Bao cao tieu luan sinh hoc dai cuong vat lieu sinh hoc trong xay dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KTXD


Giáo viên giảng dạy:Phan Thị Thanh Nga
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Tân 1512961
Võ Hoàng Phúc 1512556
Nguyễn Minh Tuấn 1513838
*******************

Bách Khoa, 15 tháng 9 năm 2016


LỜI MỞ ĐẦU
Từ thuở sơ khai đến nay,nông nghiệp chiếm vị thế quan trọng và là một
lợi thế to lớn của nước ta với hai vùng đồng bằng châu thổ màu mở là
đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng Sông Hồng cũng là hai vựa lúa
lớn nhất Việt Nam. Sản lượng lúa cả năm 2015 ước tính đạt 45,2 triệu
tấn, tăng 240,9 nghìn tấn so với năm 2014 do diện tích gieo trồng ước
tính đạt 7,8 triệu ha, tăng 18,7 nghìn ha; năng suất đạt 57,7 tạ/ha, tăng
0,2 tạ/ha. Nếu tính thêm 5,3 triệu tấn ngô thì tổng sản lượng lương thực
có hạt năm nay ước tính đạt 50,5 triệu tấn, tăng 319,8 nghìn tấn so với
năm 2014.Chính vì thế nông nghiệp vẫn còn là ngành kinh tế quan trọng
của nước ta hiện nay.Tính đến 1/10/2015, số lao động làm việc trong
ngành nông, lâm nghiệp và thủy sản là 23,35 triệu người, chiếm
44,3%.Việc tự do hoá sản xuất nông nghiệp,đã giúp Việt Nam trở thành
nước đứng thứ 2 về xuất khẩu gạo.Ngoài ra còn có những sản phẩm
nông nghiệp quan trọng khác như trà,cà phê,cao su,...
Bên cạnh mứa tăng trưởng xuất khẩu nông sản còn động lại vấn đề về
bãi chứa,đầu ra của các phế phẩm nông nghiệp sau thu hoạch như vỏ

trấu,vỏ dừa,bã mía,một số vỏ của các loại nông sản khác,... Số liệu hàng
trăm ngàn tấn nông sản xuất khẩu hàng năm, tương ứng với con số gấp
nhiều lần như thế về phế phẩm nông nghiệp thải ra môi trường sẽ là vấn
nạn đe dọa ô nhiễm môi trường cho các khu vực đang có thế mạnh về
nông nghiệp.Như đã nhắc trong năm 2015,Việt Nam sản xuất được 45,2
triệu tấn lúa,18,3 triệu tấn mía, 5,3 triệu tấn ngô,...ước tính tổng số nông
nghiệp tạo ra là gần 60 triệu tấn trong đó có khoảng 10 triệu tấn phế
phẩm nông nghiệp. Đây chính là một trong những nguồn thải gây ô
nhiễm môi trường đang được mọi người và các nhà môi trường quan
tâm và tìm cách xử lí.
Chính vì thế cần có những phương pháp những nghiên cứu khả thi và
hiệu quả để tận dụng những phế thải nông nghiệp dồi dào hiện nay và đề
tài ’’NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP LÀM
VẬT LIỆU XÂY DỰNG’’ dược chọn làm đề tài tài tiểu luận nhằm
nghiên cứu đánh giá tính khả thi của nó trong thực tế và hiệu quả mà
phế phẩm nông nghiệp mang lại.


NỘI DUNG
I.TỒNG QUAN VỀ PHẾ PHẨM:
1.Thực trạng phế phẩm nông nghiệp hiện nay:
-Trong những năm qua,đã có nhiều nhà khoa học của các trường đại
học,viện nghiên cứu,trung tâm công nghệ sinh học và doanh nghiệp,...
của nhiều bộ ngành đã tham gia đầu tư nghiên cứu,ứng dụng các tiến bộ
khoa học vào việc tận thu các phụ,phế phẩm trong quá trình sản xuất
nông sản,thực phẩm để sản xuất phân hửu cơ vi sinh,vật liệu xây
dựng,thức ăn chăn nuôi,khí đốt,...
-Tuy nhiên do đặc thù của sản xuất nông nghiệp của nước ta hiện nay
vẫn mang tính nhỏ lẻ,phân tán nên việc thu gom ,phân loại phụ phế thải
còn rất khó khăn.Còn cái cơ sở chế biến ông sản,thực phẩm thì chủ yếu

đầu tư cho dây chuyền sản xuất chính ,ít quan tâm đến việc tận thu,tái
chế phụ phế phẩm trong quá trình sản xuất.Nhiều doanh nghiệp còn sản
xuất trong điều kiện không đảm bảo vệ sinh môi trường,huống chi đến
đầu tư cho công đoạn xử lí phụ phế thải.
-Trong bối cảnh nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt ,việc
tận thu tái chế sử dụng lại các nguyên vật liệu nói chung và các phụ phế
phẩm trong quá trình sản xuất nông sản,thực phẩm nói riêng là một biện
pháp tiết kiệm hết sức cần thiết.quan trọng hơn là các phụ phế phẩm
được tận dụng,tái chế sử dụng lại sẽ góp phần giảm lượng chất thải ra
môi trường.
2.Vỏ trấu và thực trạng vỏ trấu tại Việt Nam:
a)Vỏ trấu:
-Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của của lúa và được tách ra trong quá trình
xay xát.Trong vỏ trấu có 75% chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ cháy trong quá
trình đốt và khoảng 25% còn lại sẽ thành tro.Thành phần hóa học của vỏ
trấu:
Bảng 1.1- thành phần hóa học của vỏ trấu
Thành phần SiO2 AI2O3 Fe203 CaO MgO K20

