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

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

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


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

- 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

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

- 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

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


- 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

(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

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
Ký
Khối
Mực chất lỏng
Khối lượng
Trung
hiệu
lượng mẫu
trong bình
riêng
bình
3
3
mẫu

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


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

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

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
Ký
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

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
Ký
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

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

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)

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


(%)

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


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)

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



17

CP3

170x115x75

Tiết
diện
mẫu
(mm2)
19550

CP4

170x115x75

19550

CP5

170x115x75

19550

CP6

170x115x75


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


170x115x75

19550

CP3

170x115x75

19550

CP4

170x115x75

19550

CP5

170x115x75

19550

CP6

170x115x75

19550

CP7


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



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


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

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

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)


CP7

170x115x75

19550

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

Tuổi
mẫu
(ngày)

28

28

28

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


27.0

≤ 65

27.0

≤ 65

Kết
luận


20
Cấp
phối
số

H3

H4

H5

H6

H7

Mô tả mẫu


(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

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

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

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

bình

Yêu
cầu kỹ
thuật
(%)

(%)

10.89

≤ 14

11.11

≤ 14

11.64

≤ 14

12.06

≤ 14

9.72

≤ 14

11.27

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