Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Sự chuyển dịch trong kiến trúc và kỹ thuật thi công xây dựng tại Việt Nam những năm gần đây kéo theo sự thay đổi lớn về nhu cầu vật liệu ốp lát. Các dòng gạch men (ceramics) truyền thống vốn có độ rỗng xốp cao, kích thước nhỏ (như 30x30 cm), hút nước nhiều và dễ dàng liên kết với hồ dầu xi măng thông qua cơ chế neo móc cơ học trong các mao quản rỗng. Ngược lại, các dòng vật liệu ốp lát hiện đại như gạch porcelain, gạch mosaic, tranh gạch 3D, gạch kính lấy sáng, đá granite và đá marble sở hữu kích thước lớn (từ 80x80 cm đến hơn 1 m), độ đặc sít cao và độ hút nước rất thấp (dưới 0,2%). Khi ứng dụng hồ dầu xi măng thông thường cho các loại gạch đặc sít này, bề mặt tiếp xúc không đủ độ liên kết mao dẫn, dẫn đến tình trạng gạch bị bong tróc, nứt vỡ hoặc phồng rộp. Để khắc phục nhược điểm trên, keo dán gạch gốc xi măng biến tính bằng phụ gia polymer được đưa vào sử dụng nhằm nâng cao độ bám dính và độ bền liên kết.
Song song với nhu cầu vật liệu xây dựng mới, hoạt động khai thác và chế biến đá, gạch granite tại các địa phương (tiêu biểu như Bình Định, Khánh Hòa, Gia Lai, Đắk Nông) tạo ra lượng phế thải rất lớn dưới dạng bột mịn và bùn thải. Loại chất thải khoáng vô cơ này không phân hủy tự nhiên, phát tán bụi mịn gây ô nhiễm môi trường không khí, tăng nguy cơ dị ứng da, mắt và các bệnh lý đường hô hấp đối với cộng đồng. Một số doanh nghiệp xả thải trực tiếp hoặc lén lút đổ thải ra môi trường do chi phí vận chuyển và xử lý tại bãi tập trung cao. Việc tái chế bột đá granite thải làm cốt liệu mịn trong keo dán gạch mở ra hướng tiếp cận xử lý chất thải rắn công nghiệp, giảm áp lực khai thác tài nguyên cát tự nhiên và hạ giá thành sản phẩm.
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lê Hoàng Phương Ngân tập trung giải quyết bài toán cấp phối keo dán gạch gốc xi măng sử dụng bột granite thải thay thế cát xây tô. Căn cứ theo Quyết định giao nhiệm vụ và văn bản báo cáo, đề tài xác định 5 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:
- Tìm hiểu về đặc điểm, tính chất của keo dán gạch hệ xi măng.
- Khảo sát tính chất của cấp phối nền (hệ xi măng - cát).
- Khảo sát tính chất của keo dán gạch khi dùng từng loại phụ gia riêng biệt.
- Khảo sát tính chất của keo dán gạch khi phối hợp các loại phụ gia với nhau.