Na20 SO3 MKN


Hàm lượng 90,21 0,68 0,74 1,41 0,59 2,38 0,25
3,12
(%)
b)Thực trạng vỏ trấu tại Việt Nam:
-Vỏ trấu có rất nhiều tại Đồng bằng sông Cửu Long và Đồng bằng sông
Hồng, 2 vùng trồng lúa lớn nhất cả nước. Chúng thường không được sử
dụng hết nên phải đem đốt hoặc đổ xuống sông suối để tiêu hủy. Theo
khảo sát, lượng vỏ trấu thải ra tại Đồng bằng sông Cửu Long khoảng

hơn 3 triệu tấn/năm, nhưng chỉ khoảng 10% trong số đó được sử dụng,
về sau, trấu còn được dừng để làm củi trấu (trấu ép lại thành dạng
thanh), nhưng cũng chỉ sử dụng được khoảng 12.000 tấn vỏ trấu/năm.
- Tại đồng bằng sông Cửu Long,các nhà máy xay xát đổ trấu xuống
sông, rạch. Trấu trôi lềnh bềnh đi khắp nơi, chìm xuống đáy gây ô
nhiễm nguồn nước. Tại đây, trấu chỉ có công dụng duy nhất là làm chất
đốt. Nhưng để sử dụng loại chất đốt cồng kềnh này, một số hộ gia đình
phải vận chuyển nhiều lần và phải có nhà rộng để chứa.
- Lượng vỏ trấu quá nhiều, không còn chỗ để chứa thì cách duy nhất là
tuồn xuống sông để nước sông cuốn trôi chứ cũng chẳng biết làm gì
hơn.
-Vì thế chúng ta đã biết những công dụng của vỏ trấu nhưng nếu không
được ứng dụng và sử dụng đúng cách thì nó sẽ trở thành tác hại gây nên
ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến người dân sống xung quanh khu vực
đó.
c)Vỏ trấu có thể làm nguyên liệu xây dựng sạch:
-Tập đoàn Torftech của Anh cho biết, sau khi đốt mỗi tẩn vỏ trấu sẽ tạo
ra 180 kg tro, có giá trị là 100 USD, có thể sử dụng làm phụ gia cho xi
măng và có thể thay thế trực tiếp SiO2 trong xi măng.
- Đương nhiên, các nhà khoa học từ lâu đã phát hiện ra vỏ trấu có giá trị
khi sử dụng làm nguyên liệu xây dựng. Trong trấu có chứa hàm lượng
SiO2 rất nhiều, mà đây lại là thành phần chính trong xi măng, nhưng con
người muốn tận dụng tro thu được sau khi đốt vỏ trấu làm nguyên liệu
thay thế xi măng, thì phương pháp này sẽ tạo ra hàm lượng Carbon
trong tro vỏ trấu rất cao, không thể thay thế thành phần xi măng.
- Mới đây, theo tin từ Discovery, dưới sự hỗ trợ của các quỹ khoa học xã
hội, các nhà khoa học Mỹ đã phát hiện một phương pháp gia công vỏ
trấu mới, có thể đồng thời sử dụng tro vỏ trấu làm thành phần trong xi
măng, thúc đẩy sự phát triển nguyên liệu xây dựng sạch.
- Trên thực tế, việc sử dụng bê tông và tiêu hao đặt ra vấn đề khó khăn

khi gây ra sự biến đổi khí hậu. Mỗi tấn xi măng dùng để sản xuất bê
tông, thì phải xả ra không trung một tấn C02. Mà trong phạm vi toàn thế


giới, việc sản xuất xi măng chiếm 5% lượng thải khí Carbon trong tất cả
những hoạt động của con người.
-Sở dĩ tro vỏ trấu chưa thể làm thành phần chính trong xi măng là bởi vì
hàm lượng Carbon quá cao. Nếu có thể giải quyết vấn đề này thì tro vỏ
trấu sẽ tò thành nguyên liệu tốt của bê tông, từ đó có thể giảm bớt đi
lượng Carbon thải ra từ ngành bê tông.
-Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong bê tông nếu thêm tro vỏ trấu sẽ
cứng chắc hơn và có khả năng chống xâm thực cao hơn. Nhóm nghiên
cứu dự đoán, việc sửa chữa các ngôi nhà cao tầng, trụ cầu hay bất kỳ
công trình nào gần biển hay trên nước, nếu như sử dụng tro vỏ trấu thay
thế 20% xi măng, thì sẽ mang lại hiệu quả rất cao cho bê tông.
-Xi măng Portland, thành phần chính của bêtông được sản xuất bằng
quy trình nung đá vôi với đất sét ở nhiệt độ cao, mỗi tấn xi măng được
sản xuất thải ra khoảng 1 tấn CO2.
Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu các cách để làm giảm phát thải
cácbon bằng cách thay thế một phần xi măng Portland bằng các vật liệu
thải như tro bay từ quá trình đốt than, xỉ tong luyện thép và đặc biệt là
vỏ trấu
- Chính vì thế nếu biết cách khắc phục để làm giảm hết lượng cacbon
trong vỏ trấu thì có thể có một lượng lớn hạt SiO2 ở nước ta vì nước ta
là nước xuất khẩu gạo đứng thứ 2 trên thế giới và từ đó có thể nghiên
cứu ứng dụng vào việc thay thế xi măng để làm giảm ô nhiễm môi
trường.
3.Dừa,xơ dừa và thực trạng xơ dừa ở Việt Nam:
a)Dừa,xơ dừa:
-Ở trường đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, nghành vật liệu

