Đánh giá cường độ chịu nén của bê tông sử dụng phế thải xây dựng thay thế cát xây dựng

JOMC 250

Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 15 Số 02 năm 2025

Thông tin và giải pháp khoa học, công nghệ

*Liên hệ tác giả: tranthingochoa@mtu.edu.vn

Nhận ngày 15/10/2024, sửa xong ngày 17/03/2025, chấp nhận đăng ngày 18/03/2025

Link DOI: https://doi.org/10.54772/jomc.02.2025.790

Đánh giá cường độ chịu nén khi sử dụng phế thải xây dựng

thay thế cát xây dựng trong bê tông

Trần Thị Ngọc Hoa1*, Nguyễn Hồng Đạt1

1 Khoa Xây Dựng - Trường ĐH Xây dựng Miền Tây

TỪ KHOÁ

TÓM TẮT

Cường độ chịu nén

át song

ốt liệu bê tông nghiền nát

Tái ch

ế vật liệu tổng hợp

Cường độ chịu nén của bê tông chính là ứng suất nén phá hủy của bê tông, là một trong những chỉ số quan

ọng nhất đánh giá khả năng chịu lực và độ bền của bê tông trong các công trình xây dựng,

… Trong bài

báo

này, các tác giả tiến hành thí nghiệm trên ba tổ mẫu lập phương. Một tổ mẫu đúc từ cát sông Tiền, mộ

ổ mẫu đúc từ sản phẩm nghiền phế thải bê tông sàn và một tổ mẫu đúc từ sản phẩm nghiền phế thả

i bê

tông tư

ờng. Qua đó so sánh cường độ chịu nén của các tổ mẫu. Kết quả cho thấy, tổ mẫu bê tông làm từ

cát

sông Ti

ền đạt giá trị cường độ chịu nén lớn nhất. Tổ mẫu bê tông làm từ sản phẩm nghiền từ

bê tông sàn có

giá tr

ị cường độ chịu nén nhỏ nhất.

KEYWORDS

ABSTRACT

Compressive strength

iver sand

rushed concrete aggregate

ecycling aggregate

The compressive strength of concrete is the destructive compressive stress of concrete, determined by concrete

grades, is one of the most important indicators evaluating bearing capacity and durability of concrete in

construction projects,… In this paper, the authors conducted experiments on three cubic sample sets: one cast

from Tien River sand, one from crushed floor concrete waste and one from wall concrete waste. Through the

experiment, the compressive strengths of the sample sets can be compared. The results show that concrete

samples made from Tien River sand had the highest compressive strength value. Concrete samples made from

crushed products from floor concrete had the smallest compressive strength value.

1. Giới thiệu

Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu nhà ở càng tăng cao, từ đó

kéo theo nhu cầu phá dỡ công trình cũ tăng theo. Lượng phế thải công

trình xây dựng chưa được tái sử dụng hết mà thải ra gây ô nhiễm môi

trường. Một lượng nhỏ phế thải công trình xây dựng được tái sử dụng

để san lấp mặt bằng. Mà hầu hết đều thải vào môi trường gây ô nhiễm,

ảnh hưởng lâu dài đến môi trường sống.

Phế thải công trình xây dựng đã được sử dụng làm bê tông tái

chế từ bê tông gạch vỡ, sử dụng bê tông gạch vỡ để san lấp mặt bằng.

Hiện nay vẫn còn một lượng lớn chưa được tái sử dụng. Theo tìm hiểu

trước đó, nhóm tác giả đã thấy và tìm hiểu được một số đề tài liên quan

đến tái chế cát xây dựng. Ý nghĩa của các đề tài đó được nhóm tác giả

liệt kê như sau:

“Study of Concrete Properties by Replacing Natural Sand with

Artificial Sand” [1] của Aadil Jawaid , Kumar Nihal, Devraj Singh, RH

Jadhav, Md. Shakir J. Arzoo , Suansh P. Singh, Satish Yadav (Đại học

Bharati Vidyapeeth, Ấn Độ). Trong dự án này, khả năng làm việc và

cường độ nén của bê tông đã được nghiên cứu bằng cách thay thế cát

tự nhiên bằng cát nhân tạo với 25 %, 50 %, 75 %, 100 %. Trong số này,

tỷ lệ hỗn hợp tốt hơn được xác định trên cơ sở cường độ nén và khả

năng làm việc. Người ta đã phát hiện ra rằng với việc sử dụng cát nhân

tạo, khả năng làm việc của bê tông giảm đáng kể, đồng thời làm giảm

cường độ nén của bê tông do độ nén kém, do đó chất hóa dẻo được

thêm vào bê tông và liều tối ưu của nó được xác định. Người ta đã

phát hiện ra rằng bê tông thay thế 75 % cát tự nhiên bằng cát nhân

tạo với liều siêu dẻo 1 % cho kết quả tốt hơn so với bê tông với cát

tự nhiên.

