Nghiên cứu sử dụng vữa xà bần trong xây dựng

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, quá trình gia công 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 công mẫu. Mời các bạn tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu sử dụng vữa xà bần trong xây dựng NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VỮA XÀ BẦN TRONG XÂY DỰNG Nguyễn Đức Hữu Nghiệp, Dương Ngọc Quí, Trần Quốc Đạt, Đoàn Hữu Nghị, Hoàng Đình Du Khoa Xây dựng, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: TS. Hà Minh Tuấn TÓM TẮT Với công nghệ tiên tiến hiện nay, xã hội ngày càng phát triển mạnh mẽ hơn bao giờ hết. Nhiều công trình lớn nhỏ được xây dựng ngày càng nhiều. Tuy nhiên để có diện tích để xây dựng thì các công 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, quá trình gia công 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 công mẫu. Từ khóa: Tái chế, vữa, vật liệu thay thế, xà bần, xây dựng. 1 GIỚI THIỆU Tại Việt Nam đã có nhiều công 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 môi 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 phòng 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 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 khuôn trong 24 giờ, sau đó sẽ được bảo dưỡng trong môi 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 môi 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 còn 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 ...