Nghiên Cứu Sử Dụng Vỏ Trấu và Tro Đáy Làm Cốt Liệu Sản Xuất Gạch Không Nung Thân Thiện Với Môi Trường

• Tác giả: Lê Ngọc Quang
• Người hướng dẫn: TS. Ngô Sĩ Huy
• Trường học: Trường Đại Học Hồng Đức
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng
• Đề tài: Nghiên Cứu Sử Dụng Vỏ Trấu Và Tro Đáy Trong Sản Xuất Gạch Không Nung Thân Thiện Với Môi Trường
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thanh Hóa

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
• 1.1. Các nghiên cứu về gạch không nung
• 1.2. Các nghiên cứu về sử dụng tro bay và tro đáy trong sản xuất gạch không nung
• 1.3. Các nghiên cứu về vỏ trấu
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
• 2.1. Thiết kế thành phần các mẫu gạch
• 2.2. Chuẩn bị mẫu và phương pháp thí nghiệm
• 2.2.1. Chuẩn bị mẫu
• 2.2.2. Khối lượng thể tích
• 2.2.3. Khuyết tật ngoại quan
• 2.2.4. Cường độ chịu nén
• 2.2.5. Vận tốc truyền xung siêu âm
• 2.2.6. Hệ số truyền nhiệt
• 2.2.7. Quan sát vi cấu trúc của gạch bởi kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Khối lượng thể tích
• 3.2. Khuyết tật ngoại quan
• 3.3. Cường độ chịu nén
• 3.4. Vận tốc truyền xung siêu âm
• 3.5. Hệ số truyền nhiệt
• 3.6. Hình ảnh vi cấu trúc của gạch
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Gạch Không Nung Từ Vỏ Trấu Tro Đáy

Gạch là vật liệu xây dựng phổ biến trên toàn thế giới. Việt Nam tiêu thụ hàng tỷ viên gạch mỗi năm. Phần lớn là gạch đất sét nung, gây tiêu hao tài nguyên và ô nhiễm môi trường. Chính phủ khuyến khích phát triển gạch không nung thay thế. Gạch không nung hiện nay chủ yếu làm từ xi măng, cát, và nước. Sản xuất xi măng cũng gây tác động xấu đến môi trường. Khai thác cát sông quá mức gây hậu quả nghiêm trọng. Nhiều loại rác thải công nghiệp gây ô nhiễm môi trường. Biến rác thải thành vật liệu xây dựng có lợi ích về môi trường và kinh tế. Tro đáy và tro bay từ nhà máy nhiệt điện được sử dụng phổ biến trong sản xuất gạch không nung. Vỏ trấu là rác thải nông nghiệp, số lượng lớn được thải ra hàng năm tại Việt Nam. Sử dụng vỏ trấu trong sản xuất vật liệu xây dựng thu hút sự quan tâm. Nghiên cứu này sử dụng vỏ trấu và tro đáy làm cốt liệu mịn trong sản xuất gạch không nung thân thiện với môi trường.

1.1. Tình Hình Sử Dụng Gạch Không Nung Hiện Nay

Hiện nay, gạch không nung được sử dụng khá phổ biến ở Việt Nam. Chủ yếu sử dụng xi măng làm chất kết dính, cát hoặc đá mạt làm cốt liệu mịn. Khối lượng từ 2÷2,2 tấn/m3, cường độ nén khoảng 3,5-7,5 MPa. Sản xuất xi măng làm cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên và gây ô nhiễm môi trường. Khai thác quá mức cát sông cũng gây ra các vấn đề với môi trường nước, nguồn nước, làm xói mòn lòng sông và mất đất canh tác. Việc khai thác đá, nghiền đá làm nguyên liệu cho gạch không nung cũng gây ra các vấn đề ô nhiễm tiếng ồn và hủy hoại môi trường tự nhiên.