cấu kiện xây dựng, một sinh viên cuối khóa đã tìm tòi và chế tạo để lấy
dừa làm cốt liệu bê tông thay thế đá. Nói về những ưu điểm của gáo dừa
khi đưa vào sản xuất bê tông thì đây là loại vật liệu vừa cứng lại vừa dẻo
nên ứng dụng trong sản xuất bê tông là rất hợp lý. Trong sản xuất vật
liệu xây dựng hiện nay, đa số dùng nguồn nguyên liệu tự nhiên không
tái tạo và tốn nhiều năng lượng để làm ra. Gáo dừa thì khác, vừa là
nguồn nguyên liệu tái tạo được mà biến thành vật liệu xây dựng lại tiết
kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường. Nếu thực sự nó được đem vào ứng
dụng trong xây dựng sẽ đem lại hiệu quả không chỉ cho những người
ừồng dừa mà còn là bước đột phá trong ngành xây dựng
-Xơ dừa được dùng làm dây thừng, chão, thảm, bàn chải, khảm thuyền
cũng như làm vật liệu lèn; nó còn được dùng rộng rãi trong nghề làm
vườn để làm chất độn trong phân bón.


-Thành phần hóa học của xơ dừa:
+ Nước chiếm 5.25%
+ Pectin và các hợp chất liên quan chiếm 3.30%
+ Hemi-Cellulose chiếm 0.25%
+ Cellulose chiếm 43.44%
+ Lignin chiếm 45.84%
+ Tro chiếm 2.22%
- Công dụng của dừa và xơ dừa:
+ Dừa:
• Cùi dừa (cơm dừa) ăn được, được sử dụng ở dạng tươi hay sấy khô
trong một số món ăn, là nguyên liệu sản xuất dầu dừa, mứt dừa;
• Nước dừa là loại nước uống chứa chứa các chất như đường, đạm,
chất chống ôxi hóa, các vitamin và khoáng chất tốt cho sức khỏe;
• Sữa dừa (nước cốt dừa) là thành phần không thể thiếu trong các
món ăn ở Đông Nam Á, đặc biệt là chè;

• Gáo dừa làm than đốt, nhạc cụ, đồ thủ công mỹ nghệ;
• Xơ dừa: dùng làm dây thừng, chão, thảm, bàn chải, khảm thuyền
cũng như làm vật liệu lèn; nó còn được dùng rộng rãi trong nghề
làm vườn để làm chất độn trong phân bón.
b) Thực trạng xơ dừa ở Việt Nam
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. Về thăm thủ phủ xứ dừa Bến Tre, ghé làng nghề chỉ xơ dừa xã An
Thạnh huyện Mỏ Cày Nam mới hiểu rõ ngành sản xuất gắn với phế
phẩm của dừa này phát triển đến mức nào. Toàn xã có trên 90 cơ sở sản


xuất chỉ xơ dừa lớn, nhỏ. Mỗi ngày một cơ sở bình quân sản xuất hơn
10 tấn chỉ khô và từ 3-4 tấn chỉ ướt, xuất khẩu sang các nước Hàn Quốc,
Ấn Độ, Trung Quốc, Malaysia, … Tuy nhiên, sản xuất chỉ xơ dừa tạo ra
lượng mụn dừa rất lớn mà việc chỉ sử dụng mụn dừa để bón cây không
thể tiêu hao hết lượng mụn dừa thải ra khi sản xuất chỉ xơ dừa. Phân lớn
cơ sở không có bãi chứa khi quá tải nên chủ cơ sở 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.
2.Xi măng và thực trạng xi măng tại Việt Nam:
a) Xi măng

- Thành phản hỏa học của clinke Portland biểu thị bằng hàm lượng %
các oxit
STT

Oxit

Hàm
lượng

01

Si02

19-25

02

AI2O3

2-9

03

CaO

62-61

04

Fe203

1-5

05

MgO

0-3

06

SO3

1-3


07

K20

0,6

08

Na20

0,2

- Thành phần % trung bình theo khối lượng của clinke Portland Các oxit như MgO, SO3, Na2Ơ, K.20, TiO, Cr20, P2O5 chiếm tỉ lệ
rất nhỏ nhưng đều làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng của xi măng.
b) Thực trạng xi măng tại Việt Nam
- Vật liệu xi măng được ứng dụng rất rộng rãi do ưu điểm thi công
đon giản, nguyên liệu ban đầu sẵn có, có tính chất cơ học tốt và tuổi thọ
cao. Trong lĩnh vực xây dựng dân dụng (lĩnh vực áp dụng chủ yếu), đây

là vật liệu chính để xây cầu, nhà, kênh, cống,v.v. Trong xử lý rác thải
hạt nhân, việc xi măng hóa cho phép cố định các chất phóng xạ một
cách sâu sắc trong vi cấu trúc của vật liệu xi măng.

