Nghiên cứu tính chất cơ lý của bê tông nhẹ chịu lực được sử dụng cốt liệu phế thải từ gạch đất sét nung

Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
……………...

VÕ TRỌNG HIẾU

ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG NHẸ
CHỊU LỰC ĐƯỢC SỬ DỤNG CỐT LIỆU PHẾ THẢI TỪ
GẠCH ĐẤT SÉT NUNG

Chuyên ngành : VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU XÂY DỰNG
Mã ngành
: 60.58.80

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2010


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. PHAN XUÂN HOÀNG

Cán bộ chấm nhận xét 1:

PGS.TS NGUYỄN VĂN CHÁNH

Cán bộ chấm nhận xét 2:

TS. NGUYỄN NINH THỤY

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM
ngày 30 tháng 07 năm 2010.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS NGUYỄN VĂN CHÁNH
2. GS.TSKH PHÙNG VĂN LỰ
3. TS. NGUYỄN NINH THỤY
4. TS. TRẦN VĂN MIỀN
5. TS. TRỊNH HỒNG TÙNG
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Bộ môn quản lý chuyên ngành
sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV
Bộ mơn quản lý chuyên ngành


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
-----------------

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
-------------------

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên
: VÕ TRỌNG HIẾU
Phái
: Nam

Ngày, tháng, năm sinh : 15/06/1984
Nơi sinh
: Thừa Thiên Huế
Chuyên ngành: VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU XÂY DỰNG MSHV: 01908555
I. TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TƠNG NHẸ CHỊU
LỰC ĐƯỢC SỬ DỤNG CỐT LIỆU PHẾ THẢI TỪ GẠCH ĐẤT SÉT NUNG.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Tổng quan tình hình nghiên cứu bê tơng nhẹ cốt liệu rỗng trên thế giới và trong nước.
2. Trình bày cơ sở khoa học của bê tông nhẹ cốt liệu rỗng.
3. Nghiên cứu các tính chất của nguyên vật liệu dùng để nghiên cứu.
4. Xử lý cải thiện tính chất cơ lý của cốt liệu phế thải từ gạch đất sét nung.
5. Thiết kế thành phần cấp phối cho bê tông và nghiên cứu mối quan hệ giữa cường độ chịu
nén và khối lượng thể tích của bê tơng nhẹ.
6. Nghiên cứu các tính chất cơ lý cơ bản của bê tơng.
7. Nghiên cứu cấu trúc của bê tông.
8. Kết luận và kiến nghị.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ

: 01/01/2010

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 02/07/2010.
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS. PHAN XN HỒNG
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CN BỘ MƠN
QL CHUYÊN NGÀNH

PGS.TS. PHAN XUÂN HOÀNG
PGS.TS. NGUYỄN VĂN CHÁNH
Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chun ngành thơng qua.

Ngày …. tháng …. năm …….
TRƯỞNG PHỊNG ĐT-SĐH
TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH


LỜI CẢM ƠN
Sau hai năm học tập và nghiên cứu tại trường, được sự chỉ dạy nhiệt tình của Quý
thầy cơ trong q trình học cũng như khi thực hiện luận văn, em đã hoàn thành xong luận
văn Thạc sĩ này.
Lời đầu tiên, em xin kính gửi lời biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn: PGS.TS.
Phan Xuân Hoàng – người đã cho em những ý tưởng về đề tài và tận tình hướng dẫn, chỉ
dạy em trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn này.
Em cũng xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến các thầy, cơ giáo đã tận tình giảng dạy và
truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập. Đây là những kiến thức
bổ ích góp phần giúp em hoàn thành luận văn và sẽ mãi là hành trang theo em trong suốt
q trình học tập và cơng tác sau này.
Ngồi ra tơi cũng xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến tập thể cán bộ, nhân viên
Phịng thí nghiệm Vật liệu Xây dựng thuộc Cơng ty Kiểm định Xây dựng Sài Gòn
(SCQC) và đặc biệt là cá nhân đồng chí Trưởng phịng Nguyễn Thanh Minh đã tạo điều
kiện thuận lợi, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Thạc sĩ này.
Lời cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè lớp Cao học Vật liệu Xây
dựng 2008 đã động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành Luận văn này.
Tháng 7 năm 2010
Tác giả

VÕ TRỌNG HIẾU


TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Tên đề tài:

“Nghiên cứu tính chất cơ lý của bê tông nhẹ chịu lực được sử dụng cốt liệu phế thải từ
gạch đất sét nung.”
1. Tính cần thiết của đề tài:
Trong xây dựng hiện nay, bê tông vẫn là một loại vật liệu không thể thiếu và chưa
có vật liệu nào với những đặc tính ưu điểm của mình có thể thay thế được bê tơng. Tuy
nhiên đối với những cơng trình vừa và nhỏ, có hoạt tải khơng lớn thì việc sử dụng bê tông
truyền thống với tĩnh tải quá lớn tỏ ra nặng nề và không kinh tế. Ở những vùng dân cư có
địa chất yếu, việc xử lý nền móng cho những cơng trình nhỏ hiện nay địi hỏi cơng nghệ
xử lý khá cao và phức tạp. Bên cạnh đó, Việt Nam là một nước nằm trong vùng khí hậu
nhiệt đới nóng ẩm, vì vậy việc phát triển một loại bê tơng có khối lượng thể tích nhỏ, có
khả năng chịu tải trọng vừa và nhỏ với tính cách nhiệt tốt là rất ý nghĩa, đồng thời góp
phần giúp đơn giản hóa việc xử lý địa chất, giảm kích thước móng dẫn tới hạ giá thành
sản phẩm xây dựng. Vì vậy việc thiết kế thành phần cấp phối và nghiên cứu các tính năng
kỹ thuật của bê tơng nhẹ có khả năng chịu lực vừa phải, tính cách nhiệt khá tốt có ý nghĩa
thực tế lớn trong ngành Xây dựng trong nước hiện nay.
2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu:
Xử lý cải thiện tính chất cơ lý cốt liệu phế thải từ gạch đất sét nung để nghiên cứu
thành phần cấp phối cho ra loại bê tơng nhẹ kết cấu, có khả năng chịu lực vừa và nhỏ, có
tính cách nhiệt khá tốt.
3. Phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm của các nhà khoa học trước đây.
Nghiên cứu xử lý cải thiện tính chất cơ lý của cốt liệu, thực nghiệm các tính chất
của nguyên vật liệu, của bê tơng theo các phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn và phi tiêu
chuẩn.
4. Những đóng góp của luận văn:
- Chương 1 giới thiệu tổng quan về tình hình nghiên cứu bê tông nhẹ cốt liệu rỗng
trên thế giới và trong nước.