1.2. Tiềm Năng Ứng Dụng Vỏ Trấu Trong Xây Dựng

Vỏ trấu là phế phẩm nông nghiệp có số lượng lớn tại Việt Nam. Việc sử dụng vỏ trấu trong sản xuất vật liệu xây dựng giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Vỏ trấu có thể được sử dụng làm cốt liệu mịn trong gạch không nung. Các nghiên cứu cho thấy vỏ trấu có tiềm năng lớn trong sản xuất gạch nhẹ không nung. Tuy nhiên, các nghiên cứu về sử dụng vỏ trấu trong gạch không nung còn ít.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Môi Trường Từ Sản Xuất Gạch Nung

Sản xuất gạch đất sét nung tiêu thụ lượng lớn nhiên liệu đốt và tài nguyên thiên nhiên. Quá trình này thải ra môi trường lượng lớn khí độc hại, đặc biệt là khí CO2. Khí CO2 gây ô nhiễm môi trường và hiệu ứng nhà kính. Thủ tướng Chính phủ đã ban hành các chính sách khuyến khích phát triển sản xuất các loại vật liệu xây dựng không nung thay thế cho vật liệu nung truyền thống. Việc sản xuất xi măng cũng tiêu hao nhiều tài nguyên thiên nhiên và gây ra nhiều tác động xấu đến môi trường. Gần đây, việc khai thác quá giới hạn cát sông cũng gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng đến môi trường nước, sạt lở bờ sông và xói mòn.

2.1. Tác Động Của Khí Thải CO2 Từ Lò Nung Gạch

Quá trình sản xuất gạch đất sét nung thải ra môi trường lượng lớn khí độc hại. Đặc biệt là khí CO2, gây ô nhiễm môi trường và hiệu ứng nhà kính. Việc giảm phát thải CO2 trong xây dựng là một mục tiêu quan trọng. Sử dụng gạch không nung là một giải pháp để giảm phát thải CO2.

2.2. Hậu Quả Của Việc Khai Thác Đất Sét Làm Gạch

Để sản xuất gạch đất sét nung cần tiêu hao một lượng lớn nhiên liệu đốt và các tài nguyên thiên nhiên khác. Như đất sét, than đá, đất nông nghiệp. Việc khai thác đất sét quá mức gây ảnh hưởng đến môi trường. Mất đất nông nghiệp, sạt lở đất là những hậu quả nghiêm trọng.

2.3. Ảnh Hưởng Của Việc Sử Dụng Than Đá Trong Sản Xuất Gạch

Việc sử dụng than đá trong sản xuất gạch nung gây ra nhiều vấn đề về môi trường. Khí thải từ quá trình đốt than chứa nhiều chất độc hại. Gây ô nhiễm không khí và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Việc tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế là cần thiết.

III. Phương Pháp Sản Xuất Gạch Không Nung Từ Vỏ Trấu và Tro Đáy

Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng vỏ trấu thô và tro đáy làm cốt liệu mịn. Ảnh hưởng của hàm lượng vỏ trấu lên các đặc tính kỹ thuật của gạch không nung được nghiên cứu. Mục tiêu là xác định ảnh hưởng của hàm lượng vỏ trấu lên các đặc tính kỹ thuật của gạch không nung sử dụng vỏ trấu và tro đáy làm cốt liệu. Phạm vi nghiên cứu là sử dụng vỏ trấu để thay thế tro đáy trong thành phần cấp phối của gạch không nung. Nội dung nghiên cứu bao gồm thiết kế thành phần gạch không nung, đúc mẫu, tiến hành các thí nghiệm, tổng hợp kết quả thí nghiệm, phân tích, xử lý số liệu.

3.1. Quy Trình Trộn Vỏ Trấu và Tro Đáy Trong Gạch

Vỏ trấu được sử dụng để thay thế 0%, 3%, 6%, và 9% khối lượng tro đáy. Việc trộn đều vỏ trấu và tro đáy là quan trọng. Đảm bảo sự phân bố đồng đều của các thành phần trong hỗn hợp. Ảnh hưởng đến chất lượng của gạch.

