Nghiên cứu sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp phối để sản xuất gạch xi măng không nung

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN VIỆT CƢỜNG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MÙN CƢA LÀM THÀNH PHẦN
CẤP PHỐI ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG 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 XÂY DỰNG
CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

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:
Phản biện 2:

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
11 tháng 3 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 Xây dựng dân dụng và công nghiệp,
Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN.


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Việc hạn chế sản xuất gạch nung và thay thế bằng gạch không
nung là điều tất yếu và cũng đang là chủ trương, chính sách lớn của
Nhà nước và các bộ, ngành địa phương.
Trong các loại gạch không nung hiện nay, đang sử dụng nhiều
nhất là gạch không nung xi măng - cốt liệu. Nguyên vật liệu chủ yếu
của loại gạch này là cát và xi măng kèm thêm một số phụ gia như xỉ
than nhiệt điện, phế thải công nghiệp, nông nghiệp, đá mạt, cát đen,
phụ gia kết dính v.v., do đó rất thân thiện với môi trường, việc sản
xuất không gây ra hiện tượng khai thác đất sét tràn lan như là gạch
đất nung truyền thống.
Mùn cưa là một loại phế phẩm nông nghiệp có trữ lượng lớn, chủ
yếu được sử dụng làm chất đốt và một số công việc đơn giản khác,
thậm chí đem đi đốt bỏ hoặc thải bỏ bừa bãi gây ô nhiễm môi trường,
nên việc nghiên cứu ứng dụng nguồn nguyên liệu này trong sản xuất
gạch không nung là rất cần thiết, vừa có khả năng đáp ứng các yêu
cầu kỹ thuật, cải thiện được một số tính chất cơ lí của gạch không
nung, vừa tiết kiệm chi phí sản xuất, vừa tận dụng được nguồn vật
liệu địa phương, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Từ đó, Đề tài “Nghiên cứu sử dụng mùn cƣa làm thành phần
cấp phối để sản xuất gạch xi măng không nung” được thực hiện
nhằm nghiên cứu khả năng sử dụng mùn cưa trong thành phần cấp
phối để sản xuất gạch không nung.
2. Mục tiêu của đề tài
Xác định một số tính chất cơ lý của gạch xi măng không nung sử
dụng mùn cưa trong thành phần cấp phối theo những tỉ lệ nhất định
thay thế bột đá.
3. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan về gạch xi măng không nung.


2

- Tổng quan về nguồn mùn cưa hiện nay tại tỉnh Quảng Ngãi và
việc ứng dụng mùn cưa trong sản xuất vật liệu xây dựng.
- Thí nghiệm, đo đạc một số tính chất cơ lý, hóa học của các
thành phần cấp phối để sản xuất gạch xi măng không nung, trong đó
có mùn cưa.
- Xác định một số tính chất cơ lý của gạch xi măng không nung
sử dụng mùn cưa trong thành phần cấp phối.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Gạch xi măng không nung sử dụng mùn
cưa trong thành phần cấp phối.
- Phạm vi nghiên cứu: Xác định một số đặc trưng cơ lí trong
phòng thí nghiệm của gạch xi măng không nung sử dụng mùn cưa ở
tỉnh Quảng Ngãi trong thành phần cấp phối để sản xuất gạch xi măng
không nung.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lí thuyết: nghiên cứu các tài liệu liên quan.

- Khảo sát thực nghiệm: thông qua các số liệu thí nghiệm.
- Tổng hợp, phân tích r t ra kết luận.
6. Cấu trúc của luận văn
Mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
2. Mục tiêu nghiên cứu đề tài
3. Nội dung nghiên cứu
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
5. Phương pháp nghiên cứu
Chương 1: Tổng quan về gạch không nung và ứng dụng của mùn
cưa
Chương 2: Cơ sở khoa học xác định các đặc trưng cơ lí của gạch
không nung
Chương 3: Xác định các tính chất cơ lý của gạch không nung có
sử dụng mùn cưa trong thành phần cấp phối
Kết luận và kiến nghị


3

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG
VÀ ỨNG DỤNG CỦA MÙN CƢA
1.1. Tổng quan về gạch không nung
1.1.1. Tổng quan
Gạch không nung là loại gạch không qua quá trình nung đốt.
Gạch được làm bằng cách ép vật liệu và chất kết dính vào khuôn với
áp lực cao. Độ bền của viên gạch không nung được gia tăng nhờ lực
ép hoặc rung hoặc cả ép lẫn rung lên viên gạch và thành phần kết
dính của ch ng. Sau đó gạch được đem dưỡng hộ để đạt các chỉ số

về cơ học như cường độ nén, uốn, độ h t nước v.v..
Gạch không nung có các loại như: gạch xi măng – cốt liệu, gạch
bê tông khí chưng áp AAC (tên tiếng Anh là Autoclaved Aerated
Concrete), gạch bê tông bọt v.v.. Trong các loại gạch không nung
hiện nay, đang sử dụng nhiều nhất là gạch không nung xi măng - cốt
liệu. Nó đáp ứng rất tốt các tiêu chí về kỹ thuật, kết cấu, môi trường,
phương pháp thi công, v.v..
1.1.2. Phân loại, đặc điểm chung
- Phân loại theo thành phần cấp phối;
- Phân loại theo hình dáng;
- Phân loại theo mục đích sử dụng;
- Phân loại theo mác.
1.2. Các đặc trƣng cơ lý của gạch không nung
1.2.1. Khối lượng thể tích
Gạch xi măng cốt liệu có khối lượng thể tích đặc khoảng 2.050
kg/m3.
1.2.2. Cường độ chịu lực
Gạch không nung thường có cường độ chịu lực cao, từ 70 ÷
600kg/cm2.
1.2.3. Độ ngậm nước và khả năng chống thấm nước


