NGHIÊN CỨU DƯỠNG HỘ BÊ TÔNG TỪ BÊN TRONG BẰNG VIỆC TẬN DỤNG CỐT LIỆU GẠCH PHẾ THẢI TỪ XÂY DỰNG

Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU DƯỠNG HỘ BÊ TÔNG TỪ BÊN
TRONG BẰNG VIỆC TẬN DỤNG CỐT LIỆU GẠCH PHẾ
THẢI TỪ XÂY DỰNG

GVHD : TS. Bùi Phương Trinh
SVTH : Nguyễn Hải Đông
MSSV : 1410893

TP. HCM, Tháng 12 năm 2018


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Đề cương nghiên cứu luận văn là bước đầu cho mỗi sinh viên tìm hiểu về đề tài
nghiên cứu luận văn trong suốt quá trình học tập dưới mái trường Đại học. Đề cương
luận văn giúp cho sinh viên tìm hiểu được vấn đề đặt ra và giải quyết được các nhiệm
vụ yêu cầu của luận văn sắp tới.
Để hoàn thành đề cương luận văn này, em xin chân thành cảm ơn tất cả các
thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM, đặc biệt là quý thầy cô trong Bộ môn
Vật Liệu Xây Dựng đã dẫn dắt và truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý giá
trong suốt thời gian học tập vừa qua trong các năm học.
Em xin chân thành cảm ơn cô TS. Bùi Phương Trinh đã tận tình hướng dẫn và
giúp đỡ chúng em hoàn thành đề cương luận văn này. Em xin cảm ơn các bạn đã tận

tình chia sẽ tài liệu và giúp đỡ em tận tình trong quá trình làm đề cương luận văn.

Tp. HCM, tháng12 năm 2018

SVTH
Nguyễn Hải Đông

i


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp

TÓM TẮT
Với tình trạng nguồn nguyên liệu tự nhiên đang dần cạn kiệt cộng với ô
nhiễm môi trường và mất thẩm quan do gạch phế thải được đổ tùy tiện, tự phát.
Cần thiết phải thí nghiệm chế tạo bê tông sử dụng gạch phế thải thay thế cốt liệu
nhỏ đang cạn kiệt. Dựa trên việc tham khảo những kinh nghiệm từ các nghiên cứu
trong và ngoài nước để phục vụ công tác nghiên cứu. Trong nghiên cứu này, tỉ lệ
thay thế gạch phế thải / cốt liệu tự nhiên lần lượt là 0%; 25%; 50%; 75%; 100%.

ii


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... i
TÓM TẮT ................................................................................................................ ii
MỤC LỤC ............................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................... iv

DANH MỤC BẢNG .................................................................................................v
Chương 1.

TỔNG QUAN .....................................................................................1

1.1 Đặt vấn đề .........................................................................................................1
1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước.......................................................4
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước ...........................................................4
1.2.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới .......................................................11
1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ...........................................................................18
1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU..............................................................................18
Chương 2.

HỆ NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
19

2.1 HỆ NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG ....................................................................19
2.1.1 Xi măng (C) ..............................................................................................19
2.1.2 Cát (cốt liệu nhỏ) ......................................................................................20
2.1.3 Đá (cốt liệu lớn) ........................................................................................21
2.1.4 Nước (N) ...................................................................................................22
2.1.5 Cốt liệu nhỏ tái sử dụng từ gạch phế thải .................................................22
2.1.6 Phụ gia siêu dẻo (SK) ...............................................................................23
2.2 THIẾT KẾ CẤP PHỐI ..................................................................................24
2.3 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM ..........................................................................29
2.3.1 Phương pháp thử độ sụt (TCVN 3106:1993) ...........................................30
2.3.2 Quy trình đúc mẫu và dưỡng hộ mẫu (TCVN 3015:1993) ......................31
2.3.3 Phương pháp thử cường độ chịu nén (TCVN 3118:1993) .......................32
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................34
iii

Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Khai thác cát sông tự nhiên [2]. ..................................................................2
Hình 1.2 Tổng sản lượng chất thải của Canada [4]. ..................................................3
Hình 1.3 Chôn lấp chất thải xây dựng [6]..................................................................3
Hình 1.4 Sơ đồ phân loại và biên pháp xử lí phế thải xây dựng [8] ..........................6
Hình 1.5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ CLTC [8]. ...................................................8
Hình 1.6 Tỷ lệ cường độ nén bê tông sử dụng CLTC [9]. .......................................10
Hình 1.7 Tỷ lệ cường độ nén bê tông sử dụng CLTN và CLTC [9]. ......................11
Hình 1.8 Biểu đồ tương quan về cường độ chịu nén của bê tông và hàm lượng gạch
thay thế cốt liệu nhỏ với các chế độ dưỡng hộ khác nhau [12] ...............................14
Hình 1.9 Biểu đồ độ hút nước của gạch A và B theo thời gian [13] .......................16
Hình 2-1 Xi măng Vicem Hà Tiên PC40 .................................................................19
Hình 2-2 Phụ gia siêu dẻo Sikament R4 ..................................................................24
Hình 2-3 Quá trình thử độ sụt của bê tông...............................................................31

iv


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Đề xuất cách phân loại CLTC cho bê tông và vữa xây dựng [9] ...............4
Bảng 1.2 Yêu cầu kĩ thuật và phương pháp thử đối với CLTC [8]. ..........................9
Bảng 1.3 Cường độ chịu nén của các mẫu khi sử dụng cốt liệu gạch thay thế ở 3
chế độ thử nghiệm [12]. ...........................................................................................12
Bảng 1.4 Bảng thành phần cỡ hạt của các loại cốt liệu [13]....................................15

Bảng 1.5 Tính chất cơ học của các loại cốt liệu ......................................................17
Bảng 2-1 Các chỉ tiêu cơ lý của xi măng PC40 .......................................................20
Bảng 2-2 Các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu nhỏ ...........................................................21
Bảng 2-3 Các chỉ tiêu cơ lý của cốt liệu lớn ............................................................22
Bảng 2-4 Các chỉ tiêu và phương pháp thí nghiệm gạch phế thải ...........................23
Bảng 2-5 Hệ số tính đổi α theo TCVN 3118:1993 ..................................................25
Bảng 2-6 Cường độ yêu cầu trung bình khi không có dữ liệu để tính độ lệch chuẩn
theo ACI 318-11.......................................................................................................25
Bảng 2-7 Lượng nước nhào trộn ứng với độ sụt và Dmax cốt liệu theo ACI 211.191 ..............................................................................................................................26
Bảng 2-8 Thể tích cốt liệu lớn ứng với modul độ lớn cốt liệu nhỏ theo ACI 211.191 ..............................................................................................................................27
Bảng 2-9 Thành phần cấp phối cho 1m3 bê tông ....................................................28

v


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp

Chương 1. TỔNG QUAN
1.1 Đặt vấn đề
Với sự phát triển của ngành công nghiệp xây dựng hiện nay, bê tông đã trở
thành loại vật liệu quan trọng và được sử dụng nhiều trên thế giới, do nó là loại vật
liệu có khả năng chịu nén và độ bền cao trong công trình. Ngoài ra, nó cũng là loại
vật liệu dễ tạo hình, đáp ứng được các yêu cầu về mặt kiến trúc cao và giá thành phù
hợp. Nhìn chung, bê tông là một vật liệu hỗn hợp được tạo thành từ chất kết dính,
cốt liệu (cát, đá), xi măng, nước và phụ gia (nếu có).
Trong những năm gần đây, nhu cầu xây dựng ngày càng tăng nên nhu cầu sử
dụng nguồn vật liệu xây dựng ngày càng lớn. Nhận thấy qua số liệu từ Bộ Xây Dựng
công bố: Thị trường tiêu thụ cốt liệu xây dựng toàn cầu tăng 6.3% năm 2016 và năm
2024 lên tới 62.9 tỷ tấn [1].
Điều này dẫn đến cốt liệu nhỏ (cát - một trong những thành phần cấu tạo nên

bê tông) cũng được khai thác rất nhiều (xem hình 1.1). Bộ Xây Dựng đã đưa ra nhận
định là với mức độ sử dụng cát sông như hiện tại thì đến năm 2020 sẽ không còn cát
cho các công trình xây dựng [2].

