Nghiên cứu chế tạo gạch bê tông không nung sử dụng cốt liệu trên địa bàn tỉnh quảng nam

1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------------------------NGUYỄN NGỌC HOÀNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO GẠCH BÊ TÔNG KHÔNG NUNG
SỬ DỤNG CỐT LIỆU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NAM

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 2017


Công trình đƣợc hoàn thành tại
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. ĐẶNG CÔNG THUẬT

Phản biện 1: PGS.TS TRƢƠNG HOÀI CHÍNH
Phản biện 2: TS. LÊ KHÁNH TOÀN

Luận văn sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ kỹ thuật họp tại Trƣờng Đại học Bách khoa vào ngày 07
tháng 7 năm 2017

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trƣờng Đại học Bách
khoa
- Thƣ viện Khoa Kỹ thuật xây dựng công trình Dân dụng & Công
nghiệp, Đại học Đà Nẵng tại Trƣờng Đại học Bách khoa


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Vật liệu xây dựng chiếm một vị trí hết sức quan trọng trong các
công trình xây dựng. Trong số các loại vật liệu xây dựng thì gạch xây
dựng đang là vấn đề đƣợc quan tâm nhiều nhất. Ở nƣớc ta, gạch xây
dựng chủ yếu là gạch đất sét nung nhƣng quá trình sản xuất gạch đất
sét nung cần sử dụng một số lƣợng lớn nguồn nguyên liệu đất sét,
nhiên liệu hóa thạch (than đá) sẽ phát sinh rất nhiều khí thải gây hiệu
ứng nhà kính, làm cạn kiệt nguồn tài nguyên và gây ô nhiễm môi
trƣờng...Vì vậy để khắc phục tình trạng trên cần phải thúc đẩy phát
triển công nghệ sản xuất và sử dụng vật liệu xây không nung
(VLXKN).
Đối với tỉnh Quảng Nam, Ủy Ban Nhân dân Tỉnh đã ban hành
Quyết định số 2537/QĐ-UBND ngày 20/07/2015 về việc “Ban hành
kế hoạch tăng cường sử dụng vật liệu xây không nung và lộ trình
giảm dần việc sản xuất, sử dụng gạch đất sét nung trên địa bàn tỉnh
Quảng Nam”. Đây chính là chủ trƣơng hết sức đúng đắn, đồng thời
đáp ứng nhu cầu sử dụng vật liệu không nung đạt 20% vào năm 2015
và 43% vào năm 2020 phù hợp với mục tiêu theo quy định tại Quyết
định số 567/QĐ-TTg ngày 28/4/2010 của Thủ tƣớng Chính phủ.
Theo lộ trình, đến hết năm 2015, Quảng Nam sẽ tiến tới xóa bỏ hoàn
toàn các cơ sở sản xuất gạch đất sét nung bằng lò thủ công, lò thủ
công cải tiến, lò đứng liên tục. Đối với cơ sở sản xuất gạch đất sét

nung (lò tunnel) sẽ hạn chế đầu tƣ xây dựng các cơ sở sản xuất gạch
đất sét nung bằng công nghệ lò tunnel; không sử dụng đất sản xuất
nông nghiệp để sản xuất gạch; đồng thời tổ chức sắp xếp lại các cơ


2
sở sản xuất nhỏ lẻ, hƣớng dẫn các hộ tƣ nhân liên doanh, liên kết,
góp vốn mở rộng sản xuất, chuyển đổi công nghệ nhằm giảm tiêu
hao nguyên liệu, nhiên liệu và bảo vệ môi trƣờng.
Về phía các doanh nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng trên địa bàn
tỉnh Quảng Nam, với chủ trƣơng khuyến khích phát triển VLXKN
của Nhà nƣớc nhƣ cơ chế hỗ trợ, chính sách khuyến khích về đất đai,
về thủ tục, về thuế… nhiều cơ sở đã đầu tƣ máy móc, thiết bị để sản
xuất gạch không nung nhƣ: Công ty TNHH MTV Sản xuất Nguyên
Tâm (Huyện Thăng Bình), Doanh nghiệp Tâm Phúc Nguyên (Huyện
Đại Lộc), Công ty TNHH VLXD Hiệp Hƣng (Huyện Đại Lộc), Công
ty cổ phần bê tông nhẹ Đất Việt (Thành phố Tam Kỳ)… Tuy nhiên
hiện nay, hầu hết các dây chuyền sản xuất gạch không nung tại Việt
Nam nói chung và tỉnh Quảng Nam nói riêng, thiết bị sản xuất đƣợc
cung cấp bởi các công ty Trung Quốc. Chính vì vậy, khi đƣa dây
chuyền vào vận hành, trong điều kiện nguyên vật liệu, khí hậu, trình
độ lao động đặc thù... các nhà sản xuất phải tự tìm hiểu nghiên cứu,
mò mẫm thử nghiệm quy trình sản xuất, quy trình sử dụng; từ đó sản
phẩm làm ra chất lƣợng thấp, thiếu ổn định, năng suất không cao.
Thực tế hiện nay ở một số địa phƣơng vẫn có những công trình đã
xảy ra sự cố đáng tiếc khi đƣa vào sử dụng đối với gạch không nung.
Trƣờng hợp ở tỉnh Bến Tre là một ví dụ điển hình, theo thông tin từ
Báo Xây dựng ngày 16/10/2014, việc UBND tỉnh Bến Tre có công
văn quyết định tạm ngƣng việc bắt buộc sử dụng VLXKN trong các
công trình xây dựng sử dụng vốn ngân sách nhà nƣớc do gặp sự cố