4

Độ ngậm nước của gạch xi măng cốt liệu rất thấp, đạt dưới 8%.
1.3. Giới thiệu về các loại nguyên vật liệu chế tạo gạch xi
măng không nung tại Quảng Ngãi
1.3.1. Nguyên vật liệu sản xuất gạch xi măng không nung
Nguyên vật liệu chủ yếu của gạch xi măng không nung là cát và
xi măng kèm thêm một số phụ gia như xỉ than nhiệt điện, phế thải

công nghiệp, nông nghiệp, đá mạt, cát đen, phụ gia kết dính v.v..
1.3.2. Nước
Nước dùng để trộn hỗn hợp vữa có hàm lượng tạp chất vượt quá
giới hạn sẽ làm ảnh hưởng tới quá trình đông kết cũng như làm giảm
độ bền lâu của kết cấu viên gạch trong quá trình sử dụng. Vì vậy
nước có vai trò đặc biệt trong hỗn hợp vữa tạo thành gạch không
nung.
1.3.3. Xi măng
Trong nội dung nghiên cứu của mình, tác giả đã sử dụng xi măng
Sông Gianh PCB 40 làm vật liệu trong quá trình thực hiện nghiên
cứu.
1.3.4. Cát
Trong nội dung nghiên cứu của mình, tác giả đã sử dụng cát Sông
Trà làm vật liệu trong quá trình thực hiện nghiên cứu.
1.3.5. Đá mạt
Trong nội dung nghiên cứu của mình, tác giả đã sử dụng đá mạt
được lấy tại mỏ đá Ba Gia (huyện Sơn Tịnh) làm vật liệu trong quá
trình thực hiện nghiên cứu.
1.4. Quy trình sản xuất gạch không nung (gạch xi măng cốt
liệu)
1.4.1. Nguyên liệu
Xi măng và cốt liệu như: tro bay, xỉ than, đá mạt, phế phẩm xây
dựng, cát vàng, cát đen, đất đồi, xỉ than, đá sỏi, bã khai thác quặng.


5

1.4.2. Cách phối trộn
8-10% xi măng để liên kết, 85% cốt liệu và nước, phụ gia.
1.4.3. Quy trình sản xuất (như Hình 1.1)

Hình 1.1 - Chi tiết dây chuyền sản xuất gạch xi măng không nung
1.5. Giới thiệu về nguồn mùn cƣa tại Quảng Ngãi và việc ứng
dụng mùn cƣa trong sản xuất vật liệu xây dựng
1.5.1. Giới thiệu về nguồn mùn cưa tại Quảng Ngãi
Trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi hiện nay (tính đến tháng 01/2017)
có khoảng 97 doanh nghiệp vừa và nhỏ và 538 cơ sở hộ gia đình hoạt
động trong lĩnh vực chế biến gỗ và gia công chế biến đồ gỗ, với công
suất hoạt động hiện nay là 41%, tiêu thụ sản xuất 2.370.867 m3 gỗ
tròn/năm.

Hình 1.2 – Nhà máy chế biến gỗ Tam Minh tại Quảng Ngãi


6

Mùn cưa là phế phẩm được sinh ra từ quá trình sản xuất và chế
biến gỗ (xẻ, cưa, tiện v.v.). Vì có cấu tạo là dạng bột có kích thước
nhỏ, dễ tạo hình (qua nén, ép v.v.), nên mùn cưa được tận dụng, ứng
dụng và sử dụng khá phổ biến trong nhiều lĩnh vực như: làm cốt liệu
cho các sản phẩm đồ gỗ công nghiệp (sản xuất ra bàn làm việc, bàn
họp, vách ngăn, tủ đựng hồ sơ, tủ đựng quần áo, ván sàn, v.v.); làm
đệm sinh học trong chăn nuôi; làm phân bón trong trồng trọt; chế
biến thành viên mùn cưa nén (dùng thay thế điện, than đá, củi làm
chất đốt trong hệ thống lò sưởi; dùng trong hệ thống đốt ngành công
nghiệp, dân dụng; lót chuồng trại, trang trại v.v.); một thành phần
nguyên liệu trong sản xuất giấy Kraft (loại giấy này thường dùng để
sản xuất ra các loại bao bì như t i xách, phong bì, giấy lót, lớp lót
v.v. phổ biến là bao ximăng); cũng có thể được sử dụng để tạo thành
các sản phẩm thủ công mỹ nghệ khác v.v..

1.5.2. Việc ứng dụng mùn cưa trong sản xuất vật liệu xây dựng
Trong quá trinh nghiên cứu thực hiện đề tài, qua tìm hiểu tác giả
được biết đã có một số nghiên cứu sử dụng mùn cưa kết hợp với một
số vật liệu khác để tạo ra một loại vật liệu mới trong xây dựng, điển
hình như: nghiên cứu kết hợp mùn cưa và bê tông trộn lẫn với nhau
để tạo ra một loại bê tông mùn cưa - Viện Công nghệ Xây dựng và
Công nghệ Môi trường thuộc Trường Kỹ thuật và Kiến tr c
Fribourg, Thụy Sĩ; nghiên cứu kết hợp mùn cưa, đất sét, tro, xốp
polystyron tạo thành viên gốm xốp cách nhiệt (qua nung trong lò
tuynen) – đề tài nghiên cứu cấp Bộ mà tiến sĩ Vũ Minh Đức, Trưởng
khoa Vật liệu xây dựng, Đại học Xây dựng, là người đứng đầu.
1.6. Kết luận chƣơng
Qua tìm hiểu việc ứng dụng mùn cưa trong sản xuất vật liệu xây
dựng có thể nhận thấy cho đến nay vẫn chưa có một nghiên cứu nào
đề cập đến việc sử dụng mùn cưa để sản xuất gạch xi măng không
nung. Từ đó có thể khẳng định việc tác giả nghiên cứu sử dụng mùn
cưa làm thành phần cấp phối sản xuất gạch xi măng không nung là


