ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TÔ VĂN LỄ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ
CỐT LIỆU NHỎ TÁI CHẾ TỪ PHẾ THẢI
XÂY DỰNG TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI
ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CƯỜNG ĐỘ
CỦA 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 2019


2
Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ KHÁNH TOÀN

Phản biện 1: TS. NGUYỄN HUY GIA

Phản biện 2: PGS.TS. ĐẶNG CÔNG THUẬT


xây dựng thay thế đá mạt trong thành phần cấp phối để sản xuất gạch
không nung. Kết quả nghiên cứu cho thấy cường độ và một số đặc
trưng cơ lí tương tự như viên gạch không nung chế tạo theo định
mức tiêu chuẩn hiện hành.
Nối tiếp kết quả nghiên cứu , học viên lựa chọn đề tài “nghiên
cứu ảnh hưởng của tỉ lệ cốt liệu nhỏ tái chế từ phế thải xây dựng
trong thành phần cấp phối đến sự phát triển cường độ của gạch
không nung” sẽ tiến hành các thí nghiệm thay thế tỉ lệ cốt liệu nhỏ
trong thành phần cấp phối của gạch xi măng không nung hiện đang
sản xuất trong các nhà máy tại Quảng Ngãi để chứng minh sự phát


2
triển cường độ của gạch không nung.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ cốt liệu nhỏ tái chế từ phế thải
xây dựng trong thành phần cấp phối đến sự phát triển cường độ của
gạch không nung thông qua các thí nghiệm xác định cường độ chịu
nén và một số chỉ tiêu cơ lí của gạch không nung.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Gạch không nung có sử dụng cốt liệu
nhỏ tái chế từ phế thải xây dựng thay thế đá mạt trong thành phần
cấp phối.
Phạm vi nghiên cứu: Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của việc
thay thế đá mạt trong thành phần cấp phối gạch không nung bởi phế
thải xây ựng tái chế với các tỉ lệ thay thế: 100%, 80%, 60% và 50%
đến sự phát triển cường độ của gạch không nung.
4. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan về gạch không nung.
- Tổng quan về nghiên cứu sử ụng cốt liệu nhỏ tái chế từ phế


1.1.2.

Các thành phần cấp phối chế tạo gạch xi măng cốt liệu

1.1.2.1. Xi măng
1.1.2.2. Cát
1.1.2.3. Đá mạt
1.1.2.4. Nước
1.1.2.5. Các phụ gia, chất độn
1.1.3.

Một số đặc trưng cơ lí c a gạch xi măng cốt liệu

1.1.3.1. Cường độ chịu nén
1.1.3.2. Khối lượng thể tích
1.1.3.3. Độ hút nước
1.1.3.4. Độ thấm nước
1.1.3.5. Độ rỗng
1.1.4. Ưu nhược điểm c a gạch xi măng hông nung xi măng
cốt liệu
1.1.4.1. Ưu điểm
1.1.4.2. Nhược điểm
1.1.5. Tình hình sản xuất, sử dụng và hướng phát triển c a
gạch không nung ở Việt Nam
1.2.

CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỐT LIỆU

NHỎ TÁI CHẾ TỪ PHẾ THẢI XÂY DỰNG ĐỂ SẢN XUẤT

mạt đến cường độ chịu nén và các chỉ tiêu cơ lý khác của gạch không
nung. Nội ung này sẽ được nghiêncứu cụ thể trong Chương
luận văn này.

của


5
CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÍ CÁC THÀNH
PHẦN CẤP PHỐI VÀ CỦA CỐT LIỆU NHỎ TÁI CHẾ TỪ
PHẾ THẢI XÂY DỰNG
CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC

2.1.

CHỈ TIÊU CƠ LÍ CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI
2.1.1. Một số yêu cầu và tiêu chuẩn áp dụng
2.1.1.1. Xi măng
2.1.1.2. Cát
2.1.1.3. Đá mạt
2.1.1.4. Nước
2.1.1.5. Phế thải xây dựng
2.1.2. Kết quả xác định các đặc trưng cơ lí c

các thành phần

cấp phối
2.1.2.1. Xi măng Chinfon PCB40
a) Xác định độ mịn
Bảng 2.5. Kết quả thí nghiệm độ mịn của xi măng Chinfon PCB 40

10,07

0,18

1,79

Ký
hiệu
mẫu

Trung

Yêu cầu

bình

ỹ thuật

(%)

(%)

1,77

≤ 10

Kết
luận

Đạt

mẫu hoại
viên
(ngày)
2
(mm ) (kN)
(MPa)