3.2. Các Thí Nghiệm Đánh Giá Chất Lượng Gạch Không Nung

Các thí nghiệm được tiến hành bao gồm: Khuyết tật ngoại quan, khối lượng đơn vị thể tích, cường độ chịu nén, độ hút nước, vận tốc truyền xung siêu âm, hệ số hấp thụ nhiệt, vi cấu trúc. Các thí nghiệm này giúp đánh giá chất lượng của gạch. So sánh với tiêu chuẩn TCVN 6477-2016.

3.3. Phương Pháp Nghiên Cứu Lý Thuyết và Thực Nghiệm

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu phương pháp thiết kế thành phần gạch không nung; các nghiên cứu trong nước và ngoài nước liên quan đến việc sử dụng phế thải công nghiệp và nông nghiệp trong sản xuất gạch không nung, đặc biệt là sử dụng tro đáy và vỏ trấu. Phương pháp thực nghiệm: Chế tạo các mẫu gạch, sử dụng tro đáy và vỏ trấu làm cốt liệu mịn. Trong đó, vỏ trấu được sử dụng lần lượt với các hàm lượng là 0%, 3%, 6%, và 9% so với khối lượng tro đáy.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu và Thảo Luận Về Gạch Vỏ Trấu

Việc sử dụng vỏ trấu và tro đáy làm cốt liệu mịn trong thành phần cấp phối của gạch không nung làm giảm khối lượng đơn vị thể tích và hệ số truyền nhiệt của viên gạch. Có thể áp dụng cho các công trình tạm thời và kết cấu cách nhiệt. Sử dụng các phế phẩm công nghiệp (tro bay, tro đáy) kết hợp với phế phẩm nông nghiệp (vỏ trấu) trong thành phần gạch không nung giúp giảm giá thành sản xuất, giảm thiểu các chất thải gây ô nhiễm môi trường. Góp phần xử lý một phần chất thải nông nghiệp (vỏ trấu) và chất thải của nhà máy nhiệt điện (tro đáy), khai thác và sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên, góp phần vào việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

4.1. Ảnh Hưởng Của Vỏ Trấu Đến Khối Lượng Gạch

Việc sử dụng vỏ trấu giúp giảm khối lượng đơn vị thể tích của gạch. Tạo ra gạch nhẹ, phù hợp cho các công trình tạm thời. Giảm tải trọng cho công trình.

4.2. Tác Động Của Vỏ Trấu Đến Khả Năng Cách Nhiệt

Vỏ trấu giúp giảm hệ số truyền nhiệt của gạch. Cải thiện khả năng cách nhiệt của công trình. Tiết kiệm năng lượng cho việc làm mát và sưởi ấm.

4.3. So Sánh Chi Phí Sản Xuất Gạch Truyền Thống và Gạch Vỏ Trấu

Sử dụng vỏ trấu giúp giảm chi phí sản xuất gạch. Vỏ trấu là phế phẩm nông nghiệp, có giá thành thấp. Giảm sự phụ thuộc vào các nguyên liệu đắt tiền.

V. Ứng Dụng Thực Tế Gạch Không Nung Vỏ Trấu Tro Đáy

Hiện nay, gạch không nung được sử dụng khá phổ biến ở Việt Nam, chủ yếu sử dụng xi măng làm chất kết dính, cát hoặc đá mạt làm cốt liệu mịn, có khối lượng từ 2÷2,2 tấn/m3, cường độ nén khoảng 3,5-7,5 MPa. Lưu ý rằng việc sản xuất xi măng làm cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên và gây ô nhiễm môi trường thông qua việc khai thác đá, nung nguyên liệu. Việc khai thác quá mức cát sông cũng gây ra các vấn đề với môi trường nước, nguồn nước, làm xói mòn lòng sông và mất đất canh tác. Trong khi việc khai thác đá, nghiền đá làm nguyên liệu cho gạch không nung cũng gây ra các vấn đề ô nhiễm tiếng ồn và hủy hoại môi trường tự nhiên.

5.1. Các Công Trình Xây Dựng Sử Dụng Gạch Không Nung

Gạch không nung được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. Các công trình nhà ở, nhà xưởng, tường rào sử dụng gạch không nung. Góp phần bảo vệ môi trường.