7

hết sức cần cần thiết và có nhiều ý nghĩa.
Ở Chương này, tác giả đã trình bày tổng quan về gạch không
nung và giới thiệu về những vấn đề có liên quan như: các đặc trưng
cơ lý của gạch không nung, các loại nguyên vật liệu chế tạo gạch xi
măng không nung tại Quảng Ngãi, quy trình sản xuất gạch xi măng
không nung, giới thiệu nguồn mùn cưa và việc ứng dụng mùn cưa
trong sản xuất vật liệu xây dựng.
Ở các chương tiếp theo, tác giả sẽ tiếp tục trình bày các nội dung
có liên quan đến các đặc trưng cơ lý của gạch xi măng không nung,

phương pháp xác định các đặc trưng cơ lý của các thành phần cấp
phối của gạch xi măng không nung và các đặc trưng cơ lý của gạch
xi măng không nung sử dụng mùn cưa trong thành phần cấp phối. Cụ
thể hơn là: Chương 2 sẽ trình bày cơ sở xác định các đặc trưng cơ lí
cơ bản của vật liệu chế tạo gạch và phương pháp thí nghiệm để làm
cơ sở cho Chương 3 tiến hành nghiên cứu các đặc trưng cơ lí của loại
gạch này.


8

CHƢƠNG 2
CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ LÝ
CỦA GẠCH XI MĂNG KHÔNG NUNG
2.1. Các tiêu chuẩn liên quan đến việc xác định các đặc trƣng
cơ lý của gạch xi măng không nung
Gạch xi măng cốt liệu phù hợp với TCVN 6477:2016 (Gạch bê
tông) [11].
2.2. Phƣơng pháp xác định các đặc trƣng cơ lý của các thành
phần cấp phối gạch xi măng không nung
2.2.1. Xi măng Sông Gianh
a. Xác định độ bền nén: áp dụng theo TCVN 6016:2011 [12]
b. Xác định thời gian đông kết: áp dụng theo TCVN 6017:2015
[8]
c. Xác định độ mịn: áp dụng theo TCVN 4030:2003 [7]
d. Xác định khối lượng riêng: áp dụng theo TCVN 4030:2003 [7]
2.2.2. Nước
Nước dùng cho trộn vữa phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật
theo TCVN 4506:2012 [13].
2.2.3. Cát Sông Trà

a. Xác định khối lượng riêng, độ hút nước: áp dụng theo TCVN
7572-4:2006 [10]
b. Khối lượng thể tích xốp: áp dụng theo TCVN 7572-6:2006 [10]
c. Xác định thành phần hạt: áp dụng theo TCVN 7572-2:2006
[10]
d. Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét: áp dụng theo TCVN 75728:2006 [10]
2.2.4. Đá mạt Ba Gia
a. Xác định khối lượng riêng, độ hút nước: áp dụng theo TCVN
7572-4:2006 [10]
b. Xác định khối lượng thể tích xốp: áp dụng theo TCVN 75726:2006 [10]


9

c. Xác định thành phần hạt: áp dụng theo TCVN 7572-2:2006
[10]
d. Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét: áp dụng theo TCVN 75728:2006 [10]
2.3. Đặc trƣng cơ lý của các thành phần cấp phối chế tạo gạch
xi măng không nung sử dụng mùn cƣa trong thành phần cấp
phối
2.3.1. Xi măng Sông Gianh
a. Xác định độ bền nén của xi măng
b. Xác định thời gian đông kết của xi măng
c. Xác định độ mịn của xi măng
d. Xác định khối lượng riêng của xi măng
2.3.2. Cát Sông Trà
a. Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của Cát Sông Trà
b. Xác định khối lượng thể tích xốp của Cát Sông Trà
c. Xác định thành phần hạt của Cát Sông Trà
d. Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét của Cát Sông Trà

2.3.3. Đá mạt Ba Gia
a. Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của đá mạt
b. Xác định khối lượng thể tích xốp của đá mạt
c. Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét của đá mạt
d. Xác định thành phần hạt của đá mạt
2.3.4. Mùn cưa
a. Xác định khối lượng riêng, độ hút nước của mùn cưa
b. Xác định khối lượng thể tích xốp của mùn cưa
c. Xác định thành phần hạt của mùn cưa
2.4. Kết luận chƣơng
Chương 2 đã trình bày các cơ sở khoa học để xác định các đặc
trưng cơ lí của các thành phần cấp phối chế tạo gạch không nung,
trong đó có mùn cưa. Phương pháp xác định một số đặc trưng cơ lí


10

của gạch không nung dựa trên các Tiêu chuẩn Việt Nam khác nhau
như đã đề cập. Các đặc trưng cơ lí của các thành phần cấp phối chế
tạo gạch không nung sử dụng nguồn vật liệu tại Quảng Ngãi cũng đã
được xác định, kết quả đảm bảo đáp ứng các yêu cầu mà các tiêu
chuẩn đã đề ra. Đây là cơ sở quan trọng để tác giả tiến hành các thí
nghiệm xác định các đặc trưng cơ lí của gạch không nung sử dụng
mùn cưa làm thành phần cấp phối trong chương 3.