- Chương 2 đề cập đến cơ sở khoa học của bê tông nhẹ cốt liệu rỗng và phương

pháp nghiên cứu thực nghiệm.
- Chương 3 trình bày về việc nghiên cứu các tính chất của nguyên vật liệu sử dụng
trong q trình nghiên cứu và xử lý cải thiện tính chất cơ lý cho cốt liệu từ gạch đất sét
nung.
- Chương 4 tiến hành thiết kế cấp phối bê tông nhẹ cốt liệu rỗng và tìm cấp phối
tối ưu.
- Chương 5 nghiên cứu tính năng kỹ thuật của bê tơng nhẹ sử dụng cốt liệu phế
thải từ gạch đất sét nung và nghiên cứu ảnh hưởng của cốt liệu xử lý đến các tính chất cơ
lý cơ bản của bê tông.
- Chương 6 nghiên cứu cấu trúc của bê tông nhẹ sử dụng cốt liệu từ gạch đất sét
nung.
- Cuối cùng là phần kết luận về kết quả nghiên cứu và kiến nghị cho những phàn
nghiên cứu tiếp theo.
5. Cấu trúc luận văn:
Luận văn bao gồm phần Mở đầu, 06 chương, phần Kết luận và Tài liệu tham khảo.
Trong luận văn có 111 trang thuyết minh, 64 hình chụp, 5 hình vẽ, 35 bảng, 23 biểu đồ.


ABSTRACT
Research into physico – mechanical properties of structural lightweight concrete with
crushed clay brick aggregate.
1/ Necessity.
Nowadays, Concrete is still the integral material for construction. However, using
heavy concrete with density of 2.5 tons/m3 to establish the medium load building is not
reasonable. So that, developing one kind of concrete with small density, good heat
insulation and medium strength to use in the medium load building in heat – affected area
is very significant.
2/ Goal and scope of research.
Improvement physico – mechanical properties of crushed clay brick aggregate to
research proportion of mixing structural lightweight concrete with small density, good

heat insulation and medium strength.
3/ Process of research.
Research theory and experimental science of previous scientist.
Research to improve physico – mechanical properties of the aggregate, to test the
properties of raw material, concrete by standard method.
4/ Contribution of thesis:
- Introduction of the general view of researching lightweight aggregate concrete in
the world and Vietnam
- Elementary theory and experimental science of lightweight aggregate concrete.
- Researching the properties of raw material and improvement physico –
mechanical properties of crushed clay brick aggregate.
- Mix design of lightweight aggregate concrete and generate the best proportion.
- Research specific properties of lightweight aggregate concrete and the influence
of improvement physico – mechanical properties of aggregate to specific properties of
concrete.
- Research the element structure of the lightweight aggregate concrete.
- Results of the research and petition for research later on.
5/ The structure of the thesis:
The thesis include 6 chapter, 111 pages, 64 snapshots, 5 images, 35 arrays, 23
charts.


1

MỤC LỤC
Trang
Lời cám ơn
Tóm tắt Luận văn
Mục lục ....................................................................................................................... 1
Mở đầu ........................................................................................................................ 10

Chương 1: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, SỬ DỤNG BÊ TÔNG NHẸ CỐT
LIỆU RỖNG Ở TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI ......................................... 11
1/ Tính cần thiết của đề tài ............................................................................................ 11
2/ Tình hình nghiên cứu và sử dụng bê tông nhẹ cốt liệu rỗng trong nước và trên
thế giới. ........................................................................................................................ 13
3/ Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài. .............................................................. 24
Chương 2: CƠ SỞ KHOA HỌC LIÊN QUAN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ....... 26
1/ Cấu trúc vi mô của đá xi măng ................................................................................. 26
2/ Các giai đoạn hình thành cấu trúc vi mơ của hỗn hợp bê tông................................... 30
3/ Bản chất việc cải thiện cường độ và giảm khối lượng thể tích của bê tơng nhẹ cốt
liệu rỗng. ..................................................................................................................... 30
4/ Tính dẫn nhiệt của bê tơng nhẹ cốt liệu rỗng............................................................. 35
5/ Vai trò và yêu cầu của các nguyên vật liệu thành phần ............................................. 36
6/ Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 41
Chương 3: NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA NGUYÊN VẬT
LIỆU............................................................................................................................ 44
1/ Cát............................................................................................................................ 44
2/ Xi măng.................................................................................................................... 45
3/ Nước nhào trộn......................................................................................................... 46
4/ Phụ gia khống hoạt tính (tro bay) ............................................................................ 46
5/ Cốt liệu phế thải từ gạch đất sét nung ....................................................................... 47
6/ Xử lý cải thiện tính chất cơ lý của cốt liệu phế thải từ gạch đất sét nung. .................. 49
Chương 4: THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG NHẸ SỬ DỤNG CỐT LIỆU


2

PHẾ THẢI TỪ GẠCH ĐẤT SÉT NUNG. ................................................................ 61
1/ Thiết kế sơ bộ cấp phối bê tông nhẹ sử dụng cốt liệu phế thải từ gạch đất sét
Nung ............................................................................................................................ 61