5.2. Tiêu Chuẩn Kỹ Thuật Cho Gạch Không Nung Vỏ Trấu

Gạch không nung vỏ trấu cần đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật. Đảm bảo chất lượng và độ bền của công trình. Tuân thủ TCVN 6477-2016.

5.3. Đánh Giá Về Độ Bền Của Gạch Không Nung Vỏ Trấu

Độ bền của gạch không nung vỏ trấu cần được đánh giá. Khả năng chịu lực, chống thấm, chống ăn mòn. Đảm bảo tuổi thọ của công trình.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Gạch Không Nung Xanh

Nghiên cứu này đã chứng minh tiềm năng sử dụng vỏ trấu và tro đáy trong sản xuất gạch không nung thân thiện với môi trường. Việc sử dụng phế thải nông nghiệp và công nghiệp giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tiết kiệm tài nguyên. Cần có thêm các nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng gạch. Hướng phát triển là tạo ra các loại vật liệu xây dựng xanh bền vững.

6.1. Tóm Tắt Các Ưu Điểm Của Gạch Không Nung Vỏ Trấu

Gạch không nung vỏ trấu có nhiều ưu điểm. Giảm ô nhiễm môi trường, tiết kiệm tài nguyên, giảm chi phí sản xuất. Góp phần phát triển bền vững.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Gạch Không Nung

Cần có thêm các nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình sản xuất. Nâng cao chất lượng gạch, tăng cường độ bền, cải thiện khả năng cách nhiệt. Tìm kiếm các vật liệu thay thế thân thiện với môi trường hơn.

6.3. Chính Sách Hỗ Trợ Phát Triển Vật Liệu Xây Dựng Xanh

Cần có các chính sách hỗ trợ phát triển vật liệu xây dựng xanh. Khuyến khích sử dụng gạch không nung, giảm thiểu sử dụng gạch nung. Tạo điều kiện cho các doanh nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng xanh.

Tổng quan nghiên cứu

Gạch là vật liệu xây dựng phổ biến trên toàn cầu, với nhu cầu tiêu thụ hàng năm tại Việt Nam ước tính khoảng 20-22 tỷ viên, dự báo tăng lên hơn 40 tỷ viên vào năm 2022. Tuy nhiên, phần lớn là gạch đất sét nung truyền thống, tiêu tốn nhiều nhiên liệu và tài nguyên thiên nhiên như đất sét, than đá, đồng thời phát thải lượng lớn khí CO2 gây ô nhiễm môi trường và hiệu ứng nhà kính. Chính phủ đã khuyến khích phát triển gạch không nung thân thiện với môi trường nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực này.

Gạch không nung hiện nay chủ yếu sử dụng xi măng, cát hoặc mạt đá làm cốt liệu, nhưng việc sản xuất xi măng và khai thác cát, đá cũng gây ra nhiều vấn đề môi trường như cạn kiệt tài nguyên, ô nhiễm tiếng ồn, bụi bẩn và xói mòn đất. Trong bối cảnh đó, việc tái sử dụng các phế thải công nghiệp và nông nghiệp như tro bay, tro đáy từ nhà máy nhiệt điện và vỏ trấu nông nghiệp trở thành hướng đi bền vững. Tro bay thường được dùng làm chất kết dính, tro đáy và vỏ trấu được sử dụng làm cốt liệu mịn trong sản xuất gạch không nung.

Nghiên cứu này tập trung đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng vỏ trấu thay thế tro đáy trong thành phần cấp phối gạch không nung thân thiện với môi trường, nhằm giảm khối lượng thể tích và hệ số truyền nhiệt của gạch, đồng thời đảm bảo các đặc tính kỹ thuật phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 6477-2016. Phạm vi nghiên cứu thực hiện tại Thanh Hóa, sử dụng nguyên liệu từ nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn và vỏ trấu địa phương, với các mẫu gạch được thử nghiệm ở các tỷ lệ thay thế vỏ trấu 0%, 3%, 6% và 9% theo khối lượng tro đáy.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về vật liệu xây dựng không nung, đặc biệt là:

• Lý thuyết vật liệu composite: Sự kết hợp giữa các thành phần xi măng, tro bay, tro đáy và vỏ trấu tạo thành vật liệu composite có tính chất cơ lý và nhiệt phù hợp.
• Mô hình cấp phối thể tích tuyệt đối: Thiết kế thành phần gạch dựa trên thể tích các thành phần để tối ưu hóa tính chất vật liệu.
• Khái niệm về cường độ chịu nén, độ hút nước, vận tốc truyền xung siêu âm (UPV) và hệ số truyền nhiệt: Các chỉ số này phản ánh chất lượng và khả năng ứng dụng của gạch không nung.