- Khảo sát các cấp phối keo dán gạch khi thay thế cát bằng bột granite thải.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài gồm xi măng poóc lăng hỗn hợp PCB40, cát xây tô tự nhiên, bột đá granite thu gom từ chất thải nhà máy gia công gạch, phụ gia bám dính tái phân tán và phụ gia giữ nước dẫn xuất cellulose. Phạm vi thực nghiệm tập trung xác định ảnh hưởng của các tỷ lệ thay thế cát bằng bột granite (25%, 50%, 75% và 100% theo khối lượng) đối với các tính chất cơ lý cơ bản: độ lưu động, độ giữ nước, thời gian đông kết và cường độ bám dính khi kéo ở tuổi 28 ngày theo Tiêu chuẩn Việt Nam. Quá trình nghiên cứu được triển khai từ tháng 12/2019 đến tháng 08/2020 tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh và các phòng thí nghiệm chuyên ngành liên kết.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận xây dựng trên cơ sở lý thuyết về quá trình thủy hóa xi măng poóc lăng và cơ chế tương tác tạo màng của hệ polyme-xi măng. Xi măng poóc lăng khi tiếp xúc với nước sẽ diễn ra quá trình hydrat hóa các khoáng chính của clinker: khoáng Alite ($C_3S$) phản ứng nhanh tạo cường độ sớm, Belite ($C_2S$) thủy hóa chậm đóng góp cường độ về sau, cùng giải phóng gel calcium silicate hydrate ($C\text{-}S\text{-}H$) và calcium hydroxide ($Ca(OH)_2$ hay Portlandite - $CH$). Khoáng Tricalcium aluminate ($C_3A$) phản ứng tức thời với thạch cao ($CaSO_4 \cdot 2H_2O$) tạo pha khoáng Ettringite dạng hình kim/thoi ($C_6A\bar{S}3H{32}$), giúp điều hòa thời gian đông kết của khối vữa.
Khi bổ sung phụ gia polyme tái phân tán gốc ethylene-vinyl acetate (EVA), các hạt polyme phân tán đồng đều trong pha lỏng của vữa. Trong quá trình nước bị tiêu thụ cho phản ứng hydrat hóa và bay hơi tự nhiên, các hạt polymer tập hợp lại, kết tụ và tạo thành mạng lưới màng polymer liên tục đan xen trong cấu trúc xốp của gel $C\text{-}S\text{-}H$. Bên cạnh liên kết vật lý cơ học len lỏi vào các mao quản của gạch và mặt nền bê tông, gốc axetat trong EVA tham gia phản ứng hóa học với ion $Ca^{2+}$ tự do sinh ra từ quá trình thủy hóa xi măng, làm thay đổi hình thái tinh thể Ettringite và tăng cường mật độ đặc chắc của vùng chuyển tiếp tiếp xúc. Đối với phụ gia giữ nước hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), chuỗi đại phân tử cellulose ether hòa tan làm tăng độ nhớt của pha lỏng, tạo các liên kết hydro với oxy bề mặt hạt xi măng và tạo màng chắn hạn chế sự thoát hơi nước, ngăn chặn hiện tượng tách nước, phân tầng của hỗn hợp vữa.
Hệ thống phương pháp và tiêu chuẩn kỹ thuật được tác giả áp dụng trong khóa luận bao gồm:
- Xác định độ lưu động (độ dẻo): Thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 3121-3:2003 bằng bàn dằn kỹ thuật và khâu hình côn (đường kính đáy lớn 100 mm, đáy nhỏ 70 mm, chiều cao 60 mm). Vữa được dằn 15 cái trong 15 giây; đường kính khối vữa chảy đo theo 2 chiều vuông góc với yêu cầu kiểm soát đường kính chảy tiêu chuẩn đạt 170 mm (nằm trong giới hạn 165–195 mm theo TCVN 4314:2003).
- Xác định độ giữ nước: Áp dụng tiêu chuẩn TCVN 7239:2014, sử dụng hệ thống bình lọc hút chân không trong 5 phút. Độ giữ nước được tính toán dựa trên tỷ lệ phần trăm giữa lượng nước giữ lại trong vữa so với tổng lượng nước nhào trộn ban đầu qua 3 lần thử nghiệm song song.
- Xác định cường độ bám dính khi kéo: Thực hiện theo TCVN 7899-2:2008. Mẫu vữa dán gạch được thi công bằng bay răng lược (kích thước răng 6x6 mm, bước răng 12 mm) trên tấm nền bê tông chuẩn, liên kết với gạch gốm nhóm BIa (kích thước $50 \times 50$ mm, độ hút nước dưới 0,2% theo ISO 13006). Cụm mẫu được dưỡng hộ 27 ngày trong điều kiện tiêu chuẩn, sau đó gắn tấm đầu kéo kim loại bằng keo epoxy và kéo đứt trực tiếp trên máy thử kéo sau 28 ngày để đo giá trị lực kéo lớn nhất.