11

CHƢƠNG 3
XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ LÝ CỦA GẠCH XI MĂNG

KHÔNG NUNG SỬ DỤNG MÙN CƢA LÀM THÀNH PHẦN
CẤP PHỐI
3.1. Xây dựng các cấp phối để sản xuất gạch xi măng không
nung
Bảng 3.1 - Định mức cấp phối sản xuất 01 viên gạch xi măng không
nung tại nhà máy sản xuất gạch không nung Nghĩa Lâm Xanh, mác
gạch M5,0
Định mức 1 viên
TT
Nguyên vật liệu
Cấp phối
Quy đổi theo kết
thông thƣờng
quả thí nghiệm
1 Cát Sông Trà
0,0008 (m3)
1,116 (kg)
2 Mạt đá Ba Gia
3 Xi măng Sông Gianh
4 Nước

0,00175 (m3)

2,69 (kg)

0,24 (kg)

0,24 (kg)

3

0,0001 (m )

0,10 (lít)

Bảng 3.2 - Định mức cấp phối cho 1m3 vữa để sản xuất gạch không
nung tại nhà máy gạch Nghĩa Lâm Xanh, mác gạch M50
Cát (kg)
Đá mạt (kg)
Xi măng (kg)
Nƣớc (lít)
470

1.132

101

42

Tiếp theo, tác giả xây dựng các cấp phối khác nhau của gạch
không nung có sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp phối. Sẽ tiến
hành thay thế đá mạt bằng mùn cưa theo các tỉ lệ phần trăm về khối
lượng: 3%, 5%, 7% và 10%. Tiến hành các thí nghiệm khảo sát
nhằm đánh giá sự hợp lí của tỉ lệ phần trăm mùn cưa thay thế đá mạt
trong thành phần cấp phối nhằm tìm ra cấp phối hợp lí nhất, đảm bảo
yêu cầu mác gạch có được như đã đề cập phía trên. Bảng 3.3 chỉ ra tỉ
lệ thành phần cấp phối cho 01m3 vữa để chế tạo gạch không nung có
sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp phối. Để đánh giá hiệu quả
thay thế mạt đá bằng mùn cưa trong thành phần cấp phối, tác giả cố
định khối lượng thành phần xi măng và cát trong tất cả các cấp phối

12

thí nghiệm, thay thế đá mạt bằng mùn cưa và điều chỉnh lượng nước
(tăng thêm) gi p đảm bảo tính công tác và thuận tiện cho quá trình
chế tạo (do khi đưa mùn cưa vào, mùn cưa h t một phần nước của
cấp phối theo chuẩn nhà máy ban đầu như ở cấp phối 1).
Bảng 3.3 – Định mức cấp phối 01m3 vữa để sản xuất gạch xi măng
không nung
Cấp phối
Cát
Xi măng
Nƣớc
Đá mạt Mùn cƣa
CP 1 (0%) 470 (kg) 101 (kg)

42 (lít)

1.132 (kg)

0 (kg)

CP 2 (3%) 470 (kg) 101 (kg)

43 (lít)

1.098 (kg)

5 (kg)

CP 3 (5%) 470 (kg) 101 (kg)

44 (lít)

1.076 (kg)

8 (kg)

CP 4 (7%) 470 (kg) 101 (kg)

45 (lít)

1.053 (kg)

11 (kg)

CP 5 (10%) 470 (kg) 101 (kg)

46 (lít)

1.019 (kg)

16 (kg)

3.2. TẠO MẪU THÍ NGHIỆM
Sau khi tính toán xong các cấp phối, tiến hành đ c mẫu tại nhà
máy sản xuất gạch không nung Nghĩa Lâm Xanh, xã Nghĩa Lâm,
huyện Tư Nghĩa, tỉnh Quảng Ngãi. Gạch 6 lỗ có kích thước
(95x135x185) mm, với các cấp phối trộn từ CP 1 đến CP 5.

Hình 3.1 – Dây chuyền đúc gạch xi măng không nung
3.3. Xác định các đặc trƣng cơ lý của gạch xi măng không
nung sử dụng mùn cƣa trong thành phần cấp phối
3.3.1. Xác định cường độ chịu nén (theo TCVN 6477:2016 [11])
Cường độ chịu nén của viên gạch được xác định dựa trên lực nén
làm phá hủy viên gạch có kích thước thực. Kết quả được thể hiện qua
các bảng 3.4, 3.5, 3.6 và 3.7.


13

Bảng 3.4 - Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của gạch 3 ngày tuổi
Tiết Lực
Cƣờng Cƣờng độ
Tên
Tuổi
Mô tả mẫu diện phá
độ nén nén trung
cấp
mẫu
(mm)
mẫu hoại
từng viên
bình
(ngày)
phối
2
(mm ) (N)
(MPa)

(MPa)
61.390
2,17
CP 1
95x135x185 24.975 77.820
3
2,75
2,26
(0%)
52.050
1,84
52.030
1,84
CP 2
95x135x185 24.975 59.640
3
2,11
2,12
(3%)
68.060
2,41
59.890
2,12
CP 3
95x135x185 24.975 55.980
3
1,98
2,02
(5%)
55.690