Các khái niệm chính bao gồm: khối lượng thể tích, cường độ nén, độ hút nước, vận tốc truyền xung siêu âm, hệ số truyền nhiệt, và vi cấu trúc bề mặt gạch.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu gồm xi măng PC40, tro bay, tro đáy từ nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn, vỏ trấu thu thập tại Thanh Hóa.
• Thiết kế mẫu: Mẫu gạch không nung được thiết kế theo phương pháp thể tích tuyệt đối với tỷ lệ nước/chất kết dính (N/CKD) là 0,3 (M30) và 0,35 (M35). Vỏ trấu thay thế tro đáy với các tỷ lệ 0%, 3%, 6%, 9% theo khối lượng.
• Chuẩn bị mẫu: Trộn vật liệu bằng máy trộn vữa mini, đúc mẫu kích thước 160×85×40 mm với áp lực nén 0,5 MPa, bảo quản ở điều kiện phòng.
• Phương pháp phân tích:
  • Thí nghiệm khối lượng thể tích, độ hút nước, khuyết tật ngoại quan theo TCVN 6477-2016.
  • Cường độ chịu nén đo tại 3, 7, 14, 28 ngày tuổi bằng máy nén Controls 300 tấn.
  • Vận tốc truyền xung siêu âm (UPV) theo ASTM C597 với thiết bị MATEST C369.
  • Hệ số truyền nhiệt đo bằng máy ISOMET 2114.
  • Quan sát vi cấu trúc bề mặt bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) EVO18.
• Cỡ mẫu: Mỗi thí nghiệm thực hiện trên 3 mẫu, lấy giá trị trung bình.
• Timeline nghiên cứu: Thí nghiệm kéo dài 28 ngày theo dõi sự phát triển các chỉ số kỹ thuật.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Khối lượng thể tích giảm theo hàm lượng vỏ trấu: Khối lượng thể tích của mẫu gạch giảm từ 1,56 tấn/m³ (0% vỏ trấu) xuống còn khoảng 1,06-1,08 tấn/m³ khi hàm lượng vỏ trấu tăng lên 9%. Mẫu M35 (N/CKD=0,35) có khối lượng thể tích thấp hơn mẫu M30 (N/CKD=0,3) do tỷ lệ nước cao hơn, làm giảm tỷ trọng tổng thể.

2. Cường độ chịu nén giảm khi tăng vỏ trấu: Cường độ nén của mẫu M30 giảm từ 9,62 MPa (0% vỏ trấu) xuống 4,22 MPa (9% vỏ trấu), mẫu M35 giảm từ 5,75 MPa xuống 3,42 MPa tương ứng. Tuy nhiên, với 3% vỏ trấu, cường độ vẫn đạt trên 5 MPa (mác M5), và với 6-9% vẫn đạt mác M3,5, phù hợp cho gạch nhẹ và công trình không chịu lực.

3. Vận tốc truyền xung siêu âm giảm theo hàm lượng vỏ trấu: UPV giảm từ 2,89 km/s (0% vỏ trấu) xuống còn 1,25 km/s (9% vỏ trấu) ở mẫu M30, tương tự ở mẫu M35. Giá trị UPV thấp phản ánh sự gia tăng lỗ rỗng và giảm độ đặc chắc của gạch.

4. Độ hút nước tăng đáng kể với vỏ trấu: Độ hút nước tăng từ 12,4% lên đến 35,3% khi hàm lượng vỏ trấu tăng từ 0% đến 9%. Mẫu M30 với 3% vỏ trấu có độ hút nước 13,9%, đạt yêu cầu TCVN 6477-2016 (<14%), trong khi mẫu M35 tương ứng là 14,8%, hơi vượt mức.