2/ Cấp phối thí nghiệm ................................................................................................. 67
3/ Kết quả thực nghiệm ................................................................................................ 68
3.1/ Ảnh hưởng của lượng dùng xi măng và N/X đến Rn của bê tông. .......................... 68
3.2/ Nghiên cứu mối quan hệ giữa khối lượng thể tích và cường độ chịu nén của
bê tông nhẹ sử dụng cốt liệu phế thải từ gạch đất sét nung. .......................................... 73
3.3/ Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ C/C+D đến khối lượng thể tích và cường độ
chịu nén của bê tơng ..................................................................................................... 75
3.4/ Nghiên cứu mối quan hệ giữa khối lượng thể tích và hệ số truyền nhiệt của
bê tơng nhẹ sử dụng cốt liệu phế thải từ gạch đất sét nung ............................................ 78
Chương 5: Nghiên cứu tính năng kỹ thuật của bê tông nhẹ chịu lực được sử
dụng cốt liệu phế thải từ gạch đất sét nung. .............................................................. 81
1/ Nghiên cứu ảnh hưởng của cốt liệu xử lý đến cường độ chịu nén của bê tông........... 81
2/ Nghiên cứu ảnh hưởng của cốt liệu xử lý đến độ hút nước của bê tông. .................... 83
3/ Nghiên cứu ảnh hưởng của cốt liệu xử lý đến cường độ chịu kéo khi uốn của
bê tông.......................................................................................................................... 85
4/ Nghiên cứu ảnh hưởng của cốt liệu xử lý đến độ co ngót của bê tơng. ...................... 87
5/ Nghiên cứu ảnh hưởng của cốt liệu xử lý đến môđun đàn hồi của bê tông. ............... 90
6/ Nghiên cứu ảnh hưởng của cốt liệu xử lý đến độ bền nước của bê tông. ................... 94
Chương 6: NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CỦA BÊ TÔNG NHẸ SỬ DỤNG
CỐT LIỆU PHẾ THẢI TỪ GẠCH ĐẤT SÉT NUNG. ............................................ 99
1/ Đặt vấn đề ................................................................................................................ 99
2/ Nghiên cứu sự hình thành cấu trúc của bê tông ......................................................... 99
KẾT LUẬN CỦA ĐỀ TÀI ......................................................................................... 106
KIẾN NGHỊ ................................................................................................................ 107
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 108
TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG..................................................................... 110


3

PHỤ LỤC .................................................................................................................... 111

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Thành phần hóa của Perlite nở phồng ........................................................... 15
Bảng 1.2: Thành phần hóa học của Vermiculite nở phồng ............................................ 16
Bảng 1.3: Tính chất cơ lý của xỉ phún xuất ................................................................... 19
Bảng 1.4: Bảng phân loại sỏi keramzit.......................................................................... 21
Bảng 1.5: Mối quan hệ giữa khối lượng thể tích và độ dẫn nhiệt của bê tông
Keramzit ....................................................................................................................... 22
Bảng 1.6: Bảng phân loại sỏi agloporit theo cường độ. ................................................. 23
Bảng 2.1: Thành phần hóa học yêu cầu của từng loại tro bay ........................................ 38
Bảng 3.1: Đặc tính kỹ thuật của cát ............................................................................. 44
Bảng 3.2: Thành phần hạt của cát ................................................................................. 44
Bảng 3.3: Tính chất cơ lý của xi măng .......................................................................... 45
Bảng 3.4: Thành phần hóa học của tro bay ................................................................... 46
Bảng 3.5: Tính chất cơ lý của cốt liệu phế thải gạch đất sét nung.................................. 47
Bảng 3.6: Bảng phân tích thành phần hạt của cốt liệu chưa xử lý.................................. 48
Bảng 3.7: Bảng các cấp phối được thực nghiệm ........................................................... 50
Bảng 3.8: Bảng kết quả thực nghiệm các tính chất cơ lý của cốt liệu được xử lý .......... 51
Bảng 3.9: Bảng phân tích thành phần hạt của cốt liệu đã xử lý. .................................... 58
Bảng 3.10: Bảng kết quả tính chất cơ lý của cốt liệu đã xử lý ....................................... 60
Bảng 4.1: Lượng dùng xi măng tối thiểu cho 1 m3 bê tông nhẹ ..................................... 62
Bảng 4.2: Các số liệu để xác định cấp phối sơ bộ của lượng dùng cốt liệu cho
các loại bê tông nhẹ khác nhau ..................................................................................... 63
Bảng 4.3: Lượng dùng nước sơ bộ để chế tạo các hỗn hợp bê tông nhẹ, dùng cốt
liệu rỗng với độ lớn giới hạn của các hạt 20mm, l/m3 ................................................... 64


4

Bảng 4.4: Bảng cấp phối thí nghiệm ............................................................................. 67
Bảng 4.5: Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của bê tông (Rn)............................... 69
Bảng 4.6: Bảng số liệu cường độ chịu nén và khối lượng thể tích của bê tơng .............. 73
Bảng 4.7: Bảng cấp phối thí nghiệm với tỷ lệ C/(C+D) thay đổi ................................... 75
Bảng 4.8: Bảng số liệu thể hiện cường độ chịu nén (Rn) và khối lượng thể tích
(KLTT) của bê tơng. ..................................................................................................... 76
Bảng 4.9: Hệ số truyền nhiệt của bê tông nhẹ sử dụng cốt liệu phế thải từ gạch
đất sét nung. ................................................................................................................. 78
Bảng 5.1: Bảng cấp phối thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của cốt liệu xử lý đến
tính chất cơ lý của bê tơng ............................................................................................ 81
Bảng 5.2: Bảng kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén của bê tông .............................. 82
Bảng 5.3: Bảng kết quả độ hút nước theo khối lượng (Hp) của bê tông ....................... 84
Bảng 5.4: Bảng kết quả cường độ chịu kéo khi uốn (Rku) của bê tông ........................... 86
Bảng 5.5: Bảng kết quả độ co ngót của bê tơng được theo dõi ở 7, 14, 28 ngày
tuổi. .............................................................................................................................. 88
Bảng 5.6: Bảng kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén lăng trụ .................................... 90
Bảng 5.7: Bảng kết quả chênh lệch biến dạng tương đối so với ứng suất ban đầu ......... 92
Bảng 5.8: Bảng kết quả tính tốn mơ đun đàn hồi của bê tông ...................................... 93
Bảng 5.9: Bảng kết quả độ mất mát khối lượng bê tông sau khi ngâm trong dung
dịch Na2SO4 5% và sấy khô .......................................................................................... 97

