương pháp thi công, v.v..
1.1.2. Phân loại, đặc điểm chung
- Phân loại theo thành phần cấp phối;
- Phân loại theo hình dáng;
- Phân loại theo mục đích sử dụng;
- Phân loại theo mác.
1.2. Các đặc trƣng cơ lý của gạch không nung
1.2.1. Khối lượng thể tích
Gạch xi măng cốt liệu có khối lượng thể tích đặc khoảng 2.050
kg/m3.
1.2.2. Cường độ chịu lực
Gạch không nung thường có cường độ chịu lực cao, từ 70 ÷
600kg/cm2.
1.2.3. Độ ngậm nước và khả năng chống thấm nước


4

Độ ngậm nước của gạch xi măng cốt liệu rất thấp, đạt dưới 8%.
1.3. Giới thiệu về các loại nguyên vật liệu chế tạo gạch xi
măng không nung tại Quảng Ngãi
1.3.1. Nguyên vật liệu sản xuất gạch xi măng không nung
Nguyên vật liệu chủ yếu của gạch xi măng không nung là cát và
xi măng kèm thêm một số phụ gia như xỉ than nhiệt điện, phế thải


Hình 1.1 - Chi tiết dây chuyền sản xuất gạch xi măng không nung
1.5. Giới thiệu về nguồn mùn cƣa tại Quảng Ngãi và việc ứng
dụng mùn cƣa trong sản xuất vật liệu xây dựng
1.5.1. Giới thiệu về nguồn mùn cưa tại Quảng Ngãi
Trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi hiện nay (tính đến tháng 01/2017)
có khoảng 97 doanh nghiệp vừa và nhỏ và 538 cơ sở hộ gia đình hoạt
động trong lĩnh vực chế biến gỗ và gia công chế biến đồ gỗ, với công
suất hoạt động hiện nay là 41%, tiêu thụ sản xuất 2.370.867 m3 gỗ
tròn/năm.

Hình 1.2 – Nhà máy chế biến gỗ Tam Minh tại Quảng Ngãi


6

Mùn cưa là phế phẩm được sinh ra từ quá trình sản xuất và chế
biến gỗ (xẻ, cưa, tiện v.v.). Vì có cấu tạo là dạng bột có kích thước
nhỏ, dễ tạo hình (qua nén, ép v.v.), nên mùn cưa được tận dụng, ứng
dụng và sử dụng khá phổ biến trong nhiều lĩnh vực như: làm cốt liệu
cho các sản phẩm đồ gỗ công nghiệp (sản xuất ra bàn làm việc, bàn
họp, vách ngăn, tủ đựng hồ sơ, tủ đựng quần áo, ván sàn, v.v.); làm
đệm sinh học trong chăn nuôi; làm phân bón trong trồng trọt; chế
biến thành viên mùn cưa nén (dùng thay thế điện, than đá, củi làm
chất đốt trong hệ thống lò sưởi; dùng trong hệ thống đốt ngành công
nghiệp, dân dụng; lót chuồng trại, trang trại v.v.); một thành phần
nguyên liệu trong sản xuất giấy Kraft (loại giấy này thường dùng để
sản xuất ra các loại bao bì như t i xách, phong bì, giấy lót, lớp lót
v.v. phổ biến là bao ximăng); cũng có thể được sử dụng để tạo thành
các sản phẩm thủ công mỹ nghệ khác v.v..

phương pháp xác định các đặc trưng cơ lý của các thành phần cấp
phối của gạch xi măng không nung và các đặc trưng cơ lý của gạch
xi măng không nung sử dụng mùn cưa trong thành phần cấp phối. Cụ
thể hơn là: 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.