1 40x40x40 1600

37,26

23,3

2 40x40x40 1600

37,15

23,2

3 40x40x40 1600

37,54

23,5

4 40x40x40 1600

35,99

22,5


Đạt

21,9

c) Xác định thời gian đông kết
Bảng 2.7. Kết quả thí nghiệm thời gian đông kết của XM Chinfon PCB 40
STT

Thí nghiệm thời gi n đông ết c

Đơn Mẫu Mẫu Trung Kết

1

Mẫu thí nghiệm số

2

Thời gian bắt đầu trộn

ph

Thời gian bắt đầu đầu đông kết

ph

3

4

Bảng 2.8. KQTN xác định khối lượng riêng của XM Chinfon PCB 40
Ký Khối lượng Mực chất lỏng Khối lượng
Trung
hiệu
mẫu
trong bình
riêng
bình
(g)
(cm3)
(g/cm3)
(g/cm3)
mẫu
Mẫu 1
65,08
21,3
3,06
3,07
Mẫu 2
65,01
21,1
3,08
2.1.2.2. Cát
a) Xác định khối lượng riêng và độ hút nước của cát
Bảng 2.9. Xác định khối lượng riêng và độ hút nước của cát
Thông số

TT
1
2

0,66

Mẫu số Trung
2
bình
1,00
512,81
7381,56
7695,8
509,15
2,612
0,72

2,619
0,69

b) Xác định khối lượng thể tích xốp
Bảng 2.10. Khối lượng thể tích xốp của cát
TT
Thông số
Đơn vị Mẫu số 1 Mẫu số 2
1 KL ống đong
kg
0,9167
0,9167
2 KL ống đong + vật liệu
kg
2,333
2,317
3

2 KL mẫu sau khi rửa m1 g 988,5 990,3
Kết quả
% 1,15 0,97 1,06 ≤ 10 Đạt


8
d) Xác định thành phần hạt

Cỡ sàng
(mm)
5
2,5
1,25
0,63
0,315
0,14

c) Hàm lượng bụi, bùn, sét
d) Thành phần hạt
2.1.2.4. Phế thải xây dựng
a) Khối lượng riêng và độ hút nước
Bảng 2.17. Khối lượng riêng và độ hút nước của Phế thải xây dựng
Đơn

Mẫu

Mẫu

Trung

vị

số 1

số 2

bình

1 KL Riêng của nước

g

1,00

1,00

2 KL mẫu bão hoà khô bề mặt

463,10

Khối lượng riêng

g/cm

2,577

2,584

2,581

Độ hút nước

%

9,89

9,41

9,655

3


9
b) Khối lượng thể tích xốp
Bảng 2.18. Khối lượng thể tích xốp của Phế thải xây dựng tái chế
TT Thông số


1230

Kết quả

1233

c) Thành phần hạt
Bảng 2.19. Thành phần hạt của Phế thải xây dựng tái chế
Lượng sót

% Lượng

Cỡ

trên từng

sót tích lũy

Yêu cầu ỹ

Kết

sàng

sàng

trên sàng

thuật


142,7

33,1

15 - 45

Đạt

0,63

180,3

51,1

35 -70

Đạt

0,315

155,1

66,5

65 - 90

Đạt

0,14


2.2.1. Kích thước và mức độ s i lệch
2.2.2. Yêu cầu về đặc trưng cơ lí
2.2.2.1. Cường độ chịu nén, khối lượng riêng và độ hút nước
2.2.2.2. Độ rỗng và độ hút nước
2.3.

KẾT LUẬN CHƯƠNG
Việc xác định các đặc trưng cơ lí của gạch xi măng không nung

dựa trên Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6477:2016 - Gạch bê tông. Các
yêu cầu và cơ sở đã được trình bày trong chương này.
Từ việc tái chế lại Phế thải xây dựng là gạch vỡ và vữa xây,
trát, tác giả đã xác định được các đặc trưng cơ lí quan trọng của
thành phần này, làm cơ sở cho thực hiện các thí nghiệm xác định các
đặc trưng cơ lí của gạch xi măng không nung có sử dụng cốt liệu nhỏ
tái chế từ Phế thải xây dựng trong chương 3.