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Bê tơng cốt liệu rỗng được sử dụng trong các cơng trình hiện đại ở Mỹ ......... 12
Hình 1.2 Panel bê tơng cốt liệu rỗng được gia cường cốt tre ......................................... 12
Hình 1.3: Lake Point Tower ........................................................................................ 14
Hình 1.4: Australian Square ......................................................................................... 14
Hình 1.5: Hạt perlit và perlit nở phồng ......................................................................... 14
Hình 1.6: Hạt vermiculite ............................................................................................. 16
Hình 1.7: Đá bọt ........................................................................................................... 17

Hình 1.8: Xỉ núi lửa ...................................................................................................... 18


5

Hình 1.9: Hạt Keramzit trước và sau khi nung nở phồng .............................................. 19
Hình 1.10: Bản chất quá trình nở phồng ....................................................................... 20
Hình 1.11 Đường cong nung keramzit phịng thí nghiệm .............................................. 20
Hình 1.12: Hạt Agloporit .............................................................................................. 22
Hình 1.13: Cốt liệu gạch đất sét nung ........................................................................... 23
Hình 1.14: Nhà ở những vùng đất yếu .......................................................................... 24
Hình 2.1: Quan hệ giữa cường độ của bê tông nặng (1) và của bê tông nhẹ cốt liệu
rỗng (2 và 3) với tỷ lệ X/N [5] ...................................................................................... 31
Hình 2.2: Vùng truyền bề mặt trong cấu trúc bê tơng.................................................... 33
Hình 2.3 Bê tơng cốt liệu rỗng có vùng truyền bề mặt đặc chắc .................................... 33
Hình 2.4: Mối quan hệ giữa khối lượng thể tích của bê tơng và hệ số dẫn nhiệt của
nó ở điều kiện khơ tự nhiên [7] ..................................................................................... 36
Hình 2.5: Quy trình cơng nghệ tạo thành tro nhiên liệu ................................................ 37
Hình 2.6: Tro nhiên liệu ............................................................................................... 37
Hình 2.7: Tro bay với độ phóng đại 3000 lần................................................................ 37
Hình 2.8: Tro bay loại C ............................................................................................... 38
Hình 2.9: Tro bay loại F .............................................................................................. 38
Hình 2.10: Sơ đồ tóm tắt quy trình thực hiện đề tài ....................................................... 43
Hình 3.1: Biểu đồ thành phần hạt của cát...................................................................... 45
Hình 3.2: Thí nghiệm nén dập cốt liệu gạch đất sét nung trong xi lanh ......................... 47
Hình 3.3: Thí nghiệm xác định thành phần hạt của cốt liệu gạch đất sét nung ............... 48
Hình 3.4: Biểu đồ thành phần hạt của cốt liệu chưa xử lý ............................................. 48
Hình 3.5: Xử lý cốt liệu bằng cách nhúng cốt liệu vào hỗn hợp hồ chất kết dính .......... 49
Hình 3.6: Cốt liệu sau khi xử lý được xác định các tính chất cơ lý ............................... 50
Hình 3.7: Xác định cường độ nén dập trong xi lanh của cốt liệu đã được xử lý ............. 51

Hình 3.8: Cốt liệu sau khi nén dập ................................................................................ 53
Hình 3.9: Sấy cốt liệu xác định độ hút nước ................................................................. 53
Hình 3.10: Thí nghiệm xác định tỷ trọng của cốt liệu ................................................... 53
Hình 3.11: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa khối lượng thể tích và độ nén dập


6

trong xi lanh của cốt liệu xử lý thực nghiệm ................................................................. 54
Hình 3.12: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa tỷ lệ tro bay/bột và độ nén dập xi
lanh của cốt liệu xử lý thực nghiệm .............................................................................. 55
Hình 3.13: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa tỷ lệ tro bay/bột và độ hút nước ............ 55
Hình 3.14: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa KLTT và độ nén dập của cốt liệu ở
tỷ lệ xử lý tro bay/ bột = 40% ....................................................................................... 56
Hình 3.15: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa KLTT và độ hút nước của cốt liệu
ở tỷ lệ xử lý tro bay/ bột = 40% .................................................................................... 57
Hình 3.16: Xác định thành phần hạt của cốt liệu sau khi xử lý ...................................... 58
Hình 3.17: Xác định khối lượng thể tích xốp của cốt liệu sau khi xử lý ........................ 58
Hình 3.18: Biểu đồ thành phần hạt của cốt liệu đã xử lý ............................................... 59
Hình 3.19: Xác định tỷ trọng của cốt liệu đã xử lý ........................................................ 59
Hình 3.20: Xác định độ hút nước của cốt liệu đã xử lý ................................................. 59
Hình 4.1: Trộn hỗn hợp bê tơng ................................................................................... 65
Hình 4.2: Xác định độ sụt của hỗn hợp bê tơng............................................................. 65
Hình 4.3: Xác định khối lượng thể tích lèn chặt của hỗn hợp bê tơng cấp phối thí
nghiệm ......................................................................................................................... 66
Hình 4.4: Tháo khn và bảo dưỡng mẫu ..................................................................... 68
Hình 4.5: Xác định kích thước mẫu .............................................................................. 68
Hình 4.6: Mẫu bị phá hủy ............................................................................................. 68
Hình 4.7: Kết quả thí nghiệm mẫu được thể hiện trên máy nén ELE ADR 2000 ........... 68
Hình 4.8: Biểu đồ thể hiện sự phát triển của cường độ chịu nén bê tơng theo thời

Gian ............................................................................................................................. 70
Hình 4.9: Biểu đồ thể hiện quan hệ giữa cường độ chịu nén của bê tông với lượng
dùng xi măng. ............................................................................................................... 71
Hình 4.10: Mẫu bị phá hủy CP7 .................................................................................. 72
Hình 4.11: Mẫu bị phá hủy CP1 ................................................................................... 72
Hình 4.12. Biểu đồ quan hệ giữa cường độ chịu nén và N/X của bê tông nhẹ sử
dụng cốt liệu rỗng ......................................................................................................... 72