5. Hệ số truyền nhiệt giảm mạnh với vỏ trấu: Hệ số truyền nhiệt giảm từ 0,599 W/m.K xuống còn khoảng 0,2008 W/m.K khi hàm lượng vỏ trấu tăng lên 9%, cho thấy gạch có khả năng cách nhiệt tốt, phù hợp cho các công trình cần cách nhiệt.

Thảo luận kết quả

Sự giảm khối lượng thể tích và cường độ chịu nén khi tăng hàm lượng vỏ trấu được giải thích bởi đặc tính vật liệu vỏ trấu có nhiều khoảng trống và lỗ rỗng, khó được lấp đầy bởi vữa kết dính. Hình ảnh vi cấu trúc SEM cho thấy mặt ngoài vỏ trấu liên kết tốt với vữa, trong khi mặt trong có nhiều khoảng trống, làm giảm độ đặc chắc tổng thể.

Độ hút nước tăng do tính xốp của vỏ trấu, ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ nước của gạch, điều này cần được cân nhắc khi ứng dụng trong môi trường ẩm ướt. Tuy nhiên, với hàm lượng vỏ trấu dưới 3%, các chỉ số kỹ thuật vẫn đáp ứng tiêu chuẩn quốc gia.

Hệ số truyền nhiệt giảm mạnh cho thấy gạch có khả năng cách nhiệt tốt, mở ra tiềm năng ứng dụng trong các công trình tạm thời hoặc kết cấu cách nhiệt, góp phần tiết kiệm năng lượng.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả cường độ nén và độ hút nước của gạch vỏ trấu trong nghiên cứu này tương đồng hoặc vượt trội, khẳng định tính khả thi của việc sử dụng vỏ trấu và tro đáy làm cốt liệu mịn trong sản xuất gạch không nung thân thiện môi trường.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Khuyến khích sử dụng vỏ trấu thay thế tro đáy ở mức 3% để đảm bảo gạch đạt mác M5, phù hợp cho các công trình xây dựng thông thường, với mục tiêu giảm khối lượng thể tích và chi phí sản xuất. Thời gian áp dụng: ngay lập tức, chủ thể: các nhà sản xuất gạch không nung.

2. Phát triển gạch nhẹ với hàm lượng vỏ trấu từ 6-9% cho các công trình tạm thời và kết cấu cách nhiệt, tận dụng ưu điểm hệ số truyền nhiệt thấp. Thời gian: 1-2 năm, chủ thể: các doanh nghiệp xây dựng và nghiên cứu vật liệu.

3. Tiến hành nghiên cứu bổ sung về tỷ lệ nước/chất kết dính (N/CKD) để tối ưu hóa các đặc tính kỹ thuật của gạch khi sử dụng vỏ trấu, nhằm mở rộng phạm vi ứng dụng. Thời gian: 1 năm, chủ thể: các viện nghiên cứu và trường đại học.

4. Xây dựng quy trình sản xuất và tiêu chuẩn kỹ thuật cho gạch không nung sử dụng vỏ trấu và tro đáy, đảm bảo chất lượng đồng đều và thân thiện môi trường. Thời gian: 2 năm, chủ thể: Bộ Xây dựng, các tổ chức tiêu chuẩn.

5. Tăng cường tuyên truyền và đào tạo về lợi ích của gạch không nung thân thiện môi trường cho các nhà thầu, kỹ sư xây dựng và người tiêu dùng nhằm thúc đẩy sử dụng rộng rãi. Thời gian: liên tục, chủ thể: các cơ quan quản lý và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà sản xuất vật liệu xây dựng: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để phát triển sản phẩm gạch không nung thân thiện môi trường, giảm chi phí nguyên liệu và tăng tính cạnh tranh.

2. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách: Thông tin về tiềm năng sử dụng phế thải công nghiệp và nông nghiệp trong xây dựng giúp xây dựng chính sách phát triển vật liệu xanh, giảm ô nhiễm môi trường.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành xây dựng, kỹ thuật vật liệu: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm, phương pháp thiết kế và phân tích vật liệu mới, phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo.

4. Các kỹ sư thiết kế và thi công công trình: Hiểu rõ đặc tính kỹ thuật của gạch không nung vỏ trấu để lựa chọn vật liệu phù hợp với yêu cầu công trình, đặc biệt là công trình nhẹ, cách nhiệt hoặc tạm thời.

Câu hỏi thường gặp

1. Gạch không nung sử dụng vỏ trấu có đảm bảo độ bền không?
   Với hàm lượng vỏ trấu 3%, gạch đạt cường độ nén trên 5 MPa, phù hợp tiêu chuẩn mác M5, đủ dùng cho nhiều công trình xây dựng thông thường. Hàm lượng cao hơn làm giảm độ bền nhưng vẫn phù hợp cho công trình nhẹ hoặc tạm thời.

2. Việc sử dụng vỏ trấu có ảnh hưởng đến khả năng hút nước của gạch không?
   Độ hút nước tăng khi hàm lượng vỏ trấu tăng do tính xốp của vỏ trấu. Tuy nhiên, với 3% vỏ trấu, độ hút nước vẫn dưới 14%, đáp ứng tiêu chuẩn quốc gia, đảm bảo khả năng sử dụng trong điều kiện bình thường.

3. Gạch vỏ trấu có khả năng cách nhiệt như thế nào?
   Hệ số truyền nhiệt giảm đáng kể khi tăng hàm lượng vỏ trấu, đạt khoảng 0,2 W/m.K ở 9% vỏ trấu, cho thấy khả năng cách nhiệt tốt, phù hợp cho các công trình cần tiết kiệm năng lượng.

4. Có thể thay thế hoàn toàn tro đáy bằng vỏ trấu không?
   Nghiên cứu chỉ thử nghiệm thay thế tối đa 9% tro đáy bằng vỏ trấu. Thay thế hoàn toàn chưa được đánh giá và có thể ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng gạch do đặc tính vật liệu khác biệt.

5. Phương pháp sản xuất gạch có phức tạp không?
   Quy trình sản xuất tương tự gạch không nung truyền thống, chỉ khác ở thành phần cấp phối có thêm vỏ trấu và tro đáy. Thiết bị và kỹ thuật không đòi hỏi phức tạp, dễ áp dụng trong thực tế sản xuất.

Kết luận

• Việc sử dụng vỏ trấu thô kết hợp tro đáy làm cốt liệu mịn trong gạch không nung giúp giảm khối lượng thể tích từ 1,56 xuống còn khoảng 1,06 tấn/m³, đồng thời giảm hệ số truyền nhiệt xuống 0,2 W/m.K, tăng khả năng cách nhiệt.
• Cường độ chịu nén giảm khi tăng hàm lượng vỏ trấu nhưng vẫn đạt mác M3,5 đến M5, phù hợp cho các công trình nhẹ và tạm thời.
• Độ hút nước tăng theo hàm lượng vỏ trấu, cần kiểm soát dưới 3% để đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật.
• Hình ảnh vi cấu trúc cho thấy mặt ngoài vỏ trấu liên kết tốt với vữa, trong khi mặt trong có nhiều khoảng trống ảnh hưởng đến chất lượng gạch.
• Nghiên cứu mở ra hướng phát triển vật liệu xây dựng thân thiện môi trường, tận dụng phế thải công nghiệp và nông nghiệp, góp phần bảo vệ tài nguyên và giảm ô nhiễm.

Next steps: Tiếp tục nghiên cứu tối ưu tỷ lệ nước/chất kết dính, mở rộng thử nghiệm với các tỷ lệ vỏ trấu khác, xây dựng quy trình sản xuất và tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp.

Call to action: Các nhà sản xuất và nghiên cứu vật liệu xây dựng nên áp dụng và phát triển công nghệ gạch không nung sử dụng vỏ trấu để góp phần phát triển bền vững ngành xây dựng Việt Nam.