về chất lƣợng công trình nhƣ nứt tƣờng, bong lớp vữa trát… Lỗi
cũng có thể do quá trình thi công không đảm bảo quy chuẩn dành
cho gạch không nung nhƣng không thể không có lỗi của nhà sản


3
xuất. Bên cạnh đó, thời gian sử dụng gạch không nung ở Việt Nam
chƣa nhiều, cơ sở khoa học chƣa đầy đủ, kinh nghiệm của ngƣời xây
dựng chƣa nhiều, nên tâm lý ngƣời sử dụng chƣa yên tâm trong việc
sử dụng gạch không nung. Vì vậy cần phải có sự tổng kết, đánh giá
thực trạng và bổ sung, hoàn chỉnh các cơ sở khoa học từ các cơ quan
quản lý nhà nƣớc để tăng tính thuyết phục đối với ngƣời tiêu dùng.
Thực trạng này cho thấy vấn đề tăng cƣờng khoa học công nghệ
nhằm phát triển gạch không nung ở Quảng Nam là rất cấp thiết
hƣớng tới thực hiện thắng lợi chủ trƣơng tăng cƣờng sử dụng vật liệu
xây dựng không nung và lộ trình giảm dần việc sản xuất, sử dụng
gạch đất sét nung trên địa bàn của UBND Tỉnh Quảng Nam. Cụ thể
hơn ở đây là tính chất vật liệu để chế tạo gạch bê tông không nung
phải đƣợc nghiên cứu và hơn hết phải tận dụng đƣợc các nguồn tài
nguyên sẵn có ở địa phƣơng đáp ứng nhu cầu gạch không nung hiện
nay. Đây là tác giả chọn đề tài: Nghiên cứu chế tạo gạch bê tông
không nung sử dụng cốt liệu trên địa bàn tỉnh Quảng Nam.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Khảo sát thực địa, lấy mẫu cốt liệu, nghiên cứu, tìm nguồn
nguyên liệu phù hợp tại nơi sản xuất.
- Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, thiết kế cấp phối phù
hợp với nguyên liệu hiện có.
- Chế tạo mẫu thử, xác định các đặc tính cơ lý.
- Tổng hợp kết quả, so sánh, kiến nghị.
3. Đối tƣ ng nghiên cứu

Gạch bê tông không nung khi sử dụng cốt liệu trên địa bàn
tỉnh Quảng Nam để làm thành phần cấp phối.
4. Phạm vi nghiên cứu
Các tính chất cơ lý trong phòng thí nghiệm của gạch bê tông
không nung sử dụng cốt liệu trên địa bàn tỉnh Quảng Nam để làm


4
thành phần cấp phối.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp thu thập, phân tích và tổng hợp các tài liệu liên
quan đến đề tài;
- Phƣơng pháp thí nghiệm tính chất cơ lý của vật liệu xây
dựng;
- Phƣơng pháp tính toán lý thuyết và thực nghiệm để thiết kế
thành phần cấp phối;
- Phƣơng pháp xử lý số liệu và viết báo cáo liên quan đến đề
tài.
6. Kết cấu của luận văn
Mở đầu
Chƣơng 1: Tổng quan về gạch bê tông không nung
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết
Chƣơng 3: Thí nghiệm vật liệu sử dụng chế tạo gạch xi măng cốt
liệu và so sánh chỉ tiêu cơ lý của gạch xi măng cốt liệu
Kết luận và kiến nghị