7

Hình 4.13: Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa khối lượng thể tích, cường độ chịu
nén và lượng dùng xi măng của bê tơng. ....................................................................... 74
Hình 4.14: Biểu đồ quan hệ giữa cường độ chịu nén, khối lượng thể tích
và tỷ lệ C/(C+D) ........................................................................................................... 77
Hình 4.15: Biểu đồ quan hệ giữa KLTT và hệ số truyền nhiệt của bê tơng.................... 79
Hình 5.1: Cốt liệu được nghiền từ gạch đất sét nung ..................................................... 81
Hình 5.2: Lượng nước được điều chỉnh để các cấp phối bê tơng có cùng độ sụt............ 81
Hình 5.3: Thí nghiệm xác định cường độ được tiến hành trên máy nén ELE ADR
2000 ở PTN Vật liệu Xây dựng Cơng ty Kiểm định Xây dựng Sài Gịn ........................ 82
Hình 5.4: Biểu đồ quan hệ cường độ chịu nén giữa bê tông sử dụng cốt liệu chưa
xử lý và bê tông sử dụng cốt liệu đã được xử lý. ........................................................... 82
Hình 5.5: Sấy mẫu tới khối lượng khơng đổi ............................................................... 83
Hình 5.6: Xác định kích thước mẫu .............................................................................. 83
Hình 5.7: Biểu đồ quan hệ độ hút nước giữa bê tông sử dụng cốt liệu chưa xử lý
và bê tông sử dụng cốt liệu đã được xử lý. .................................................................... 84
Hình 5.8: Mẫu được đúc và uốn trên máy nén ELE ADR 2000..................................... 85
Hình 5.9: Mẫu bị phá hủy ở đoạn 1/3 chiều dài giữa dầm. ............................................ 86
Hình 5.10: Biểu đồ quan hệ cường độ chịu kéo khi uốn giữa bê tông sử dụng cốt
liệu đã xử lý và chưa xử lý............................................................................................ 86

Hình 5.11: Mẫu trụ có d=150, h=300 ........................................................................... 87
Hình 5.12: Đo biến dạng mẫu trên đồng hồ có độ chính xác 0,001mm ......................... 87
Hình 5.13: Biểu đồ phát triển độ co ngót theo thời gian. ............................................... 89
Hình 5.14: Mẫu được đúc có đường kính 150, cao 300 và bảo dưỡng theo
TCVN 3105 – 1993 ...................................................................................................... 90
Hình 5.15: Cố định biến dạng kế và điều chỉnh đồng hồ về vạch 0 ............................... 91
Hình 5.16: Tiến hành gia tải và đọc số đo trên đồng hồ ................................................ 91
Hình 5.17: Biểu đồ quan hệ giữa tải trọng thử và chênh lệch biến dạng tương đối ........ 92
Hình 5.18: Biểu đồ quan hệ mô đun đàn hồi của bê tông sử dụng cốt liệu xử lý và
chưa xử lý..................................................................................................................... 93


8

Hình 5.19: Cân mẫu trước khi sấy ................................................................................ 95
Hình 5.20: Ngâm mẫu trong dung dịch Na2SO4 5% ..................................................... 96
Hình 5.21:Sấy ở nhiệt độ 1050C đến khối lượng không đổi .......................................... 96
Hình 5.22: Tiến hành xác định lại khối lượng mẫu sau khi sấy khơ .............................. 96
Hình 5.23: Biểu đồ thể hiện độ mất mát khối lượng của bê tông sau khi ngâm sấy
trong dung dịch Na2SO4 5%. ........................................................................................ 97
Hình 6.1: Mẫu CP1 ở 28 ngày tuổi, tỷ lệ 1:1000 ........................................................... 100
Hình 6.2: Mẫu CP1 ở 28 ngày tuổi, tỷ lệ 1:2000 ........................................................... 100
Hình 6.3: Mẫu CP2 ở 28 ngày tuổi, tỷ lệ 1:750 ............................................................. 101
Hình 6.4: Mẫu CP2 ở 28 ngày tuổi, tỷ lệ 1:1600 ........................................................... 101
Hình 6.5: Mẫu CP3 ở 28 ngày tuổi, tỷ lệ 1:650 ............................................................. 102
Hình 6.6: Mẫu CP3 ở 28 ngày tuổi, tỷ lệ 1:1600 ........................................................... 102
Hình 6.7: Mẫu CP10 ở 28 ngày tuổi, tỷ lệ 1:220 ........................................................... 103
Hình 6.8: Mẫu CP10 ở 28 ngày tuổi, tỷ lệ 1:550 ........................................................... 103
Hình 6.9: Mẫu CP15 ở 28 ngày tuổi, tỷ lệ 1:270 ........................................................... 104
Hình 6.10: Mẫu CP15 ở 28 ngày tuổi, tỷ lệ 1:400 ......................................................... 104

CÁC KÝ HIỆU
ACI

: American Concrete Institute

ASTM

: Tiêu chuẩn Hoa Kỳ

BS

: Tiêu chuẩn Anh

CL

: Khối lượng cốt liệu cần dùng.

C

: Lượng cát sử dụng

CKD

: Chất kết dính

C/(C+D)

: Cát/(Cát + Dăm)

D

: Lượng dăm sử dụng

Ec

: Mô đun đàn hồi của bê tông.

Mdl

: Mô đun độ lớn

N

: Lượng nước sử dụng.

X

: Lượng dùng xi măng.


9

N/HLB

: Nước/ Hàm lượng bột.

N/X

: Nước/Xi măng

R28, Rn

: Cường độ chịu nén sau 28 ngày tuổi

R7 , Rn

: Cường độ chịu nén sau 7 ngày tuổi

R3 , Rn

: Cường độ chịu nén sau 7 ngày tuổi

CP

: Cấp phối

 vk

: Khối lượng thể tích của cốt liệu lớn ở trạng thái khơ

 vv

: Khối lượng thể tích của vữa ở trạng thái khơ



: mật độ thể tích của cốt liệu lớn.

0

: khối lượng thể tích của bê tơng ở trạng thái sấy khô.

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

 0c

: Khối lượng thể tích xốp của cát

 0d

: Khối lượng thể tích xốp của dăm.

SN

: Độ sụt.

 lc

: Khối lượng thể tích lèn chặt.



: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu

Hp

: Độ hút nước theo khối lượng.