Trong nước, đề tài “Xây dựng cấp phối vữa sử dụng vật liệu phế thải

tường xây chế tạo gạch không nung” [2] của Lê Quốc Tiến (GV Khoa Xây

dựng, Trường Đại học Xây dựng Miền Tây, Việt Nam). Trong nghiên

cứu này tác giả tiến hành xây dựng định mức cấp phối vật liệu cho mẫu

đối chứng, mẫu sử dụng vật liệu phế thải tường xây thay thế cát theo

tỉ lệ phần trăm là 35 %; 50 %; 100 % và mẫu có bổ sung Geopolymer;

tiến hành tạo hình gạch đặc 40×80×180, đánh giá cường độ và độ hút

nước của gạch. Bài báo có ý nghĩa thực tiễn, góp phần tiết kiệm kinh

phí, bảo vệ môi trường và tận dụng nguồn phế thải xây dựng khi được

áp dụng vào thực tiễn.

Trong bài báo này, các tác giả tiến hành thí nghiệm trên ba tổ

mẫu lập phương. Qua đó so sánh cường độ chịu nén của các tổ mẫu và

từ đó đánh giá kết quả nghiên cứu.

2. Nội dung

2.1. Mẫu thí nghiệm [3]

Mẫu lập phương có kích thước 150×150×150 mm: 3 tổ gồm tổ

1 (cát sông Tiền 3 mẫu), tổ 2 (sản phẩm nghiền từ bê tông sàn 3 mẫu)

và tổ 3 (sản phẩm nghiền từ bê tông tường 3 mẫu). Bê tông sử dụng

JOMC 251

Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 15 Số 02 năm 2025

Thông tin và giải pháp khoa học, công nghệ

ệ ả

ậ ử ấ ận đăng ngày

Đánh giá cường độ chịu nén khi sử dụng phế thải xây dựng

thay thế cát xây dựng trong bê tông

Trần Thị Ngọc Hoa Nguyễn Hồng Đạt

Khoa Xây Dựng Trường ĐH Xây dựng Miền Tây

TỪ KHOÁ TÓM TẮT

ường độ ị

ố ệ ề

ế ậ ệ ổ ợ

Cường độ ị ủ ứ ấ ủ ủ ộ ữ ỉ ố an

ọ ất đánh giá khả năng chị ực và độ ề ủ ự … Trong bài

ả ế ệ ổ ẫ ập phương. Mộ ổ ẫu đúc từ ề ộ

ổ ẫu đúc từ ả ẩ ề ế ả ộ ổ ẫu đúc từ ả ẩ ề ế ả

tông tường. Qua đó so sánh cường độ ị ủ ổ ẫ ế ả ấ ổ ẫ ừ

ền đạ ị cường độ ị ớ ấ ổ ẫ ừ ả ẩ ề ừ

ịcường độ ị ỏ ấ

ete

construction projects,… In this paper,

Giới thiệu

ộ ể ầ ở càng tăng cao, từ đó

ầ ỡ công trình cũ tăng theo. Lượ ế ả

ựng chưa đượ ử ụ ế ả ễ

trườ ột lượ ỏ ế ả ựng đượ ử ụ

để ấ ặ ằ ầ ết đề ải vào môi trườ ễ

ảnh hưởng lâu dài đến môi trườ ố

ế ả ựng đã đượ ử ụ

ế ừ ạ ỡ ử ụ ạ ỡ để ấ ặ ằ

ệ ẫ ột lượ ớn chưa đượ ử ụ ể

trước đó, nhóm tác giả đã thấ ểu đượ ộ ố đề

đế ế ựng. Ý nghĩa của các đề tài đó đượ ả

ệt kê như sau:

ủ

Jadhav, Md. Shakir J. Arzoo , Suansh P. Singh, Satish Yadav (Đạ ọ

Ấn Độ ự ả năng làm việ

cường độ ủa bê tông đã đượ ứ ằ ế

ự ằ ạ ớ ố

ỷ ệ ỗ ợ ốt hơn được xác định trên cơ sởcường độ ả

năng làm việc. Người ta đã phát hiệ ằ ớ ệ ử ụ

ạ ả năng làm việ ủ ảm đáng kể, đồ ờ ả

cường độ ủa bê tông do độnén kém, do đó chấ ẻo đượ

ề ối ưu của nó được xác định. Người ta đã

ệ ằ ế ự ằ

ạ ớ ề ẻ ế ả ốt hơn so vớ ớ

ự

Trong nướ, đềự ấ ố ữ ử ụ ậ ệ ế ả

tườ ế ạ ạ ủ ố ế

ựng, Trường Đạ ọ ự ề ệ

ứ ả ế ựng đị ứ ấ ố ậ ệ ẫ

đố ứ ẫ ử ụ ậ ệ ế ải tườ ế

ỉ ệ ần trăm là 35 ẫ ổ

ế ạ ạch đặ 180, đánh giá cường độvà độ

nướ ủ ạch. Bài báo có ý nghĩa thự ễ ầ ế ệ

ả ệ môi trườ ậ ụ ồ ế ả ựng khi đượ

ụ ự ễ

ả ế ệ ổ

ẫ ập phương. Qua đó so sánh cường độ ị ủ ổ ẫ

ừ đó đánh giá kế ả ứ

Nội dung

Mẫu thí nghiệm

ẫ ập phương có kích thướ ổ ồ ổ

ề ẫ ổ ả ẩ ề ừ ẫ

ổ ả ẩ ề ừ bê tông tườ ẫ ử ụ

trong thí nghiệm gồm các thành phần sau: xi măng Hà Tiên PCB40, đá

1×2cm, nước sinh hoạt, cát vàng sông Tiền, sản phẩm nghiền từ bê

tông sàn, sản phẩm nghiền từ bê tông tường đá 1×2 cm.

Hình 1. Cát vàng sông Tiền.

Hình 2. Sản phẩm nghiền từ bê tông sàn.

Hình 3. Sản phẩm nghiền từ tường gạch.

2.2. Tiến hành thí nghiệm

Mẫu đúc được 24 giờ, tiến hành tháo khuôn và bảo dưỡng mẫu

trong môi trường nước sinh hoạt. Sau 28 ngày, tiến hành nén mẫu. Trước

ngày nén mẫu, bê tông được vớt ra để khô trước khoảng 3 ngày.

Quy trình nén mẫu:

Chuẩn bị mẫu thử, kiểm tra hai mặt chịu nén theo đúng quy định,

mài cho phẳng. Các mẫu thí nghiệm được đánh số tương ứng từng mẫu

và từng tổ mẫu.

Xác định diện tích chịu lực của mẫu.

Xác định tải trọng phá hoại mẫu: Chọn thang lực thích hợp. Đặt

mặt chịu nén của mẫu đúng tâm thớt dưới của máy, tăng tải liên tục

với vận tốc không đổi cho tới khi mẫu bị phá hoại. Lực tối đa đạt được

là giá trị phá hoại mẫu.

Xác định cường độ chịu nén của bê tông theo quy định, hoàn

thành vào các bảng kết quả thí nghiệm.

Hình 4. Nén mẫu 1 (Sản phẩm nghiền từ bê tông sàn).

Hình 5. Nén mẫu 2 (Sản phẩm nghiền từ bê tông sàn).

Hình 6. Nén mẫu 3 (Sản phẩm nghiền từ bê tông sàn).

2.3. Kết quả thí nghiệm

Sau khi tiến hành thí nghiệm nén mẫu xác định cường độ chịu

nén của các viên mẫu, tính toán, so sánh cường độ chịu nén của các

mẫu bê tông khác nhau và rút ra kết luận.

JOMC 252

Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 15 Số 02 năm 2025

Thông tin và giải pháp khoa học, công nghệ

Bảng 1. Bảng tổng hợp lực phá hoại của mẫu lập phương 150×150×150.

Mẫu

Cát sông

Tiền

Sản phẩm nghiền

từ bê tông sàn

Sản phẩm nghiền

từ bê tông tường

Lực

phá

hoại

(kN)

713,9

(loại)

849 707,1 (loại)

930,3

882,6

914,1

1025,4

824,9

934,1

Giả sử tổ mẫu có 3 viên với cường độ lần lượt là R1, R2, R3, R1

< R2 < R3.