5
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ GẠCH BÊ TÔNG KHÔNG NUNG

1.1. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI GẠCH BÊ TÔNG KHÔNG
NUNG
1.1.1. Khái niệm
Gạch bê tông không nung là một loại gạch mà sau khi đƣợc tạo
hình thì tự đóng rắn đạt các chỉ số về cơ học nhƣ cƣờng độ nén, uốn,
độ hút nƣớc… mà không cần qua nhiệt độ, không phải sử nhiệt độ để
nung nóng đỏ viên gạch nhằm tăng độ bền của viên gạch. Độ bền của
viên gạch không nung đƣợc gia tăng nhờ lực ép hoặc rung hoặc cả ép
lẫn rung lên viên gạch và thành phần kết dính của chúng.
1.1.2. Phân loại
Gạch bê tông không nung hiện nay chủ yếu gồm hai loại sau:
1.1.2.1. Gạch xi măng cốt liệu (còn đƣợc gọi là gạch block)
1.1.2.2. Gạch bê tông nhẹ
Gạch bê tông nhẹ có hai loại cơ bản là gạch bê tông bọt và gạch
bê tông nhẹ khí chƣng áp.
a. Gạch bê tông bọt, khí không chưng áp:
b. Gạch bê tông khí chưng áp (Aerated Autoclaved Concrete, viết
tắt AAC)
1.2. ƢU, NHƢỢC ĐIỂM CỦA GẠCH BÊ TÔNG KHÔNG
NUNG
1.2.1. Ƣu điểm
- Không dùng nguyên liệu đất sét để sản xuất, hạn chế việc sử
dụng đất sét khai thác từ đất nông nghiệp làm giảm diện tích sản xuất
cây lƣơng thực.


6
- Không dùng nhiên liệu nhƣ than, củi…để đốt, giúp tiết kiệm
nhiên liệu năng lƣợng và không thải khói bụi gây ô nhiễm môi
trƣờng.

- Sản phẩm có khả năng cách âm, cách nhiệt, phòng hỏa, kích
thƣớc chuẩn xác, quy cách hoàn hảo hơn gạch đất sét nung. Rút ngắn
thời gian thi công, giảm chi phí thiết kế nền móng, tiết kiệm vữa xây.
1.2.2. Nhƣ c điểm
- Khả năng chịu lực theo phƣơng ngang yếu.
- Không linh hoạt khi thiết kế kiến trúc với nhiều góc cạnh.
- Không có khả năng chống thấm tốt, dễ gây nứt tƣờng do co giãn
nhiệt.
1.3. TÌNH TRẠNG SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG GẠCH BÊ
TÔNG KHÔNG NUNG
Theo thống kê năm 2015 của Vụ Vật liệu xây dựng, Bộ Xây
dựng, sau bốn năm thực hiện chƣơng trình theo Quyết định số
567/QÐ-TTg về việc phê duyệt chƣơng trình phát triển vật liệu xây
không nung, tổng công suất thiết kế vào ba loại sản phẩm chính gồm
gạch xi măng cốt liệu, gạch bê tông khí chƣng áp (AAC) và gạch bê
tông bọt đạt 6 tỷ viên quy tiêu chuẩn (QTC), trong đó có 13 nhà máy
sản xuất AAC, 17 nhà máy sản xuất bê tông bọt, hơn 1.000 dây
chuyền sản xuất gạch xi măng cốt liệu công suất hơn 10 triệu viên
QTC/năm và một số chủng loại vật liệu xây không nung khác. Để có
đƣợc kết quả đó, trong thời gian qua, nhiều địa phƣơng, doanh
nghiệp, cơ sở sản xuất gạch ngói đã có nhiều nỗ lực trong việc
chuyển đổi mô hình sản xuất và thực hiện các dự án vật liệu xây
không nung. Ví dụ, trên địa bàn huyện Tây Sơn – Bình Định đã có
191 lò gạch, ngói nung thủ công tháo dỡ, chấm dứt hoạt động (gồm


7
190 lò có công suất dƣới 650 ngàn viên/năm; 1 lò có công suất trên
650 ngàn viên/năm); trong đó có 147 lò nằm trong khu dân cƣ, 44 lò
nằm trong khu sản xuất tập trung và trong cụm công nghiệp… Tính

