Ảnh hưởng của hạt cốt liệu nhẹ tái chế từ phế thải phá dỡ công trình xây dựng đến một số tính chất cơ lý của bê tông nhẹ

Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019. 13 (4V): 94–102

ẢNH HƯỞNG CỦA HẠT CỐT LIỆU NHẸ TÁI CHẾ TỪ PHẾ THẢI
PHÁ DỠ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG ĐẾN MỘT SỐ TÍNH CHẤT
CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG NHẸ
Nguyễn Công Thắnga,∗, Nguyễn Hùng Phongb , Nguyễn Văn Tuấna , Phan Huy Tùngc , Lê Ngọc Land
a

b

Khoa Vật liệu Xây dựng, Đại học Xây dựng, số 55 đường Giải Phóng, Hà Nội, Việt Nam
Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, Đại học Xây dựng, số 55 đường Giải Phóng, Hà Nội, Việt Nam
c
Cục Quản lý Xây dựng và Doanh trại, Bộ Công An, 47 đường Phạm Văn Đồng, Hà Nội, Việt Nam
d
Học viện Cán bộ quản lý xây dựng và đô thị, Km 10, đường Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam
Nhận ngày 20/08/2019, Sửa xong 20/09/2019, Chấp nhận đăng 20/09/2019

Tóm tắt
Trong những năm gần đây ô nhiễm môi trường đang ngày càng nghiêm trọng, một trong những nguyên nhân
đó là do phế thải xây dựng từ các công trình. Việc tái sử dụng phế thải phá dỡ công trình xây dựng là một xu
hướng tất yếu, xu hướng phát triển bền vững mà các quốc gia đang hướng đến. Bài báo trình bày kết quả nghiên
cứu thực nghiệm về việc chế tạo bê tông nhẹ sử dụng hạt cốt liệu nhẹ chế tạo từ phế thải phá dỡ công trình xây
dựng với thành phần gạch và vữa xây, sau đó đánh giá đặc trưng cơ lý quan trọng của loại bê tông này là cường
độ chịu nén. Kết quả thực nghiệm cho thấy từ các hạt cốt liệu nhẹ chế tạo từ phế thải khối vữa xây (gồm gạch
và vữa) có thể tạo ra được loại bê tông nhẹ có khối lượng thể tích nhỏ hơn 1800 kg/m3 với cường độ chịu nén
có thể đạt tới 20 MPa ở tuổi 28 ngày và đạt trên 25 MPa ở tuổi 90 ngày. Loại bê tông này có thể sử dụng làm bê
tông nhẹ chịu lực cho công trình xây dựng, đem lại lợi ích cho công trình đồng thời giúp giải quyết những vấn
đề do PTXD sinh ra, lại giúp giảm bớt việc sử dụng quá tải các nguồn tài nguyên thiên nhiên.
Từ khoá: bê tông nhẹ; phế thải phá dỡ công trình xây dựng; hạt cốt liệu nhẹ; khối lượng thể tích; cường độ chịu
nén; hệ số phẩm chất.

THE EFFECT OF LIGHTWEIGHT AGGREGATES RECYCLED FROM CONSTRUCTION AND DEMOLITION WASTES TO SOME PROPERTIES OF LIGHTWEIGHT CONCRETE
Abstract
In recent years, environmental pollution is getting more and more serious and one of the reasons for that is the
construction and demolition waste (CDW) discharged from construction work. The recycling of CDW has been
being become an inevitable trend in the sustainable development in many countries. The paper presents the
results of empirical research on the production of lightweight concrete using lightweight aggregate made from
construction demolition waste and assesses the important physical characteristics of this type of compressive
strength. Experimental results show that lightweight aggregate particles can be used to make lightweight concrete with a density of less than 1800 kg/m3 and compressive strength of concrete up to 20 MPa at 28 days and
reaches over 25 MPa at the age of 90 days. This concrete can be used as structural lightweight concrete with
many benefits for the structure at the same time reducing the problem of CDW and prevent the over-exploitation
of natural resources.
Keywords: lightweight concrete; construction and demolition waste; lightweight aggregate; density; compressive strength; performance index.
c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE)

∗

Tác giả chính. Địa chỉ e-mail: (Thắng, N. C.)

94


Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

1. Giới thiệu
Bê tông nhẹ (BTN) là một vật liệu xây dựng hiện đang được sử dụng phổ biến trong xây dựng cơ
bản ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới [1–3]. Chúng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau
như: làm khung, sàn, tường cho các nhà cao tầng, dùng trong các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn,..
Sử dụng bê tông nhẹ trong công trình xây dựng mang lại nhiều lợi ích kinh tế - kỹ thuật to lớn như
giảm tải cho công trình, dẫn tới giảm kinh phí xử lý nền móng và hệ thống kết cấu của công trình
[1]. Bên cạnh đó, tốc độ công nghiệp hoá nước ta đang diễn ra nhanh chóng. Trung bình hàng năm,

mỗi đô thị lại có hàng ngàn nhà ở của các hộ dân và hàng trăm công trình công cộng được xây dựng.
Tương ứng với đó, mỗi năm có hàng vạn mét khối phế thải xây dựng (PTXD) được thải ra, không
được xử lý, gây ô nhiễm môi trường [4, 5]. Do đó, việc nghiên cứu khả năng tái chế loại chất thải này
đang được các nhà khoa học và chuyên gia tại rất nhiều nước quan tâm. Sản phẩm thu được từ quá
trình xử lý PTXD, chẳng hạn từ (phế thải tường xây gồm vữa và gạch đất sét nung), tạo ra các hạt cốt
liệu rỗng, nhẹ có thể được dùng với vai trò là cốt liệu để chế tạo BTN. Mặt khác, công nghệ này cũng
góp phần làm giảm việc sử dụng các nguyên liệu tự nhiên – nguồn tài nguyên thiên nhiên đang ngày
càng cạn kiệt để chế tạo nguyên vật liệu cho ngành xây dựng. Trên thế giới, việc nghiên cứu sử dụng
phế thải phá dỡ công trình xây dựng trong chế tạo hạt cốt liệu nhẹ đang được quan tâm nghiên cứu và
đã đạt được rất nhiều thành công [6–8]. Ở Việt Nam, việc chế tạo hạt cốt liệu nhẹ từ tro bay và PTXD
đã được thực hiện [9, 10]. Tuy nhiên, các nghiên cứu chế tạo cốt liệu nhẹ từ phế thải phá dỡ công trình
xây dựng cũng như ứng dụng của nó trong chế tạo BTN là công nghệ mới và hiện chưa có nhiều công
trình nghiên cứu.
Như vậy, vấn đề đặt ra là cần thiết phải nghiên cứu một loại vật liệu mới vừa thay thế được vật liệu
xây dựng truyền thống, vừa mang lại lợi ích về kinh tế - kỹ thuật, vừa có thể giải quyết được vấn đề ô
nhiễm PTXD hiện nay. Bài báo này trình bày những kết quả nghiên cứu ban đầu về khả năng sử dụng
hạt cốt liệu nhẹ (CLN) chế tạo từ PTXD để chế tạo BTN trong đó đưa ra ảnh hưởng của hàm lượng
CLN và kích thước của hạt cốt liệu đến một số tính chất của bê tông như tính công tác, khối lượng thể
tích, cường độ chịu nén và hệ số phẩm chất của bê tông.
2. Vật liệu sử dụng và phương pháp thí nghiệm
2.1. Vật liệu sử dụng trong nghiên cứu
Xi măng sử dụng trong nghiên cứu là Xi măng Bút Sơn PCB40, các tính chất cơ lý được thể hiện ở
Bảng 1. Hạt cốt liệu nhẹ sử dụng trong nghiên cứu là sản phẩm của đề tài nghiên cứu NĐT.21.GER/16
trong khuôn khổ Nhiệm vụ Nghị định thư giữa Bộ Khoa học và Công nghệ và trường Đại học Xây
dựng với Cộng hòa Liên bang Đức. Hạt nhẹ được sử dụng với hai cấp hạt có kích cỡ từ (8 - 20)mm

Hình 1. Hạt cốt liệu nhẹ sử dụng trong nghiên cứu

95

Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

(gọi là hạt S3); loại cốt liệu thứ 2 có kích cỡ nhỏ hơn, kích thước hạt từ (5 - 8)mm (gọi là hạt S2). Một
số hình ảnh của hạt cốt liệu nhẹ
nghiên
cứu dựng
đượcNUCE
thể hiện
Tạpsử
chídụng
Khoa trong
học Công
nghệ Xây
2018ở Hình 1, tính chất cơ lý của
chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2018
hạt cốt liệu nhẹ được thể hiện Tạp
ở Bảng
2.
- Sau 3 ngày
- Sau 3 ngày
Tính
chất
--Sau
28 ngày
Sau 28 ngày

Bảng 1. Tính chất cơ lý của xi măng PC40 Bút Sơn

≥ 21

≥ 21
cầu
≥≥Yêu
40
40

MPa
23,7
MPa
23,7
Đơn vịMPa Kết43,5
quả
MPa
43,5
3
Khối Hạt
lượng
riêngnhẹ (cốt liệu thô)g/cm
3,1
Hạtcốt
cốtliệu
liệu nhẹ (cốt liệu thô)

Độ mịn
- Lượng sót sàng 0,09 mm
- Độ mịn Blaine

[13]
[13]

Phương pháp thử

-

TCVN 4030:2003

%
cm2 /g

2,1
3380

≤ 10
≥ 2800

TCVN 4030:2003

Độ dẻo tiêu chuẩn

%

28

-

TCVN 6017:2015

Độ ổn định thể tích

mm

1,5

≤ 10

TCVN 6017:2015

Thời gian đông kết
- Bắt đầu
Phút
115
≥ 45
TCVN 6017:2015
Hình
cốt
dụng
nghiên
Hình 1.
1. Hạt
HạtPhút
cốt liệu
liệu nhẹ
nhẹ sử
sử
dụng trong
trong ≤
nghiên
cứu
- Kết thúc
225

375 cứu
Bảng
Cường độ nén
Bảng 2.
2. Tính
Tính chất
chất cơ
cơ lý
lý của
của hạt
hạt cốt
cốt liệu
liệu nhẹ
nhẹ chế
chế tạo
tạo từ
từ PTXD
PTXD
- Sau 3 ngày
- Sau 28 ngàyTính
Tính chất
chất

MPa
Đơn
MPavị
Đơn
vị

Khối

Khốilượng
lượngthể
thể tích
tích
Độ
Độhút
hútnước
nước

23,7
≥ 21
Kết
Kết quả
quả
43,5
≥ 40
Hạt
Hạt
Hạt S2
S2
Hạt S3
S3

3
Kg/m
Kg/m3

430
430

%
%

28
28

TCVN 6016:2011
Ghi chú
chú
Ghi

369
369

Bảng 2. Tính chất cơ lý của hạt cốt liệu nhẹ chế tạo từ PTXD

35
35
30
30
25
25
20
20
15
15
10
10
55
00

%
nước, %
hút nước,
Độ hút

%
nước, %
hút nước,
Độ hút
Độ

32
32
Kết
quả thời gian được thể hiện ở
Kết
quả
nghiên
nước của
hạt cốt liệu nhẹ theo
Kết
quảchất
nghiên cứu
cứu về
về độ
độ hút
hút
hiệnchú
ở

Tính
Đơnnước
vị của hạt cốt liệu nhẹ theo thời gian được thể Ghi
Hình
2.
Kết
quả
thí
nghiệm
cho
thấy,
trong
khoảng
thời
gian
15
phút
sau
khi
tiến
hành
Hạt
S2
Hạt
S3
Hình 2. Kết quả thí nghiệm cho thấy, trong khoảng thời gian 15 phút sau khi tiến hành
ngâm
mẫu
liệu
nước,

tăng
là
lớn, từ
từ 0%
0% tăng
tăng
3 thì
ngâm
mẫu
cốt
liệu vào
vào trong
trong
nước,
thì mức
mức độ
độ430
tăng độ
độ hút
hút nước
nước369
là rất
rất lớn,
Khối
lượng
thểcốt
tích
Kg/m
đến
12.1%

với
mẫu
S2
và
tăng
từ
0%
đến
16.
2%
với
mẫu
S3.
Tiếp
tục
tăng
thời
gian
đếnhút
12.1%
2% với mẫu S3. Tiếp
Độ
nướcvới mẫu S2 và tăng
% từ 0% đến 16. 28
32 tục tăng thời gian
ngâm
đến
1
giờ
thì

độ
hút
nước
tiếp
tục
tăng
là
15.2%
và
20.1%
tương
ứng với
với mẫu
mẫu S2
S2
ngâm đến 1 giờ thì độ hút nước tiếp tục tăng là 15.2% và 20.1% tương ứng
và
Tiếp
tục
độ
hút nhẹ
nướctheo
của thời
hạt cốt
tăngthể
nhưng
tốc
và S3.
S3.
Tiếpcứu

tục tăng
tăng
thời
gian
ngâm
mẫu,cốt
độliệu
tăng
nhưng
Kết quả
nghiên
về độthời
hútgian
nướcngâm
của mẫu,
hạt
gianliệu
được
hiện tốc
ở Hình 2.
độ
tăng
giảm
dần.
Độ
hút
nước
lớn
nhất
ở

24
giờ
ngâm
mẫu
đạt
được
là
28.3%
độ nghiệm
tăng giảm
hútkhoảng
nước lớn
Kết quả thí
chodần.
thấy,Độ
trong
thờinhất
gianở 15 phút sau khi tiến hành ngâm mẫu cốtvàliệu vào
32.0%
32.0%tương
tươngứng
ứng với
với mẫu
mẫu S2
S2 và
và S3.
S3.

Cốt
Cốt liệu

liệu S2
S2
Cốt
Cốt liệu
liệu S3
S3
0.250.5
00 0.25
11
1.5
0.5
1.5
Thời
Thời gian,
gian, giờ
giờ

22

35
30
25
20
15
10
5
0

Cốt liệu S2
Cốt liệu S3

0

4

8 12 16 20 24
Thời gian, giờ

Hình
của
cốtliệu
liệutheo
theothời
thờigian
gian
Hình
2.2.Độ
Độ
hút
nước
củacốt
Hình2.
Độhút
hút nước
nước của

96
44


Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

trong nước, thì mức độ tăng độ hút nước là rất lớn, từ 0% tăng đến 12,1% với mẫu S2 và tăng từ 0%
đến 16,2% với mẫu S3. Tiếp tục tăng thời gian ngâm đến 1 giờ thì độ hút nước tiếp tục tăng là 15,2%
và 20,1% tương ứng với mẫu S2 và S3. Tiếp tục tăng thời gian ngâm mẫu, độ hút nước của hạt cốt
liệu tăng nhưng tốc độ tăng giảm dần. Độ hút nước lớn nhất ở 24 giờ ngâm mẫu đạt được là 28,3% và
32,0% tương ứng với mẫu S2 và S3.
Cát (cốt liệu mịn): Cốt liệu mịn sử dụng trong nghiên cứu là cát vàng Sông Lô với các tính chất
cơ lý thê hiện tại Bảng 3.
Bảng 3. Tính chất cơ lý của cát vàng Sông Lô

Tên chỉ tiêu

Đơn vị

Kết quả

Ghi chú

Khối lượng riêng
Khối lượng thể tích xốp
Độ hút nước
Độ ẩm tự nhiên
Độ rỗng xốp
Hàm lượng bụi, bùn, sét
Mô đun độ lớn
Hàm lượng tạp chất hữu cơ
Thành phần hạt

kg/m3
kg/m3

%
%
%
%
So màu

2630
1480
0,5
43,7
1,1
3,0
Sáng hơn màu chuẩn
Phù hợp

Tro bay: trong nghiên cứu đề tài sử dụng tro bay của Nhà máy nhiệt điện Phả Lại. Thành phần
hóa và một số tính chất cơ lý của tro bay thể hiện ở Bảng 4 và Bảng 5.
Bảng 4. Thành phần hoá học của tro bay nhiệt điện Phả Lại

Thành phần

MKN

SiO2

Al2 O3

Fe2 O3

CaO

MgO

R2 O

TiO2

SO3

Tỷ lệ %

1,45

57,3

25,17

6,06

1,09

1,68

5,29

0,16

0,09

Bảng 5. Thành phần hạt của tro bay nhiệt điện Phả Lại

% cỡ hạt có kích thước hạt < D

10

25

50

75

90

Đường kính hạt (µm)
Kích thước trung bình (µm)
Khối lượng riêng (g/cm3 )
Khối lượng thể tích (kg/m3 )
Diện tích bề mặt riêng (cm2 /ml)

3,261

10,53

28,47
28,47
2,45
950
8619

60,69

105,9

Phụ gia hoá học: Trong bê tông sử dụng hạt CLN khi sử dụng phụ gia hóa dẻo để tăng tính công
tác, thường gây ra hiện tượng phân tầng cho hỗn hợp bê tông. Theo ACI 211.2-98, trong BTN khi
sử dụng phụ gia hóa dẻo kết hợp cuốn khí sẽ hạn chế sự phân tầng, tăng độ đồng nhất cho hỗn hợp
bê tông. Do vậy, phạm vi đề tài nghiên cứu, nhóm tác giả sử dụng phụ gia hóa dẻo kết hợp cuốn khí
Placc-air. Đặc tính kỹ thuật của phụ gia cụ thể, khối lượng riêng của phụ gia là 1,05 ± 0,002 g/cm3 ,
phụ gia được sử dụng với hàm lượng 0,7 – 1,4 lít cho 100 kg xi măng.
97


3
của phụcủa
gia
cụgia
thể,
lượng
riêng
gialàlà1,05
1,05
± 0,002
phụ
gia được
phụ
cụ khối
thể, khối
lượng
riêngcủa
của phụ

phụ gia
± 0,002
g/cmg/cm
, phụ3,gia
được
sử dụngsửvới
hàm
0,70,7
– 1,4
kgxiximăng.
măng.
dụng
với lượng
hàm lượng
– 1,4lítlítcho
cho 100
100 kg

2.2 Phương
pháppháp
thí nghiệm
2.2 Phương
thí nghiệm
Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

Tính công
hợphợp
bêbêtông
xác định
địnhtheo

theo
chuẩn
Việt TCVN
Nam TCVN
Tính tác
côngcủa
tác hỗn
của hỗn
tôngđược
được xác
tiêutiêu
chuẩn
Việt Nam
2.2. Phương pháp thí nghiệm
3106-1993.
Tính Tính
côngcông
tác tác
củacủa
hỗn
đượcthểthể
hiện
ở Hình
3106-1993.
hỗnhợp
hợpbê
bê tông
tông được
hiện
ở Hình

3. 3.
Tính công tác của hỗn hợp bê tông được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3106-1993.

Khối lượng
thể
của
bê
tông
được
thực
hiện
theo
tiêu
Nam
TCVN
Khốicông
lượng
thể hỗn
tích
của
tông
được
thực
hiện
tiêu
chuẩn
Việt
Nam
TCVN
Tính

táctích
của
hợp
bêbê
tông
được
thể hiện
ở Hình
3.theo
Khối
lượng
thểchuẩn
tích
củaViệt
bê tông
được thực
hiện
theo
tiêuMẫu
chuẩn
Nam
TCVN
3115-1993.
Mẫu thí
bêthí
tông
đượckhối
chuẩn
bị lượng
tiến

thí
nghiệm
3115-1993.
Mẫu
bê
tông
được
chuẩn
bị
hành
nghiệm
khối
thể
tích được
3115-1993.
bêViệt
tông
được
chuẩn
bị tiến
tiến hành
nghiệm
lượng
thểhành
tích
được
khối
lượng
thể
tích

được
thể
hiện
ở
Hình
4.
thể hiệnthểở hiện
Hình
4. 4.
ở Hình

Hình
3. Thí
nghiệm
tính
công
tác
của
hỗn
hợp
tông
Hình 3.
Thí
tính
công
tác
hỗn
Hình
3.nghiệm
Thí

nghiệm
tính
công
táccủa
củabê
hỗn
hợp bê
hợptông
bê tông

Hình 4.
4. 4.
Mẫu
bê
địnhđịnh
khối khối
lượng
tích
Hình
Mẫu
bêxác
tông
xác
địnhthểkhối
Hình
Mẫu
bêtông
tông
xác
lượng

thể tích
lượng
thể tích

Cường độ chịu nén được thực hiện theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3118-1995. Bê tông, được
độ chịu
nénthực
trên
các mẫu
phương
kích
thước
150TCVN
× 3118-1995.
150 ×3118-1995.
150 mm.
Cườngthí
độnghiệm
chịu
nén
được
thực
hiện
theo
tiêu
chuẩn
Việt
Nam
Cường
độcường

chịu nén
được
hiện
theohình
tiêulậpchuẩn
Việt
Nam
TCVN
Bê Xác Bê
định
cường
độ
các
tổ
mẫu
bê
tông:
Các
tổ
mẫu
bê
tông
sau
khi
đúc
được
tháo
khuôn
và
bảo

dưỡng
tông, được
cường
độđộchịu
trêncác
cácmẫu
mẫu
hình
lập phương
kích
thước
tông, thí
đượcnghiệm
thí nghiệm
cường
chịu nén
nén trên
hình
lập phương
kích thước
chíCường
Khoa
học
Công
nghệ
NUCE
Tạp
chí
Khoa
học

Công
XâyXây
dựngdựng
NUCE
2018
trong điều kiện tiêuTạp
chuẩn.
độ
nén
của nghệ
bê
tông
được
xác
định
ở tuổi2018
7 ngày và 28 ngày. Quá
150 ×150
mm.mm.
XácXác
định
cường
mẫubêbê
tông:
tổ bê
mẫu
tông sau
150 ×150
×150 ×150
định

cườngđộ
độ các
các tổtổmẫu
tông:
Các Các
tổ mẫu
tôngbêsau
trình nén mẫu và mẫu bị phá hoại sau khi nén được thể hiện ở Hình 5 và Hình 6.

khi đúckhi
được
tháo tháo
khuôn
và và
bảo
điềukiện
kiện
chuẩn.
Cường
đúc được
khuôn
bảodưỡng
dưỡng trong
trong điều
tiêutiêu
chuẩn.
Cường
độ nénđộ
củanén của
bê tôngbêđược

xác định
ở tuổi
7 7ngày
ngày.Quá
Quá
trình
vàbịmẫu
tông được
xác định
ở tuổi
ngày và
và 28
28 ngày.
trình
nén nén
mẫu mẫu
và mẫu
phá bị phá
hoại sau
khisau
nén
thể thể
hiện
ở ởHình
Hình66
hoại
khiđược
nén được
hiện
Hình55 và

và Hình

Hình 5. Thí nghiệm nén mẫu bê tông
Hình 5.Hình
Thí
nghiệm
nénnén
mẫu
5.
Thí nghiệm
mẫubê
bê tông
tông

3.

Hình
6.Mẫu
Mẫu
bêbịbịtông
bịsau
phá
hoại
sau khi
Hình
6. Mẫu
bêbê
tông
phá
hoại

saukhikhi
Hình
6.
tông
phá hoại
nén
nén
nén

Kết 3.
quả
nghiên
cứucứu
vàvà
bàn
Kết
quả nghiên
bànluận
luận
3. Kết quả nghiên cứu và bàn luận
3.1. Cấp
tông
sử sử
dụng
nghiên
cứu
3.1.phối
Cấpbê
phối
bê tông

dụngtrong
trong nghiên
66 cứu
phối bê tông
sử dụng
trong
nghiên
cứu bê tông cũng như kết quả đạt được trong
Căn cứ 3.1.
vàoCấp
thiết
kếkế
thành
phần
Căn
cứbài
vàotoán
bài toán
thiết
thành phần
bê tông cũng như kết quả đạt được trong
Căn
vào
bài
kếứng
thành
phần hạt
bê
tông
cũng

như nhẹ
kết
quảtừđạt
được
trong
nghiên
cứucông
về
nghiên cứu
vềcứ
tài
tạothiết
vàvà
hạt
phế
phá
dỡ
trình
nghiên
cứu
vềchế
tàitoán
chế
tạo
ứng dụng
dụng
cốtcốt
liệuliệu
nhẹ
từ phế

thải
pháthải
dỡ công
trình
tài
chế
tạo
và
ứng
dụng
hạt
cốt
liệu
nhẹ
từ
phế
thải
phá
dỡ
công
trình
xây
dựng
dân
dụng
ở
Việt
Nam
xây dựng
dân

dụng
ở
Việt
Nam
với
mã
số
NĐT.21.GER/16
.
Đề
tài
đã
nghiên
cứu
ảnh
xây dựng dân dụng ở Việt Nam với mã số NĐT.21.GER/16 . Đề tài đã nghiên cứu ảnh
hưởng của
hàm
hạthạt
CLN
vàảnh
ảnh
hưởng
củathước
kích hạt
thước
CLN đến một
hưởng
củalượng
hàm lượng

CLN(V
(VCLN
hưởng
của kích
CLN hạt
đến một
CLN)) và
98
số tính chất
hợphợp
bêbê
tông
bêtông
tông
lệ thành
vật
liệu, cụ thể:
số tínhcủa
chấthỗn
của hỗn
tôngvà
và bê
vớivới
các các
tỷ lệ tỷ
thành
phần vậtphần
liệu, cụ
thể:
thể tích thể

củatích
hạt
nhẹ
sosovới
tíchcủa
của
bê tông
/Vb)cứu
nghiên
củacốt
hạtliệu
cốt liệu
nhẹ
với thể
thể tích
bê tông
(VCLN(V
/VbCLN
) nghiên
chiếm:cứu chiếm:
24%-28%-32%,
trong
đó đó
hạthạtcốt
nhẹvới
với
3 lệ
tỷkhác
lệ khác
nhau:

hạt S2
chiếm 100%
24%-28%-32%,
trong
cốtliệu
liệu nhẹ
3 tỷ
nhau: hạt
S2 chiếm
100%
(tương ứng
hạt
S3
0%),
chiếm
và S2
hạtchiếm
S2 chiếm
(hạt S3 chiếm
(tương
ứng
hạtchiếm
S3 chiếm
0%),hạt
hạt S2
S2 chiếm
0%0%
và hạt
40% (hạt40%
S3 chiếm

Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

với mã số NĐT.21.GER/16 . Đề tài đã nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng hạt CLN (VCLN ) và ảnh
hưởng của kích thước hạt CLN đến một số tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông với các tỷ lệ thành
phần vật liệu, cụ thể: thể tích của hạt cốt liệu nhẹ so với thể tích của bê tông (VCLN /Vb ) nghiên cứu
chiếm: 24%-28%-32%, trong đó hạt cốt liệu nhẹ với 3 tỷ lệ khác nhau: hạt S2 chiếm 100% (tương
ứng hạt S3 chiếm 0%), hạt S2 chiếm 0% và hạt S2 chiếm 40% (hạt S3 chiếm 60%). Bên cạnh đó,
trong BTN sử dụng một lượng rất lớn xi măng, việc nghiên cứu sử dụng tro bay (FA) với hàm lượng
đến 20% vừa giảm lượng dùng xi măng đồng thời vẫn đảm bảo các tính chất kỹ thuật của bê tông. Xét
trên cơ sở các kết quả đạt được đề tài lựa chọn hàm lượng FA chiếm 20% theo khối lượng CKD. Hàm
lượng nước, và hàm lượng phụ gia siêu dẻo (SD) được lấy theo khối lượng của chất kết dính (CKD).
Tỷ lệ thành phần cấp phối bê tông sử dụng trong nghiên cứu được thể hiện ở Bảng 6.
Bảng 6. Tỷ lệ thành phần CP bê tông sử dụng trong nghiên cứu

TT

N/CKD

VCLN /Vb

Vc /VCL

FA, %

SD, %

S2, %

1
2
3
4
5
6
7
8
9

0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35

0,32
0,28
0,24
0,32
0,28
0,24
0,32
0,28
0,24

0,42
0,42
0,42
0,42
0,42
0,42
0,42
0,42
0,42

0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2

1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0

100
100
100

40
40
40

S3, %

100
100
100
60
60
60

3.2. Tính công tác của hỗn hợp bê tông
Ảnh hưởng của hàm lượng cốt liệu nhẹ đến tính công tác của hỗn hợp bê tông được thể hiện ở
Hình 7, Kết quả thí nghiệm cho thấy, trong cùng một loại hạt cốt liệu khi tăng hàm lượng cốt liệu nhẹ
thì tính công tác của hỗn hợp bê tông giảm. Bên cạnh đó, khi tăng kích thước hạt cốt liệu với cùng
hàm lượng sử dụng thì tính công tác của hỗn hợp bê tông giảm. Việc sử dụng kết hợp giữa hai loại
cốt liệu S2 và S3 thì tính công tác của hỗn hợp bê tông tăng so với hỗn hợp chỉ sử dụng hạt S2. Việc
tăng hàm lượng và tăng kích thước hạt cốt liệu nhẹ sẽ làm giảm tính công tác của hỗn hợp bê tông có
thể giải thích là khi hàm lượng cốt liệu tăng lên, thể tích của vữa xi măng trong hỗn hợp bê tông giảm
do vậy tính công tác của hỗn hợp bê tông giảm. Mặt khác, khi hàm lượng cốt liệu tăng thì mức độ hút
nước vào cốt liệu tăng, điều này thể hiện rõ với mức độ hút nước của hạt cốt liệu nhẹ S2 và S3 hút
nước rất nhanh trong 15 phút đầu (Hình 6), do vậy sẽ làm giảm lượng nước trong hỗn hợp bê tông từ
đó làm giảm tính công tác của hỗn hợp bê tông. Mặt khác, với hạt cốt liệu S3 có kích thước lớn hơn,
lỗ rỗng trong cốt liệu sẽ tăng, bề mặt hạt cốt liệu có nhiều lỗ rỗng hở do vậy mức độ hút nước sẽ tăng,

từ đó làm giảm tính công tác của hỗn hợp bê tông.
Bên cạnh đó đề tài nghiên cứu về ảnh hưởng của cốt liệu nhẹ đến tổn thất độ sụt của hỗn hợp bê
tông. Đề tài lựa chọn 03 cấp phối trong nghiên cứu này, cụ thể cấp phối với tỷ lệ VCLN /VBT là 0,24 sử
dụng 100%S2 (CP3), cấp phối sử dụng 100%S3 (CP6) và cấp phối 40%S2 + 60%S3. Kết quả nghiên
cứu thể hiện ở Hình 8. Kết quả thí nghiệm cho thấy với hỗn hợp sử dụng hạt S3-100% và 40%S2 +
60%S3, mức độ tổn thất tính công tác rất lớn, sau 30 phút tính công tác của hỗn hợp bê tông giảm rất
lớn. Với mẫu sử dụng hạt S2 thì tính công tác của hỗn hợp bê tông ban đầu lớn hơn, tuy nhiên mức độ
99


lượng cốt liệu
tăng cốt
thì liệu
mứctăng
độ hút
vàohút
cốtnước
liệu tăng,
điều
này
thể điều
hiện này
rõ với
lượng
thì nước
mức độ
vào cốt
liệu
tăng,
thểmức

hiện rõ với mức
độ hút nước độ
củahút
hạtnước
cốt liệu
nhẹ
S2
và
S3
hút
nước
rất
nhanh
trong
15
phút
đầu
(Hình
của hạt cốt liệu nhẹ S2 và S3 hút nước rất nhanh trong 15
phút đầu (Hình
6), do vậy sẽ6),
làmdogiảm
lượng
hợp
bê tông
từ đóbêlàm
giảm
tính
công
táctính công tác

vậy sẽ
làm nước
giảm trong
lượnghỗn
nước
trong
hỗn hợp
tông
từ đó
làm
giảm
của hỗn hợpcủa
bê hỗn
tông.hợp
Mặtbêkhác,
cốt liệu
S3 có
lỗ lớn
rỗnghơn, lỗ rỗng
tông.với
Mặthạtkhác,
với hạt
cốtkích
liệu thước
S3 có lớn
kíchhơn,
thước
trong cốt liệutrong
sẽ tăng,
bề

mặt
hạt
cốt
liệu
có
nhiều
lỗ
rỗng
hở
do
vậy
mức
độ
hút
nước
cốt liệu sẽ tăng, bề mặt hạt cốt liệu có nhiều lỗ rỗng hở do vậy mức độ hút nước
Thắng,
C.,
và
cs.
Tạpcông
chí Khoa
học
Công
Xây dựng
sẽ tăng, từ đósẽlàm
giảm
tính
công
tác/tính

của
hỗn
hợp
bê
tông.
tăng,
từ N.
đó
làm
giảm
tác của
hỗn
hợpnghệ
bê tông.
25

0
0.24

5
0
0.28
0.24

25

Độ sụt, cm

5

Độ sụt, cm

10

Độ sụt, cm

Độ sụt, cm

20
15

25
S2-100% S2-100%
20 40%S2-60%S3
40%S2-60%S3
20
S3-100% S3-100%
15
15
10
10

25

20
15

10

5

0.32
0.28

Tỷ lệ VCLN/VTỷ
B lệ VCLN/VB

0
0.32
0

S2-100% S2-100%
40%S2-60%S3
40%S2-60%S3
S3-100% S3-100%

5
0
30 0 60 3090 60120 90
Thời gian, phút
Thời gian, phút

120

Hình
7.của
Ảnh
của
Sự
giảm
tính

côngtác
tác của
của hỗn
7. Ảnh
hưởng
lệ
VCLN
/Vtỷ
tínhsuy
công
tác
của
CLN/V8.
BT Sự suy
BT lệ VHình
HìnhHình
8.giảm
Sự8. suy
giảm
tính
công
HìnhHình
7. Ảnh
hưởng
của
tỷ tỷ
lệhưởng
VCLN
/V
BT đến

đến
độ
sụt
của
hỗn
hợp
bê
tông
hỗn
hợp
bê
tông
theo
thời
gian
đến
độ
sụt
của
hỗn
hợp
bê
tông
hỗn
hợp
bê
tông
theo
thời
gian

hợp bê tông theo thời gian
độ sụt của hỗn hợp bê tông
cạnh
đó đềcứu
tài về
nghiên
cứu vềcủa
ảnhcốt
hưởng
tổncủa
thất độ sụt của
Bên cạnh đóBên
đề tài
nghiên
ảnh hưởng
liệu của
nhẹ cốt
đếnliệu
tổn nhẹ
thất đến
độ sụt
hỗn hợp
Đề tài
cấpnghiên
phối trong
nghiên
này,phối
cụ thể cấp phối
hỗn hợp bê tông.
Đề bê

tài tông.
lựa chọn
03 lựa
cấpchọn
phối 03
trong
cứu này,
cụ cứu
thể cấp

giảm cũng chậm hơn so với cấp phối sử dụng hạt S3. Sau thười gian 60 phút độ sụt của hỗn hợp bê
8
tông vẫn đạt trên 5 cm, đến 120 phút thì hỗn hợp8 bê tông giảm
độ sụt là 0 cm.
Trong bê tông sử dụng cốt liệu nhẹ, tính chất bề mặt của hạt, hàm lượng hạt và kích thước hạt có
ảnh hưởng rất lớn đến tính công tác của hỗn hợp bê tông, điều này là do hạt CLN có cấu trúc rỗng
xốp lớn đồng thời bề mặt không hoàn toàn đặc chắc nên sẽ hút nước vào trong hạt CLN và mức độ
hút nước vào trong hạt CLN tăng khi kích thước hạt tăng (Hình 2), từ đó sẽ làm tăng sự suy giảm tính
công tác của hỗn hợp bê tông theo thời gian.
Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2018

3.3. Khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông
Khối lượng thể tích, kg/m3

1800
Ảnh hưởng của cốt liệu nhẹ đến khối lượng thể
tích của hỗn hợp bê tông được thể hiện ở Hình 9.
1760
Kết quả thí nghiệm cho thấy, với cùng loại cốt liệu
1720

khi tăng hàm lượng cốt liệu nhẹ trong hỗn hợp bê
tông thì khối lượng thể tích của bê tông giảm. Với
1680
S2-100%
cùng tỷ lệ sử dụng thì khi tăng kích thước hạt cốt
1640
40%S2-60%S3
liệu với Dmax là 10 mm (hạt S2) lên kích thước hạt
S3-100%
với Dmax là 20 mm (hạt S3), khối lượng thể tích
1600
0.24
0.28
0.32
của bê tông giảm. Khi có sự phối hợp giữa hai loại
Tỷ lệ VCLN/VB
hạt cốt liệu với 40% hạt S2 và 60% hạt S3 thì khối
lượng thể tích của bê tông tăng so với mẫu
chỉ sử
Hình 9. Ảnh hưởng
lệ V
lượng
thể đến
tích khối
của hỗn hợp bê tô
CLN/VBT
Hìnhcủa
9. tỷ
Ảnh
hưởng

củađến
tỷ khối
lệ VCLN
/VBT
dụng hạt cốt liệu S3. Việc tăng hàm lượng cốt liệu
Cường độ chịu nénlượng thể tích của hỗn hợp bê tông
sẽ làm giảm khối lượng thể tích trong bê3.4.tông
là
Kết quả
thí nghiệm về ảnh hưởng của cốt liệu nhẹ đến cường độ nén của bê tông
do khi tăng hàm lượng cốt liệu, thể tích vữa
trong
thể của
hiệnvữa
ở Hình
cholượng
thấy, với
một cỡ
bê tông giảm, mặt khác khối lượng thể tích
khi10.
đó Kết
lớn quả
hơnthí
songhiệm
với khối
thể cùng
tích của
hạthạt khi hàm l
cốt
liệu

tăng
thì
cường
độ
nén
của
bê
tông
giảm.
Với
mẫu
bê
tông
cốt liệu, do vậy việc thay thế này sẽ làm giảm khối lượng thể tích cho bê tông. Bên cạnh đó, với cùngsử dụng 100%
S3, cường
độ nén
ở tuổi
ngày
đạt cường
trên
20cùng
MPa một
với hàm lượng cố
một tỷ lệ cốt liệu khi tăng kích thước hạt cốt
liệu khối
lượng
thể28tích
giảm
là do độ
khinén

thay
thế
24%
theo thể
thể tích
tănghạt
hàm
thể tích lượng cốt liệu, nhưng loại cốt liệunhẹ
S3chiếm
có khối
lượng
tích của
hạt hỗn
nhỏhợp
hơnbêdotông,
vậy khi
lượng
cốtlượng cốt liệu
28%
và
32%
thì
cường
độ
nén
của
bê
tông
đạt
cường

độ
nén
trên
15 MPa. Kế
liệu sử dụng giảm, dẫn đến khối lượng thể tích của bê tông giảm.

3.4. Cường độ chịu nén

tương tự với mẫu sử dụng 40%S2 + 60%S3, với hàm lượng cốt liệu chiếm 24%
cường độ nén ở tuổi 90 ngày đạt 24MPa.

tông
sử cường
dụng 100%
hạt của
S2, cường
độ được
nén của
tôngởở tuổi 28 ngày
Kết quả thí nghiệm về ảnh hưởng củaVới
cốtmẫu
liệubênhẹ
đến
độ nén
bê tông
thểbêhiện
các hàm lượng cốt liệu sử dụng đều đạt trên 20 MPa, với hàm lượng cốt liệu c
Hình 10. Kết quả thí nghiệm cho thấy, với cùng một cỡ hạt khi hàm lượng cốt liệu tăng thì cường độ
ở tuổi 90 ngày, cường độ nén của bê tông đạt 26.4 MPa. Ở tuổi 90 ngày th
nén của bê tông giảm. Với mẫu bê tông sử24%

dụng
100% hạt S3, cường độ nén ở tuổi 28 ngày đạt cường

30 a) S2-100% R7

20

R28

R90

, MPa

n, MPa

mẫu sử dụng cốt liệu S3 với hàm lượng 32% có cường độ nén đạt 19 MPa, còn lạ
mẫu bê tông thí nghiệm có cường độ nén ở tuổi 90 ngày đạt 22MPa và 23.5
100
tương ứng với hàm lượng S3 là 28% và 24%.
30
20

b) S3-100% R7

R28

R90


2020

2020

1010

1010
00

30

Cường độ nén, MPa

3030
R28R90
R90
S3-100%R7R7R28
b) b)
S3-100%

Cường độ nén, MPa
Cường độ nén, MPa

Cường độ nén, MPa
Cường độ nén, MPa

3030a)a)
S2-100% R7R7 R28
R28 R90
R90
S2-100%

Cường độ nén, MPa

S3,
cường
nén
ở tuổi
ngày
cường
nén
trên
MPa
hàm
lượng
S3,
cường
độđộ
nén
ở tuổi
2828
ngày
đạtđạt
cường
độđộ
nén
trên
2020
MPa
vớivới
hàm

lượng
cốtcốt
liệuliệu
nhẹ
chiếm
24%
theo
thể
tích
của
hỗn
hợp
bê
tông,
khi
tăng
hàm
lượng
cốt
liệu
nhẹ chiếm 24% theo thể tích của hỗn hợp bê tông, khi tăng hàm lượng cốt liệu đếnđến
28%vàvà32%
32%thìthìcường
cường
nén
của
tông
cường
trên
MPa.

28%
độđộnén
của
bêbê
tông
đạtđạt
cường
độđộ
nénnén
trên
1515
MPa.
KếtKết
quảquả
Tạp
chí
Khoa
tương
tự
với
mẫu
sử
dụng
40%S2
+
60%S3,
với
hàm
lượng
cốt

liệu
chiếm
24%
thìCông nghệ Xây dựng NUCE 2018
tương tự với mẫu sử dụng 40%S2 + 60%S3, với hàm lượng cốt liệu chiếm 24% thìhọc
cường
nén
ở tuổi
ngày
24MPa.
cường
độđộ
nén
ở tuổi
9090
ngày
đạtđạt
24MPa.
Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Vớimẫu
mẫubêbê
tông
dụng
100%
cường
nén
tông
ở tuổi
ngày
Với

tông
sửsử
dụng
100%
hạthạt
S2,S2,
cường
độđộ
nén
củacủa
bêbê
tông
ở tuổi
2828
ngày
vớivới
30
R7 R28
các
hàm
lượng
cốt
liệu
sử
dụng
đều
đạt
trên
20
MPa,

với
hàm
lượng
cốt
liệu
chiếm
độ
nén
trên
20
MPa
với
hàm
lượng
cốt
liệu
nhẹ
chiếm
24%
theo
thể
tích
các hàm lượng cốt liệu sử dụng đều đạt trên 20 MPa, với hàm lượng cốt liệu chiếm của hỗn hợp bê tông, khi tăng
c) 40%S2-60%S3
24%
ở
tuổi
90
ngày,
cường

độ
nén
của
bê
tông
đạt
26.4
MPa.
Ở
tuổi
90
ngày
thì
với
24%
ở tuổi
90 ngày,
cường
nén của
bê tông
26.4 MPa.
Ở tuổi
hàm
lượng
cốt liệu
đếnđộ28%
và 32%
thìđạt
cường
độ nén

của 90
bê ngày
tôngthì
đạtvớicường độ nén20trên 15 MPa. Kết
mẫu
dụng
cốt
liệu
S3
hàm
lượng
32%
cường
nén
đạt
MPa,
mẫu
sửsử
dụng
cốt
liệu
S3
vớivới
hàm
lượng
32%
cócó
độđộ
nén
đạthàm

1919
MPa,
còncòn
lạilại
cáccácchiếm 24% thì cường độ nén
quả
tương
tự
với
mẫu
sử
dụng
40%S2
+cường
60%S3,
với
lượng
cốt
liệu
Tạp chí Khoa học Công nghệ
Xây dựng NUCE 2018
mẫu
tôngthí
thínghiệm
nghiệm
cườngđộđộnén
nénở ở
tuổi
ngày
22MPa

23.5
MPa
mẫu
bêbêtông
cócó
cường
tuổi
9090
ngày
đạtđạt
22MPa
và và
23.5
MPa
ở tuổi
90
ngày
đạt 24
MPa.
10
tương
ứng
hàm
lượng
28%
24%.
tương
ứng
vớivới
hàm

lượng
S3S3
là là
28%
vàvà
24%.

R90

0 R7 R28 R90
c) 40%S2-60%S3
0.32
0.28
0.24
20
Tỷ lệ VCLN/VB

Hình 10. Ảnh hưởng của hàm lượng cốt liệu đến cường độ nén của bê tông
10
a) hàm lượng S2-100%; b) hàm lượng S3-100%; c) hàm lượng 40%S2+60%S3

0 03.5. Hệ số phẩm chất
0
0.32 0.28
0.28 0.24
0.24
0.32
0.32
0.28
0.24

Bên cạnh
cácV
chỉ
tiêu
về tính công tác, cườngTỷ
độlệnén
của/Vbê
tông thì hệ số phẩm
lệCLN
VCLN
/V
TỷTỷ
lệ
/V
VCLN
B B
B
(Kpc) hay còn gọi là hệ số chất lượng được sử dụng trong nghiên cứu. Thông qu
(a) Hàm lượng S2-100%
(b) Ảnh
Hàmhưởng
lượng S3-100%
(c)đến
Hàm
lượngđộ40%S2
+ 60%S3
Hình 10.
của hàm lượng cốt liệu
cường
nén của

bê tông
trị này có thể đánh giá được với hàm lượng cốt liệu nhẹ nào thì sẽ cho bê tông vừ
a) hàm lượng
S2-100%;
b) hàm
lượng
S3-100%;
c) bê
hàm
lượng
cường
độ nén của
bê tông
cao
đồng thời
tông
vừa40%S2+60%S3
nhẹ, hệ số phẩm chất được
Hình 10. Ảnh hưởng
của hàm lượng cốt liệu đến cường độ nén của bê tông
1010
giá
qua
công
thức
(1):
3.5. Hệ số phẩm chất

0.32 0.28
0.28 0.24

0.24
0.32
VCLN
TỷTỷ
lệ lệ
VCLN
/V/V
B B

Với mẫu bê tông sử dụng 100%
hạtcác
S2,chỉcường
của
tôngđộở𝑅nén
tuổi
các hàm
𝑡𝑐 28 ngày với
Bên cạnh
tiêu vềđộ
tínhnén
công
tác,bê
cường
Kpc = 𝑡𝑐 của bê tông
(1)thì hệ số phẩm chất
𝜌
lượng cốt liệu sử dụng đều đạt trên
20
MPa,
với

hàm
lượng
cốt
liệu
chiếm
24%
ở
tuổi
90
ngày,
cường
(Kpc) hay còn gọi là hệ số chất lượng được sử dụng𝑣 trong nghiên cứu. Thông
qua giá
độ nén của bê tông đạt 26,4 MPa.
Ở tuổi
90
ngày
thì
với
mẫu
sử
dụng
cốt
liệu
S3
với
hàm
lượng
32%
trị này

có thể
đánh
giá
được
với
hàm
lượng
cốt
liệu
nhẹ
nào
thì
sẽ
cho
bê
tông
2 vừa
Trong đó Rtc: cường độ nén tiêu chuẩn của mẫu bê tông, (kG/cm ); vtc:có
khối lượn
cường
của
bêchuẩn,
tông cao
đồng
bêcường
tông vừa
phẩm
có cường độ nén đạt 19 MPa, còn
lại độ
cácnén

mẫu
bê
tông
thí
nghiệm
độnhẹ,
nénhệở số
tuổi
90 chất
ngàyđược
đạt đánh
3 thờicó
tích
tiêu
(kg/m
).
cônglượng
thức (1):
22 MPa và 23,5 MPa tương ứnggiá
vớiquahàm
S3 là 28% và 24%.

Hệ số phẩm chất

Kết quả thí nghiệm về ảnh hưởng của hàm lượng cốt liệu đến hệ số phẩm chất củ
𝑅𝑡𝑐
tông được thê hiện ởKHình
(1)
3.5. Hệ số phẩm chất
pc = 11.

𝜌𝑣𝑡𝑐
0.160
Bên cạnh các chỉ tiêu về tính công tác, cường
S2-100%
2
Trong đó Rtc: cường độ nén tiêu chuẩn của mẫu bê tông, (kG/cm
); vtc: khối lượng thể
40%S2-60%S3
độ nén của bê tông thì hệ số phẩm chất (K pc ) hay3
tích tiêu chuẩn, (kg/m ).
S3-100%
0.140

K pc

Rtc
= tc
ρv

Hệ số phẩm chất

còn gọi là hệ số chất lượng được sử dụng trong
Kết có
quảthể
thí đánh
nghiệmgiá
về ảnh hưởng của hàm lượng cốt liệu đến hệ số phẩm chất của bê
nghiên cứu. Thông qua giá trị này
tông
được

thê
hiện
ở
0.120
được với hàm lượng cốt liệu nhẹ nào thì sẽ cho bêHình 11.
tông vừa có cường độ nén của bê tông cao đồng 0.160
S2-100%
0.100
thời bê tông vừa nhẹ, hệ số phẩm chất được đánh
40%S2-60%S3
0.24S3-100% 0.28
0.32
0.140
giá qua công thức (1):
Tỷ lệ VCLN/VB

(1)11.0.120
Hình
Ảnh
hưởng
hàm
lượngcủa
cốthàm
liệu đến
hệ cốt
số phẩm
chất của bê tông
Hình
11.của
Ảnh

hưởng
lượng
liệu đến

hệvới
số phẩm
củacốtbêliệu
tông
Kết quả thí nghiệm cho thấy,
mẫu sửchất
dụng
S2 với hàm lượng 100% t

trong đó Rtc là cường độ nén tiêu chuẩn của mẫu 0.100
số phẩm chất lớn nhất tại
với hàm lượng cốt liệu là 28% theo thể tích của hỗn hợ
0.24 3 ).
0.28
0.32
bê tông, (kG/cm2 ); ρtc
v là khối lượng thể tích tiêu chuẩn, (kg/m
Tỷ
lệ
VCLN/VB
Kết quả thí nghiệm về ảnh hưởng của hàm lượng cốt liệu đến hệ số phẩm11
chất của bê tông được
thể hiện ở Hình 11. Kết quả thí nghiệm
cho
thấy,
vớicủa

mẫu
dụngcốtcốt
vớiphẩm
hàmchất
lượng
100%
Hình 11.
Ảnh
hưởng
hàmsửlượng
liệuliệu
đến S2
hệ số
của bê
tông
thì hệ số phẩm chất lớn nhất tạiKết
vớiquả
hàm
lượng
cốt
liệu
là
28%
theo
thể
tích
của
hỗn
hợp
bê

tông
sẽ
thí nghiệm cho thấy, với mẫu sử dụng cốt liệu S2 với hàm lượng 100% thì hệ
cho hệ số phẩm chất đạt cao nhất
0,135).
Mẫu
cốtlàliệu
24%
pc =
số (K
phẩm
chất
lớn nhất
tại S2
với với
hàmhàm
lượnglượng
cốt liệu
28%chiếm
theo thể
tích có
củacường
hỗn hợp bê
độ nén lớn hơn so với mẫu với hàm lượng 28%, tuy nhiên hệ số phẩm chất tại hai tỷ lệ này không có
sự khác biệt đáng kể. Với cấp phối sử dụng 40%S2 + 60%S3 có cường
11 độ nén cao hơn so với mẫu sử
dụng 100%S3 nhưng cho hệ số phẩm chất thấp hơn tại các hàm lượng cốt liệu ở tỷ lệ 24% và 28%.
Như vậy, qua kết quả đánh giá về hệ số phẩm chất ta có thể lựa chọn được tỷ lệ cấp phối đảm bảo
được cường độ nén cao nhưng cho khối lượng thể tích thấp.
101

Thắng, N. C., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

4. Kết luận
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu thực nghiệm đạt được, một số kết luận được rút ra như sau:
Việc sử dụng cốt liệu nhẹ tái chế từ phế thải phá dỡ công trình xây dựng hoàn toàn có thể chế tạo
bê tông nhẹ với khối lượng thể tích của bê tông nhỏ hơn 1800 kg/m3 , cường độ chịu nén của bê tông
ở tuổi 28 ngày đạt trên 20 MPa và ở tuổi 90 ngày có thể đạt đến 26,4 MPa khi sử dụng 24% hạt S2.
Khi tăng hàm lượng cốt liệu nhẹ đã làm giảm tính công tác của hỗn hợp bê tông, đồng thời khi
tăng kích thước hạt của hạt cốt liệu nhẹ sẽ làm giảm tính công tác của hỗn hợp bê tông. Với hỗn hợp
bê tông sử dụng cốt liệu có Dmax cao hơn sẽ làm tăng mức độ tổn thất độ sụt của hỗn hợp bê tông.
Với cùng hàm lượng cốt liệu nhẹ sử dụng, mẫu sử dụng cốt liệu có Dmax nhỏ hơn sẽ cho cường độ
nén cao hơn, cường độ nén cao nhất đạt được ở tuổi 28 ngày là 23,8 MPa với tỷ lệ hạt S2 chiếm 24%.
Qua kết quả đánh giá về hệ số phẩm chất cho thấy, với mẫu sử dụng cốt liệu S2 với hàm lượng
100% thì hệ số phẩm chất lớn nhất tại với hàm lượng cốt liệu là 28% theo thể tích của hỗn hợp bê tông
sẽ cho hệ số phẩm chất đạt cao nhất (K pc = 0,135). Mẫu sử dụng 100%S3 sẽ cho hệ số phẩm chất cao
hơn mẫu sử dụng 40%S2 + 60%S3 tại các hàm lượng cốt liệu ở tỷ lệ 24% và 28%.
Lời cảm ơn
Nhóm tác giả xin trân trọng cảm ơn Bộ Khoa học và Công nghệ đã tạo điều kiện cho nhóm thực
hiện đề tài nghiên cứu với mã số NĐT.21.GER/16 trong khuôn khổ Nhiệm vụ Nghị định thư với Cộng
hòa Liên bang Đức. Xin chân thành cảm ơn Trường Đai học Xây dựng đã hỗ trợ về cơ sở vật chất,
nhân lực để nhóm nghiên cứu hoàn thành nhiệm vụ này.
Tài liệu tham khảo
[1] Chandra, S., Bernsson, L. (2003). Lightweight aggregate concrete - science, technology and applications.
William Andrew Publishing, Norwich, New York, USA.
[2] Hiếu, N. D. (2016). Công nghệ bê tông nhẹ cốt liệu rỗng chất lượng cao. Nhà xuất bản Xây dựng, Hà
Nội.
[3] Wilson, H. (1953). Lightweight aggregates for the construction industry. Journal of the Canadian Ceramic Society, 22:44–48.
[4] Bộ Tài nguyên và Môi trường (MONRE) (2011). Báo cáo môi trường quốc gia 2011 - Chất thải rắn.

[5] Công ty MTĐT Hà Nội (2009). Thực trạng rác thải ở Hà Nội, Công ty TNHH một thành viên Môi trường
Đô thị Hà Nội.
[6] Mueller, A., Schnell, A., R¨ubner, K. (2015). The manufacture of lightweight aggregates from recycled
masonry rubble. Construction and Building Materials, 98:376–387.
[7] Mueller, A., Sokolova, S. N., Vereshagin, V. I. (2008). Characteristics of lightweight aggregates from
primary and recycled raw materials. Construction and Building Materials, 22(4):703–712.
[8] Reinhold, M., Mueller, A. (2002). Lightweight aggregate produced from fine fractions of construction
and demolition waste. Design for Deconstruction and Materials Reuse.
[9] Đỗ, L. H., Do, N. Đ. (1987). Chế tạo bê tông nhẹ cốt liệu làm từ tro nhiệt điện. Viện khoa học Công
Nghệ Xây dựng.
[10] Phong, N. H., Tuấn, N. V., Thắng, N. C., Leydolph, B. (2019). Nghiên cứu chế tạo hạt nhẹ từ phế thải phá
dỡ công trình xây dựng ở Việt Nam. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD)-ĐHXD, 13(1V):
1–10.

102