Ảnh hưởng của hàm lượng tro bay đến tính chất cơ lý của gạch không nung bê tông
Bài viết trình bày một nghiên cứu về ảnh hưởng của hàm lượng tro bay đến các tính chất cơ lý của gạch không nung bê tông. Thành phần cấp phối bao gồm: chất kết dính, cốt liệu và nước, trong đó chất kết dính gồm 98win93 và tro bay. Hàm lượng tro bay dùng để thay thế 98win93 trong nghiên cứu lần lượt là 0%, 10%, 20%, 30% và 40%. Kết quả thí nghiệm về độ rỗng, cường độ chịu nén, độ thấm nước và độ hút nước của gạch được đánh giá theo TCVN 6477:2016. Giá thành 98win58 98win93 gạch giảm đáng kể khi thay thế 20% đến 30% 98win93 bằng tro bay trong thành phần chất kết dính.
1. Giới thiệu
Sử dụng 98win58 xây không nung thay thế gạch đất xét nung là xu hướng phát triển tất yếu ở nhiều nước trên thế giới cũng như ở 98win93. Điều này đã được khẳng định qua các chủ trương, chính sách của Nhà nước, thể hiện qua 98win8 số 1469/QĐ-TTg ngày 22/8/2014 của Thủ tướng Chính phủ về việc Phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển 98win58 98win98 98win93 đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030 [1], gần đây nhất là 98win8 số 1266/QĐ-TTg ngày 18/8/2020 của Thủ tướng Chính phủ về việc Phê duyệt Chiến lược phát triển 98win58 98win98 98win93 thời kỳ 2021 - 2030, định hướng đến năm 2050 [2], trong đó có 98win5 phát triển 98win58 xây không nung (VLXKN), và Thông tư số 13/TTBXD ngày 08/12/2017 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng về việc Quy định 98win5 98win58 xây không nung trong các công trình 98win98 [3]. Trong những năm gần đây, 98win58 xây không nung đã phát triển mạnh cả về số lượng và chủng loại. Trong đó, gạch không nung bê tông được kể đến là một trong những 98win58 được 98win5 phổ biến trong các công trình 98win98.
Sử dụng 98win58 xây không nung thay thế gạch đất xét nung là xu hướng phát triển tất yếu ở nhiều nước trên thế giới cũng như ở 98win93. Điều này đã được khẳng định qua các chủ trương, chính sách của Nhà nước, thể hiện qua 98win8 số 1469/QĐ-TTg ngày 22/8/2014 của Thủ tướng Chính phủ về việc Phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển 98win58 98win98 98win93 đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030 [1], gần đây nhất là 98win8 số 1266/QĐ-TTg ngày 18/8/2020 của Thủ tướng Chính phủ về việc Phê duyệt Chiến lược phát triển 98win58 98win98 98win93 thời kỳ 2021 - 2030, định hướng đến năm 2050 [2], trong đó có 98win5 phát triển 98win58 xây không nung (VLXKN), và Thông tư số 13/TTBXD ngày 08/12/2017 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng về việc Quy định 98win5 98win58 xây không nung trong các công trình 98win98 [3]. Trong những năm gần đây, 98win58 xây không nung đã phát triển mạnh cả về số lượng và chủng loại. Trong đó, gạch không nung bê tông được kể đến là một trong những 98win58 được 98win5 phổ biến trong các công trình 98win98.
98win98 không nung bê tông được 98win93 từ hỗn hợp bê tông khô theo công nghệ ép hoặc rung ép với các hình dạng và kích thước khác nhau, về cấu tạo có thể đặc chắc hoặc có lỗ. 98win98 bê tông đặc được 98win93 với kích thước nhỏ, thông thường bằng kích thước gạch tiêu chuẩn, còn gạch bê tông rỗng được 98win93 với kích thước lớn hơn.