Trang 1


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp

Hình 1.1 Khai thác cát sông tự nhiên [2].
“Xà bần” một trong những loại rác thải xây dựng, hình thành do việc tái xây
dựng công trình. Xà bần có thể là gạch ngói, bê tông, mảnh kính, sắt thép … Hiện
nay xà bần đang chiếm tỉ lệ rất cao trong tổng lượng rác thải ngành công nghiệp [3].
Tại tiểu bang Minnesota (USA), hơn 80% trong số 1,6 triệu tấn chất thải xây
dựng được thải ra vào năm 2013. Theo các nghiên cứu tại quốc gia Canada, chất thải
do ngành công nghiệp xây dựng chiếm đến 21.7% so với tổng sản lượng chất thải
rắn đô thị [3], [4] (xem hình 1.2 ). Phần lớn chất thải này được xử lí bằng việc chôn
lấp, chỉ số ít trong đó là được sử dụng để tái sử dụng. Việc chôn lấp này đòi hỏi có
những bãi chôn lấp lớn, tốn diện tích, chi phí vận chuyển, nên phát sinh rất nhiều bãi
phế thải tự phát. Hơn nữa chất thải này rất khó phân hủy gây ô nhiễm ảnh hưởng đến
môi trường xung quanh (xem hình 1.3).

Trang 2


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp

Hình 1.2 Tổng sản lượng chất thải của Canada [4].

Hình 1.3 Chôn lấp chất thải xây dựng [6].

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, việc tận dụng lại cốt liệu phế thải gạch
xây dựng (recycled clay brick aggregate - RBA) để thay thế cốt liệu tự nhiên (natural
coarse aggregate - NCA) để chế tạo bê tông nhằm góp phần bảo vệ môi trường tốt
hơn [5]. Từ đó, nhận thấy rằng việc tái sử dụng phế thải từ xây dựng để thay thế
Trang 3


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp
một phần cát sông trong việc chế tạo bê tông mang tính cấp thiết bởi việc tận dụng
này không những bảo tồn nguồn tài nguyên thiên nhiên mà còn bảo vệ môi trường.

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Xuất phát từ lợi ích việc tái chế phế thải xây dựng mang lại, ở Việt Nam, Viện
vật liệu xây dựng đã thực hiện những nghiên cứu sử dụng phế thải từ việc phá dỡ
công trình làm bê tông và vữa xây dựng với mục đích làm cốt liệu cho bê tông và
vữa bê tông [7], [8]. Điển hình là nghiên cứu sử dụng phế thải phá dỡ từ các công
trình xây dựng làm cốt liệu cho bê tông và vữa xây dựng [8]. Trong bài nghiên cứu,
các tác giả đã phân loại cốt liệu tái chế (CLTC) (xem Bảng 2.1 và Hình 2.1), đưa ra
yêu cầu kĩ thuật và phương pháp thử đối với cốt liệu tái chế để chế tạo bê tông và
vữa xây dựng (xem Bảng 2.2).
Bảng 1.1 Đề xuất cách phân loại CLTC cho bê tông và vữa xây dựng [9]

Loại

Nguồn gốc

Hàm lượng
Hàm
kết cấu xây

lượngtạp
gạch tối đa
chất*
(theo KL)

I

Chủ yếu từ kết
cấu xây gạch

100%

5%

II

Chủ yếu từ kết
cấu bê tông

10%

1%

III

Hỗn hợp kết
cấu xây gạch
và bê tông

50%

1%

Mô tả
Là hỗn hợp PTXD mà thành phần chủ
yếu bao gồm mảnh vụn kết cấu xây
gạch, lát nền, bê tông. Chất lượng loại
vật liệu này thấp nhất trong 3 loại
CLTC: cường độ thấp, độ bẩn cao.
Chủ yếu là bê tông nghiền nhưng có
thể chứa lượng đáng kể cốt liệu tự
nhiên. Chất lượng tương đối cao với
độ bẩn thấp.
Là hỗn hợp CLTC loại I và II. Tỷ lệ
80/20 CLTN/CLTC loại III có thể sử
dụng cho bê tông mác cao hơn 300.