- Theo dự báo của phòng Thông tin Kinh tế Quốc tế - VITIC, Bộ
Công Thương, trong năm 2016, nhu cầu tiêu thụ xi măng cả nước sẽ
đạt khoảng 75 - 77 triệu tấn, tăng từ 4 - 7% so với năm 2015. Tính
đến cuối năm 2015, cả nước có 76 dây chuyền sản xuất xi măng với
tổng công suất thiết kế đạt 81,56 triệu tấn/năm
- Về tình hình tiêu thụ xi măng trên thế giới, được dự báo sẽ tăng
trên 5% mỗi năm từ nay tới 2017, đạt 4,8 tỷ tấn và chủ yếu nằm ở thị
trường châu Á.
- Đáng chú ý, Trung Quốc - nước tiêu thụ lớn nhất thế giới sẽ chiếm
hơn một nửa tăng trưởng nhu cầu xi măng giai đoạn 2012 - 2017.
Tiêu thụ xi măng ở nước này dự báo sẽ tăng gần 8% mỗi năm từ nay
tới 2017, phân chia đều cho cả lĩnh vực xây nhà và xây các công
trình khác. Tuy nhiên, tốc độ 8% này thấp hơn đáng kể so với tốc độ
tăng của hơn một thập kỷ qua, bởi thị trường xi măng Trung Quốc có
dấu hiệu sắp bão hòa.


PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
I.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu về việc dùng vỏ trấu và xơ dừa để tạo thành vật liệu xây
dựng thì cần làm những nội dung sau:
•
Thí nghiệm 1: Tạo mẫu, sơ chế và xử lý mẫu

- Vỏ trấu và xơ dừa sau khi đem về nhặt hết những tạp chất.
- Mau vỏ trấu và xơ dừa sau khi sơ chế đem đi sấy ở nhiệt độ
105°c cho đến khi trọng lượng không thay đổi rồi đem vào hút ẩm và
cho vào lò nung. Với vỏ trấu thì sẽ nung ở nhiệt độ 950 oc còn xơ dừa
thì nung ở nhiệt độ 550°c.


Thí nghiệm 2: Kiểm tra hoạt tính của vật liệu

•

- Xác định độ ẩm của mẫu.
- Xác định độ thấm nước của mẫu.
- Đo độ hấp phụ vôi để từ đó xác định hoạt tính của mẫu theo
TCVN 3735-1982
Thí nghiệm 3: Đúc mẫu

•

- Phối trộn mẫu với xi măng, cát và nước theo tỷ lệ 10% và 20%
dựa vào TCVN 6016-1995 để tạo thành mẫu vữa
- Chuẩn bị dụng cụ và thiết bị để đúc mẫu.
Thí nghiệm 4: Kiểm tra tính chất cơ lý

•

- Đo độ bền nén và độ bền uốn của vật liệu xây dựng dựa vào các
tiêu chuẩn TCVN 6016-1995.
II.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Thí nghiệm 1: Tạo mẫu, xử lý và sơ chế mẫu
- Vỏ trấu được lấy về từ huyện Đức Hoà tỉnh Long An sau khi
thuhoạch lúa và xay xát từ các nhà máy xát lúa. yỏ trấu sau khi lấy về
trong tình trạng khô,xốp, nhẹ và lẫn nhiều tạp chất như cọng rơm, sạn,
đất, sỏi...
- Xơ dừa lấy từ huyện Hóc Môn, thành phố Hồ Chí Minh. Ở đây
người dân dùng xơ dừa để trộn chung với đất dùng trồng cây kiểng do
đó xơ dừa có lẫn các tạp chất như các mảnh bao ny lông, các loại cỏ
dại...
- Từ vỏ trấu và xơ dừa ban đầu phải nhặt hết các tạp chất rồi từ
đó đem vỏ trấu và xơ dừa vào các cốc sứ để sấy chúng ở nhiệt độ
105°c cho đến khi trọng lượng không đồi.


Vỏ trấu trước khi sấy

Xơ dừa trước khi xấy

Cốc đựng vỏ trấu trong tủ sấy

Cốc đựng xơ dừa trong tủ sấy

Vỏ trấu và xỏ dừa sau khi sấy được đặt trong bình hút ẩm
Sau đó mang vỏ trấu, xơ dừa ra khỏi tủ sấy đem vào bình hút
ẩm khoảng 30 phút .
- Lấy vỏ trấu, xơ dừa ra khỏi bình hút ẩm rồi đem vỏ trấu, xơ
dừa đặt vào lò nung rồi điều chỉnh
nhiệt độ thích hợp.

- Đối với vỏ trấu thì nung ở


nhiệt độ 950°C. Nung vỏ trấu cho đến khi tro vỏ trấu chuyển sang màu
trắng tinh thì dừng lại. Lấy tro trấu ra và dùng rây 0,25mm rây qua để tạo
độ mịn cho tro trấu để thích hợp khi phối trộn với xi măng.
Tủ sấy và điều
chỉnh nhiệt độ là 950°C

Vỏ trấu sau khi
Vỏ trấu sau khi nung

sấy

- Đối với xơ dừa thì nung ở
nhiệt độ 550°ccho đến khi tro xơ
dừa có màu vàng nhạt khác. Tro
xơ dừa trong lúc nung thì bị vón
cục lại vì thế sau khi nung đem tro
xơ dừa ra dùng chầy giã nhẹ đề
cho các hạt tách rờỉ nhau.