- Xác định thời gian đông kết: Thực hiện theo TCVN 6017:2015 sử dụng thiết bị kim Vicat tiêu chuẩn, ghi nhận thời điểm bắt đầu đông kết (khi kim cách đáy $6 \pm 3$ mm) và thời điểm kết thúc đông kết (khi kim chỉ lún $0,5$ mm).
- Phân tích khoáng và thành phần hóa học: Nhiễu xạ tia X (XRD) trên máy D2 PHASER (Bruker, Anode Cu, góc quét $2\theta$ từ $10^\circ$ đến $80^\circ$, mẫu nung $120^\circ\text{C}$ và lọt sàng $90\ \mu\text{m}$) và huỳnh quang tia X (XRF) tại Chi cục Kiểm định Hải quan 3.
- Phân tích phân bố kích thước hạt: Đo bằng thiết bị nhiễu xạ laser đối với bột granite; đo mô đun độ lớn của cát xây tô bằng phương pháp sàng rây cơ học qua bộ rây tiêu chuẩn (từ 0,14 mm đến 2,5 mm).
- Quan sát vi cấu trúc: Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FE-SEM) Hitachi S-4800 tại Phòng thí nghiệm Công nghệ Nano (Khu Công nghệ Cao TP.HCM) với điện thế gia tốc 10–15 kV, mẫu phủ màng mỏng Platin (Pt).
Nguồn dữ liệu của nghiên cứu là các kết quả đo đạc thực nghiệm trực tiếp tại các phòng thí nghiệm, số liệu chứng chỉ chất lượng xi măng PCB40 INSEE từ Quatest 3, cùng bảng thông số kỹ thuật thương mại do nhà sản xuất hóa chất cung cấp.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận và tình hình thực tiễn liên quan đến công nghệ keo dán gạch và nguồn phế thải granite. Tác giả phân tích rõ sự chuyển dịch từ gạch ceramics hút nước sang các loại gạch porcelain ít rỗng, khẳng định giới hạn bám dính của vữa hồ dầu truyền thống và nêu bật vai trò của keo dán gạch gốc xi măng pha polymer. Bên cạnh đó, chương này thống kê thực trạng ô nhiễm do bột đá granite tại các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên, tổng quan các nghiên cứu quốc tế về tái sử dụng bột đá trong vữa và bê tông (như nghiên cứu của Ritesh Gupta, Li L.).
Phần phân loại vữa dán gạch viện dẫn tiêu chuẩn TCVN 7899-1:2008, tập trung vào dòng vữa gốc xi măng thông thường C1 với các yêu cầu kỹ thuật: cường độ bám dính khi kéo ở điều kiện chuẩn, sau ngâm nước, sau gia nhiệt và sau chu kỳ đóng băng - tan băng đều phải đạt tối thiểu $0,5\ \text{N/mm}^2$; thời gian mở kéo dài ít nhất 20 phút vẫn duy trì cường độ bám dính $\ge 0,5\ \text{N/mm}^2$. Tác giả đồng thời phân tích cơ chế hóa học của 4 nhóm phụ gia polymer (polymer phân tán, bột tái phân tán RDP, polymer tan trong nước và polymer dạng lỏng), làm rõ cơ chế hydrat hóa tạo các khoáng $C_3S, C_2S, C_3A, C_4AF$ và sự đóng góp của gel $C\text{-}S\text{-}H$ vào cấu trúc đá xi măng.
Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu
Chương 2 mô tả chi tiết quy cách các vật liệu đầu vào và các quy trình thử nghiệm. Xi măng poóc lăng hỗn hợp PCB40 INSEE đáp ứng TCVN 6260:2009 với cường độ nén 3 ngày $\ge 18\ \text{MPa}$, 28 ngày $\ge 40\ \text{MPa}$, thời gian bắt đầu đông kết $\ge 45$ phút và kết thúc $\le 420$ phút. Cát xây tô tự nhiên được rửa sạch, sấy khô và sàng qua mắt lưới 5 mm. Bột granite thải được thu gom từ nhà máy, nung $120^\circ\text{C}$ để loại bỏ tạp chất hữu cơ. Phụ gia bám dính là Vinapas 5044 N (hãng Wacker - Đức), dạng bột copolymer EVA tái phân tán; phụ gia giữ nước là HPMC mã MK-50 (Trung Quốc).
| Thông số kỹ thuật |
Phụ gia bám dính Vinapas 5044 N |
Phụ gia giữ nước HPMC (MK-50) |
| Bản chất hóa học |
Copolymer Ethylene - Vinyl Acetate (EVA) |
Hydroxypropyl Methylcellulose (CE) |
| Trạng thái |
Bột màu trắng nhạt |
Bột màu trắng, không mùi |
| Khối lượng thể tích / Mật độ khối |
$400 - 500\ \text{kg/m}^3$ |
$0,7\ \text{g/cm}^3$ |
| Hàm lượng tro |
Tối đa 12% |
Không công bố |
| Kích thước hạt |
$> 400\ \mu\text{m}$ tối đa 4% |
Không công bố |
| Hàm lượng chất rắn |
Tối thiểu 98% |
Không công bố |
| Hàm lượng định danh |
Chất bảo vệ keo: Polyvinyl alcohol (PVA) |
Methoxy: 28,0%; Propoxy: 7,0% |
| Nhiệt độ tạo màng tối thiểu (MFFT) |
$0^\circ\text{C}$ |
— |
Chương này vạch rõ quy trình thực nghiệm gồm 4 giai đoạn logic:
- Đánh giá tính chất nguyên liệu đầu vào.
- Khảo sát ảnh hưởng đơn lẻ của Vinapas 5044 N (tỷ lệ 1–5% khối lượng xi măng) và HPMC MK-50 đến cấp phối nền (xi măng : cát = 50:50).
- Khảo sát ảnh hưởng khi kết hợp đồng thời hai loại phụ gia để chọn cấp phối tối ưu.
- Giữ nguyên tỷ lệ phụ gia tối ưu, thay thế cát bằng bột granite với các mức 25%, 50%, 75% và 100% theo khối lượng, đo đạc các chỉ tiêu cơ lý và chụp ảnh SEM.
Chương 3: Kết quả và bàn luận
Chương 3 trình bày toàn bộ số liệu đo đạc thực nghiệm và biện luận cơ chế tương tác. Kết quả kiểm tra nguyên liệu cho thấy bột granite có thành phần hóa học giàu silica và nhôm oxit. Phân tích XRD xác định cấu trúc khoáng của bột granite gồm tinh thể thạch anh ($\text{SiO}_2$) và các khoáng tràng thạch đặc trưng như Albite, Microcline, Anorthite. Phân tích kích thước hạt laser chỉ ra bột granite có đường kính hạt trung bình $70,535\ \mu\text{m}$, tập trung nhiều ở dải $20 - 30\ \mu\text{m}$ và $90 - 120\ \mu\text{m}$, kích thước có tần suất xuất hiện cao nhất đạt $108,355\ \mu\text{m}$.
| Thành phần oxit |
Bột granite thải (%) |
| $\text{SiO}_2$ |
56,45 |
| $\text{Al}_2\text{O}_3$ |
Có mặt trong cấu trúc pha fenspat |
| $\text{CaO}$ |
Có mặt trong cấu trúc pha anorthite |
| Mất khi nung (MKN) |
3,55 |
Khi khảo sát phụ gia bám dính Vinapas 5044 N đơn lẻ trên cấp phối nền:
- Độ lưu động: Lượng nước tiêu chuẩn cần thiết để duy trì độ xòe 170 mm của hỗn hợp ổn định ở mức 21 ml nước cho lượng phối liệu cố định, đường kính độ xòe thực tế đạt trong khoảng 173–174 mm.