Trang 4


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp
Các sản phẩm CLTC từ các phế thải phá dỡ công trình gồm có các thành phần
như:
- Nhóm vật liệu gạch, vữa, bê tông, bê tông cốt thép, cát, đá là các loại cốt liệu
tái chế sử dụng để nghiên cứu trong đề tài và là đối tượng mà tác giả hướng đến.
- Nhóm các loại vật liệu nhựa, sắt thép, kim loại, gỗ và các loại vật liệu từ gỗ,
các loại vật liệu có khả năng tái chế khác được tác giả đưa các loại vật liệu này đang
được tái sử dụng, tái chế khi phá dỡ công trình.
- Nhóm vật liệu đất, cát, vữa, phé thải vụn được sử dụng để san lấp, đắp nền,
lớp phủ bề mặt công trình.

- Nhóm các loại vật liệu xốp, rác và rác hữu cơ sử dụng chôn lấp và đốt thành
tro.
Từ các nhóm vật liệu trên tác giả đã đưa ra sơ đồ phân loại và biện pháp xử lí
phế thải xây dựng (xem hình 1.4).

Trang 5


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp

Hình 1.4 Sơ đồ phân loại và biên pháp xử lí phế thải xây dựng [8]

Trang 6


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp
Ngoài ra, bài nghiên cứu còn kể đến sơ đồ dây chuyền công nghệ tái chế phế
thải xây dựng (xem hình 1.5).
Trong sơ đồ dây chuyền công nghệ tác giả đã phân loại các loại phế thải xây
dựng (PTXD) được chia làm ba loại I, II và III. Các PTXD được gia công sơ bộ để
có kích thước nhỏ hơn 300mm và từ đó các phế thải được tách các tạp chất có kích
thước lớn như gỗ, nhựa, sắt…Các vật liệu sau khi phân loại và tách các tạp chất sẽ
được đưa vào máy sàng phân loại và sàng phân loại các cỡ hạt để sử dụng đúng với
kích thước hạt cho phép, bao gồm:
- Cỡ hạt từ 0-20mm sử dụng để làm vật liệu móng đường giao thông.
- Cỡ hạt từ 5-20 và 5-40 sử dụng để làm cốt liệu cho bê tông.
- Cỡ hạt từ 0-5mm sử dụng làm cốt liệu cho vữa xây dựng.
Nếu còn lẫn các tạp chất quá khác sẽ chuyển qua máy nghiền sơ cấp và thứ
cấp tách các tạp chất ra ngoài và nghiền nhỏ các vật liệu tái chế.

Trang 7


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp

Hình 1.5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ CLTC [8].

Trang 8


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp
Bảng 1.2 Yêu cầu kĩ thuật và phương pháp thử đối với CLTC [8].
Các yêu cầu bắt buộc
Khối lượng thể tích khô của các hạt, tối thiểu (kg/m3)
Độ hút nước, tối đa (%)
Hàm lượng các vật liệu có khối lượng thể tích SSD < 2200
kg/m3, tối đa (%)
Hàm lượng các vật liệu có khối lượng thể tích SSD < 1800
kg/m3, tối đa (%)
Hàm lượng các vật liệu có khối lượng thể tích SSD < 1000
kg/m3, tối đa (%)
Hàm lượng các vật liệu ngoại lai (thủy tinh, bitum, vật liệu
mềm...), tối đa (%)
Hàm lượng của kim loại, tối đa (%)
Hàm lượng các vật liệu hữu cơ, tối đa (%)
Hàm lượng các hạt mịn (< 0.063 mm), tối đa (%)
Hàm lượng cát cho phép (< 4 mm), tối đa (%)
Hàm lượng sunphat cho phép, tối đa (%)
Ghi chú: SSD trạng thái bão hòa khô bề mặt