Xơ dừa sau khi sấy

Xơ dừa sau khi nung


Thí nghiệm 2: Kiểm tra hoạt tính của vật liệu
- Muốn biết khả năng thay thế của tro trấu, xơ dừa có hiệu
quả cao hay thấp thì việc cần thiết là kiểm tra vật liệu. Đầu tiên là kiểm

tra độ ẩm của vỏ trấu, xơ dừa.
•

Thí nghiệm đo độ ấm đối với vỏ trấu, xơ dừa
- Sấy hai cốc sứ ở 105°c đến khối lượng không đổi. Cho hai

cốc vào bình hút ẩm, cân chính xác khối lượng mo của cốc
bằng cân phân tích.
- Cho vào mỗi cốc 10g vỏ trấu và 10g xơ dừa, cân chính xác

khối lượng cốc và vỏ trấu hoặc xơ dừa ghi kết quả mi. sấy
khô ở 105°c cho đến khối lượng không đổi rồi cân khối
lượng cốc và mẫu m2.
-Từ đó dùng công thức
Độ ẩm(%) =
- Sấy hai cốc sứ ở 105°cđến khối lượng không đổi. Cho hai cốc vào
bình hút ẩm, cân chính xác khối lượng m0 của cốc bằng cân phân tích.
- Cho vào mỗi cốc 5g vỏ trấu và 5g xơ dừa, cân chính xác khối
lượng cốc và vỏ trấu hoặc xơ dừa ghi kết quả m1.
- Sau đó dùng buret định mức sao cho lượng tro trấu và xơ dừa vừa đủ

độ ẩm và không có lượng nước dư nhỏ ra được. Để hai cốc đó ở trong
phòng thí nghiệm trong vòng 24 giờ để ngâm mẫu. Sau đó cân lại cả
hai cốc và ghi lại kết quả m2. Tính kết quả đo độ hấp thu nước bằng
công thức sau:
Độ hấp thu nước (%) =
• Đo độ hấp phụ vôi của tro trấu và xơ dừa dựa vào tiêu chuẩn


TCVN 3735-1982

Cân chính xác 2g mẫu tro trấu và 2g mẫu xơ dừa để thí nghiệm.
Cân khoảng 5kg vôi sống đem tôi với khoảng5 ngày và mỗi
ngày khuấy đều để cho vôi tôi hết và đạt trạng thái bão hòa (l,ll,2g/l). Để vôi sau khi tôi vào một chỗ kín để tránh va cham cho vôi
được lắng sau 24 giờ. Sau đó lọc lấy nước vôi trong đem cho vào
bình định mức có nút đậy kín.
Nước vôi trước khi thínghiệm phải đem xác định hàm
lượng CaO hòa tan trong dung dịch với axit HC1 0,1 N. Rửa sạch và
lau khô cốc thủy tinh, bình tam giác, tráng buret bằng nước cất và
bằng dung dịch HCl 0,1 N. Sau đó lấy 50ml nước vôi trong cho vào
bình tam giác. nhỏ vào đó vài giọt phnolphetanin ĩồi dùng buret để
chuẩn độ nước vôi trong bằng dung dịch HC10,1N rồi ghi lại kết quả.
- Tiến hành thí nghiệm:
- Cân 2g tro trấu và 2g xơ dừa sau khi nung và nghiền mịn cho
vào hai bình định mức dung tích 100ml chia vạch sau khi bình
đã rửa sạch và sấy khô.

Tro trấu và xơ dừa sau khi nung

Bình định mức


chứa mẫu
- Dùng pipet hút 100ml dung dịch nước vôi đã bão hòa cho vào
mỗi bình định mức và lắc đều cho tro trấu, xơ dừa hòa đều trong
thòi gian 15 phút Cho ngay bình vào tủ sẩy đã giữ ở nhiệt độ 95°c
và lưu mẫu trong tủ sấy 15 phút
- Sau 15 phút lưu mẫu trong tủ sấy, lấy mẫu ra lắc liên lục trong 1
phút, lại cho bình vào tủ sấy lưu 15 phút ở nhiệt độ 95°c.
- Sau lần lưu mẫu thứ 2, lấy bình ra thật cần thận tránh bị vẩn đục,
dùng pipet hút 51ml dung dịch trong bình định, mức ra cho vào

bình tam giác đã được rửa sạch và sấy khô.
- Nhỏ vào dung dịchvài giọt chất chỉ thị màu lắc đều cho dung
dịchchuyển qua màu hồng và chuẩn bằng axit HC1 0,1N. Dùng
buret nhỏ từ từ dung dịch axit HC10,1N cho đến khi dung dịch từ
màu hồng chuyển sang không màu thì dừng lại. Trong lúc chuẩn
độ bằng axit HC1 0,1N vào nước vôi trong thì phải liên tục lắc
đều dung dịch nưởc vôi trong. Sau đó ghi lượng axỉt tiêu tốn vừa
chuẩn đề tính kết quả.
- Cho thêm 50ml nước vôi bão hòa và lắc lại trong 1 phút nữa. Sau
đó lại đặt bình định mức vào tủ sấy lưu 15 phút ở nhiệt độ 95°c.
Sau khi lưu mẫu 15 phút lấy bình ra lắc 1 phút và tiếp tục lưu
mẫu 15 phút ở nhiệt độ 95°c.
- Sau lần lưu mẫu thứ 2, lại lấy bình. định, mức ra hút 5 lml dung
dịch và chuẩn như lần trước.
- Quá trinh thí nghiệm lặp lại như trên đến khi đủ 15 lần chuẩn.