Rku

: Cường độ chịu kéo khi uốn.

 t 

: Độ co ngót tại thời điểm t

l t 

: Chênh lệch chiều dài giữa các chốt đo của mẫu tại thời điểm t so với

ban đầu
l

: khoảng cách giữa các chốt đo.

PCB

: Portland Cement Blended.

SEM

: Chụp cấu trúc bằng kính hiển vi điện tử quét


10

MỞ ĐẦU

Sự phát triển kinh tế của đất nước trong những năm gần đây gặt hái được
nhiều thành quả rất khích lệ. Tuy ít nhiều có ảnh hưởng bởi cuộc khủng hoảng kinh
tế thế giới năm 2008 – 2009, nhưng nhìn chung chỉ số tăng trưởng kinh tế hàng năm
vẫn luôn đạt mức từ 7% đến 8%, đời sống nhân dân được nâng lên một cách rõ rệt.
Nhiều cơng trình xây dựng đã và đang mọc lên, cơ sở hạ tầng được cải thiện. Các
cơng trình đánh dấu sự chuyển mình đi lên của đất nước như cầu Mỹ Thuận, cầu
Phú Mỹ, cầu Cần Thơ, sân vận động Quốc gia Mỹ Đình, Trung tâm Hội nghị Quốc
gia, Tịa nhà Quốc Hội và nhiều tòa nhà cao ốc đã và đang được xây dựng.
Hiện nay đã có nhiều loại vật liệu được sử dụng trong xây dựng. Tuy nhiên
một loại vật liệu mà cho đến ngày nay vẫn không thể thiếu được, nó được ví như
xương sống của vật liệu xây dựng đó là bê tơng. Khi nói đến bê tơng hầu hết mọi
người đều liên tưởng đến một vật liệu được tạo thành từ xi măng, cát, đá dăm
(sỏi)… Tuy nhiên đối với những cơng trình chịu tải trọng vừa và nhỏ như nhà ở,
khu dân cư, v.v. những vùng có địa chất yếu như quận 2, quận 7 thành phố Hồ Chí
Minh, vùng sơng nước Cửu Long, v.v. thì việc sử dụng bê tơng thơng thường có tải
trọng bản thân lớn sẽ làm cho việc xử lý nền đất yếu trở nên phức tạp, kích thước
móng lớn. Hiện nay, việc sản xuất gạch đất sét nung ở các nhà máy thủ cơng ln
có lượng phế phẩm lớn, những phế phẩm gạch bị cong vênh, gạch cháy này hiện
nay vẫn được đưa ra thị trường với giá rẻ hơn chính phẩm rất nhiều. Ngồi ra trên
các cơng trường xây dựng, lượng xà bần gạch đất sét nung thải ra hiện nay chỉ được
sử dụng để làm san lấp, đầm chặt nền cơng trình, và mỗi cơng trường khi thải ra
lượng xà bần như vậy đều phải tốn kinh phí để vứt bỏ đi. Lượng phế thải gạch đất
sét này có thể được sử dụng làm cốt liệu rỗng để sản xuất ra loại bê tơng nhẹ kết cấu
này. Vì vậy việc phát triển một loại bê tông nhẹ kết cấu sử dụng cốt liệu rỗng có
khối lượng thể tích nhỏ, có khả năng chịu được tải trọng vừa và nhỏ, không sử dụng
cốt liệu đá thiên nhiên là việc làm có ý nghĩa thực tiễn rất lớn. Yêu cầu kỹ thuật đối
với loại bê tơng này là có khối lượng thể tích nhỏ hơn 1800 kg/m3, cường độ chịu
nén lớn hơn 15 Mpa, có tính cách nhiệt khá tốt.

11

CHƯƠNG 1
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, SỬ DỤNG BÊ TƠNG
NHẸ CỐT LIỆU RỖNG Ở TRONG NƯỚC VÀ TRÊN
THẾ GIỚI
1. TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:
1.1 Tính xã hội
Bê tơng là vật liệu xây dựng truyền thống đã phát triển rộng rãi trên thế giới
cũng như trong nước. Trong vòng một thế kỷ tới, bê tông vẫn là vật liệu chủ yếu
không thể thay thế trong ngành xây dựng. Ở những vùng có khí hậu q nóng hoặc
q lạnh nói chung, và ở Việt Nam nói riêng, việc phát triển một loại bê tơng có
tính cách nhiệt lớn hơn dùng trong các kết cấu bao che, có khả năng chịu lực cao là
rất cần thiết.
Việt Nam là nước có trữ lượng đất sét dồi dào, tuy nhiên không phải là vô
hạn, công nghệ sản xuất gạch đất sét nung hiện nay đang phát triển rực rỡ. Các kết
cấu tường bao che hiện nay ở các công trường hầu hết đều sử dụng gạch đất sét
nung. Và cũng vì thế, lượng phế thải gạch đất sét nung thải ra ở các công trường,
nhà máy hiện nay khá lớn và hiện cũng chưa có giải pháp hữu hiệu để xử lý. Điều
này khiến cho trữ lượng đất sét giảm đi, diện tích đất nơng nghiệp ngày càng bị thu
hẹp nghiêm trọng. Do đó, việc nghiên cứu bê tông nhẹ sử dụng cốt liệu phế thải từ
gạch đất sét sẽ là hữu hiệu trong giải quyết vấn đề này.
Việc nghiên cứu bê tông nhẹ sử dụng cốt liệu gạch đất sét nung nghiền góp
phần giải quyết các vấn đề mơi trường nóng bỏng hiện nay. Thật vậy, hiện nay trên
thị trường, bê tông thông thường sử dụng cốt liệu đá và cát đang được sử dụng rộng
rãi. Việc khai thác và nghiền đá thiên nhiên gây hủy hoại môi trường nghiêm trọng,
gây hạn hán, lũ lụt thường xun. Do đó, việc khơng sử dụng đá thiên nhiên làm cốt
liệu lớn cho bê tông sẽ giải quyết được vấn đề về môi trường, tạo điều kiện phát
triển bền vững xã hội trong tương lai.
1.2 Tính kinh tế