Loại cốt liệu
I
II
III
1500
2000
2400
20
10
3
-

10

10

1

1

1

1

0.5

0.5

5

1

1

1
1
3
5
1

1
0.5
2
5
1

1
0.5
2
5
1

Từ kết quả nghiên và các yêu cầu kỹ thuật, tác giả đã rút ra được kết quả từ
thí nghiệm và đề xuất cách phân loại cốt liệu tái chế thành ba loại làm cốt liệu như
ban đầu như đã nêu (xem bảng 1.1). Các kết quả nghiên cứu đòi hỏi yêu cầu kĩ thuật
và phương pháp thử với từng loại cốt liệu tái chế để đạt được hiệu quả cao và phát
triển cường độ bê tông.
Đối với việc tận dụng CLTC để chế tạo bê tông đã và đang được nghiên cứu
và ứng dụng vào đời sống ngày càng phát triển. Trong số các nghiên cứu về CLTC,
có nghiên cứu nói về việc sử dụng CLTC thường làm tăng độ co khô, từ biến cũng

như độ hút nước nhưng giảm cường độ nén, mô đun đàn hồi của bê tông so với bê
tông sử dụng cốt liệu tự nhiên (CLTN). Chất lượng của bê tông CLTC giảm do sự
xuất hiện của nhiều vết nứt và lỗ rỗng do quá trình gia công CLTC, vì thế cường độ
Trang 9


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp
CLTC yếu. Ngoài ra, trong CLTC còn có các vùng giao diện chuyển tiếp cũ và phần
vữa cũ bám dính trong hạt CLTN. Chính những nhược điểm này đã hạn chế khả
năng tận dụng CLTC với hàm lượng cao ( 30%) trong kết cấu bê tông chịu lực [9].
nghiên cứu đã chỉ ra việc sử dụng 100% các loại cốt liệu bê tông nặng (CLBTN)
thay thế CLTN làm giảm cường độ nén của bê tông từ 22.5 – 24.2% ( Xem hình 1.6
và hình 1.7).

Hình 1.6 Tỷ lệ cường độ nén bê tông sử dụng CLTC [9].

Trang 10


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp

Hình 1.7 Tỷ lệ cường độ nén bê tông sử dụng CLTN và CLTC [9].
Nhận thấy rằng các nghiên cứu đi trước ở Việt Nam cũng chỉ sử dụng cốt liệu
tái chế từ phế thải xây dựng thay thế cho cốt liệu cát và chỉ đạt được cho bê tông
cường độ thấp mác 200 đên 300, và ứng dụng cốt liệu gạch phế thải vào việc thay
thế cốt liệu cát xây dựng là rất thấp và chưa được nghiên cứu nhiều.

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới hiện nay, việc sử dụng bê tông CLTC từ phế thải xây dựng không
còn xa lạ đối ngành xây dựng mà đã biết từ thời kì La Mã [10]. Trong những năm

gần đây việc nghiên cứu đặc điểm cốt liệu cũng như ảnh hưởng của việc sử dụng cốt
liệu bê tông tái chế (CLBTTC) thay thế CLTN đến tính chất của bê tông đã được
nhiều nghiên cứu đề cập [11]. Các nghiên cứu về BTCLTC chủ yếu nghiên cứu các
tính chất cơ bản như cường độ nén, cường độ uốn, môdun đàn hồi của bê tông sử
dụng cốt liệu lớn bê tông tái chế (CLLBTTC). Chưa có 100% CLBTTC sử dụng cốt
liệu nhỏ trong bê tông cũng như trong việc nâng cao chất lượng của bê tông. Chẳng
Trang 11