Thí nghiệm 3: Đúc mẫu
mẫu.

Từ các quá trình kiểm tra vật liệu thì sẽ đến quy trình đúc

Đầu tiên cần chuẩn bị đầy đủ dụng cụ và thiết bị. Các dụng
cụ và thiết bị phải sạch sẽ và khô rảo.
-

Thiết bị trộn
• Máy trộn vữa xi măng, bàn giằng khuôn
40x40x160mm, cân kỹ thuật có độ chính xác đến 0,lg,
đồng hồ bám giây

• Nguyên liệu cần có là cát tiêu chuẩn ISO ( cát thiên
nhiên giàu silic gồm tốt nhất là các hạt tròn cạnh có hàm
lượng SiO2 không ít hơn 98%, hàm lượng ẩm nhò hon
0,2%). Ở đây cát tiêu chuẩn ISO được đóng gói vào từng
túi plastic riêng biệt với khối lượng 1350 ± 5g, loại vật
liệu dùng làm bao bì không được gây ảnh hưởng đến kết
quả thử cường độ.
• Xi măng là loại xi măng đạt tiêu chuẩnvà không
được để quá 24 giờ ngoài không khí kề từ lúc lấy mẫu đến
lúc đúc mẫu. Xi măng dùng trong thí nghiệm là xi măng
Holcim loại hỗn hợp PCB40 ( từ 40 đến dưới 50 MPa).
• Nước cất được sử dụng cho các phép thử công nhận.
Còn đối với các thử nghiệm khác thì sử dụng nước uống.
Ở đây dùng nước sinh hoạt.

Từ các thiết bị, nguyên liệu trên có ữiể tiến hành đúc mẫu
vữa. Khi chế tạo vữa cần ứiì tỷ lệ khối lượng bao gồm một phần xi
măng 3 phần cát tiêu chuẩn và một nửa phần là nước (tỷ lệ nước/xi


măng =0,5).
Một mẻ cho ba mẫu thử sẽ gồm: 450gt 2g xi măng,
1350g ± 5g cát và 225g ± lg nước.
Ở đây cần thí nghiệm để cho chất phụ gia là tro trấu thay
thế một phần xi măng và lấy tỷ lệ thí nghiệm là 10% và 20%. Với các
tỉ lệ như vậy thì các tì lệ khác nhau khi phối trộn giữa chất phụ gia và
xi măng như sau:
-

Bảng SA-Tỷ lệ phổi trộn giữa chẩt phụ gia và xi măng

Thành
phần

Đối với tro trấu
Mầu 10%

Mẫu 20%

Đối với teo xơ dừa
Mau 10%

Mẩu
20%

405g+45g

360g+90g

405g+45g

360g+90g

Cát

tro±2g
1350g±lg

tro±2g
1350g±lg

tro±2g
1350g±lg

tro±2g
1350g±lg

Nước

225g±lg

225g±lg

225g±lg

225g±lg

Xi măng và
tro

Dùng máy trộn để trộn mỗi mẻ vữa. Máy trộn khi đã ở vị trí thao
tác, cần tiến hành như sau:
+ Đồ nước vào cối và thêm xi măng. Khởi động máy trộn ngay và
cho chạy ở tốc độ thấp ừong vòng 30 giây, sau 30 giây thêm cát từ từ
trong suốt 30 giây. Dùng đồng hồ bấm giờ để có thể kiểm tra chính xác.
Bật máy ữộn và cho máy chạy ở tốc độ cao, tiếp tục trộn thêm 30 giây.
+ Dừng máy trộn 90 giây. Trong vòng 15 giây đầu dùng bay cao
su cào vữa bám ở thành cối, ở đáy cối và vun vào giữa cối. Tiếp tục trộn
ở tốc độ cao trong 60 giây nữa,
+ Sau khi tiộn mẫu thử tiếp đó sẽ chế tạo mẫu thử bằng khuôn có

hình lăngtrụ có kích thước 40mm x40mm x 160mm. Muốn chế tạo mẫu


thử bằng khuônthì việc đầu tiên cần kiểm tra lại khuôn và cho các thanh
khuôn khít lại với nhau.