12

Với những cơng trình nhỏ có tải trọng khơng lớn, việc sử dụng bê tông nặng
với trọng lượng bản thân lớn làm kết cấu chịu lực, kết cấu bao che sẽ gây nên sự
lãng phí về tiền bạc, tài nguyên, … Sản phẩm bê tông nhẹ với trọng lượng bản thân
nhỏ sẽ giúp làm giảm trọng lượng toàn bộ của cơng trình, giảm kích thước móng,
giảm lượng cốt thép gia cường từ đó giảm chi phí xây dựng cơng trình.
Nghiên cứu bê tông nhẹ sử dụng cốt liệu gạch đất sét nung mang lại hiệu quả
kinh tế lớn trong điều hịa vi khí hậu.. Thật vậy, Việt Nam là một nước nằm trong
vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, hiện nay rất nhiều cơng trình trong nước sử dụng
máy điều hịa như là phương án cứu cánh đối phó với khí hậu nóng ẩm. Điều này
gây ra sự lãng phí lớn, hao phí điện năng, gây ảnh hưởng khơng tốt cho khí hậu, đặc
biệt là trong thời đại ngày nay, sự biến đổi khí hậu, sự ấm lên tồn cầu đang là mối
đe dọa tiềm ẩn cho loài người. Do đó, bê tơng nhẹ sử dụng gạch đất sét nung nghiền
với tính cách âm, cách nhiệt tốt của mình sẽ giúp tiết kiệm được rất nhiều chi phí
vận hành của cơng trình.

Hình 1.1 Bê tơng cốt liệu rỗng được sử dụng
trong các cơng trình hiện đại ở Mỹ
1.3. Tính khoa học:

Hình 1.2 Panel bê tơng cốt liệu
rỗng được gia cường cốt tre


13

Việc nghiên cứu sử dụng bê tông nhẹ chịu lực nói chung và bê tơng nhẹ sử

dụng cốt liệu gạch đất sét nung nói riêng giúp làm giảm khối lượng bản thân của
cơng trình, giảm khối lượng tập trung từng tầng.
Với những cơng trình cao tầng chịu tác động của gió động, động đất, cơng
trình chịu tác dụng dao động bởi lực xơ ngang, thì khối lượng tập trung từng tầng
lớn là yếu tố làm tăng độ lớn của lực gió động, động đất tác dụng. Vì vậy, việc giảm
nhẹ trọng lượng bản thân kết cấu (giảm 20-30% trọng lượng bản thân dẫn đến giảm
25-30% lượng cốt thép sử dụng) giúp cho việc tính tốn kết cấu đỡ phức tạp hơn.
Với những cơng trình có chiều cao trung bình và thấp, những cơng trình nhà
ở những vùng có địa chất yếu, việc giảm được trọng lượng bản thân cơng trình
xuống là việc làm rất có ý nghĩa. Hiện nay, ở những vùng dân cư quận 7, quận 2
thành phố Hồ Chí Minh, những vùng sơng nước đồng bằng sơng Cửu Long, việc xử
lý nền móng cho những cơng trình nhà ở rất phức tạp, trình độ kỹ thuật, cơng nghệ
để xử lý địi hỏi khá cao. Do đó, nghiên cứu bê tông nhẹ sử dụng cốt liệu gạch đất
sét nung vào những cơng trình nhà ở những vùng như vậy giúp cho việc xây dựng
dễ dàng hơn.
2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG BÊ TÔNG NHẸ CỐT
LIỆU RỖNG TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI:
Bê tông nhẹ cốt liệu rỗng không phải là một phát minh mới trong kỹ thuật
sản xuất bê tông. Từ thời xa xưa, con người đã dùng đến những cốt liệu thiên nhiên
lấy từ những núi lửa đã nguội như: đá bọt, xỉ núi lửa .... để xây dựng cơng trình.
Theo ACI 213R-87, việc sử dụng bê tơng nhẹ cốt liệu rỗng trong cơng trình
mang lại hiệu quả lợi ích kinh tế bởi sự giảm tải trọng bản thân dẫn đến sự giảm
kích thước cấu kiện móng của cơng trình. Đối với những tấm tường hoặc những tấm
sàn, với yêu cầu về khối lượng thể tích nhỏ cường độ không quá cao, trên thế giới
đã sử dụng bê tông nhẹ để làm những tấm sàn sử dụng cho những cơng trình nhà
cao tầng.
Năm 1968, tồ nhà 71 tầng Lake Point Tower ở Chicago, Illinois, những tấm
sàn từ tầng 2 đến tầng 20 được đúc tại chỗ với bê tơng có khối lượng riêng

14

1730kg/m3 và cường độ chịu nén ở 7 ngày là 20-22 Mpa. Bên cạnh đó, tại cao ốc
Australian Square, một toà nhà cao 50 tầng với chiều cao 184m, người ta đã tiết
kiệm được 13 phần trăm giá trị xây dựng cơng trình nhờ sử dụng 31.000m3 bê tơng
nhẹ có cường độ nén 34.3Mpa ở 28 ngày và tỷ trọng 1792kg/m3……

Hình 1.3: Lake Point Tower

Hình 1.4: Australian Square

Cốt liệu nhẹ có 2 nguồn gốc: từ thiên nhiên hoặc là nhân tạo.
Nguồn gốc vật liệu thiên nhiên thường là từ núi lửa phun trào. Khi dung
nham núi lửa nguội đi, chúng cho ra một loại vật liệu xỉ rỗng khá tốt, chúng ta chỉ
việc nghiền và sàng lọc ra để sử dụng: perlit, vermiculite, đá bọt, xỉ núi lửa…

Hình 1.5: Hạt perlit và perlit nở phồng


15

Perlite có nguồn gốc từ đá silicát thiên nhiên. Đặc điểm phân biệt giữa perlite
và những đá thủy tinh núi lửa khác là khi nung nóng tới một nhiệt độ xác định, nó
sẽ nở phồng từ 4-20 lần thể tích. Sự giãn nở tùy thuộc vào sự có mặt của 2 – 6%
lượng nước liên kết trong đá perlite nguyên liệu. Khi gia nhiệt nhanh ở nhiệt độ trên
8710C, lượng nước liên kết sẽ bay hơi và tạo ra vô số những bong bóng, những
bong bóng đó sẽ là yếu tố quyết định đến tính chất nhẹ của cốt liệu và những tính
chất cơ lý khác của perlite nở phồng.
Quá trình nở phồng này cũng tạo ra một trong những đặc tính của perlite đó
là màu trắng. Đá ngun liệu sẽ có màu từ xám đến đen bóng, cịn perlite nở phồng

sẽ có màu trắng tuyết đến trắng xám.
Bảng 1.1: Thành phần hóa của Perlite nở phồng:
Thành phần hóa học
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
Na2O
K2 O
SO3
L.O.I