- Độ giữ nước: Cấp phối nền không phụ gia có độ giữ nước là 96,076%. Khi thêm phụ gia bám dính từ 1% đến 5%, độ giữ nước biến thiên không đáng kể (đạt 96,079% tại 1% và 96,058% tại 5%), chứng minh bản thân phụ gia EVA phân tán không có chức năng giữ nước chuyên biệt.
- Khảo sát kết hợp phụ gia và thay thế cốt liệu: Khi phối trộn kết hợp HPMC và Vinapas 5044 N, độ giữ nước của vữa tăng rõ rệt, hiện tượng bốc thoát nước giảm. Ở giai đoạn thay thế cát bằng bột granite từ 25% đến 100%, do bột granite có diện tích bề mặt riêng lớn và độ mịn cao hơn cát tự nhiên ($d_{tb} \approx 70,5\ \mu\text{m}$), lượng nước tiêu chuẩn để đạt độ lưu động 170 mm có xu hướng tăng theo tỷ lệ bột granite.
- Vi cấu trúc SEM: Ảnh chụp SEM ở các độ phóng đại từ 2.000 đến 30.000 lần ghi nhận sự hiện diện đan xen của các màng polymer bao bọc tinh thể Ettringite hình kim và các khối gel $C\text{-}S\text{-}H$, tạo cấu trúc liên kết 3D đặc chắc bịt kín các lỗ rỗng mao quản, nâng cao cường độ bám dính cơ học của vữa dán gạch.
Kết luận và kiến nghị
Tác giả tóm kết các mục tiêu đã hoàn thành: làm rõ tính chất của hệ cấp phối nền, xác định vai trò cơ lý của từng loại phụ gia polymer, khẳng định tính khả thi của việc thay thế cát xây tô bằng bột đá granite thải nhà máy mà vẫn đảm bảo tính công tác và cường độ bám dính theo TCVN 7899-1:2008 loại C1. Tác giả kiến nghị các xưởng chế biến đá granite cần có quy trình thu gom, sấy khô bột thải để cung cấp làm nguyên liệu cho các cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng, đồng thời đề xuất nghiên cứu sâu hơn về độ bền lâu của keo dán gạch trong môi trường thực tế.
Kết quả và đóng góp
Nghiên cứu mang lại các kết quả định lượng cụ thể:
- Xác định đầy đủ đặc trưng hóa lý của nguồn bột granite phế thải: Hàm lượng $\text{SiO}_2$ chiếm 56,45%, lượng mất khi nung thấp (3,55%), chứa các pha khoáng chính là thạch anh và tràng thạch (Albite, Microcline, Anorthite). Độ mịn hạt phân bố liên tục với kích thước hạt trung bình $70,535\ \mu\text{m}$, kích thước hạt chiếm tỷ trọng cao nhất là $108,355\ \mu\text{m}$.
- Thiết lập định mức cấp phối nền tỷ lệ khối lượng xi măng PCB40 : cát là 50:50, xác định lượng nước nhào trộn để đạt đường kính chảy bàn dằn chuẩn 170 mm theo TCVN 4314:2003.
- Chứng minh bằng thực nghiệm rằng phụ gia tái phân tán EVA (Vinapas 5044 N) cải thiện cường độ bám dính mà không tác động đáng kể đến khả năng giữ nước của vữa (độ giữ nước duy trì quanh ngưỡng 96,05%–96,08%), trong khi phụ gia HPMC đóng vai trò quyết định giữ nước và ổn định độ linh động.
- Khẳng định khả năng thay thế cát xây tô bằng bột đá granite ở các tỷ lệ từ 25% đến 100%, sản phẩm keo dán gạch thu được thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật đối với keo dán gạch gốc xi măng loại C1 theo TCVN 7899-1:2008 (cường độ bám dính khi kéo $\ge 0,5\ \text{N/mm}^2$).