11
CHƯƠNG 3 - THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU
NÉN VÀ MỘT SỐ CÁC TÍNH CHẤT CƠ L CỦA GẠCH
KHÔNG NUNG
Trong chương này, tác giả tiến hành các thí nghiệm xác định
chỉ tiêu cơ lí của của gạch không nung sử ụng cốt liệu nhỏ tái chế từ
phế thải xây dựng là gạch và vữa xây, trát trong thành phần cấp phối.
Dựa trên cấp phối chuẩn ban đầu tham khảo từ nhà máy gạch không
nung Đức Thịnh - Xã Tịnh Phong - huyện Sơn Tịnh - tỉnh Quảng
Ngãi, tác giả sẽ đưa cốt liệu nhỏ tái chế từ phế thải xây dựng vào
trong thành phần cấp phối thay cho đá mạt theo những tỉ lệ thay thế
là 100 , 80 , 0


Đá mạt ( g)

Nước (lít)

1.127

85

Bảng 3.3. Định mức cấp phối cho 1 m3 vữa có sử dụng cốt liệu nhỏ
tái chế từ Phế thải xây dựng thay thế đá mạt
Số hiệu
Cấp phối
CP0 (0)

Xi măng

Cát

Đá mạt

202 (kg) 466 (kg) 1127 (kg)

CP 1 (100) 202 (kg) 466 (kg)

0 (kg)

Nước

Phế thải


127

563 (kg)

3.2.

TẠO MẪU VÀ QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG

3.1.1 Tạo mẫu thí nghiệm
3.1.2 Quy trình thử nghiệm – bảo dưỡng
3.3.

THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN VÀ
MỘT SỐ CHỈ TIÊU CƠ L CỦA GẠCH

3.3.1. Xác định cường độ chịu nén c a gạch
Cường độ chịu (R) của từng viên mẫu thử đơn lẻ, tính bằng MPa theo
công thức ( .1) ưới đây:


13

R

Pmax
S

K (3.1)


(mm )
(N)
(MPa)
(MPa)
80120
3,35
CP0
175x115x75 20125 77820
3
3,15
3,25
(0%)
68120
2,85
39100
1,63
CP1
38710
1,62
1,60
(100%) 175x115x75 20125
3
37100
1,55
39540
1,65
CP2
40520
1,69
1,75

Mô tả
diện
phá mẫu độ từng độ trung
Cấp
mẫu
mẫu
hoại (ngày
viên
bình
(mm)
phối
(mm2)
(N)
)
(MPa)
(MPa)
88590
3,70
CP0
175x115x75 20125 90130 7
3,86
3,77
(0%)
98740
4,13
1,88
43100
CP1
42300
1,77

3,61
(50%) 175x115x75 20125
7
81500
3,41
Bảng 3.6 - Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của gạch 14 ngày tuổi
Cường
Tiết Lực
Cường
Mô tả
Tuổi
độ
diện
phá
độ từng
Cấp
mẫu
mẫu
trung
mẫu
hoại
viên
(mm)
(ngày)
phối
bình
(mm2)
(N)
(MPa)
(MPa)

59410
49950
75580
60770
77340
91080
91000
99260

14

14

14

1,90
2,48
2,09
3,16
2,54
3,23
3,81
3,80
4,15

2,16

2,98

3,92

175x115x75 20125 117460 28
5,24
4,91
(0%)
128740
5,38
45500
1,90
CP1
2,00
47600
1,99
(100%) 175x115x75 20125
28
50300
2,10
39420
1,65
CP2
51330
2,15
2,07
(80%) 175x115x75 20125
28
57830
2,42
75500
3,16
CP3
65440

Hình 3.2. Biểu đồ phát triển cường độ chịu nén của gạch các cấp phối
theo thời gian
Nhận x t:
- Cường độ 28 ngày của tất cả các cấp phối có sử dụng cốt
liệu nhỏ tái chế từ phế thải xây dựng thấp hơn cường độ của cấp phối
gốc CP0 nhưng tăng ần từ cấp phối đến cấp phối CP4 . Như vậy,
cường độ chịu nén của gạch tăng khi tỉ lệ thay thế đá mạt bằng cốt liệu
nhỏ tái chế từ phế thải xây dựng giảm. Đây là đặc điểm cần chú ý, do
khuôn khổ luận văn, thí nghiệm chỉ thực hiện tới cấp phối CP4 (thay
thế 50

đá mạt bằng cốt liệu nhỏ tái chế từ phế thải xây dựng). Tuy

nhiên, theo kết quả nghiên cứu của tác giả Lê Văn Cảnh 5 , khi tỉ lệ
thay thế đá mạt bằng cốt liệu nhỏ tái chế từ phế thải xây dựng là 0
thì cường độ chịu nén của gạch vẫn tiếp tục tăng. o đó, cấp phối CP4
chưa phải là cấp phối cuối c ng để chọn được tỉ lệ thay thế đá mạt bởi
cốt liệu nhỏ tái chế từ phế phẩm xây ựng. Trong khuôn khổ luận văn
này mới chỉ nghiên cứu tới CP4. Cần có thêm nghiên cứu để có được
tỉ lệ thay thế đá mạt hợp lý.
- Đối với cấp phối CP4, thời điểm 28 ngày, gạch có cường độ chịu nén
là 4,09 MPa so với 5,24 MPa của CP0 chỉ đạt 85,7%.

o đó chưa đạt

cường độ thiết kế của gạch mác M5,0. Để gạch đạt được cường độ


17
thiết kế khi thay thế đá mạt bởi cốt liệu nhỏ tái chế từ phế phẩm xây


75x115x175

368,7

1,379

17,7

75x115x175

372,1

1,379

17,9

CP1 75x115x175

386,0

1,379

18,5

(100%) 75x115x175

381,0

1,379


1,379

17,5

CP3 75x115x175
(60%) 75x115x175

380,0

1,379

18,3

367,0

1,379

17,6

75x115x175

355,0

1,379

17,1

CP4 75x115x175



17,6

17,8

≤ 5 Đạt

≤ 5 Đạt

≤ 5 Đạt

≤ 5 Đạt

≤ 5 Đạt


18
Nhận x t:
Độ rỗng của gạch ở các mẫu ứng với các cấp phối nhỏ hơn khá
nhiều so với quy định trong Tiêu chuẩn TCVN 477:201 (< 5 ) và
có sự chênh lệch không lớn (độ rỗng thay đổi từ 17,

÷ 18,2 ).

Như vậy độ rỗng không ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của viên
gạch, đảm bảo cho việc xác định cường độ chịu nén của viên gạch là
chính xác.
b) Xác định độ hút nước
Bảng 3.9. Kết quả thí nghiệm độ hút nước của gạch
Mẫu


75x115x175 2401

2623,5

9,3

CP0 75x115x175 2366
(0%) 75x115x175 2315

2565,6

8,4

2513,6

8,6

75x115x175 2214,0

2530,3

14,3

CP1 75x115x175 2215,4
75x115x175 2241,6

2534,1

14,4


2474,5

14,0

2588,1

15,6

75x115x175 2205,6
CP4 75x115x175 2198,4
(50%) 75x115x175 2241,6

2488,6
2498,0

12,8
13,6

2541,0

13,4

(100%)

Kết
luận

8,8




19

Hình 3.3. Biểu đồ độ hút nước của gạch theo các cấp phối
Nhận xét:
- Đối với tất cả các cấp phối thí nghiệm, độ hút nước của
gạch có sự thay đổi giá trị từ 1 ,

- 14,9

và đều cao hơn giới hạn

cho phép (

1,533

2214,0

1,467

2215,4

1,468

2241,6

1,485

2249,0

1,490

2253,5

1,493

2250,0

1,494

2294,3

1,520

1509,375
(100)
175×115×75 1509,375
175×115×75 1509,375
CP2 175×115×75
1509,375
(80)
175×115×75 1509,375
175×115×75 1509,375
CP3 175×115×75
1509,375
(60)
175×115×75 1509,375
175×115×75 1509,375
CP4 175×115×75
1509,375
(50)
175×115×75 1509,375

1,564

1,473

1,492

1,521

1,533



thấp hơn so với độ hút nước của gạch nung truyền thống (khoảng 10
- 18 ). Như vậy, gạch không nung có khả năng chống thấm tốt hơn
gạch nung.
Khối lượng thể tích của gạch không nung có sử dụng cốt liệu
nhỏ tái chế từ Phế thải xây dựng nhỏ hơn với gạch sản xuất từ xi
măng, đá mạt và cát tại nhà máy và có xu hướng tăng khi tỉ lệ thay thế
càng cao.


23
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. KẾT LUẬN
Kết quả nghiên cứu của luận văn đã chỉ ra được sự cần thiết,
ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài, đề xuất giải pháp tận dụng
nguồn phế thải xây dựng trên cả nước nói chung và tại Quảng Ngãi
nói riêng, làm thành phần cấp phối thay thế đá mạt theo những tỉ lệ
nhất định để sản xuất gạch không nung, nhằm vừa tiết kiệm tài
nguyên, vừa giải quyết bài toán về môi trường o lượng phế thải xây
dựng phát sinh hàng năm là rất lớn. Các nội dung nghiên cứu trong
luận văn đạt được như sau:
Tổng quan về gạch không nung, tổng quan về các nghiên
cứu sử dụng phế thải xây dựng trong xây dựng - sản xuất gạch không
nung từ phế thải xây ựng.
Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu chế tạo
gạch không nung: xi măng, cát, đá mạt, phế thải xây dựng tái chế.
Thiết kế một số cấp phối sử dụng cốt liệu nhỏ tái chế từ phế thải xây
dựng thay thế mạt đá theo một số tỉ lệ: 100

80