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp
hạn như nghiên cứu dưỡng hộ bê tông từ bên trong bằng việc tận dụng cốt liệu gạch
phế thải xây dựng cho vữa xi măng với hàm lượng gạch thay thế là 5,10,15, 20 và
25% cho cốt liệu nhỏ (cát xây dựng) [12]. Sau khi đúc mẫu, mẫu thử được dưỡng hộ
ở 3 chế độ: (a) ngâm mẫu trong nước 28 ngày, (b) ngâm mẫu trong nước 3 ngày rồi
dưỡng hộ trong phòng thí nghiệm khoảng 25 ngày, (c) dưỡng hộ tự nhiên trong
phòng thí nghiệm 28 ngày. Kết quả cho thấy rằng khi thay thế gạch phế thải cho cốt
liệu nhỏ, cường độ nén của mẫu giảm dần khi tăng hàm lượng thay thế ở cả 3 chế độ
dưỡng hộ. Cụ thể: các mẫu ở tuổi 28 ngày với các hàm lượng thay thế 5% (X1), 10%
(X2), 15% (X3), 20% (X4), 25% (X5) khi được dưỡng hộ 28 ngày trong nước có
cường độ nén cao nhất là 25,82 MPa (X1) và thấp nhất là 11,2 MPa (X5); trong khi
ở chế độ dưỡng hộ ngâm mẫu trong nước 3 ngày rồi dưỡng hộ trong phòng thí
nghiệm 25 ngày, mẫu có cường độ nén cao nhất là 21,14 MPa (X1) và thấp nhất là
9,12 MPa (X5); ở chế độ dưỡng hộ 28 ngày trong điều kiện tự nhiên trong phòng thí
nghiệm, mẫu có cường độ nén mẫu cao nhất là 19,33 MPa (X1) và thấp nhất là 8,16
MPa (X5), (xem bảng 1.3).
Bảng 1.3 Cường độ chịu nén của các mẫu khi sử dụng cốt liệu gạch thay thế ở 3
chế độ thử nghiệm [12].
AC (MPa)
Mẫu

PWC (MPa)

WC (MPa)

7

14

28

7

14

28

7

14

28

ngày

ngày

ngày

ngày

ngày

ngày

ngày

ngày

ngày

X1

20,12 22,36 25,82 16,01

18,2

21,14 15,12 17,21 19,33

X2

16,34 19,01 23,14 12,55 14,35 18,45 11,34 11,89 15,87

X3

11,33 14,77 16,56

8,44

11,62 13,17

7,23

10,02 11,34

X4

8,25

12,35 14,01

6,65

8,90

11,68

4,03

7,81

10,81

X5

4,50

8,01

3,13

6,11

9,12

2,4

5,23

8,16

11,2

Trang 12


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp
AC : Air curing – Dưỡng hộ tự nhiên;
PWC : Partially water curing – Dưỡng hộ một phần trong nước (3 ngày trong
nước và 25 ngày dưỡng hộ tự nhiên);
WC : Water curing – Dưỡng hộ 28 ngày trong nước.
Tóm lại, cường độ nén của mẫu X1-5% là cao nhất và giảm dần khi tăng hàm
lượng gạch thay thế, thấp nhất là mẫu X5-25%. (xem Hình 2.5). Bên cạnh đó, khi so
sánh cường độ nén của các mẫu thử (X1, X2, X3, X4, X5) ở tuổi 28 ngày theo các
chế độ dưỡng hộ. Đối với mẫu X1 ở chế độ dưỡng hộ (1) là 25,82 MPa; ở chế độ
dưỡng hộ (2) là 21,14 MPa và ở chế độ thử nghiệm (3) là 19,33 MPa. (Xem bảng
1.3). Qua đó, thấy được cường độ của mẫu thử ở chế độ dưỡng hộ (1) (tức 28 ngày
trong nước) là cao nhất, thấp hơn là mẫu được dưỡng hộ (2) (tức 3 ngày trong nước
và 25 ngày trong điều kiện tự nhiên) và mẫu được dưỡng hộ (3) (tức 28 ngày trong
điều kiện tự nhiên) có giá trị cường độ thấp nhất. Điều đó cũng được kiểm chứng
qua thử nghiệm cường độ nén của các mẫu còn lại (X2, X3, X4, X5) ở tuổi 28 ngày

đều có kết quả tương tự như mẫu X1.