8

CHƢƠNG 2
CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ LÝ
CỦA GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG
2.1. Các tiêu chuẩn liên quan đến việc xác định các đặc trƣng
cơ lý của gạch xi măng không nung
Gạch xi măng cốt liệu phù hợp với TCVN 6477:2016 (Gạch bê
tông) [11].
2.2. Phƣơng pháp xác định các đặc trƣng cơ lý của các thành
phần cấp phối gạch xi măng không nung
2.2.1. Xi măng Sông Gianh
a. Xác định độ bền nén: áp dụng theo TCVN 6016:2011 [12]
b. Xác định thời gian đông kết: áp dụng theo TCVN 6017:2015
[8]
c. Xác định độ mịn: áp dụng theo TCVN 4030:2003 [7]
d. Xác định khối lượng riêng: áp dụng theo TCVN 4030:2003 [7]
2.2.2. Nước
Nước dùng cho trộn vữa phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật
theo TCVN 4506:2012 [13].
2.2.3. Cát Sông Trà

2.3.3. Đá mạt Ba Gia
a. Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của đá mạt
b. Xác định khối lượng thể tích xốp của đá mạt
c. Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét của đá mạt
d. Xác định thành phần hạt của đá mạt
2.3.4. Mùn cưa
a. Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của mùn cưa
b. Xác định khối lượng thể tích xốp của mùn cưa
c. Xác định thành phần hạt của mùn cưa
2.4. Kết luận chƣơng
Chương 2 đã trình bày các cơ sở khoa học để xác định các đặc
trưng cơ lí của các thành phần cấp phối chế tạo gạch không nung,
trong đó có mùn cưa. Phương pháp xác định một số đặc trưng cơ lí


10

của gạch không nung dựa trên các Tiêu chuẩn Việt Nam khác nhau
như đã đề cập. Các đặc trưng cơ lí của các thành phần cấp phối chế
tạo gạch không nung sử dụng nguồn vật liệu tại Quảng Ngãi cũng đã
được xác định, kết quả đảm bảo đáp ứng các yêu cầu mà các tiêu
chuẩn đã đề ra. Đây là cơ sở quan trọng để tác giả tiến hành các thí
nghiệm xác định các đặc trưng cơ lí của gạch không nung sử dụng
mùn cưa làm thành phần cấp phối trong chương 3.


11

CHƢƠNG 3
XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG


0,0001 (m )

0,10 (lít)

Bảng 3.2 - Định mức cấp phối cho 1m3 vữa để sản xuất gạch không
nung tại nhà máy gạch Nghĩa Lâm Xanh, mác gạch M50
Cát (kg)
Đá mạt (kg)
Xi măng (kg)
Nƣớc (lít)
470

1.132

101

42

Tiếp theo, tác giả xây dựng các cấp phối khác nhau của gạch
không nung có sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp phối. Sẽ tiến
hành thay thế đá mạt bằng mùn cưa theo các tỉ lệ phần trăm về khối
lượng: 3%, 5%, 7% và 10%. Tiến hành các thí nghiệm khảo sát
nhằm đánh giá sự hợp lí của tỉ lệ phần trăm mùn cưa thay thế đá mạt
trong thành phần cấp phối nhằm tìm ra cấp phối hợp lí nhất, đảm bảo
yêu cầu mác gạch có được như đã đề cập phía trên. Bảng 3.3 chỉ ra tỉ
lệ thành phần cấp phối cho 01m3 vữa để chế tạo gạch không nung có
sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp phối. Để đánh giá hiệu quả
thay thế mạt đá bằng mùn cưa trong thành phần cấp phối, tác giả cố
định khối lượng thành phần xi măng và cát trong tất cả các cấp phối


CP 3 (5%) 470 (kg) 101 (kg)

44 (lít)

1.076 (kg)

8 (kg)

CP 4 (7%) 470 (kg) 101 (kg)

45 (lít)

1.053 (kg)

11 (kg)

CP 5 (10%) 470 (kg) 101 (kg)

46 (lít)

1.019 (kg)

16 (kg)

3.2. TẠO MẪU THÍ NGHIỆM
Sau khi tính toán xong các cấp phối, tiến hành đ c mẫu tại nhà
máy sản xuất gạch không nung Nghĩa Lâm Xanh, xã Nghĩa Lâm,
huyện Tư Nghĩa, tỉnh Quảng Ngãi. Gạch 6 lỗ có kích thước
(95x135x185) mm, với các cấp phối trộn từ CP 1 đến CP 5.