1,97
49.850
1,76
CP 4
95x135x185 24.975 53.120
3
1,88
1,83
(7%)
52.070
1,84
45.890
1,62
CP 5
95x135x185 24.975 60.470
3
2,14
1,80
(10%)
46.070
1,63
Bảng 3.5 - Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của gạch 7 ngày tuổi
Tiết
Lực
Cƣờng Cƣờng độ
Tên
Tuổi
Mô tả mẫu diện
phá
độ nén nén trung

cấp
mẫu
(mm)
mẫu
hoại
từng viên
bình
(ngày)
phối
(mm2)
(N)
(MPa)
(MPa)
121.379
4,30
CP 1
95x135x185 24.975 105.598
7
3,74
3,58
(0%)
76.280
2,70
77.740
2,75
CP 2
95x135x185 24.975 64.030
7
2,27
2,59

(3%)
77.930
2,76
65.870
2,33
CP 3
95x135x185 24.975
7
2,56
(5%)
66.620
2,36


14

84.160
2,98
60.120
2,13
CP 4
95x135x185 24.975 66.870
7
2,37
2,38
(7%)
74.640
2,64
62.760
2,22

CP 5
95x135x185 24.975 69.590
7
2,46
2,14
(10%)
49.430
1,75
Bảng 3.6 - Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của gạch 14 ngày tuổi
Tiết
Cƣờng độ Cƣờng độ
Tên
Lực phá Tuổi
Mô tả mẫu diện
nén từng nén trung
cấp
hoại
mẫu
(mm)
mẫu
viên
bình
(N)
(ngày)
phối
(mm2)
(MPa)
(MPa)
152.850
5,41

CP 1
95x135x185 24.975 114.260 14
4,04
4,0
(0%)
71.860
2,54
88.370
3,13
CP 2
95x135x185 24.975 119.960 14
4,25
3,71
(3%)
106.140
3,76
121.379
4,30
CP 3
95x135x185 24.975 105.598 14
3,74
3,58
(5%)
76.280
2,70
84.290
2,98
CP 4
95x135x185 24.975 83.990
14

2,97
3,01
(7%)
87.010
3,08
71.520
2,53
CP 5
95x135x185 24.975 62.210
14
2,20
2,39
(10%)
68.800
2,44
Bảng 3.7 - Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của gạch 28 ngày tuổi
Cƣờng
Tiết
Cƣờng độ
Tên
Lực phá Tuổi
độ nén
Mô tả mẫu diện
nén từng
cấp
hoại
mẫu
trung
(mm)
mẫu

viên
(N)
(ngày)
phối
bình
2
(mm )
(MPa)
(MPa)
143.680
5,09
CP 1
95x135x185 24.975
28
5,65
(0%)
165.310
5,85


15

CP 2
95x135x185 24.975
(3%)
CP 3
95x135x185 24.975
(5%)
CP 4
95x135x185 24.975

(7%)
CP 5
95x135x185 24.975
(10%)

170.020
143.590
151.030
143.630
147.190
145.990
142.990
135.720
130.010
128.330
106.350
108.890
127.330

28

28

28

28

6,02
5,08
5,35

5,08
5,21
5,17
5,04
4,80
4,60
4,54
3,76
3,85
4,51

5,17

5,14

4,65

4,04

BIỂU ĐỘ SỰ PHÁT TRIỂN CƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA GẠCH THEO THỜI GIAN
6

Cƣờng độ (MPa)

5

4
CP 1 (0%)
CP 2 (3%)

3

CP 3 (5%)

CP 4 (7%)

2
CP 5 (10%)

1

0
3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Thời gian (ngày)

Hình 3.4 - Biểu đồ phát triển cường độ chịu nén của gạch các cấp
phối theo thời gian
*Nhận xét:
- Qua biểu đồ phát triển cường độ chịu nén của gạch các cấp
phối theo thời gian (Hình 3.4), có thể nhận thấy: ngoài CP 1 là cấp
phối của nhà máy chưa thay thế mùn cưa trong thành phần, quan sát
các cấp phối còn lại từ CP 2 (3%) ÷ CP 5 (10%) thì CP 2 (với tỉ lệ


16

mùn cưa thay thế là 3%) và CP 3 (với tỉ lệ mùn cưa thay thế là 5%)
đã đạt cường độ là 5,17 MPa và 5,14 MPa ở thời điểm 28 ngày, cao
hơn cường độ chịu nén yêu cầu của đề tài là 5,0 MPa. Ở ngày tuổi
thứ 7, cường độ chịu nén của cấp phối CP 2 và CP 3 đã đạt được
50% so với cường độ chịu nén thiết kế, cao hơn so với các cấp phối
còn lại; đến ngày tuổi thứ 14, cường độ chịu nén của cấp phối CP2
và CP3 là 3,71 MPa và 3,58 MPa trong khi các cấp phối còn lại
cường độ chịu nén vẫn chưa vượt qua 3,0 MPa.
- So với mẫu chuẩn CP1, tốc độ phát triển cường độ chịu nén
theo thời gian của CP 2 và CP 3 là khá tương đồng; các cấp phối
còn lại có tốc độ phát triển chậm hơn và đến ngày thứ 28 vẫn chưa
đạt được cường độ chịu nén theo yêu cầu của đề tài.
3.3.2. Xác định độ rỗng (theo TCVN 6477:2016 [11])
Việc xác định độ rỗng nhằm khống chế tỉ lệ lỗ rỗng của viên gạch
theo kích thước tạo lỗ rỗng của khuôn không vượt quá một giới hạn
cho phép nhằm đảm bảo khả năng chịu lực cho viên gạch.
Bảng 3.8 - Kết quả thí nghiệm độ rỗng của gạch các cấp phối
KL cát
Độ