Trang 13


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp

Hình 1.8 Biểu đồ tương quan về cường độ chịu nén của bê tông và hàm lượng gạch
thay thế cốt liệu nhỏ với các chế độ dưỡng hộ khác nhau [12]
Compressive strength: Cường độ chịu nén (MPa); Crushed brick waste content:
Hàm lượng gạch phế thải thay thế (kg/m3)
Ngoài ra, tác giả còn rút ra kết luận rằng gạch phế thải nghiền thay thế cốt liệu
nhỏ có thể sử dụng như một tác nhân dưỡng hộ bên trong, bởi vì gạch có khả năng
giữ nước, lượng nước ít mất đi do bay hơi mà được giữ lại trong gạch nghiền để
phục vụ quá trình hydrat hóa của bê tông.
Về tính chất cơ học của bê tông sử dụng cốt liệu gạch đã được tác giả Paulo
công bố qua bài nghiên cứu [13]. Gạch được xem là cốt liệu tái chế để thay thế cốt
liệu tự nhiên. Tác giả đã thực hiện nghiên cứu đối với 2 loại gạch phế thải thu được
từ 2 nơi khác nhau (được kí hiệu là A và B) [13], sau khi thu gom gạch từ khu vực
A và B, gạch sẽ được đập nhỏ để phù hợp với kích thước của cốt liệu sử dụng trong
bê tông. Còn cốt liệu tự nhiên được sử dụng trong bài nghiên cứu là cốt liệu cát, đá
Trang 14


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp
vôi tự nhiên, trong đó đá vôi được chia làm 2 nhóm: Nhóm 1 (ký hiệu là NA-1) có
kích thước 5-10 mm; Nhóm 2 (ký hiệu là NA-2) có kích thước là 10-20 mm. Thành
phần cỡ hạt của 2 loại gạch này được thể hiện ở Bảng 1.4.
Bảng 1.4 Bảng thành phần cỡ hạt của các loại cốt liệu [13].
Sàng

Cát

NA-1

NA-2

Gạch A

Gạch B

31,5

100

100

100

100

100

16,0

100

100

84,0

100

100

8,0

100

78,0

2,1

99,0

99,0

4,0

100

1,9

0,2

39,5

46,2

2,0

84,4

0,29

0,18

6,53

11,5

1,0

53,5

0,29

0,17

2,55

3,05

0,5

22,7

0,17

0,16

1,67

1,04

0,25

5,7

0,13

0,15

1,33

0,67

0,125

1,8

0,12

0,12

1,13

0,55

(mm)

Trước khi nghiền nhỏ cốt liệu, 2 loại gạch này đã được thử nghiệm khả năng
chịu lực và nhiệt độ nóng chảy. Cụ thể: khả năng chịu lực của gạch là khả năng chịu
nén, kết quả là gạch A (gạch phế thải được lấy ở địa điểm A) có cường độ chịu nén
là 1,7 MPa với nhiệt độ nóng chảy là 850–870 oC và gạch B (gạch phế thải được lấy
ở địa điểm B) có cường độ chịu nén là 2,55 MPa với nhiệt độ nóng chảy là 800–850
Trang 15


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp
o

C. Ngoài ra, một trong những tính chất đặc biệt quan trọng khi sử dụng gạch là độ

hút nước vì nó có ảnh hưởng đến khả năng làm việc của bê tông. Qua thí nghiệm xác
định độ hút nước theo thời gian của 2 loại gạch, tác giả đã thể hiện kết quả trên biểu
đồ (Xem hình 1.9).

Hình 1.9 Biểu đồ độ hút nước của gạch A và B theo thời gian [13]
Absortion: Độ hút nước (%); Time: Thời gian (giây)
Biểu đồ cho thấy trong 2 phút (120 giây) đầu khi ngâm gạch phế thải trong
nước, độ hút nước đạt ít nhất 75% đối với gạch A và trên 90% đối với gạch B; trong
khoảng thời gian 5 phút (300 giây) giá trị độ hút nước đạt ít nhất 91% với gạch A và
100% với gạch B. Bên cạnh thí nghiệm về độ hút nước, tỉ trọng của cốt liệu với nước
(khối lượng riêng) cũng được xác định. Kết quả được thể hiện ở Bảng 1.5 cho thấy
gạch cốt liệu có khối lượng riêng nhỏ hơn cốt liệu tự nhiên. Điều đó cho thấy được

Trang 16

Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp
hiệu quả của việc sử dụng gạch cốt liệu tái chế để chế tạo bê tông nhẹ với cường độ
cao trong quá trình xây dựng và bảo vệ môi trường tự nhiên trên thế giới.
Bảng 1.5 Tính chất cơ học của các loại cốt liệu
Tính