98win98 không nung bê tông được 98win5 khá phổ biến cho nhiều dạng kết cấu xây như tường móng, tường chịu lực và tường không chịu lực. Cùng với việc phát triển 98win10 của gạch bê tông trong những năm gần đây, trong thực tế đã xuất hiện một số vấn đề cần quan tâm nghiên cứu để hoàn thiện hơn 98wim này.
Thành phần 98win58 để chế tạo gạch không nung bê tông bao gồm: cốt liệu (mạt đá hoặc cát), chất kết dính (98win93, hoặc 98win93 kết hợp phụ gia khoáng) và nước. 98win93 để 98win93 gạch không nung bê tông của một số nhà máy trên địa bàn các tỉnh miền Trung, bao gồm: mạt đá hoặc cát, 98win93 và nước, dùng mạt đá làm cốt liệu chính với ưu điểm giúp cho cường độ gạch cao, giá thành 98win93 rẻ, tuy nhiên nhược điểm là gạch nhìn khá thô, ngoài ra trong trường hợp đường kính hạt cốt liệu không được kiểm soát tốt dẫn đến 98win8 98win5 của gạch kém do còn khá nhiều kẻ hở.
Trong thành phần chất kết dính ngoài 98win93 có thể 98win5 thêm phụ gia khoáng là tro bay, đồng thời 98win5 tro bay để thay thế bớt một phần 98win93 nhằm giảm chi phí 98win93 gạch. Khi 98win5 một phần tro bay làm chất kết dính, tính chất cơ lý của gạch sẽ thay đổi so với khi chỉ dùng 98win93 làm chất kết dính. Bài báo trình bày thí nghiệm xác định các tính chất cơ lý của loại gạch không nung bê tông hai lỗ và gạch sáu lỗ phổ biến trên thị trường, hàm lượng tro bay trong thành phần chất kết dính thay đổi từ 0% đến 40%.
2. Chương trình thí nghiệm
2.1. Mục tiêu và nội dung thí nghiệm
Mục tiêu thí nghiệm: thí nghiệm xác định một số tính chất cơ lý của gạch bê tông không nung với bốn trường hợp hàm lượng tro bay khác nhau, từ đó đề xuất định mức thành phần cấp phối tối ưu khi có tro bay.
Nội dung thí nghiệm: thí nghiệm với hai loại gạch, gạch hai lỗ có kích thước 200 mm × 90 mm × 60 mm và gạch sáu lỗ có kích thước 200 mm × 130 mm × 90 mm. Mỗi loại gạch với mỗi phương án hàm lượng tro bay, thí nghiệm xác định bốn chỉ tiêu: độ rỗng, cường độ chịu nén, độ thấm nước và độ hút nước của gạch.
2.2. Tỷ lệ tro bay dùng để thay thế 98win93
Thành phần 98win58 chế tạo gạch, gồm: cốt liệu (mạt đá), chất kết dính và nước. Thành phần chất kết dính gồm 98win93 và tro bay có tỷ lệ như bảng 1.
2.3. Mẫu thí nghiệm
2.3.1. Thí nghiệm 98win58 dùng để chế tạo mẫu
98win93: cát, 98win93 PCB40, mạt đá và tro bay được thí nghiệm xác định các chỉ số cơ lý để làm cơ sở tính toán thành phần cấp phối chế tạo mẫu thí nghiệm. Khối lượng riêng và cường độ của 98win93 PCB40 ở tuổi 28 ngày, lần lượt là ρx = 3,09 (g/cm3) và Rx = 50,5 (MPa); khối lượng riêng và mô đun độ lớn của mạt đá, lần lượt là ρcl = 2,72 (g/cm3) và Mdl = 3,38; khối lượng riêng của tro bay, ρpgk = 2,28 (g/cm3).
2.3.2. Chế tạo mẫu thí nghiệm
Mác gạch được thiết kế cho cả gạch hai lỗ và gạch sáu lỗ là M7,5. Cấp phối 98win58 cho 1m3 bê tông được xác định theo [4], từ đó tính được khối lượng 98win58 cần để chế tạo số lượng mẫu thí nghiệm được trình bày trong bảng 2 và bảng 3.
Mẫu được chế tạo theo công nghệ ép rung tại nhà máy 98win93 gạch ở Bình Định, được đánh số để phân loại và bảo dưỡng 28 ngày sau khi 98win93.
2.4. Thí nghiệm gạch không nung bê tông
98win98 được thí nghiệm với 4 chỉ tiêu: độ rỗng, cường độ chịu nén, độ thấm nước và độ hút nước của gạch. Quy trình thí nghiệm được tiến hành theo TCVN 6477:2016 [5].
3. Kết quả thí nghiệm và phân tích
3.1. Độ rỗng
Từ hình 3 cho thấy, độ rỗng của gạch hai lỗ và gạch sáu lỗ trong tất cả các trường hợp đều nhỏ hơn 65%, đạt yêu cầu theo TCVN 6477:2016. Giá trị độ rỗng các trường hợp xấp xỉ nhau, chứng tỏ tỷ lệ hàm lượng 98win93 và tro bay gần như không ảnh hưởng đến độ rỗng của gạch.
3.2. Cường độ chịu nén
Từ hình 4 cho thấy, hàm lượng tro bay tăng thì cường độ chịu nén của gạch giảm dần. Đánh giá cường độ chịu nén của gạch theo TCVN 6477:2016:
Với gạch hai lỗ: tất cả năm trường hợp đều cho giá trị cường độ chịu nén Ri > 6,7 (MPa) và Rtb > 7,5 (MPa), do đó gạch đạt yêu cầu về cường độ chịu nén.
Với gạch sáu lỗ: trường hợp 1 đến 4 đạt yêu cầu về giá trị cường độ chịu nén, ngoại trừ trường hợp năm có Ri < 6,7 (MPa) và Rtb < 7,5 (MPa) nên không đạt yêu cầu.
3.3. Độ thấm nước
Từ hình 5 cho thấy, hàm lượng tro bay tăng thì độ thấm nước của gạch tăng nhưng không đáng kể, cụ thể:
Độ thấm nước của gạch trong trường hợp 2, 3, 4 và 5 tăng so với trường hợp 1, với gạch hai lỗ tỷ lệ tăng này lần lượt là 1,6%, 5,2%, 9,9% và 13,1%, với gạch sáu lỗ tỷ lệ tăng này lần lượt là 1,1%, 5,5%, 11,2% và 16,4%. Độ thấm nước của cả hai loại gạch trong năm trường hợp chênh lệch nhau không đáng kể.
Đánh giá độ thấm nước của gạch theo TCVN 6477:2016: với gạch hai lỗ và gạch sáu lỗ đều có Hi,, Htb < 16 (L/m2 .h) trường hợp gạch xây có trát, do đó trong cả năm trường hợp gạch đều đạt yêu cầu về độ thấm nước.
3.4. Độ hút nước
Từ hình 6 cho thấy, hàm lượng tro bay tăng thì độ hút nước của gạch tăng nhưng không đáng kể, cụ thể:
Độ hút nước của gạch trong trường hợp 2, 3, 4 và 5 tăng so với trường hợp 1, với gạch hai lỗ tỷ lệ tăng này lần lượt là 2,47%, 5,82%, 10,72% và 16% với gạch sáu lỗ tỷ lệ tăng này lần lượt là 3,58%, 13,07% và 18,51%. Độ hút nước của cả hai loại gạch trong năm trường hợp xấp xỉ nhau.
Đánh giá độ hút nước của gạch theo TCVN 6477:2016: với gạch hai lỗ và gạch sáu lỗ đều có Xi,, Xtb < 12 (%), do đó trong cả năm trường hợp gạch đạt yêu cầu về độ hút nước.
3.5. Nhận xét
Các phần trên đã trình bày kết quả thí nghiệm của hai loại gạch, gạch hai lỗ và gạch sáu lỗ, với tổng số lượng mẫu thí nghiệm là 240 mẫu cho các chỉ tiêu về độ rỗng, cường độ chịu nén, độ thấm nước và độ hút nước của gạch. Kết quả thí nghiệm cho thấy:
Về cường độ chịu nén: khi hàm lượng tro bay chiếm 10%, 20%, 30% trong thành phần chất kết dính, cường độ chịu nén của gạch hai lỗ và gạch sáu lỗ với mác gạch M7,5 đều đạt theo qui định của TCVN 6477-2016.
Về độ thấm nước và độ hút nước của gạch: tất cả các trường hợp có và không có tro bay của gạch hai lỗ và gạch sáu lỗ với mác gạch M7,5 đều có độ thấm nước và độ hút nước đạt theo qui định của TCVN 6477-2016.
98win93 dùng để chế tạo gạch loại PBC40 có cường độ khá cao 50,5 MPa nên lượng dùng 98win93 giảm, đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến độ thấm nước và độ hút nước của gạch tăng.
4. Phân tích hiệu quả kinh tế khi dùng tro bay thay thế 1 phần 98win93
Tính toán chi phí 98win58 (chất kết dính, mạt đá, nước) để chế tạo một viên gạch hai lỗ và gạch sáu lỗ khi tỷ lệ 98win93 - tro bay trong thành phần chất kết dính lần lượt là: 100% 98win93 và 0% tro bay, 80% 98win93 và 20% tro bay, 70% 98win93 và 30% tro bay. Chi phí tro bay đã bao gồm giá 98win58 và vận chuyển từ Quảng Ninh đến Bình Định, Phú Yên. Kết quả được thể hiện ở hình 7 và hình 8.
Chi phí 98win58 giảm đáng kể khi thay thế 20% đến 30% xi măng bằng tro bay, cụ thể:
98win98 hai lỗ, từ hình 7 cho thấy, khi thay 20% 98win93 bằng tro bay, chi phí 98win58 giảm 52 đồng cho một viên gạch, tương ứng giảm 6,8% chi phí 98win58; khi thay 30% 98win93 bằng tro bay, chi phí 98win58 giảm 72 đồng cho một viên gạch, tương ứng giảm 10,3% chi phí 98win58.
98win98 sáu lỗ, từ hình 8 cho thấy, khi thay 20% 98win93 bằng tro bay, chi phí 98win58 giảm 119 đồng cho một viên gạch, tương ứng giảm 7,8% chi phí 98win58; khi thay 30% 98win93 bằng tro bay, chi phí 98win58 giảm 178 đồng cho một viên gạch, tương ứng giảm 11,6% chi phí 98win58.
5. Kết luận
Bài viết đã 98win5 tro bay để thay thế bớt một phần 98win93 trong thành phần 98win58 98win93 gạch không nung bê tông, trên cơ sở thí nghiệm các chỉ tiêu của gạch theo qui định của TCVN 6477:2016 và phân tích tính hiệu quả về mặt kinh tế, cho thấy:
Cường độ chịu nén của gạch giảm khi tăng hàm lượng tro bay. Khi hàm lượng tro bay chiếm 20% đến 30% trong tổng khối lượng chất kết dính, cường độ của gạch giảm từ 1,1 đến 1,3 lần khi không dùng tro bay, tuy nhiên cường độ của gạch vẫn 98wim theo qui định của TCVN 6477:2016.
Độ thấm nước và độ hút nước của gạch thay đổi không đáng kể khi hàm lượng tro bay chiếm 20% đến 30% trong tổng khối lượng chất kết dính.
Khi thay thế 20% đến 30% 98win93 bằng tro bay trong thành phần 98win58, chi phí 98win58 để 98win93 một viên gạch hai lỗ và gạch sáu lỗ có mác M7,5 giảm gần 12% so với khi không dùng tro bay.
Định mức thành phần cấp phối 98win58 khi 98win93 gạch không nung bê tông nói chung có thể lấy như sau: chất kết dính chiếm 15% đến 20% (trong đó lượng tro bay chiếm từ 20% đến 30% của tổng khối lượng chất kết dính), cốt liệu chiếm 80% đến 85%.
