Nghiên cứu sử dụng vữa xà bần trong xây dựng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (405.46 KB, 6 trang )
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VỮA XÀ BẦN TRONG XÂY DỰNG
Nguyễn Đức Hữu Nghiệp, Dương Ngọc Q, Trần Quốc Đạt,
Đồn Hữu Nghị, Hồng Đình Du
Khoa Xây dựng, Trường Đại học Cơng nghệ TP. Hồ Chí Minh
GVHD: TS. Hà Minh Tuấn
TĨM TẮT
Với công nghệ tiên tiến hiện nay, xã hội ngày càng phát triển mạnh mẽ hơn bao giờ hết. Nhiều
cơng trình lớn nhỏ được xây dựng ngày càng nhiều. Tuy nhiên để có diện tích để xây dựng thì các
cơng trình cũ phải bị phá bỏ hoặc tu sửa. Với số lượng xà bần được thải ra khi phá bỏ công trình
ngày càng tăng thì sẽ tạo ra nhiều bãi xà bần gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến đời sống
của người dân. Để khắc phục tình trạng này thì tái chế xà bần thành nguyên liệu thay thế trong xây
dựng là cách thức hiệu quả nhất. Nghiên cứu này khảo sát cách sử dụng xà bần thay thế cho cát
trong xây dựng và đã đạt được một số hiệu quả nhất định. Tuy nhiên, q trình gia cơng xà bần
phải tốn thêm nhân công và công cụ để làm ra thành phẩm, vì vậy cần nghiên cứu thêm những
phương pháp giúp giảm chi phí gia cơng mẫu.
Từ khóa: Tái chế, vữa, vật liệu thay thế, xà bần, xây dựng.
1 GIỚI THIỆU
Tại Việt Nam đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về vật liệu tái chế thay thế cốt liệu trong xây dựng
như bê tông tro bay [1], bê tông nhựa [2]. Để có thêm phương pháp khả thi và hiệu quả để tận dụng
nguồn phế thải xà bần, nghiên cứu sử dụng xà bần thay thế phần xi măng trong hỗn hợp trộn vữa
nhằm tạo ra vật liệu xây dựng mới thân thiện với mơi trường và góp phần giảm thiểu lượng xà bần
thải ra.
Trong quá trình nghiên cứu, 54 mẫu vữa kích thước 16 mm x 4 mm x 4 mm được dùng để đo cường
độ chịu uốn và từ đó 108 mẫu thử tạo ra được dùng để khảo sát ảnh hưởng của lượng thay thế xà
bần lên cường độ chịu nén của vữa. Tổng cộng 162 thí nghiệm được thực hiện. Trong nghiên cứu
này, xà bần được tận dụng từ các mẫu vữa thí nghiệm của phịng thí nghiệm trong các năm học
trước. Xà bần được thu thập sau đó nghiền nhỏ thành nguyên liệu để trộn vữa.
2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Bước 1: Sàng cát và xà bần thay thế.
Mẫu cát được sử dụng trong nghiên cứu được sàng qua các khuôn mắt: 2 mm, 1 mm, 0.425 mm,
0.150 mm (Hình 1).
454
Hình 1: Các sàng theo tiêu chuẩn
Bảng 1: Cấp phối của cát
Mắt sàng
Sót lại (%)
2 mm
2,1
1 mm
3,6
0.425 mm
52,0
0,15 mm
39,7
<0,15 mm
2,6
Bước 2: Chuẩn bị nguyên vật liệu.
Nghiên cứu khảo sát sự thay đổi tỷ lệ xà bần so với cát là 10, 20, 30, 40, 50, 100 (%), cấp phối của
các trường hợp được thể hiện ở Bảng 2. Khối lượng cát, nước, xi măng, xà bần được cân bằng cân
điện tử thể hiện ở Hình 2.
Bảng 2: Tỷ lệ khối lượng cát, nước, xi măng, xà bần để làm từng mẫu vữa
Mẫu vữa (%)
Nước (g)
Cát (g)
Xi măng (g)
Xà bần (g)
Chuẩn
225
1350
450
0
10
225
1215
450
135
20
225
1080
450
270
30
225
945
450
405
40
225
810
450
540
100
225
0
450
1350
455
Hình 2: Cân đong nguyên vật liệu để làm mẫu vữa chuẩn
Bước 3: Đ c mẫu.
Quy trình đ c mẫu được thể hiện Hình 3.
Hình 3: Quy trình đ c mẫu
Bước 4: Bảo dưỡng.
Sau khi đ c hoàn thành sản phẩm. Mẫu vữa được định hình trong khn trong 24 giờ, sau đó sẽ
được bảo dưỡng trong mơi trường nước theo các trường hợp 7 ngày, 14 ngày, và 28 ngày (Hình 4).
Hình 4: Bảo dưỡng vữa
456
Bước 5: Đo cường độ của mẫu.
Sau 15 phút mẫu vữa được đưa ra khỏi mơi trường bảo dưỡng thì sẽ được đem vào máy nén để đo
cường độ của mẫu vữa. Quy trình nén được thể hiện ở Hình 5.