Tiêu

chất

chuẩn

Độ hút

NP EN

nước

1097-6

Khối

NP EN

lượng

1097-6

Đơn vị

Nguyên liệu tự nhiên

Nguyên liệu tái
chế

Cát

NA-1

NA-2

%

0,79

1,33

1,07

15,81

18,91

Kg/m3

2791

2641

2617

1805

1928

Gạch A Gạch B

riêng
Dựa trên những tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, nhận thấy rằng việc
tận dụng lại phế phẩm bê tông đang là vấn đề rất cần thiết. Nhiều nhà nghiên cứu
trên thế giới cho thấy được sự hiệu quả của việc sử dụng cốt liệu tái chế trong xây
dựng đã làm cải thiện tính chất của bê tông như tăng cường bê tông và khả năng hút
nước và xử lí ô nhiễm của môi trường. Tuy nhiên, tại Việt Nam, nghiên cứu về tận
dụng bê tông phế phẩm có qua xử lý để chế tạo bê tông vẫn chưa được nghiên cứu
nhiều.

Trang 17


Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp
1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Mục tiêu của đề tài này là nghiên cứu về việc sử dụng cốt liệu từ phế phẩm bê
tông từ các phòng thí nghiệm sau khi qua xử lý để chế tạo bê tông nhằm tận dụng lại
các nguồn phế phẩm này, góp phần bảo vệ môi trường. Để đạt được mục tiêu trên,
nghiên cứu cần triển khai:
 Tổng quan tình hình nghiên cứu và sử dụng cốt liệu tái chế trong sản xuất bê
tông trên thế giới và Việt Nam.
 Nghiên cứu và phân tích các đặc tính của hạt bê tông cốt liệu tái chế và lựa
chọn vật liệu tái chế bê tông có sẵn ở Việt Nam.
 Nghiên cứu ảnh hưởng của bê tông cốt liệu tái chế so với bê tông sử dụng cốt

liệu tự nhiên.
 Nghiên cứu và phân tích cường độ chịu nén, độ hút nước đối với bê tông sử
dụng cốt liệu tái chế và bê tông tự nhiên.
 Đánh giá hiệu quả khi sử dụng bê tông cốt liệu tái chế vào các công trình xây
dựng.

1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Dựa trên mục tiêu được đề ra, nghiên cứu được tiến hành ở phòng thí
nghiệm tại trường về các tính chất cơ học của bê tông sử dụng cốt liệu từ bê tông
phế phẩm có qua xử lý bằng việc nghiền mịn với:
 Xác định các mẫu ở tuổi 28 ngày với các hàm lượng thay thế 5% (X1), 10%
(X2), 15% (X3), 20% (X4), 25% (X5).
 Xác định mẫu được sử dụng cốt liệu tái chế từ hai nơi khác nhau trong cùng
điều kiện nghiên cứu phòng thí nghiệm.
 Kiểm tra mẫu sau khi dưỡng hộ 7 ngày, 14 ngày, 28 ngày trong nước có
cường độ nén cao nhất và thấp nhất.

Trang 18


Chương 2.
Chương 2.

Đề Cương Luận Văn Tốt Nghiệp

HỆ NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
THÍ NGHIỆM

2.1 HỆ NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG
2.1.1 Xi măng (C)

Trong nghiên cứu này loại xi măng được sử dụng là PC40 (loại I) của
nhà máy xi măng Vicem Hà Tiên (xem Hình 2-1). PC40 là xi măng Portland
có cường độ chịu nén tối thiểu ở 28 ngày tuổi là 400 kG/cm2, dưỡng hộ trong
điều kiện tiêu chuẩn TCVN 4032:1985. Đây là chất kết dính vô cơ rắn trong
nước và không khí, là sản phẩm nghiền mịn của clinker và đá thạch cao.

Hình 2-1 Xi măng Vicem Hà Tiên PC40
Các chỉ tiêu cơ lý về cường độ chịu nén, lượng nước tiêu chuẩn, thời gian
ninh kết, độ mịn và khối lượng riêng của xi măng phù hợp với các yêu cầu trong
TCVN 2682:2009, xem Bảng 2-1.

Trang 19