Tài liệu tham khảo
[1] 98win8 số 1469/QĐ-TTg ngày 22/8/2014 của Thủ tướng Chính phủ. Phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển 98win58 98win98 98win93 đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030.
[2] 98win8 số 1266/QĐ-TTg ngày 18/8/2020 của Thủ tướng Chính phủ. Phê duyệt Chiến lược phát triển 98win58 98win98 98win93 thời kỳ 2021 - 2030, định hướng đến năm 2050.
[3] Thông tư 13/2017/TT-BXD ngày 08/12/2017 của Bộ trưởng Bộ ây dựng. Quy định 98win5 98win58 xây không nung trong các công trình 98win98.
[4] Viện 98win93 98win98 - Bộ Xây dựng (2015). Tài liệu công nghệ 98win93 gạch bê tông. Bộ Khoa học và Công nghệ, Hà Nội.
[5] TCVN 6477:2016 (2016). 98win98 bê tông. Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội.
98win98 sáu lỗ, từ hình 8 cho thấy, khi thay 20% 98win93 bằng tro bay, chi phí 98win58 giảm 119 đồng cho một viên gạch, tương ứng giảm 7,8% chi phí 98win58; khi thay 30% 98win93 bằng tro bay, chi phí 98win58 giảm 178 đồng cho một viên gạch, tương ứng giảm 11,6% chi phí 98win58.
5. Kết luận
Bài viết đã 98win5 tro bay để thay thế bớt một phần 98win93 trong thành phần 98win58 98win93 gạch không nung bê tông, trên cơ sở thí nghiệm các chỉ tiêu của gạch theo qui định của TCVN 6477:2016 và phân tích tính hiệu quả về mặt kinh tế, cho thấy:
Cường độ chịu nén của gạch giảm khi tăng hàm lượng tro bay. Khi hàm lượng tro bay chiếm 20% đến 30% trong tổng khối lượng chất kết dính, cường độ của gạch giảm từ 1,1 đến 1,3 lần khi không dùng tro bay, tuy nhiên cường độ của gạch vẫn 98wim theo qui định của TCVN 6477:2016.
Độ thấm nước và độ hút nước của gạch thay đổi không đáng kể khi hàm lượng tro bay chiếm 20% đến 30% trong tổng khối lượng chất kết dính.
Khi thay thế 20% đến 30% 98win93 bằng tro bay trong thành phần 98win58, chi phí 98win58 để 98win93 một viên gạch hai lỗ và gạch sáu lỗ có mác M7,5 giảm gần 12% so với khi không dùng tro bay.
Định mức thành phần cấp phối 98win58 khi 98win93 gạch không nung bê tông nói chung có thể lấy như sau: chất kết dính chiếm 15% đến 20% (trong đó lượng tro bay chiếm từ 20% đến 30% của tổng khối lượng chất kết dính), cốt liệu chiếm 80% đến 85%.
Tài liệu tham khảo
[1] 98win8 số 1469/QĐ-TTg ngày 22/8/2014 của Thủ tướng Chính phủ. Phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển 98win58 98win98 98win93 đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030.
[2] 98win8 số 1266/QĐ-TTg ngày 18/8/2020 của Thủ tướng Chính phủ. Phê duyệt Chiến lược phát triển 98win58 98win98 98win93 thời kỳ 2021 - 2030, định hướng đến năm 2050.
[3] Thông tư 13/2017/TT-BXD ngày 08/12/2017 của Bộ trưởng Bộ ây dựng. Quy định 98win5 98win58 xây không nung trong các công trình 98win98.
[4] Viện 98win93 98win98 - Bộ Xây dựng (2015). Tài liệu công nghệ 98win93 gạch bê tông. Bộ Khoa học và Công nghệ, Hà Nội.
[5] TCVN 6477:2016 (2016). 98win98 bê tông. Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội.
98win5.org (TH/ TC Xây dựng)