Hình 5: Quy trình thí nghiệm uốn/nén mẫu vữa
3 KẾT QUẢ
3.1 Quan hệ lượng thay đổi xà bần và cường độ mẫu
Hình 6 thể hiện quan hệ giữa phần trăm thay thế xà bần tới cường độ mẫu. Đối với cường độ chịu
uốn và cường độ chịu nén khi % thay thế xà bần là 20% thì cường độ mẫu vữa xà bần đạt giá trị
cao nhất lần lượt là (0,7 kN/mm2) hơn 14% so với mẫu đối chứng và (11,11 kN/mm2) hơn 34% so với
mẫu đối chứng (8,29 kN/mm2). Kết quả tương tự khi so sánh cường độ chịu uốn. Khi tỷ lệ thay thế là
100%, thì cường độ chịu nén và chịu kéo của mẫu giảm 71%, tức đạt lần lượt là 1,7 kN/mm2 và 0.48
kN/mm2. Qua các phép thử, mẫu vữa xà bần 20% cho kết quả tốt nhất với cường độ chịu nén, và
uốn đều đạt giá trị cao hơn mẫu đối chứng.
Hình 6: Biểu đồ thể hiện quan hệ giữa % thay thế xà bần tới cường độ của mẫu vữa
457
3.2 Quan hệ ngày tuổi và cường độ
Qua Hình 7, cường độ chịu uốn của mẫu vữa thay thế 40% xà bần trong 28 ngày tuổi đạt cường độ
cao nhất (1.6 kN/mm2) tăng cao hơn 165% so với mẫu chuẩn (0.608 kN/mm2) và các mẫu còn lại
đều cao hơn mẫu chuẩn. Xét về cường độ chịu nén mẫu thì mẫu vữa thay thế 40% xà bần trong 28
ngày vẫn đạt cường độ cao nhất (19.2 kN/mm2) tăng hơn 132% so với mẫu chuẩn (8.3 kN/mm2).
Qua các phép thử mẫu thay thế 40% xà bần trong 28 ngày cho kết tốt nhất về cường độ chịu uốn
và cường độ chịu nén. Do các mẫu đều cho cường độ chịu uốn và nén tăng dần theo ngày tuổi nên
các vữa thay thế xà bần cịn phụ thuộc vào ngày tuổi.
Hình 7: Biểu đồ thể hiện quan hệ ngày tuổi tới cường độ của mẫu vữa
3.3 Quan hệ giữa Nước/Xi măng (N/XM) và cường độ
Theo Hình 8, khi thay đổi tỷ lệ phần trăm Nước/Xi măng ta thu được nhiều kết quả rất tốt. Đối với
cường độ chịu uốn và cường độ chịu nén của các mẫu đều cho cường độ lớn hơn mẫu đối chứng.
Nhưng khi Mẫu vữa vừa thay thế 40% xà bần của tỷ lệ nước 0,7 thì cường độ nén mẫu vữa đạt mức
độ cao nhất (40.4 kN/mm2), tăng cao hơn 387% so với Mẫu đối chứng (8,3 kN/mm2).
Kết quả tương tự khi so sánh cường độ chịu uốn của mẫu vữa trên với mẫu vữa chuẩn là (2.4
kN/mm2), tăng hơn 295% so với Mẫu dối chứng (0.6. kN/mm2). Qua các phép thử thì khi mẫu vữa vừa
thay thế 40% xà bần khi thay đổi tỷ lệ Nước/Xi Măng là 0,7 trong 7 ngày, thì cho kết quả tốt nhất về
cường độ chịu uốn và cả cường độ chịu nén cao hơn so với các mẫu khác và mẫu đối chứng.
Hình 8: Biểu đồ thể hiện quan hệ khi thay đổi tỷ lệ N/XM tới cường độ của mẫu vữa trong 7 ngày
458
4 KẾT LUẬN
Qua 54 lần thử nghiệm cường độ chịu uốn và 108 lần thử nghiệm cường độ chịu nén, tổng cộng
162 thí nghiệm được thực hiện. Dựa vào kết quả thu được, mẫu vữa xà bần với tỷ lệ thay thế là 20%
cho kết quả về cường độ chịu uốn và cường độ chịu nén có phần tốt hơn so với mẫu chuẩn hiện tại
ở phần lớn các phép thử về các lĩnh vực nghiên cứu.
Bằng cách sử dụng những vật liệu tái chế, ta có thể tiết kiệm được chi phí khi áp dụng vào các cơng
trình thi cơng với quy mơ lớn.
Bên cạnh đó, tái chế xà bần để thay thế cho ngun vật liệu chính cịn giúp ta giảm bớt đi lượng vật
liệu phế thải. Đồng thời giảm lượng khí thải khi sản xuất giúp bảo vệ được môi trường sống tốt hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]
Ha TM, Fukada S, Torii K, Kobayashi K, và Aoyama T (2017) Load bearing capacity of PC
girders with and without fly ash affected by ASR deteriorations. in High Tech Concrete: Where
Technology and Engineering Meet - Proceedings of the 2017 fib Symposium 321–329 (2017).
doi:10.1007/978-3-319-59471-2-39.
[2]
Nguyen VCN, Ho TH, Nguyen TH, và Ngo VA (2017) Nghiên cứu tận dụng rác thải nhựa gia
công bê tơng làm vật liệu xây dựng. Tạp chí hoa học, trường Đại học Cần Thơ, tập 49, Phần
A (2017): 41-46.
459