(MPa)
61.390
2,17
CP 1
95x135x185 24.975 77.820
3
2,75
2,26
(0%)
52.050
1,84
52.030
1,84
CP 2
95x135x185 24.975 59.640
3
2,11
2,12
(3%)
68.060
2,41
59.890
2,12
CP 3
95x135x185 24.975 55.980
3
1,98
2,02
(5%)
55.690

cấp
mẫu
(mm)
mẫu
hoại
từng viên
bình
(ngày)
phối
(mm2)
(N)
(MPa)
(MPa)
121.379
4,30
CP 1
95x135x185 24.975 105.598
7
3,74
3,58
(0%)
76.280
2,70
77.740
2,75
CP 2
95x135x185 24.975 64.030
7
2,27
2,59

CP 5
95x135x185 24.975 69.590
7
2,46
2,14
(10%)
49.430
1,75
Bảng 3.6 - Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của gạch 14 ngày tuổi
Tiết
Cƣờng độ Cƣờng độ
Tên
Lực phá Tuổi
Mô tả mẫu diện
nén từng nén trung
cấp
hoại
mẫu
(mm)
mẫu
viên
bình
(N)
(ngày)
phối
(mm2)
(MPa)
(MPa)
152.850
5,41

2,97
3,01
(7%)
87.010
3,08
71.520
2,53
CP 5
95x135x185 24.975 62.210
14
2,20
2,39
(10%)
68.800
2,44
Bảng 3.7 - Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của gạch 28 ngày tuổi
Cƣờng
Tiết
Cƣờng độ
Tên
Lực phá Tuổi
độ nén
Mô tả mẫu diện
nén từng
cấp
hoại
mẫu
trung
(mm)
mẫu

(7%)
CP 5
95x135x185 24.975
(10%)

170.020
143.590
151.030
143.630
147.190
145.990
142.990
135.720
130.010
128.330
106.350
108.890
127.330

28

28

28

28

6,02
5,08
5,35

3

CP 3 (5%)

CP 4 (7%)

2
CP 5 (10%)

1

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

Thời gian (ngày)


Độ Yêu
KL thể
Tên
trong
rỗng rỗng cầu
Mô tả mẫu
tích của
Kết
cấp
các lỗ
từng trung kỹ
(cm)
cát
luận
phối
rỗng
viên bình thuật
(g/cm3)
(g)
(%)
(%) (%)
95x135x185 647,7
1,395
19,56
CP 1
95x135x185 662,4
1,395
20,01 19,44 ≤ 65 Đạt
(0%)
95x135x185 620,0


1,395

20,01

647,5

1,395

19,56

19,77 ≤ 65 Đạt


17

95x135x185

653,5

1,395

19,74

95x135x185
CP 4
95x135x185
(7%)
95x135x185


650,3

1,395

19,65 19,59 ≤ 65 Đạt

642,9

1,395

19,42

Độ rỗng của gạch (%)

BIỂU ĐỒ ĐỘ RỖNG
20
20
20
20
19
19
19
19
19

CP1
CP2
CP3
CP4
(MC 0%) (MC 3%) (MC 5%) (MC 7%)

Bảng 3.9 - Kết quả thí nghiệm độ hút nước của gạch theo các cấp phối
KL
Tên
mẫu
Mô tả mẫu
cấp
sau khi
(cm)
phối
sấy
(g)
95x135x185
CP 1
95x135x185
(0%)
95x135x185
95x135x185
CP 2
95x135x185
(3%)
95x135x185
95x135x185
CP 3
95x135x185
(5%)
95x135x185
95x135x185
CP 4
95x135x185
(7%)

4.194,6
3.923,4
4.218,9
4.210,0
4.211,7
4.139,8
4.077,3
4.219,5
4.003,7
4.218,6
4.235,9
4.125,9
4.063,8
4.126,3

Độ
hút
nƣớc
từng
viên
(%)
7,7
8,0
10,3
12,5
11,9
12,2
9,5
12,0
11,0

≤ 14

Đạt

10,8

≤ 14

Đạt

12,2

≤ 14

Đạt

14,0

≤ 14

Đạt


19

Độ hút nƣớc của gạch
(%)

BIỂU ĐỒ ĐỘ HÚT NƢỚC
15

ứng yêu cầu về tính chất cơ lý của viên gạch không nung (≤ 14%).
Việc các cấp phối có sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp phối có
độ hút nước cao hơn so với cấp phối thông thường là điều đã được
dự báo trước bởi độ hút nước trung bình của mùn cưa qua thí
nghiệm vật liệu là 67,4% cao hơn so với mạt đá là 0,95%, dẫn đến
việc khi thay đá mạt bằng mùn cưa theo tỷ lệ trong thành phần cấp
phối sẽ làm cho viên gạch có độ hút nước tăng theo tỷ lệ thay thế.
Như vậy, có thể nhận thấy khi thay thế mùn cưa theo tỷ lệ trong
thành phần cấp phối thì độ hút nước của viên gạch cũng sẽ có sự
thay đổi theo tỷ lệ thay thế đó.
3.3.4. Xác định khối lượng thể tích (theo TCVN 6355-5:2009
[6])
Việc xác định khối lượng thể tích của gạch được thực hiện theo
nguyên tắc: cân mẫu thử đã được sấy khô để xác định khối lượng


20

mẫu thử. Đo các kích thước mẫu thử, từ đó tính khối lượng thể tích.
Bảng 3.10 - Kết quả thí nghiệm khối lượng thể tích của gạch theo các cấp phối
Tên
cấp
phối

Mô tả mẫu
(cm)

9,5*13,5*18,5
CP 1
9,5*13,5*18,5

2.372,63

2.372,63

2.372,63

KL KL thể tích KL thể tích
mẫu
của mẫu trung bình
(g)
(g/cm3)
(g/cm3)
3.859,3
1,63
3.883,6
1,64
1,59
3.558,6
1,50
3.749,1
1,58
3.763,1
1,59
1,58
3.752,9
1,58
3.781,1
1,59
3.639,5
1,53

Từ các kết quả thí nghiệm về các chỉ tiêu cơ lý vật liệu, thí


21

nghiệm về cường độ chịu nén, độ rỗng, độ h t nước, khối lượng thể
tích của gạch xi măng không nung sử dụng mùn cưa làm thành phần
cấp phối thay thế đá mạt. Có thể nhận thấy:
- Độ rỗng của các cấp phối chênh lệch không nhiều, từ 19,59% 19,77%. Đạt so với yêu cầu kỹ thuật (
Việt Nam. Đây là nguồn phế phẩm lớn nhưng cũng có thể coi nó như
là một nguồn chất thải đang cần được xử lý và tận dụng.
Hiện nay, một phần lượng mùn cưa được tận dụng sản xuất giấy,
đồ gỗ công nghiệp v.v., phần còn lại chủ yếu là làm chất đốt hoặc bỏ
đi gây ảnh hưởng không tốt đến môi trường.
Do vậy, việc tận dụng và sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp
phối để sản xuất gạch không nung đã giải quyết được một số vấn đề
về kinh tế và môi trường. Qua đây cũng đưa ra thêm hướng xử lý


23

khác đối với lượng mùn cưa thải ra còn chưa được xử lý; đồng thời
cũng góp phần vào việc tiết kiệm nguồn nguyên vật liệu sản xuất
gạch không nung hiện đang sử dụng.
3.6. Kết luận chƣơng
Dựa vào cấp phối chuẩn của nhà máy sản xuất gạch không nung
Nghĩa Lâm Xanh – xã Nghĩa Lâm, huyện Tư Nghĩa, tỉnh Quảng
Ngãi. Tác giả đã thay đá mạt bằng mùn cưa theo một số tỉ lệ thay thế
từ 3%, 5%, 7%, 10%. Sau khi thiết kế các cấp phối, đ c mẫu thí
nghiệm tại nhà máy và thực hiện quy trình dưỡng hộ tiêu chuẩn trong
phòng thí nghiệm, các mẫu gạch xi măng không nung mà đề tài đang
tập trung nghiên cứu đã được tiến hành các thí nghiệm theo các tiêu
chuẩn hiện hành nhằm xác định các chỉ tiêu về: cường độ và sự phát
triển cường độ; độ rỗng; độ h t nước và khối lượng thể tích của gạch
không nung có và không có sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp
phối.
Qua kết quả khảo sát về cường độ chịu nén, độ rỗng, độ h t nước
và khối lượng thể tích ta nhận thấy:
- Về cường độ chịu nén của viên gạch: ngoài CP 1 là cấp phối của