Độ Yêu
KL thể
Tên
trong
rỗng rỗng cầu
Mô tả mẫu
tích của
Kết
cấp
các lỗ
từng trung kỹ
(cm)
cát
luận
phối
rỗng
viên bình thuật
(g/cm3)
(g)
(%)
(%) (%)
95x135x185 647,7
1,395
19,56
CP 1
95x135x185 662,4
1,395
20,01 19,44 ≤ 65 Đạt
(0%)
95x135x185 620,0

1,395
18,73
95x135x185
CP 2
95x135x185
(3%)
95x135x185

657,7

1,395

19,87

658,2

1,395

19,89 19,59 ≤ 65 Đạt

629,2

1,395

19,01

CP 3 95x135x185
(5%) 95x135x185

662,4

1,395

20,01

647,5

1,395

19,56

19,77 ≤ 65 Đạt


17

95x135x185

653,5

1,395

19,74

95x135x185
CP 4
95x135x185
(7%)
95x135x185

643,3

1,395

19,44

657,5

1,395

19,87 19,68 ≤ 65 Đạt

653,3

1,395

19,74

95x135x185
CP 5
95x135x185
(10%)
95x135x185

652,2

1,395

19,71

650,3

1,395

19,65 19,59 ≤ 65 Đạt

642,9

1,395

19,42

Độ rỗng của gạch (%)

BIỂU ĐỒ ĐỘ RỖNG
20
20
20
20
19
19
19
19
19

CP1
CP2
CP3
CP4
(MC 0%) (MC 3%) (MC 5%) (MC 7%)

CP5
(MC
10%)

Cấp phối
Hình 3.7 - Biểu đồ độ rỗng của gạch các cấp phối

*Nhận xét:
Từ kết quả của Bảng 3.8, ta thấy ngoài CP 1 là cấp phối của nhà
máy, thì tỉ lệ độ rỗng của gạch các cấp phối còn lại chênh lệch
không nhiều (từ 19,59% ÷ 19,77%), đáp ứng được yêu cầu về ngoại
quan của viên gạch xi măng không nung (<65%). Qua đó cũng nhận
thấy các viên gạch theo các cấp phối có tỉ lệ độ rỗng không tương
đồng. Nguyên nhân của kết quả này là do lỗ rỗng của viên gạch phụ
thuộc vào kích thước tạo lỗ rỗng của khuôn; mỗi một đợt sản xuất
(40 viên), khuôn tạo hình có thể do sau khi vệ sinh vẫn còn sót phần


18

vật liệu bám vào phần tạo lỗ rỗng của khuôn nên dẫn đến việc lỗ
rỗng của các viên gạch sau khi tạo hình vẫn còn có tỉ lệ chưa được
đồng đều với nhau.
3.3.3. Xác định độ hút nước (theo TCVN 6355-4:2009 [6])
Độ h t nước của gạch là khả năng h t và giữ nước của nó. Việc
xác định độ h t nước của gạch được thực hiện theo nguyên tắc ngâm
mẫu thử đã được sấy khô và biết trước khối lượng cho tới khi bão
hòa nước. Độ h t nước là tỷ lệ phần trăm khối lượng nước h t vào so
với khối lượng mẫu khô.

Bảng 3.9 - Kết quả thí nghiệm độ hút nước của gạch theo các cấp phối
KL
Tên
mẫu
Mô tả mẫu
cấp
sau khi
(cm)
phối
sấy
(g)
95x135x185
CP 1
95x135x185
(0%)
95x135x185
95x135x185
CP 2
95x135x185
(3%)
95x135x185
95x135x185
CP 3
95x135x185
(5%)
95x135x185
95x135x185
CP 4
95x135x185
(7%)

95x135x185
95x135x185
CP 5
95x135x185
(10%)
95x135x185

3.859,3
3.883,6
3.558,6
3.749,1
3.763,1
3.752,9
3.781,1
3.639,5
3.802,0
3.578,8
3.782,4
3.740,7
3.579,6
3.575,8
3.649,5

KL mẫu
sau khi
ngâm
nƣớc
24h
(g)
4.155,3

4.194,6
3.923,4
4.218,9
4.210,0
4.211,7
4.139,8
4.077,3
4.219,5
4.003,7
4.218,6
4.235,9
4.125,9
4.063,8
4.126,3

Độ
hút
nƣớc
từng
viên
(%)
7,7
8,0
10,3
12,5
11,9
12,2
9,5
12,0
11,0

11,9
11,5
13,2
15,3
13,6
13,1

Độ
hút
nƣớc
trung
bình
(%)

Yêu
cầu
Kết
kỹ
luận
thuật
(%)

8,6

≤ 14

Đạt

12,2

≤ 14

Đạt

10,8

≤ 14

Đạt

12,2

≤ 14

Đạt

14,0

≤ 14

Đạt


19

Độ hút nƣớc của gạch
(%)

BIỂU ĐỒ ĐỘ HÚT NƢỚC
15

10
05
00
CP1
(MC
0%)

CP2
(MC
3%)

CP3
(MC
5%)

CP4
(MC
7%)

CP5
(MC
10%)

Cấp phối

Hình 3.9 - Biểu đồ độ hút nước của gạch các cấp phối
*Nhận xét:
Từ kết quả của Bảng 3.9, ta thấy so với CP 1 là cấp phối của nhà
máy, thì độ hút nước của các cấp phối có sử dụng mùn cưa làm
thành phần cấp phối (từ 12,2% - 14%) là cao hơn, tuy nhiên vẫn đáp