Về mặt đóng góp khoa học và thực tiễn: Đề tài cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm hệ thống về phản ứng thủy hóa của hệ chất kết dính xi măng biến tính polymer khi sử dụng cốt liệu mịn từ phế thải công nghiệp cắt mài đá granite. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu chỉ ra tiềm năng tái sử dụng chất thải rắn nguy hại của các nhà máy gạch đá granite tại Việt Nam, mở ra giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường đất và không khí, đồng thời tạo ra dòng sản phẩm vữa dán gạch có giá thành cạnh tranh hơn so với việc sử dụng hoàn toàn cát tự nhiên qua xử lý.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Dựa trên biên bản đánh giá của người hướng dẫn (ThS. Kiều Đỗ Trung Kiên) và giảng viên phản biện (TS. Lê Thị Duy Hạnh), khóa luận tồn tại một số hạn chế:
- Phần tổng quan tài liệu về các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước thuộc lĩnh vực keo dán gạch và bột đá còn sơ lược, số lượng tài liệu tham khảo còn ít.
- Trong Chương 2, phần trình bày phương pháp nghiên cứu còn thiên về lý thuyết chung của thiết bị (như nguyên lý tán xạ SEM, cấu tạo thiết bị), chưa tập trung cô đọng vào điều kiện thực nghiệm riêng của đề tài.
- Các biện luận về cơ chế giai đoạn đầu của quá trình hydrat hóa xi măng (thời điểm bắt đầu và kết thúc đông kết) chưa làm rõ việc có hay không sự hình thành gel $C\text{-}S\text{-}H$ sớm và vai trò tạo mầm của polyme EVA. Mẫu chụp SEM chưa chỉ rõ tuổi hydrat hóa cụ thể để làm căn cứ khẳng định chính xác các pha khoáng Alite hay Ettringite.
- Trong phép đo mô đun độ lớn của cát, lượng sót tích lũy trên sàng chỉ đạt 92%, chưa đạt tổng 100% theo lý thuyết sàng rây.
Hướng nghiên cứu tiếp được đề xuất gồm:
- Mở rộng khảo sát độ bền cơ lý của keo dán gạch chứa bột granite theo đầy đủ các chỉ tiêu của TCVN 7899-1:2008, bao gồm cường độ bám dính sau khi ngâm nước, sau lão hóa nhiệt ($70^\circ\text{C}$) và sau các chu kỳ đông băng - tan băng.
- Nghiên cứu định lượng ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu trong bột bùn granite thải để xây dựng quy trình công nghệ sấy - tuyển hạt tối ưu ở quy mô bán công nghiệp.
Giá trị tham khảo
Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên cao học và kỹ sư thuộc các chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học (Hóa vô cơ, Vật liệu Silicate), Kỹ thuật Vật liệu Xây dựng và Công nghệ Môi trường.
Nội dung đề tài có giá trị ứng dụng cao đối với:
- Các kỹ sư công nghệ tại các nhà máy sản xuất vữa khô trộn sẵn, keo dán gạch, bột trét tường trong việc tối ưu hóa chi phí cốt liệu mịn bằng cách tận dụng nguồn bột đá thải sẵn có tại địa phương.
- Sinh viên làm đồ án tốt nghiệp cần tham khảo quy trình thực nghiệm phối trộn phụ gia polymer (RDP và HPMC) theo tỷ lệ chính xác, phương pháp kiểm soát độ dẻo bằng bàn dằn theo TCVN 3121-3:2003 và quy trình thử nghiệm kéo bám dính trực tiếp trên tấm bê tông chuẩn theo TCVN 7899-2:2008.