- Sau đó dùng một ít dầu nhớt bôi xung quanh toàn bộ diện tích
tiếp xúc giữa khuôn và vữa. Lưu ý là chỉ nên bôi một lớp mỏng dầu
nhớt vào không nên bôi qúa nhiều sẽ làm ảnh hưởng đến độ kết dính ở
đáy khuôn của các vật liệu. Tiến hành đúc mẫu ngay sau khi chuẩn bị
xong vữa. Dùng một xẻng nhò thích hợp, xúc một hoặc hai lần đề rải
lớp vữa đầu tiên cho mSi ngăn khuôn sao cho mỗi ngần trải thành hai
lớp thì đầy (mỗi lần xúc khoảng 300g) và lấy trực tiếp từ máy trộn, dùng
bay lớn để rải đồng đều. Sau đó lèn lớp vữa đầu bằng cách đem khuôn
lên bàn dằn và dằn 60 cái. Đổ thêm lớp vữa thứ hai dùng bay nhỏ dàn
đều mặt vữa rồi lèn lớp vữa này bằng cách dằn thêm 60 cái. Gạt bỏ vữa
thừa bằng bay nhò. Ngoài ra cũng cần phải miết mạnh bay và chuyển
động bay liên tục lên bề mặt vữa trên khuôn để tạo độ láng mịn và tạo
độ chắc đặc cho mẫu. Cũng dùng cái bay để gạt bằng mặt vữa và gạt bỏ
vữa thừa trên rìa khuôn. Sau đố ghi nhãn hoặc đánh dấu các khuôn để
nhận biết mẫu.
+ Khi đã đúc mẫu xong việc quan trọng tiếp theo là bảo quản
mẫu. Khi đúc xong mẫu thì để mẫu ở một vị trí có nhiệt độ ổn định
trong phòng mát mẻ và không được chồng chất khuôn lên nhau.
+ Để khuôn và mẫu sau 24 giờ thì lấy mẫu ra khỏi khuôn. Việc
tháo dỡkhuôn phải rất thận tiọng. Khi tháo dỡ khuôn sử dụng búã
bằng cao su. Tháo dỡ khuôn cũng cần phải tiến hành nhanh chóng
không nên vượt quá 20 phút trước khi ngâm mẫu vàữ trong nước để
lưu mẫu. Sau khỉ tháo mẫu thì đánh dấu mẫu đề ngâm trong nước và

tiện phân biệt mẫu sau này, đánh dấu bằng bút lông.
Hai mẫu vữa 10% và 20% sau khi đã tháo khỏi khuôn

Mẫu xơ dừa 10% đã tháo khuôn

Mẫu xơ dừa 20% đã tháo khuôn

Thí nghiệm 4: Kiểm tra tính chất cơ lý

- Sau khi tháo mẫu ra khỏi khuôn việc đầu tiên là phải bảo quản
mẫu. Bảo quản mẫu hết sức quan trợng để giúp cho việc kiểm tra độ bền
nén có được kết quả chính xác nhất.

+ Khi đã đánh dấu xong mẫu thì nhận chìm mẫu ngay trong nước.
Lưu ý khi đặt mẫu không nên chồng mẫu lên nhau để nước có thể
tiếp xúc được hết cả 6 mặt củã mẫu. Trong quá trình ngâm mẫu,
không để mực nước trong hồ bị cạn.


Ngâm 2 mẫu tro trấu

Ngâm mẫu xơ dừa 10%

+ Sâu 28 ngày ngâm mẫu thì lấy mẫu ra khỏi hồ để tiến hành kiểm
tra độ bền nén của mẫu. Trước khi đo độ bền nén nên lau khô mẫu để
tránh tình trạng nước có thể ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
+ Đặt mẫu nằm ngang và đặt làm sao cho mẫu sao khi nén sẽ bị gẫy
làm đôi vì một mẫu phải làm thí nghiệm hai lần mỗi lần đo thì đo trên
một nửa lăng trụ. Chính vì thể cho một nửa mẫu này vào chính giữa các

tấm ép rồi điều chinh tải trọng từ từ để cho ra kết quả chính xác nhất Do
máy của phòng thí nghiệm không phải là máy tự động vì thế cần điều
chỉnh, tải trọng bằng tay. Khi điều chỉnh cần điều chỉnh tốc độ tăng tải
từ từ và lưu ý khi kim tải trọng đạt đến mức tối đa thì ghi kết quả. Sau
khi xong thí nghiệm thì cần phải chỉnh cây kim thứ 2 trở lại vị trí ban
đầu để tíểp tục thí nghiệm tiếp theo.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
I.

KẾT QUẢ THÌ NGHIỆM KIỂM TRA HOẠT TÍNH VẬT
LIỆU
- Mẫu tro trấu và tro xơ dừa sau khi nung.
- Sau khi nung mẫu thì ở ứií nghiệm hai này là kiểm tra hoạt


tính của vật liệu. Đây là bước cơ sở quan ừọng để quyết định đến
hiệu quả của việc ứng dụng phế phẩm nông nghiệp là vỏ trấu và
xơ dừa trong việc thay thế một phàn xi măng. Trong thỉ nghiệm 2
này thì có 3 thí nghiệm nhỏ và kết quả của chứng như sau:

Thông số

Đơn vị

Mẫu

Mâu tro trấu

Mầu tro xơ dừa

Độ ẩm

%

7.8

15

Độ hấp thu nước

%

87.2

27.8

Độ hấp phụ vôi

mg

156.24

99.17

Bảng 4.1- Ket quả thỉ nghiểm 1 Kiểm tra hoạt tính của vật liệu


- Nhận xét: Qua bảng kết quả trên thì íhấy các mẫu tro
trấu có độ hoạt tính rất mạnh. ( do số mg CaO bị hấp phụ do
lmg mẫu lớn hơn 150(mg) mà mẫu hấp phụ lượng vôi càng

nhiều thì chất phụ gia có hoạt tính càng cao). Còn xơ dừa thì
thành phần chủ yếu củã nó là cellulose nên khả năng hấp phụ
vôi củâ nó chỉ ở mức độ trung bình ( do độ hấp phụ vôi chỉ
nằm. trong khoảng 60 -100 (mg)) là hợp lý. Ngòai ra độ ầm
của xơ dừa nhiều hơn của nước là do trong dừa cũng có chứa
một khòang 5% thành phần là nước vì xơ dừa chứa nhiều
cellulose nên khả năng hút ẩm của nó phải cao hơn vỏ trấu.
Độ hấp thu nước của tro trấu cao hơn của xơ dừa là do tro
trấu có các rất mịn và nhẹ vì thế bề mặt hấp thu nước của tro
trấu lớn còn xơ dừa các hạt của nó lớn hơn và cũng nặng han
tro trấu. Để chứng minh được điều đó thì qua quá trình đúc
mẫu nhận thấy ở cùng một khối lượng thì tro trấu chiếm
nhiều thể tích hơn xơ dừa.
II.KẾT QUẢ THÌ NGHIỆM KIỂM TRA TÍNH CHẤT CƠ LÝ