đến thời điểm hiện tại, ở Bình Định đã có 16 dự án sản xuất gạch
không nung với tổng công suất hơn 250 triệu viên/năm, tổng vốn
đăng ký đầu tƣ gần 50 tỉ đồng. Trong số này đã có 3 nhà máy đi vào
hoạt động, 12 dự án đang giải phóng mặt bằng và triển khai xây
dựng… Theo kế hoạch, đến hết ngày 31/12/2016 sẽ chấm dứt hoàn
toàn hoạt động của các lò nung thủ công trên địa bàn tỉnh Bình Định.
Tại Quảng Ninh, một số công trình nhà chung cƣ cũng đang đƣợc
doanh nghiệp sử dụng khoảng 30% là vật liệu gạch không nung. Tòa
nhà thƣơng mại cao 18 tầng do Công ty LICOGI 18.1 (Bộ Xây dựng)
thiết kế và thi công ở Thành phố Hạ Long, theo các kỹ sƣ, từ tầng
thứ 3 trở lên, đơn vị đã sử dụng toàn bộ vật liệu ngăn tƣờng bằng
gạch không nung. Gạch không nung hiện nay đã hiện hữu trên rất
nhiều công trình trọng điểm, điển hình nhƣ Keangnam Hà Nội,
Landmard Tower, Habico Tower, Khách sạn Horison, Hà Nội Hotel
Plaza, sân vận động Mỹ Đình,…
Ở Việt Nam hiện nay thì loại gạch xi măng cốt liệu đƣợc dùng
phổ biến nhất. Theo nghiên cứu của Đ.T.K Cƣơng, gạch xi măng cốt
liệu có thể giảm giá thành xây dựng khoảng hơn 20%. Không chỉ tiết
kiệm chi phí, việc sử dụng gạch không nung cũng làm giảm thiểu
ảnh hƣởng của môi trƣờng khi sản xuất gạch đất sét nung thông
thƣờng. Tại Đà Nẵng, nhóm nghiên cứu của Hà Văn Thảo (2012) đã
sử dụng vật liệu địa phƣơng để chế tạo thành công bê tông bọt có
mác 3,5. Về mặt công nghệ sản xuất, Nguyễn Xuân Tuyển đã nghiên
cứu ứng dụng công nghệ ép thủy lực song động để sản xuất gạch ống


8
xi măng cốt liệu. So với phƣơng án truyền thống là rung ép để sản
xuất gạch block, công nghệ này đã làm giảm đáng kể độ hút nƣớc
của gạch, đồng thời rút ngắn thời gian chờ cƣờng độ để đƣa gạch vào

sử dụng.
1.4. KẾT LUẬN CHƢƠNG 1
Sử dụng gạch không nung trong xây dựng ở nƣớc ta đang có
những dấu hiệu tích cực, đặc biệt là gạch xi măng cốt liệu (chiếm
75% gạch không nung) đã đƣợc áp dụng ở nhiều công trình. Tuy
nhiên hiện nay, hầu hết các dây chuyền sản xuất gạch không nung tại
Việt Nam nói chung và tỉnh Quảng Nam nói riêng, thiết bị sản xuất
đƣợc cung cấp bởi các công ty Trung Quốc. Chính vì vậy, khi đƣa
dây chuyền vào vận hành, trong điều kiện nguyên vật liệu, khí hậu,
trình độ lao động đặc thù... các nhà sản xuất phải tự tìm hiểu nghiên
cứu, mò mẫm thử nghiệm quy trình sản xuất, quy trình sử dụng; từ
đó sản phẩm làm ra chất lƣợng thấp, thiếu ổn định, năng suất không
cao. Đề tài đƣợc nghiên cứu, triển khai và áp dụng ở nhà máy gạch
không nung của Công ty TNHH MTV Sản xuất Nguyên Tâm (Thăng
Bình – Quảng Nam). Hiện nay, nhà máy gạch không nung này chỉ
sản xuất gạch xi măng cốt liệu với 02 loại là gạch đặc và gạch ống.
Do đó, giới hạn đề tài nghiên cứu là quy trình, tính chất vật liệu sử
dụng để chế tạo gạch xi măng cốt liệu (còn gọi là gạch block).


9
CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH XI
MĂNG CỐT LIỆU
a. Nguyên liệu: Gạch xi măng cốt liệu đƣợc tạo thành từ xi măng
và một hoặc nhiều trong các cốt liệu sau đây đá mạt, cát vàng, đá sỏi,
xỉ nhiệt điện, phế thải công nghiệp …
b. Cách phối trộn: Khoảng 8-10% xi măng để liên kết, 85% cốt
liệu và nƣớc, phụ gia (nếu có).

c. Quy trình công nghệ cơ bản để sản xuất gạch xi măng cốt liệu:

Hình 2.1. Quy trình công nghệ để sản xuất gạch xi măng cốt liệu
2.2. YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
CỦA VẬT LIỆU
Vật liệu sử dụng trong thí nghiệm:
- Xi măng PCB 40 Đồng Lâm


10
- Cát đƣợc lấy tại sông Thu Bồn, huyện Điện Bàn, tỉnh Quảng
Nam.
- Đá mạt (còn gọi là cát nghiền) đƣợc lấy tại mỏ đá Phú Thọ,
huyện Quế Sơn, tỉnh Quảng Nam.
- Nƣớc
2.2.1. Xi măng
Sử dụng xi măng poóc lăng hỗn hợp PCB 40 Đồng Lâm. Yêu cầu
kỹ thuật của xi măng loại này phải phù hợp với TCVN 6260:2009
(Xi măng poóc lăng hỗn hợp – Yêu cầu kỹ thuật).
2.2.2. Cát
Cát có chất lƣợng phù hợp với TCVN 7570:2006 (Cốt liệu cho bê
tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật).
2.2.3. Đá mạt (còn gọi là cát nghiền)
Đá mạt (còn gọi là cát nghiền) dùng để thay thế một phần cát
trong cấp phối có chất lƣợng phù hợp với TCVN 7570:2006 (Cốt
liệu cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật).
2.2.4. Nƣớc
Nƣớc có chất lƣợng phù hợp với TCXDVN 302:2004 (Nƣớc
trộn bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật).
2.3. YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

CỦA GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU
Gạch xi măng cốt liệu phù hợp với TCVN 6477:2011 (Gạch bê
tông).
2.4. KẾT LUẬN CHƢƠNG 2
Qua chƣơng này, tác giả đã giới thiệu về công nghệ sản xuất gạch
xi măng cốt liệu. Đồng thời, chƣơng 2 cũng đã trình bày các yêu cầu
kỹ thuật, phƣơng pháp thí nghiệm của vật liệu dùng để chế tạo gạch


11
xi măng cốt liệu và yêu cầu kỹ thuật, phƣơng pháp thí nghiệm đối
với gạch xi măng cốt liệu.


12
CHƢƠNG 3
THÍ NGHIỆM VẬT LIỆ SỬ DỤNG CHẾ TẠO GẠCH XI MĂNG
CỐT LIỆU VÀ SO SÁNH CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA GẠCH XI
MĂNG CỐT LIỆU
3.1. THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHẾ TẠO GẠCH XI
MĂNG CỐT LIỆU
3.1.1. Thí nghiệm xi măng
3.1.1.1. Xác định độ mịn theo TCVN 4030:2003
3.1.1.2. Xác định độ bền nén theo TCVN 6016:2011
3.1.1.3. Xác định thời gian đông kết theo TCVN 6017:1995
3.1.1.4. Xác định khối lượng riêng theo TCVN 4030:2003
3.1.2. Thí nghiệm cát
3.1.2.1. Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của cát theo
TCVN 7572-4:2006
3.1.2.2. Xác định khối lượng thể tích xốp của cát theo TCVN

7572-6:2006
3.1.2.3. Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét theo TCVN 75728:2006
3.1.2.4. Xác định thành phần hạt của cát theo TCVN 75722:2006
3.1.3. Thí nghiệm đá mạt (còn gọi là cát nghiền)
3.1.3.1. Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của cát theo
TCVN 7572-4:2006
3.1.3.2. Xác định khối lượng thể tích xốp của đá mạt theo TCVN
7572-6:2006
3.1.3.3. Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét theo TCVN 75728:2006
3.1.3.4. Xác định thành phần hạt của đá mạt theo TCVN 75722:2006


13
3.2. THIẾT KẾ CẤP PHỐI
Thiết kế gạch xi măng cốt liệu mác M7,5 (cƣờng độ nén trung
bình không nhỏ hơn 7,5 MPa). Cấp phối của gạch đƣợc tính trên cơ
sở định mức 1784/BXD-VP (Định mức vật tƣ trong xây dựng ngày
16 tháng 8 năm 2007 của Bộ Xây dựng) và thực tế sản xuất nhƣ sau:
- Thông số đầu vào:
Bảng 3.14. Các thông số đầu vào để thiết kế thành phần cấp phối
Hỗn h p
Mác

Xi măng

Cát + Đá
mạt

vữa
(MPa)

Đá mạt

Cát

Loại

KLR
(g/cm3)

KLTT
Mđl

xốp

KLTT
Mđl

3

xốp

KLTT
Mđl

3

(g/cm )

xốp

(g/cm3)

(g/cm )

PCB
7,5

40
Đồng

3,16

2,53

1,25

3,19

1,37

2,99

1,33

Lâm
- Vật liệu cho 1m3 vữa mác M7,5 áp dụng định mức 1784/BXD:
Bảng 3.15. Thành phần cho 1m3 vữa theo định mức 1784/BXD-VP
Cấp
phối
số

Ký
hiệu

Loại vữa

Mác

Vật liệu dùng cho 1m3 vữa

vữa

Xi măng

Cát
3

Nƣớc

(MPa)

(kg)

(m )

(lít)

7,5

227

1,11

260

Vữa xi măng cát
1

H1

(cát có mô đun
độ lớn M > 2)


14
- Theo thực tế sản xuất gạch xi măng cốt liệu thì thành phần cấp
phối gồm khoảng 8-10% xi măng để liên kết, 85% cốt liệu và nƣớc,
phụ gia (nếu có). Mặc khác, cƣờng độ của vữa phát triển theo thời
gian là do cƣờng độ chất kết dính phát triển theo thời gian. Trên cơ
sở thành phần vật liệu của cấp phối số 01 tiến hành thay đổi hàm
lƣợng xi măng từ 8-10% và giữ nguyên hàm lƣợng hỗn hợp cát + đá
mạt, nƣớc nhằm thí nghiệm các thành phần cấp phối khác nhau để
sản xuất gạch xi măng cốt liệu mác M7,5; đồng thời so sánh các chỉ
tiêu cơ lý của gạch để tìm ra cấp phối tốt nhất với các loại vật liệu
dùng trong thí nghiệm.
- Bảng thống kê các cấp phối vật liệu tính theo khối lƣợng cho
1m vữa mác M7,5:
3

Bảng 3.16. Thành phần cấp phối cho 1m3 vữa tính theo khối lượng

Cấp
phối
số

Ký
hiệu

1

H4

2

H3

3

H2

Xi
Tỷ lệ phối trộn

măng
(kg)

8%X+75% (C+Đ) +
13,5 %N
9%X+75% (C+Đ) +
13,5 %N
10%X+75% (C+Đ) +

13,5 %N

Cát
(kg)

Đá
mạt
(kg)

Nƣớc
(lít)

157

443

1033

260

177

443

1033

260

196

443

1033

260

Với 03 thành phần cấp phối trên, tiến hành đúc các mẫu gạch xi
măng cốt liệu có kích thƣớc 170 x 115 x 75 mm tại Công ty TNHH
MTV Sản xuất Nguyên Tâm (Thăng Bình – Quảng Nam) để thí
nghiệm nhằm so sánh chỉ tiêu cơ lý của gạch.


15
3.3. THÍ NGHIỆM SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA
GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU
3.3.1. Xác định cƣờng độ nén của gạch xi măng cốt liệu theo
TCVN 6477:2011 [9]
- Kết quả thí nghiệm:
Bảng 3.17. Kết quả thí nghiệm cường độ nén R3 của gạch XMCL
Tiết
Cƣờng
Cƣờng
Cấp
Lực phá
Mô tả mẫu
diện
độ từng độ trung
phối
hoại
(mm)

mẫu
viên
bình
số
(N)
2
(mm )
(MPa)
(MPa)
60440
2,7
62310
2,7
H2
2,7

H3

170 x 115 x 75

19550

H4

63840

2,8

71970

3,2

70820
72640
94750
93610
92670

3,1
3,2
4,2
4,1
4,1

3,2

4,1

Bảng 3.18. Kết quả thí nghiệm cường độ nén R7 của gạch XMCL
Cấp
phối
số

H2

Tiết
Mô tả mẫu

diện

(mm)

mẫu
2

(mm )

170 x 115 x 75

19550

Cƣờng
Lực phá

độ

hoại

từng

(N)

viên
(MPa)

82980

3,7

79450

3,5

80850

3,6

Cƣờng
độ trung
bình
(MPa)

3,6


16

H3
170 x 115 x 75

19550

H4

93540

4,1

92730
90670

112520
115740
110620

4,1
4,0
4,9
5,1
4,9

4,1

5,0

Bảng 3.19. Kết quả thí nghiệm cường độ nén R14 của gạch XMCL
Tiết
Lực
Cƣờng
Cƣờng
Cấp
Mô tả mẫu
diện
phá
độ từng độ trung
phối
(mm)
mẫu
hoại
viên
bình

số
2
(mm )
(N)
(MPa)
(MPa)
93290
4,1
94360
4,2
H2
4,1

H3

170 x 115 x 75

19550

H4

90750

4,0

106390

4,7

108240

109630
123730
129840
135530

4,8
4,8
5,4
5,7
6,0

4,8

5,7

Bảng 3.20. Kết quả thí nghiệm cường độ nén R28 của gạch XMCL
Cấp
phối
số

H2

Tiết

Lực

Cƣờng

Cƣờng độ

Mô tả mẫu

diện

phá

độ từng

trung

(mm)

mẫu

hoại

viên

bình

(N)
133380
131290

(MPa)
5,9
5,8

(MPa)

130340

5,7

2

(mm )
170 x 115 x 75

19550

5,8


17

H3
170 x 115 x 75

19550

H4

148430

6,5

150690

6,6

153780

6,8

176380

7,8

166840

7,3

172350

7,6

6,6

7,6

Sự phát triển cƣờng độ của gạch xi măng cốt liệu theo thời gian
đƣợc biểu diễn trên Hình 3.26.

8

Biểu đồ sự phát triển cƣờng độ của gạch xi măng
cốt liệu theo thời gian

Cƣờng độ (MPa)

7
6

5
4
CP 2
CP 3
CP 4

3
2
1
0
3

7
14
Thời gian (ngày)

28

Hình 3.26. Biểu đồ phát triển cường độ các cấp phối gạch XMCL
Nhận xét: Nhìn vào biểu đồ, ta thấy với cùng một tỷ lệ Cát : Đá
mạt : Nƣớc thì cƣờng độ của gạch xi măng cốt liệu cấp phối số 4 cao
hơn so với các cấp phối khác. Ở 28 ngày, cƣờng độ nén của gạch xi
măng cốt liệu cấp phối số 4 đạt 7,6 Mpa (đạt mác thiết kế). Điều này


18

có thể đƣợc giải thích nhƣ sau: Khi thay đổi tỷ lệ xi măng (tăng
lƣợng dùng xi măng), giữ nguyên tỷ lệ nƣớc thì tỉ lệ N/X nhỏ (cấp
phối 2, cấp phối 3) thì không đủ nƣớc để xi măng thủy hóa hoàn toàn
nên cƣờng độ của đá xi măng giảm, do đó cƣờng độ của gạch xi
măng cốt liệu giảm. Khi tỷ lệ N/X hợp lý (cấp phối 4) thì xi măng
thủy hóa hoàn toàn, lƣợng nƣớc tự do còn tồn tại bên trong thành
phần cấp phối rất ít, khi bay hơi để lại rất ít lỗ rỗng trong đá xi măng
làm cƣờng độ đá xi măng tăng, do đó cƣờng độ của gạch xi măng cốt
liệu tăng.
3.3.2. Xác định độ rỗng gạch xi măng cốt liệu theo TCVN
6477:2011
- Kết quả thí nghiệm:
Bảng 3.21. Kết quả thí nghiệm độ rỗng gạch theo các cấp phối
Cấp
phối
số

H2

H3

H4

Khối

Thể tích

Độ rỗng

lƣ ng

phần lỗ

từng

cát

rỗng

viên

3

(g)

(cm )

(%)

578,32

451,81

30,81

580,75

453,71

30,94

589,63

460,65

31,42

562,68

439,59

29,98

583,09

455,54

31,07

594,41

464,38

31,67

582,15

454,80

31,02

491,71

384,15

26,20

593,22

463,45

31,61

Độ
rỗng
trung
bình
(%)

Yêu cầu
kỹ

Kết

thuật

luận

(%)

31,06

≤ 65

Đạt

30,91

≤ 65

Đạt

29,61

≤ 65

Đạt


19
Biểu đồ quan hệ giữa độ rỗng gạch xi măng cốt liệu theo các cấp
phối đƣợc biểu diễn trên Hình 3.30.
Biểu đồ quan hệ giữa độ rỗng của gạch theo các cấp
phối
32

Độ rỗng (%)

31
30

29
28
27
26
25
Độ rỗng

Cấp phối 2
31.06

Cấp phối 3
30.91

Cấp phối 4
29.61

Hình 3.30. Biểu đồ quan hệ giữa độ rỗng của gạch theo các cấp phối
Nhận xét: Nhìn vào biểu đồ, ta thấy với cùng độ rỗng gạch xi
măng cốt liệu của cấp phối 4 thấp hơn các cấp phối khác. Do đó,
gạch xi măng cốt liệu của cấp phối 4 đặc chắc hơn nên cƣờng độ nén
gạch xi măng cốt liệu của cấp phối 4 cao hơn các cấp phối khác là
hợp lý.


20
3.3.3. Xác định độ hút nƣớc của gạch xi măng cốt liệu theo
TCVN 6355 - 4: 2009
- Kết quả thí nghiệm:
Bảng 3.22. Kết quả thí nghiệm độ hút nước gạch theo các cấp phối

Cấp
phối số

H2

H3

H4

KL

KL mẫu

Độ hút

Độ hút

Yêu

mẫu

sau khi

nƣớc

nƣớc

cầu

sau khi

ngâm

từng

trung

kỹ

sấy khô

nƣớc

viên

bình

thuật

(g)

(g)

(%)

(%)

(%)

2308

2506

8,58

2272

2462

8,36

2157

2345

8,72

8,81

≤ 14

Đạt

2297

2507

9,14

2231

2437

9,23

2211

2396

8,37

2213

2384

7,73

2167

2340

7,98

8,03

≤ 14

Đạt

2159

2341

8,43

2256

2428

7,62

2259

2397

6,11

2374

2536

6,82

2259

2424

7,30

6,75

≤ 14

Đạt

2227

2379

6,83

2340

2496

6,67

Kết
luận


21
Biểu đồ quan hệ giữa độ hút nƣớc của gạch xi măng cốt liệu theo
các cấp phối đƣợc biểu diễn trên Hình 3.34.
Biểu đồ quan hệ giữa độ hút nƣớc của gạch theo các
cấp phối
10
9

Độ hút nƣớc (%)