ứng yêu cầu về tính chất cơ lý của viên gạch không nung (≤ 14%).
Việc các cấp phối có sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp phối có
độ hút nước cao hơn so với cấp phối thông thường là điều đã được
dự báo trước bởi độ hút nước trung bình của mùn cưa qua thí
nghiệm vật liệu là 67,4% cao hơn so với mạt đá là 0,95%, dẫn đến
việc khi thay đá mạt bằng mùn cưa theo tỷ lệ trong thành phần cấp
phối sẽ làm cho viên gạch có độ hút nước tăng theo tỷ lệ thay thế.
Như vậy, có thể nhận thấy khi thay thế mùn cưa theo tỷ lệ trong
thành phần cấp phối thì độ hút nước của viên gạch cũng sẽ có sự
thay đổi theo tỷ lệ thay thế đó.
3.3.4. Xác định khối lượng thể tích (theo TCVN 6355-5:2009
[6])
Việc xác định khối lượng thể tích của gạch được thực hiện theo
nguyên tắc: cân mẫu thử đã được sấy khô để xác định khối lượng


20

mẫu thử. Đo các kích thước mẫu thử, từ đó tính khối lượng thể tích.
Bảng 3.10 - Kết quả thí nghiệm khối lượng thể tích của gạch theo các cấp phối
Tên
cấp
phối

Mô tả mẫu
(cm)

9,5*13,5*18,5
CP 1
9,5*13,5*18,5

(0%)
9,5*13,5*18,5
9,5*13,5*18,5
CP 2
9,5*13,5*18,5
(3%)
9,5*13,5*18,5
9,5*13,5*18,5
CP 3
9,5*13,5*18,5
(5%)
9,5*13,5*18,5
9,5*13,5*18,5
CP 4
9,5*13,5*18,5
(7%)
9,5*13,5*18,5
9,5*13,5*18,5
CP 5
9,5*13,5*18,5
(10%)
9,5*13,5*18,5

Thể tích
mẫu
(cm3)
2.372,63

2.372,63

2.372,63

2.372,63

2.372,63

KL KL thể tích KL thể tích
mẫu
của mẫu trung bình
(g)
(g/cm3)
(g/cm3)
3.859,3
1,63
3.883,6
1,64
1,59
3.558,6
1,50
3.749,1
1,58
3.763,1
1,59
1,58
3.752,9
1,58
3.781,1
1,59
3.639,5
1,53

1,57
3.802,0
1,60
3.578,8
1,51
3.782,4
1,59
1,56
3.740,7
1,58
3.579,6
1,51
3.575,8
1,51
1,52
3.649,5
1,54

*Nhận xét:
Từ kết quả của Bảng 3.10, ta thấy so với CP 1 là cấp phối của
nhà máy, thì khối lượng thể tích của các cấp phối có sử dụng mùn
cưa làm thành phần cấp phối đều nhẹ hơn. Ngoài ra, với lượng mùn
cưa thay thế theo tỷ lệ tăng dần trong cấp phối thì khối lượng thể
tích của viên gạch theo tỷ lệ mùn cưa thay thế cũng giảm dần theo, ví
dụ như: CP 2 (1,58 g/cm3), CP 3 (1,57 g/cm3), CP 4 (1,56 g/cm3), CP
5 (1,52 g/cm3)
Như vậy, có thể nhận thấy việc thay thế mùn cưa theo tỷ lệ trong
thành phần cấp phối sẽ dẫn đến khối lượng thể tích của viên gạch
cũng sẽ có sự thay đổi tương ứng nhất định theo tỷ lệ thay thế đó.
3.4. Bình luận và đánh giá kết quả

Từ các kết quả thí nghiệm về các chỉ tiêu cơ lý vật liệu, thí


21

nghiệm về cường độ chịu nén, độ rỗng, độ h t nước, khối lượng thể
tích của gạch xi măng không nung sử dụng mùn cưa làm thành phần
cấp phối thay thế đá mạt. Có thể nhận thấy:
- Độ rỗng của các cấp phối chênh lệch không nhiều, từ 19,59% 19,77%. Đạt so với yêu cầu kỹ thuật (<65%).
- Độ h t nước của gạch xi măng không nung sử dụng mùn cưa
làm thành phần cấp phối, từ 10,8% - 14% là đạt so với yêu cầu kỹ
thuật (≤ 14%). Với độ h t nước này, gạch xi măng không nung sử
dụng mùn cưa làm thành phần cấp phối vẫn có khả năng chống thấm
tốt hơn so với gạch nung (độ h t nước khoảng 10 - 18%).
- Về cường độ chịu nén của viên gạch: ngoài CP 1 là cấp phối của
nhà máy chưa thay thế mùn cưa trong thành phần, theo thời gian
cường độ của viên gạch như CP 2 (với tỉ lệ mùn cưa thay thế là 3%)
và CP 3 (với tỉ lệ mùn cưa thay thế là 5%) có được sự phát triển đồng
đều, trong khi các cấp phối còn lại phát triển khá chậm. Ở thời điểm
28 ngày, CP 2 đạt cường độ là 5,17 MPa và CP 3 đạt cường độ là
5,14 MPa, cao hơn cường độ chịu nén yêu cầu của đề tài là 5,0 MPa;
trong khi các cấp phối còn lại vẫn chưa đạt được cường độ theo yêu
cầu của đề tài.
- Khối lượng thể tích của gạch xi măng không nung khi sử dụng
mùn cưa làm thành phần cấp phối đạt từ 1,52 ÷1,58 g/cm3, trong khi
gạch xi măng không nung không sử dụng mùn cưa làm thành phần
cấp phối là 1,59 g/cm3. Như vậy, so với gạch xi măng không nung
không sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp phối thì gạch xi măng
không nung sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp phối có khối lượng
thể tích nhẹ hơn. Trong đó, khối lượng thể tích của CP 2 là 1,58

g/cm3 và CP 3 là 1,57 g/cm3, đây là hai cấp phối có cường độ chịu
nén đạt theo yêu cầu của đề tài.
3.5. Đánh giá hiệu quả về kỹ thuật, kinh tế và môi trƣờng
3.5.1. Hiệu quả về kỹ thuật