Câu hỏi thường gặp
1. Thành phần khoáng và thành phần hóa học chính của bột đá granite thải trong nghiên cứu này là gì?
Theo kết quả phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) và huỳnh quang tia X (XRF) tại Chi cục Kiểm định Hải quan 3, bột đá granite thải chứa hàm lượng $\text{SiO}_2$ chiếm 56,45%, hàm lượng mất khi nung là 3,55%. Cấu trúc khoáng bao gồm các tinh thể thạch anh ($\text{SiO}_2$) và nhóm khoáng tràng thạch (Feldspar) gồm Albite, Microcline và Anorthite.
2. Kích thước hạt của bột granite thải phân bố như thế nào so với cát xây tô?
Phép đo nhiễu xạ laser cho thấy bột granite có dải phân bố kích thước hạt rộng, kích thước hạt trung bình là $70,535\ \mu\text{m}$. Hạt phân bố tập trung nhiều nhất ở hai khoảng $20 - 30\ \mu\text{m}$ và $90 - 120\ \mu\text{m}$, với đường kính hạt chiếm tần suất cao nhất là $108,355\ \mu\text{m}$. Do đó, bột granite có độ mịn lớn hơn nhiều so với cát xây tô thông thường.
3. Phụ gia bám dính Vinapas 5044 N có tác động như thế nào đến độ giữ nước của keo dán gạch?
Kết quả đo độ giữ nước theo TCVN 7239:2014 cho thấy khi thay đổi hàm lượng phụ gia Vinapas 5044 N từ 1% đến 5% trên cấp phối nền, độ giữ nước của hỗn hợp dao động không đáng kể (từ 96,076% ở mẫu nền lên 96,079% ở mẫu 1% và 96,058% ở mẫu 5%). Điều này khẳng định phụ gia polyme tái phân tán EVA chủ yếu đóng vai trò hình thành màng liên kết bám dính, không có khả năng giữ nước độc lập như phụ gia cellulose ether (HPMC).
4. Quy trình thử nghiệm cường độ bám dính khi kéo của keo dán gạch được thực hiện theo tiêu chuẩn nào?
Thí nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 7899-2:2008. Mẫu keo được trét lên tấm nền bê tông bằng bay răng lược cạnh $6 \times 6$ mm nghiêng góc $60^\circ$, sau đó đặt các viên gạch tiêu chuẩn nhóm BIa (kích thước $50 \times 50$ mm, độ hút nước $< 0,2%$). Sau 27 ngày dưỡng hộ chuẩn, tấm đầu kéo kim loại được dán cố định vào bề mặt gạch bằng keo epoxy và kéo đứt trực tiếp trên máy thử kéo ở ngày thứ 28.
5. Sản phẩm keo dán gạch trong nghiên cứu đối chiếu với phân loại tiêu chuẩn nào của Việt Nam?
Đề tài đối chiếu trực tiếp với Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7899-1:2008 dành cho vữa dán gạch gốc xi măng thông thường nhóm C1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi là cường độ bám dính khi kéo ở các điều kiện tiêu chuẩn phải đạt tối thiểu $0,5\ \text{N/mm}^2$ và thời gian mở kéo dài ít nhất 20 phút.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lê Hoàng Phương Ngân đã hoàn thành đầy đủ các nhiệm vụ thực nghiệm nghiên cứu chế tạo keo dán gạch gốc xi măng sử dụng bột đá granite thải thay thế cát. Bằng việc kết hợp phụ gia tái phân tán EVA (Vinapas 5044 N) và phụ gia giữ nước HPMC trên nền xi măng PCB40, hỗn hợp vữa đạt độ lưu động tiêu chuẩn 170 mm và phát triển mạng lưới vi cấu trúc polymer - khoáng xi măng đan xen bền vững. Kết quả nghiên cứu chứng minh bột granite phế thải có thể thay thế cát xây tô với tỷ lệ lên đến 100% mà vẫn đảm bảo cường độ bám dính khi kéo đạt chuẩn C1 theo TCVN 7899-1:2008. Đây là cơ sở khoa học và dữ liệu thực nghiệm quan trọng, mở ra tiềm năng ứng dụng tái chế phế thải công nghiệp nhằm phát triển vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường.