8
7
6
5
4
3
2
1
0
Độ hút nƣớc

Cấp phối 2
8.81

Cấp phối 3
8.03

Cấp phối 4
6.75

Hình 3.34. Biểu đồ quan hệ giữa độ hút nước gạch theo các cấp phối
Nhận xét: Nhìn vào biểu đồ, ta thấy độ hút nƣớc gạch xi măng
cốt liệu của cấp phối 4 thấp hơn các cấp phối khác. Do đó, gạch xi
măng cốt liệu của cấp phối 4 đặc chắc, ít lỗ rỗng hơn nên cƣờng độ
nén gạch xi măng cốt liệu của cấp phối 4 cao hơn các cấp phối khác
là hợp lý.
3.4. SO SÁNH TÍNH KINH TẾ KHI SỬ DỤNG GẠCH XI
MĂNG CỐT LIỆU THAY CHO GẠCH ĐẤT SÉT NUNG
TRONG XÂY DỰNG

Việc sử dụng gạch xi măng cốt liệu ngoài hiệu quả về phát triển
bền vững nhƣ bảo vệ quỹ đất nông nghiệp, môi trƣờng thì việc sản


22
xuất và sử dụng gạch xi măng cốt liệu cho xây tƣờng còn có hiệu quả
về đầu tƣ sản xuất, giảm tải, tiết kiệm chi phí nền móng, kết cấu xây
dựng. Theo bài tham luận đƣợc Hội VLXD Việt Nam giới thiệu của
tác giả ThS. Đào Đức Diễn “Lợi ích to lớn của việc sản xuất và sử
dụng gạch không nung xi măng cốt liệu thay thế gạch đất sét nung”
thì kết quả so sánh hiệu quả đầu tƣ thực tế giữa Nhà máy sản xuất
gạch không nung xi măng cốt liệu tại Hà Nam và Nhà máy sản xuất
gạch đất sét nung tại Bắc Giang có cùng quy mô công suất khoảng
30 triệu viên QTC/năm nhƣ sau:
Bảng 3.23. Kết quả so sánh hiệu quả kinh tế khi đầu tư sản xuất gạch
xi măng cốt liệu
STT

1

Chỉ tiêu
Diện tích mặt bằng
xây dựng

Gạch

Gạch

không

đất sét

nung

nung

ha

1

3

2

ĐVT

Tiết
kiệm

2

Vùng nguyên liệu

ha

0

5

5

3

Điện năng tiêu thụ

Kw/h

90

250

160

4

Dầu máy

lít/h

10

15

5

5

Nhân công

Ngƣời

20

120

100

6

Vốn đầu tƣ

10

30

20

60

120

60

7

Thời gian xây dựng,
lắp đặt

Tỷ
đồng

Ngày

Ngoài ra, hiệu quả kinh tế kỹ thuật mang lại khi sử dụng gạch xi
măng cốt liệu thay thế gạch đất sét nung theo bài tham luận này thì
tổng khối lƣợng 1m3 tƣờng xây bằng gạch đặc xi măng cốt liệu tăng


23
2% so với gạch đặc đất sét nung, tổng khối lƣợng 1m3 tƣờng xây
bằng gạch rỗng xi măng cốt liệu giảm 21% khối lƣợng so với gạch
rỗng đất sét nung, tổng chi phí xây dựng 1m3 tƣờng xây bằng gạch
đặc xi măng cốt liệu (loại A105D) giảm 12% chi phí so với gạch đặc
đất sét nung, tổng chi phí xây dựng 1m3 tƣờng xây bằng gạch rỗng xi
măng cốt liệu (loại 400x200x200 mm) giảm 18% chi phí so với gạch
rỗng đất sét nung. Nhƣ vậy, gạch xi măng cốt liệu có rất nhiều ƣu
điểm so với gạch đất sét nung, có tính gần gũi và dễ sử dụng, giảm
khối lƣợng tƣờng xây và tiết kiệm nhiều chi phí xây tƣờng nên có thể
coi là sản phẩm thay thế hoàn hảo cho gạch đất sét nung.
3.5. KẾT LUẬN CHƢƠNG 3
Chƣơng 3 đã trình bày các thí nghiệm về chỉ tiêu cơ lý của vật
liệu sử dụng trong đề tài (xi măng PCB 40 Đồng Lâm; Cát đƣợc lấy
tại sông Thu Bồn, huyện Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam; Đá mạt đƣợc
lấy tại mỏ đá Phú Thọ, huyện Quế Sơn, tỉnh Quảng Nam) để chế tạo
gạch xi măng cốt liệu. Đồng thời tiến hành so sánh các chỉ tiêu cơ lý
của gạch xi măng cốt liệu theo các cấp phối đạt yêu cầu kỹ thuật đề
ra. Gạch xi măng cốt liệu của cấp phối số 4 có các chỉ tiêu cơ lý tốt
hơn gạch xi măng cốt liệu của các cấp phối còn lại về: Cƣờng độ
nén, độ rỗng và độ hút nƣớc.