Hàm lượng
71.2%
13.13%
0.84%
0.74%
3.29%
5.08%
<0.003%
5.28%

Tính chất cơ lý:
- Màu: trắng.
- Hệ số khúc xạ: 1.5
- pH: 6.5-8.0
- Tỷ trọng: 2.2-2.4g/cm3.
- Khối lượng thể tích đổ đống: 32-400kg/m3.
- Nhiệt độ hóa mềm: 871-10930C.
- Điểm nóng chảy: 1260-13430C.

- Nhiệt dung riêng: 387J/kg.K


16

Hình 1.6: Hạt vermiculite
- Mica là khống phổ biến trong tự nhiên và thường gặp nhiều trong các
khoáng phún xuất, trầm tích và biến chất khác nhau. Mica có cấu trúc lớp và có khả
năng tách ra thành từng bản rất mỏng (0,01 – 0,02mm). Thành phần hóa học của
mica là các alumosilicat phức tạp và có thể là các magie sắt silicat, alumosilicat,
litisilicat. Từ các mica magie sắt tách ra thành nhóm đặc biệt là thủy mica do chúng
chứa trong thành phần của mình là nước xeolite. Vermiculite là một loại vật liệu
thuộc nhóm thủy mica.
Bảng 1.2: Thành phần hóa học của Vermiculite nở phồng

Thành phần hóa học

Hàm lượng

SiO2

33 – 34%

TiO2

< 1,6%

Al2O3

6 – 18%

Fe2O3

5 – 17%

FeO

1 – 9%

MgO

14 – 25%

R2O3, CaO, MnO, NiO …

< 8%

Nước tinh thể cấu trúc và xeolite

8 – 20%

Tính chất cơ lý của Vermiculite:


17

+ Khối lượng thể tích từ 80 – 200 kg/m3, được phân thành các mác 100, 150,
200
+ Hệ số dẫn nhiệt  = 0,056 – 0,07 W/mhoC
+ Có khả năng hút âm, chịu lửa tốt, độ hút ẩm thấp và độ bền sinh học

+ Phân loại :
- Loại thô : kích thước từ 5 – 10 mm
- Loại trung bình : kích thước từ 0,6 – 5 mm
- Loại mịn : kích thước < 0,6 mm
+ Độ dẫn nhiệt phụ thuộc vào khối lượng thể tích cũng như kích thước hạt. Ở
nhiệt độ dưới 100oC, độ dẫn nhiệt của cấp hạt mịn lớn hơn cấp hạt thô song khối
lượng thể tích nhỏ hơn. Nhưng khi nhiệt độ tăng, độ dẫn nhiệt của cấp hạt thô tăng
mạnh do tăng truyền nhiệt bằng đối lưu trong các lỗ rỗng.
+ Độ hút nước lớn vì các lỗ rỗng chủ yếu là lỗ rỗng hở. Độ hút nước phụ
thuộc vào khối lượng thể tích, thành phần hạt, chề độ nung …
+ Khác với perlite phồng nở, vermiculite phồng nở có tính đàn hồi, tức là
khả năng khơi phục thể tích sau khi dỡ tải trọng ép.
+ Có cấu trúc bất đẳng hướng. Cường độ song song với mặt phân lớp cao
hơn so với hướng vng góc. Khi tăng nhiệt độ và thời gian nung thì vermiculite trở
nên giịn.
+ Có tính hấp phụ mạnh

Hình 1.7: Đá bọt


18

Đá bọt – khoáng phún xuất, đã được tạo thành từ dung nham dạng thuỷ tinh
nở phồng. Cấu trúc của đá bọt và đặc tính lỗ rỗng của nó rất đa dạng, cấu trúc hạt
nhỏ và cấu trúc hạt lớn, với lỗ rỗng dạng hang hốc, dạng sợi và dạng hàm ếch, màu
sắc từ trắng xám đến nâu. Theo cấu trúc, tính chất cơ lý ta có thể chia đá bọt thành 2
loại là ani va litơít.
Loại ani xốp hơn, nhẹ và kém bền hơn, độ rỗng của nó có dạng bọt nhỏ, độ
rỗng của dăm ani từ 60-75%, dạng sợi, kích thước của các lỗ rỗng từ một vài phần
của micrô m đến 2-3mm, độ hút nước theo khối lượng từ 56-60%, giới hạn cường

độ chịu nén của dăm từ 2.5 – 3.0 Mpa, khối lượng thể tích xốp của dăm thường từ
300-600 kg/m3, do đó loại này thường được dùng để chế tạo bê tông nhẹ cách nhiệt
và kết cấu cách nhiệt có khối lượng thể tích từ 500 – 1400kg/m3 và cường độ tương
ứng từ 1-10MPa. Loại litơít có cấu trúc đặc chắc hơn, có độ rỗng của dăm từ 3540%, độ hút nước theo khối lượng từ 9-11%, khối lượng thể tích từ 700 – 900 kg/m3
với giới hạn cường độ chịu nén từ 17-27 Mpa, nên loại này thường được dùng để
chế tạo bê tông nhẹ với khối lượng thể tích từ 1400-1800kg/m3 và cường độ 1040Mpa.

Hình 1.8: Xỉ núi lửa
Xỉ phún xuất là khống xốp, được tạo thành từ thuỷ tinh phún xuất kiềm,
và đơi khi từ cấp phối trung tính. Hàm lượng SiO2 trong chúng biến động từ 5060%, Al2O3 từ 17-24% và CaO + MgO từ 7-12%. Xỉ phún xuất có cấu trúc hạt lớn
dạng lỗ hang hốc và mầu tối.
Theo cấu trúc và các tính chất cơ lý xỉ phún xuất có hai loại: