Tài liệu Nghiên cứu sử dụng mụn dừa ở tỉnh bến tre để s̉n xuất gạch không nung tt

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRƯƠNG VĂN YÊN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MỤN DỪA Ở TỈNH BẾN TRE 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 KỈ THUẬT 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: PGS.TS. Trương Hoài Chính Phản biện 2: TS. Trần Anh Thiện 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 27 tháng 01 năm 2018 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách khoa - Thư viện Khoa Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN 1 MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Công nghệ sản xuất gạch trong nước hiện nay chủ yếu là gạch đất nung, đã và đang gây ra những hệ lụy xấu cho môi trường sinh thái. Đó là việc sử dụng ngày càng nhiều tài nguyên đất mà chủ yếu lại là đất nông nghiệp, kèm theo việc sử dụng các nguyên liệu khác phục vụ cho việc nung gạch như than đá, củi, v.v. đã gây ra những hậu quả nghiêm trọng, làm cạn kiện nguồn tài nguyên và gây ô nhiễm môi trường. Hiện nay, gạch nung đang là một điểm yếu về công nghệ quan trọng trong công nghiệp xây dựng ở nước ta và rất cần được quan tâm. Tuy nhiên, nhu cầu về cát để phục vụ cho san lấp, xây dựng công trình nhà ở, hạ tầng giao thông, sản xuất gạch không nung, v.v. luôn ở mức cao, điều đáng nói là khả năng cung ứng cát đang ngày càng khan hiếm, trong khi nhu cầu sử dụng lại không ngừng tăng lên, việc khai thác cát quá mức đang gây cạn kiệt nguồn tài nguyên. Đến nay, trữ lượng cát sỏi lòng sông tự nhiên là có hạn, đang ngày càng cạn kiệt, ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. Tìm kiếm nguồn nguyên liệu thay thế để sản xuất vữa, bê tông xây dựng, các loại gạch không nung được xem là nhu cầu bức thiết. Tại Bến Tre, mụn dừa 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 sử dụng mụn dừa ở tỉnh Bến Tre 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. Do đó đề tài rất có ý nghĩa thực tiễn và khoa học. 2 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Xác định một số tính chất cơ lý của gạch không nung sử dụng mụn dừa trong thành phần cấp phối theo những tỉ lệ nhất định. 3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: Gạch không nung sử dụng mụn dừa trong thành phần cấp phối. PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Xác định một số đặc trưng cơ lí trong phòng thí nghiệm của gạch không nung khi sử dụng nguồn mụn dừa ở tỉnh Bến Tre trong thành phần cấp phối để sản xuất gạch không nung. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu lí thuyết. - Nghiên cứu, phân tích thực nghiệm. - Tổng hợp, phân tích rút ra kết luận. 5. NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN Chương 1. Tổng quan về gạch không nung. Chương 2. Cơ sở khoa học xác định đặc trưng cơ lý của gạch không nung. Chương 3. Thí nghiệm, xác định các tính chất cơ lý của gạch không nung có sử dụng mụn dừa làm chất độn trong thành phần cấp phối. Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG 1.1. TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG 1.1.1. Một số đặc điểm. 1.1.2. Ưu điểm, nhược điểm của gạch không nung. 1.1.3. Tình hình sản xuất gạch không nung ở Việt Nam. 3 1.2. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA 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 TỈNH BẾN TRE 1.3.1. Vật liệu sản xuất gạch không nung Những nguyên liệu thích hợp cho việc sản xuất vật liệu không nung đó là: các loại quặng, cát, xỉ, vôi, đá, chất thải công nghiệp, chất thải xây dựng, v.v.. Yêu cầu một số nguyên liệu chính sản xuất gạch không nung: 1.3.2. Cát Thường là cát núi, cát sông, cát nhân tạo cũng có thể được sử dụng hoặc cát thải từ công nghiệp nghiền đá, v.v.. Nhưng nguyên liệu cát phải đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật như sau: cát sử dụng là cát thô và kích thước hạt tương đối đồng nhất, hạt nhỏ hơn 0.75cm. 1.3.3. Đá mạt Là nguyên liệu chính để sản xuất gạch không nung, đây là phế phẩm được tạo ra từ quá trình sản xuất đá xây dựng. 1.3.4. Xi măng Sự kết hợp của xi măng thông thường, có thể cải thiện cường độ và khả năng kháng nước của gạch, giúp không bị ảnh hưởng sau khi lũ lụt, v.v.. Nếu không, sẽ có hiện tượng gạch bị nứt. 1.3.5. Nước 4 Mức nước thích hợp làm cho gạch có độ bền cao. Lượng nước vừa đủ sẽ tạo ra sự khác biệt độ bền của gạch, kháng nấm mốc. Nên chọn cát có độ ẩm từ 3-5%. 1.4. GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN MỤN DỪA TẠI BẾN TRE 1.4.1. Tổng quan về mụn dừa Ngành sản xuất chỉ xơ dừa đã được hình hành rất lâu và bắt đầu phát triển từ năm 1996, cho đến những năm gần đây ngành sản xuất chỉ xơ dừa mới thật sự phát triển mạnh. Theo tính toán của các nhà chuyên môn, để sản xuất một tấn chỉ xơ dừa thì có ít nhất 2,5 tấn mụn được thải ra. Phần lớn mụn dừa không có bãi chứa hoặc có bãi chứa khi quá tải thì chủ cơ sở thải đổ trực tiếp xuống sông Thơm gây ô nhiễm môi trường và lan rộng ra các nhánh của sông Thơm, ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt của người dân và huỷ diệt nguồn lợi thuỷ sinh vật. 1.4.2. Các ứng dụng của mụn dừa Bên cạnh làm đất sinh học, đất sạch, phân hữu cơ vi sinh, ván ép, mụn dừa là nguyên liệu sản xuất chậu trồng cây, bầu trồng cây, bao bì tự hủy. Hiện nay việc nghiên cứu tấm gạch xây tường, tấm lót sàn, tấm trần, v.v. được sản xuất từ sản phẩm bỏ đi từ nông nghiệp có thể tạo nên một loại vật liệu bền chắc. Vật liệu xây dựng này là hỗn hợp của các phế liệu nông nghiệp gồm trấu, mụn dừa trộn với xi măng và được nén lại dưới áp lực cao. Mụn dừa dùng để sản xuất đất sạch, phân hữu cơ vi sinh, đất sinh học, giá thể trồng nấm, chậu trồng kiểng, bao bì tự hủy, ván ép. Mụn dừa còn là nguyên liệu tốt để làm giá thể trồng nấm rơm và nấm bào ngư. 1.5. QUY TRÌNH SẢN SUẤT GẠCH KHÔNG NUNG 1.5.1. Công nghệ Polime hóa kháng 5 1.5.2. Công nghệ sản xuất gạch xi măng cốt liệu (gạch block) 1.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG Ứng dụng khoa học và chuyển giao công nghệ mới sử dụng công nghệ mới để sản xuất gạch không nung từ các nguyên liệu như: xỉ than, đất, phế liệu ceramic, v.v. vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường, vừa cung cấp cho thị trường nguồn VLXD mới, đồng thời tận dụng được các nguồn phế thải xây dựng và công nghiệp góp phần cải thiện mối trường xanh, sạch, đẹp. Điều quan trọng nhất là chưa có công nghệ sản xuất gạch không nung từ những vật liệu đơn giản, rẻ tiền, có sẵn tại địa phương, ít ảnh hưởng đến đất canh tác mà còn làm sạch môi trường khỏi các loại phế liệu xây dựng cùng thiết bị dây chuyền sản xuất với năng suất cao, nhưng giá thành hợp lý cho ra sản phẩm nhiều, rẻ phù hợp với nền kinh tế của ta hiện nay. Việc sử dụng mụn dừa trong chế tạo bê tông hay chế tạo gạch không nung có thể sẽ là hướng ứng dụng mới đem lại hiệu quả cao, tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, dồi dào tại địa phương, giảm tác động có hại đến môi trường khi sử dụng các thành phần cốt liệu thiên nhiên đang dần cạn kiệt. Mặt khác, việc sử dụng mụn dừa trong thành phần cấp phối chế tạo gạch không nung kì vọng sẽ tạo ra loại gạch không nung có đầy đủ các tính chất và đặc trưng cơ lí như các loại gạch xây thông thường. Tuy nhiên, để có thể sử dụng mụn dừa trong 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 không nung, của mụn dừa cũng như các phương pháp thí nghiệm để xác định đặc trưng cơ lí của gạch không nung. Đây là cơ sở để tiến hành nghiên cứu các đặc trưng cơ lí của gạch không nung có sử dụng mụn dừa trong thành phần cấp phối. 6 Chương 2 - CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG 2.1. CÁC TÀI LIỆU TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG. Theo TCVN 6477:2016 (Gạch bê tông), việc xác định các đặc trưng cơ lí của gạch không nung dựa vào những yêu cầu như dưới đây: 2.1.1. Kích thước và mức sai lệch Yêu cầu kích thước của các loại gạch và mức sai lệch cho phép được quy định: Bảng 2.1 - Kích thước và mức sai lệch kích thước của viên gạch bê tông Kích thước tính bằng milimet Mức Mức Mức sai Chiều dày thành ở vị Chiều sai lệch Chiều sai lệch Chiều lệch cho trí nhỏ nhất, t, không dài, l cho rộng, b cho cao, h phép nhỏ hơn phép phép Gạch Gạch ống block sản sản xuất xuất theo theo công công nghệ nghệ ép rung ép tĩnh 390 80 ÷ 60 ÷ 200 190 ±2 ±3 20 10 220 ± 2 105 60 210 100 200 95 2.1.2. Yêu cầu ngoại quan - Màu sắc của gạch trang trí trong cùng một lô phải đồng đều. - Khuyết tật ngoại quan cho phép quy định: 7 Bảng 2.2 - Khuyết tật ngoại quan cho phép Mức cho phép Loại khuyết tật Gạch thường Gạch trang trí Độ cong vênh trên bề mặt viên 3 1* gạch, mm, không lớn hơn Số vết sứt vỡ các góc cạnh sâu từ (5 ÷ 10) mm, dài từ (10 ÷ 15) mm, 2 0 không lớn hơn Vết nứt vỡ sâu hơn 10mm, dài Không cho phép hơn 15 mm Số vết nứt có chiều dài đến 20 1 0 mm, không lớn hơn Vết nức dài hơn 20 mm Không cho phép - Độ rỗng viên gạch không lớn hơn 65%. 2.1.3. Yêu cầu về tính chất cơ lý Cường độ chịu nén, khối lượng, độ hút nước và độ thấm nước của viên gạch bê tông như quy định: Bảng 2.3 – Yêu cầu cường độ chịu nén, độ hút nước và độ thấm nước Cường độ chịu nén, Khối Độ hút Độ thấm nước, MPa lượng nước, L/m2.h, không lớn Mác Trung bình Nhỏ nhất viên % khối hơn gạch cho ba mẫu cho một gạch, kg, lượng, thử, mẫu thử không không Gạch xây Gạch xây lớn hơn lớn hơn không không nhỏ có trát hơn trát M3,5 3,5 3,1 14 M5,0 5,0 4,5 M7,5 7,5 6,7 M10,0 10,0 9,0 M12,5 12,5 11,2 M15,0 15,0 13,5 20 0,35 16 12 M20,0 20,0 18,0 8 2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA CÁC THÀNH PHẦN CỐT LIỆU CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG Các thành phần cấp phối để chế tạo gạch không nung nói chung gồm: - Xi măng PCB 40 Holcim. - Cát vàng Tân Châu. - Mạt đá. - Nước. Ngoài ra, để nghiên cứu ứng dụng mụn dừa trong chế tạo gạch không nung, tác giả sẽ tiến hành một số thí nghiệm xác định một số đặc trưng cơ lí của mụn dừa. 2.2.1. Xi măng Sử dụng xi măng poóc lăng hỗn hợp PCB 40 Holcim theo yêu cầu kỹ thuật của xi măng loại này phải phù hợp với TCVN 6260:2009. 2.2.2. Cát vàng Tân Châu. Cát có chất lượng phù hợp với TCVN 7572:2006 (Cốt liệu cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật). 2.2.3. Mạt đá Biên Hòa – Đồng Nai. Mạt đá dùng trong cấp phối có chất lượng phù hợp với TCVN 7572:2006. 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. Mụn dừa Mụn dừa có chất lượng phù hợp với TCVN 7572:2006 (Cốt liệu cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật). 9 Bảng 2.12. Xác định các đặc trưng cơ lý của mụn dừa TT Các chỉ tiêu Yêu cầu kỹ Phương pháp thử thuật 1 2 Xác định thể tích xốp của TCVN 7572-6:2006 mụn dừa Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của mụn dừa TCVN 7572-4:2006 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 ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG CÓ SỬ DỤNG MỤN DỪA TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI 3.1. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶT TRƯNG CƠ LÝ CỦA CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG 3.1.1. Thí nghiệm xi măng Bảng 3.3. Tổng hợp kết quả thí nghiệm xi măng S tt Các chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị Phương pháp thí nghiệm Kết quả 1 Độ nghiền mịn Khối lượng riêng % TCVN 4030-03 1,13 Yêu cầu TCVN 6260:2009 < 10% g/cm³ TCVN 4030-03 3,21 - 2 10 3 4 5 Độ dẻo tiêu chuẩn Thời gian đông kết - Bắt đầu - Kết thúc Độ bền nén - 3 ngày - 28 ngày % TCVN 6017-95 31,60 - 109 225 > 45 < 420 29,34 51,25 > 21 > 40 TCVN 6017-95 phút phút MPa MPa '' '' TCVN 6016-11 '' '' 3.1.2. Thí nghiệm cát Bảng 3.11. Tổng hợp kết quả thí nghiệm cát Stt Các chỉ tiêu thí nghiệm - Thành phần hạt 1 - Hàm lượng hạt > 5 mm - Mô đun độ lớn 2 3 4 - Hàm lượng bụi bùn sét - Khối lượng thể tích xốp - Khối lượng riêng Phương pháp thí nghiệm TCVN 75722 : 06 TCVN 75722 : 06 TCVN 75722 : 06 TCVN 75728 : 06 TCVN 75726 : 06 TCVN 75724 : 06 3.1.3. Thí nghiệm mạt đá Đơn vị Kết quả - Yêu cầu kỹ thuật TCVN 7570 : 06 - % 0,00 - - 1,63 - % 1,18 ≤2 g/cm3 1,382 - g/cm3 2,649 - 11 TT 1 2 3 4 5 6 7 8 Bảng 3.16. Tổng hợp kết quả thí nghiệm mạt đá Kết quả Tên chỉ tiêu Đơn vị PP. thí nghiệm thí nghiệm TCVN 7572-2 Thành phần hạt : 2006 Độ hao mòn Los TCVN 7572% 24,7 Angeles 12 : 2006 Hàm lượng thoi TCVN 7572% 21,6 dẹt 13 : 2006 Hàm lượng hạt TCVN 7572mềm yếu phong % 0,15 17 : 2006 hóa Hàm lượng chung TCVN 7572-8 % 0,9 bụi, bùn, sét : 2006 Độ nén dập cuội TCVN 7572% 10,0 sỏi được xay vỡ 11 : 2006 Khối lượng thể TCVN 7572-6 g/cm3 1,41 tích xốp : 2006 TCVN 7572-4 Khối lượng riêng g/cm3 1,41 : 2006 Ghi chú 3.1.4. Thí nghiệm nước S tt 1 2 3 Bảng 3.17. Tổng hợp kết quả thí nghiệm nước Đơn Kết quả Tiêu chuẩn Yêu cầu Chỉ tiêu vị thí áp dụng KT TCVN nghiệm 4506:2012 Độ pH 8,4 TCVN 4 - Xem thêm -