- Thí nghiệm nén trên 6 nửa mẫu (từ 3 mẫu đài, sau khi uốn
gãy). Mỗi giá trị không được vượt quá giá trị trung bìrih ±10% và
chia cho mỗi giá trị là 16Gmm (đơn vị là MPa=lN/mm 2). Tính
trung bình 6 kết quả, Theo tiêu chuẩn nếu có giá trị nào lệch quá
10% giá trị trung bình thì bỏ giá trị đó và tính trung bình 5 mẫu
còn lại. Nếu 1 trong 5 mẫu còn lại có giá trị lệch quá trung bình.
-

Bảng 4.2- Kết quả đo độ bền nén cửa mẫu

Số

Mẫu vữa phối trộn với ừo trấu

lần

Tro trấu 10%

Tro trấu 20%

Mau vữa phối trộn vởi tro xơ dừa
Tro xơ dừa 10%

Tro xơ dừa 20%

N

N/mm2

N

N/mm2

N

N/mm2

N

N/mm2

1

5765

36.0

3777

23.6

3489

21.8

2720

17.0

2

5921

37.0

4139

25.9

3605

22.5

2740

17.1

3

5874

36.7

3812

23.8

4238

26.5

2680

16.8

4

6018

37.6

3710

23.2

3721

23.3

2760

17.3

5

6049

37.8

3817

23.9

3352

20.9

2720

17.0

6

6767

42.3

4317

27.0

3936

24.6

2600

16.3

TB

6065.7

37.9

3928.7

24.6

6065.7

37.9

2703.3

16.9

10% thì bỏ toàn bộ.
Nhân xét: Qua 4 kết quảđođộbền nén thi thấy khả năng đúc mẫu và kêt
quả đo độ bền nén có thể tin cậy được. Do sự sai số giữa các mẫu với
tría trị trung bình vẫn thỏa so với yêuuu cầu của TCVN 6016-1995.
- Độ bền nén trung bình của các mẫu vữa


Giâ tri trung binh cüa mâu vüa

Đơn vị
Tro trấu 10%

Tro trấu 20%

N

6065.7

3928.7

3723.5

2703.3

N/mm2

37.9

24.6

23.27

16.9

Tro xơ dừa 10% Tro xơ dừa 20%

Nhận xét: Qua hai biểu đồ nhận thấy mẫu tro trấu có độ bền nén cao
hơn tro xơ dừa và khi tỷ lệ tro trấu hoặc tro xơ dừa càng phối trộn với xi
măng càng cao thì độ bền nén càng giảm. Điều đó sẽ làm ảnh hưởng đến
chất lượng của vật liệu. Ngoài ra độ bền nén của mẫu xi măng đối chứng
trong khoảng 40-43 N/mm2. Chính vì thế nếu độ bền nén quá thấp thì
đồng nghĩa với việc khả năng chịu lực cũng rất thấp. Kết quả độ bền nén
của mẫu xi măng quá thấp thì việc áp dụng nó vào thực tiễn là điều
không nên làm. Ngoài ra qua biểu đồ nhận thấy tro trấu 10% có độ bền
nén cao nhất tiếp đó là mẫu tro trấu 20% rồi đến mẫu tro xơ dừa 10% và
cuối cùng là mẫu tro xơ dừa 20%. Qua biểu đồ và kết quả thì ở tỷ lệ tro
trấu 10% là 37.9 N/mm2 là có thể áp dụng vào thực tế do không chênh
lệch nhiều so với mác xi măng chuẩn dao động khoảng 40-43N/mm 2.
Vậy ở mẫu tro trấu này thì có thể chấp nhận được.
Tóm lại từ hai kết quả thí nghiệm trên cũng rút ra được kết luận là do
trong xơ dừa không chứa hàm lượng S1O2 nên không tạo ra được độ
hoạt tính từ đó không tạo ra được độ kết dính bền vững trong mẫu vữa.
Kết quả đó rất hợp lý. Chính vì thế mà mẫu vữa trong tro xơ dừa không
thể ứng dụng thực tế được do độ bền nén của chúng quá thấp. Ngoài ra
các hạt của chúng lại to và rời rạc cũng là nguyên nhân làm cho độ kết
dính giảm đáng kể và không tạo ra được độ láng mịn tạo cho mẫu không
được đều trong khi đúc mẫu vì thế nếu áp dụng làm vật liệu xây dựng sẽ

gây nguy hiểm cho công trình xây dựng. Yậy hai mẫu tro xơ dừa này
không nên áp dụng vào trong thực tế để thay thế một phần xi măng làm


vật liệu xây dựng........................................................................................