22

- Qua các kết quả thí nghiệm nêu trên cho thấy:
+ Với cấp phối có tỉ lệ mùn cưa thay thế từ 3% ÷ 5% hàm lượng
bột đá có trong định mức cấp phối sản xuất gạch không nung tại nhà
máy, cường độ của gạch phát triển ổn định theo thời gian và đến
ngày thứ 28 đã vượt qua yêu cầu về cường độ thiết kế mà đề tài đề ra
(gạch mác 50).
+ Các chỉ tiêu về ngoại quan và tính chất cơ lý khác như: độ rỗng,
độ h t nước của gạch xi măng không nung sử dụng mùn cưa làm
thành phần cấp phối đã đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật. Ngoài ra,
khối lượng thể tích của gạch xi măng không nung khi sử dụng mùn
cưa làm thành phần cấp phối còn nhẹ hơn so với gạch xi măng không
nung thông thường, trong đó có hai cấp phối có cường độ chịu nén
đạt theo yêu cầu của đề tài là CP 2 và CP 3.
Như vậy gạch xi măng không nung khi sử dụng mùn cưa làm
thành phần cấp phối thay thế hàm lượng nhất định đá mạt đã đáp ứng
được các yêu cầu kỹ thuật đối với loại gạch xây.
- Ngoài ra, có thể sản xuất các loại gạch có kích thước lớn, chính
xác, viên gạch không bị cong vênh, dễ dàng tạo lỗ rỗng lớn trong quá
trình tạo hình sản phẩm.
3.5.2. Hiệu quả về kinh tế và môi trường
Mùn cưa là nguồn phế phẩm có trữ lượng lớn từ các nhà máy, các
cơ sở kinh doanh trong lĩnh vực gia công, chế biến về gỗ hiện nay ở

Việt Nam. Đây là nguồn phế phẩm lớn nhưng cũng có thể coi nó như
là một nguồn chất thải đang cần được xử lý và tận dụng.
Hiện nay, một phần lượng mùn cưa được tận dụng sản xuất giấy,
đồ gỗ công nghiệp v.v., phần còn lại chủ yếu là làm chất đốt hoặc bỏ
đi gây ảnh hưởng không tốt đến môi trường.
Do vậy, việc tận dụng và sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp
phối để sản xuất gạch không nung đã giải quyết được một số vấn đề
về kinh tế và môi trường. Qua đây cũng đưa ra thêm hướng xử lý


23

khác đối với lượng mùn cưa thải ra còn chưa được xử lý; đồng thời
cũng góp phần vào việc tiết kiệm nguồn nguyên vật liệu sản xuất
gạch không nung hiện đang sử dụng.
3.6. Kết luận chƣơng
Dựa vào cấp phối chuẩn của nhà máy sản xuất gạch không nung
Nghĩa Lâm Xanh – xã Nghĩa Lâm, huyện Tư Nghĩa, tỉnh Quảng
Ngãi. Tác giả đã thay đá mạt bằng mùn cưa theo một số tỉ lệ thay thế
từ 3%, 5%, 7%, 10%. Sau khi thiết kế các cấp phối, đ c mẫu thí
nghiệm tại nhà máy và thực hiện quy trình dưỡng hộ tiêu chuẩn trong
phòng thí nghiệm, các mẫu gạch xi măng không nung mà đề tài đang
tập trung nghiên cứu đã được tiến hành các thí nghiệm theo các tiêu
chuẩn hiện hành nhằm xác định các chỉ tiêu về: cường độ và sự phát
triển cường độ; độ rỗng; độ h t nước và khối lượng thể tích của gạch
không nung có và không có sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp
phối.
Qua kết quả khảo sát về cường độ chịu nén, độ rỗng, độ h t nước
và khối lượng thể tích ta nhận thấy:
- Về cường độ chịu nén của viên gạch: ngoài CP 1 là cấp phối của

nhà máy chưa thay thế mùn cưa trong thành phần, các CP 2 (với tỉ lệ
mùn cưa thay thế là 3%) và CP 3 (với tỉ lệ mùn cưa thay thế là 5%) ở
thời điểm 28 ngày đã đạt cường độ cao hơn cường độ chịu nén yêu
cầu của đề tài, trong khi các cấp phối còn lại vẫn chưa đạt được
cường độ theo yêu cầu của đề tài.
- Độ rỗng của các cấp phối chênh lệch không nhiều và đã đáp ứng
yêu cầu kỹ thuật.
- Độ h t nước của gạch xi măng không nung sử dụng mùn cưa
làm thành phần cấp phối đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Với độ h t nước
này, gạch không nung sử dụng mùn cưa làm thành phần cấp phối có
khả năng chống thấm tốt hơn so với gạch nung.
- Khối lượng thể tích của gạch xi măng không nung khi sử dụng