Khi đó, ta có, độ chênh lệch cường độ chịu nén giữa các mẫu thử

được xác định theo công thức:

∆max=(R3−R2

R2) x 100 (1)

∆min=|R1−R2

R2| x 100 (2)

Nếu ∆𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦 hoặc ∆𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦 lớn hơn 15 (%) thì giá trị cường độ chịu nén

trung bình của tổ mẫu được xác định theo công thức:

R𝑇𝑇𝑇𝑇 =R1+R2

2 (3)

Nếu ∆𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦 và ∆𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦 đều nhỏ hơn hoặc bằng 15 (%) thì giá trị cường

độ chịu nén trung bình của tổ mẫu được xác định theo công thức:

RTB =R1+R2+R3

3 (4)

Độ chênh lệch cường độ chịu nén giữa các mẫu thử của cát

sông Tiền: 𝛥𝛥 = (45,5−41,3

43,4 )×100 = 9,68% < 15 %

Giá trị cường độ chịu nén trung bình: RTB = Rb = 43,4 MPa

Độ chênh lệch cường độ chịu nén giữa các mẫu thử của sản phẩm

nghiền từ bê tông sàn:

𝛥𝛥(39,2−37,7

37,7 )𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚%<15 %

𝛥𝛥|36,7−37,7

37,7 |𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚% < 15 %

Giá trị cường độ chịu nén trung bình: RTB = Rb = 37,83MPa

Độ chênh lệch cường độ chịu nén giữa các mẫu thử của sản phẩm

nghiền từ bê tông tường:

𝛥𝛥(41,5−40,6

41,05 )𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚% < 15 %

Giá trị cường độ chịu nén trung bình: RTB = Rb = 41,05 Mpa

Kết quả tổng hợp thí nghiệm:

Tổ 1: R = 43,4 MPa

Tổ 2: R = 37,83 MPa

Tổ 3: R = 41,05 MPa

Độ chênh lệch cường độ chịu nén giữa các tổ mẫu:

∆max= (43,4 − 41,05

41,05 ) x 100 = 5,725% <15%

∆min= |37,83 − 41,05

41,05 | x 100 = 7,844% <15%

3. Nhận xét

Kết quả tính toán cường độ bê tông:

Biểu đồ cường độ chịu nén trung bình:

Hình 7. Biểu đồ so sánh giá trị cường độ chịu nén trung bình giữa các

mẫu bê tông làm từ 3 loại cát/ sản phẩm nghiền.

Bảng 2. Kết quả thí nghiệm.

Mẫu

Kích thước mẫu

(mm)

Diện tích mẫu

(mm

)

Lực phá hoại

(KN)

Cường độ chịu nén

(MPA)

Cường độ chịu nén TB

(MPA)

Cát sông Tiền

M1(loại)

150x150x150

22500

43,4

930,3

41,3

1025,4

45,5

Sản phẩm

nghiền từ bê

tông sàn

849

37,7

37,833

882,6

39,2

824,9

36,6

Sản phẩm

nghiền từ bê

tông tường

M1(loại)

41,05

914,1

40,6

934,1

41,5

Ghi chú: Các mẫu loại do tháo khuôn bị vỡ

JOMC 253

Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 15 Số 02 năm 2025

Thông tin và giải pháp khoa học, công nghệ

Bảng 1 Bảng tổng hợp lực phá hoại của mẫu lập phương 150

Mẫu Tiền

Sản phẩm nghiền

từ bê tông

Sản phẩm nghiền

từ bê tông tường

Lực

hoại

(loại) loại

ả ử ổ ẫ ới cường độ ần lượ

Khi đó, ta có, độ ệch cường độ ị ữ ẫ ử

được xác đị ứ

∆max=(R3−R2

R2) x 100

∆min=|R1−R2

R2| x 100

ế∆𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦 ặ∆𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦 ớ hơn 15 (%) thì ị cường độ ị

ủ ổ ẫu được xác đị ứ

R𝑇𝑇𝑇𝑇 =R1+R2

ế∆𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦 ∆𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦 đề ỏ hơn hoặ ằ ị cườ

độ ị ủ ổ ẫu được xác đị ứ

RTB =R1+R2+R3

Độ chênh lệch cường độ ịnén giữa các mẫu thử của

sông Tiền

𝛥𝛥 = (45,5−41,3

43,4 )×100 = 9,68

Giá trị cường độ ị

Độ ệch cường độ chịu nén giữa các mẫu thử của sản phẩm

nghiền từ bê tông

𝛥𝛥(39,2−37,7

37,7 )𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

𝛥𝛥|36,7−37,7

37,7 |𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

Giá trị cường độ chịu nén trung bình:

Độ chênh lệch cườ độ chịu nén giữa các mẫu thử của sản phẩm

nghiền từ bê tông tường:

𝛥𝛥(41,5−40,6

41,05 )𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

Giá trị cường độ chịu nén trung bình: RTB = Rb = 41,05 Mpa

Kết quả tổng hợp thí nghiệm:

Tổ 1: R = 43,4 MPa

Tổ 2: R = 37,83 MPa

Tổ

Độ chênh lệch cường độ chịu nén giữa các tổ mẫu:

∆max= (43,4 − 41,05

41,05 ) x 100 = 5,725% <15%

∆min= |37,83 − 41,05

41,05 | x 100 = 7,844% <15%

ậ

ế ả cường độ bê tông:

Biểu đồ cường độ chịu

ểu đồtrị cường độ ị ữ

ẫ ừ ạ ả ẩ ề

Bảng 2. Kết quả thí nghiệm.

Mẫu Kích thước mẫu Diện tích mẫu Lực phá hoại Cường độ chịu n Cường độ chịu nén TB

sông Tiền M1(loại)

Sản phẩm

nghiền từ

Sản phẩm

nghiền từ

ường

M1(loại)

ẫ ạ ị ỡ

Dựa vào các biểu đồ Hình 7, nhận thấy:

1. Sau 28 ngày bảo dưỡng 3 tổ mẫu trong cùng môi trường nước,

ta thấy kết quả trung bình của tổ mẫu bê tông làm từ cát sông Tiền đạt

cường độ lớn nhất là 43,4 MPa. Thứ hai là tổ mẫu bê tông làm từ sản

phẩm nghiền từ tường gạch 41,05 MPa. Thứ ba là tổ mẫu bê tông làm từ

sản phẩm nghiền từ bê tông sàn 37,83 MPa. Tổ mẫu bê tông làm từ cát

sông Tiền đạt cường độ chịu nén cao hơn tổ mẫu bê tông làm từ sản phẩm

nghiền từ bê tông sàn 1,147 lần (lớn hơn  15 %). Tổ mẫu bê tông làm

từ cát sông Tiền đạt cường độ cao chịu nén cao hơn tổ mẫu bê tông làm

từ sản phẩm nghiền từ tường gạch 1,057 lần (lớn hơn  6 %). Trong cùng

điều kiện về cấp phối, thời tiết, môi trường bảo dưỡng bê tông, tổ mẫu

bê tông làm từ cát sông Tiền đạt giá trị cường độ chịu nén lớn nhất, tổ

mẫu bê tông làm từ sản phẩm nghiền từ bê tông sàn lại đạt giá trị cường

độ chịu nén nhỏ nhất.

2. Về so sánh cường độ chịu nén giữa 3 tổ mẫu: lấy giá trị cường

độ chịu nén của tổ mẫu bê tông làm từ cát sông Tiền làm mẫu chuẩn

với giá trị 100 %. Qua đó ta thấy được mẫu bê tông làm từ sản phẩm

nghiền từ bê tông sàn đạt 87,166 % cường độ so với tổ mẫu chuẩn, tổ

mẫu bê tông làm từ sản phẩm nghiền từ tường gạch đạt 94,585 %

cường độ so với mẫu chuẩn.

6. Kết luận

Bài báo đã trình bày kết quả và một số nhận xét sau khi so sánh

các kết quả thí nghiệm. Các dữ liệu thí nghiệm để đánh giá cường độ

chịu nén đã được thảo luận trong bài báo này. Kết quả thực nghiệm

cũng đã chỉ ra tổ mẫu bê tông làm từ cát sông Tiền đạt giá trị cường độ

chịu nén lớn nhất, tổ mẫu bê tông làm từ sản phẩm nghiền từ phế thải

xây dựng đạt giá trị cường độ chịu nén tương tự. Vì vậy khi đánh giá

cường độ chịu nén bê tông khi sử dụng phế thải xây dựng thay thế cát

xây dựng trong bê tông khuyến cáo nên đưa vào sử dụng rộng rãi trong

thực tế.

Tài liệu tham khảo

[1]. https://www.ijert.org/study-of-concrete-properties-by-replacing-natural-

sand-with-artificial-sand

[2]. https://vjol.info.vn/index.php/tcxd/article/view/82947

[3]. Nguyễn Hồng Đạt và cộng sự, “Đánh giá cường độ chịu nén và mô đun đàn

hồi khi sử dụng phế thải xây dựng thay thế cát xây dựng trong bê tông”, đề

tài NCKH SV 2023-2024, Trường ĐHXD Miền Tây, 2024.

[4]. TCVN 5574:2018 “Kết cấu bê tông và BTCT-Tiêu chuẩn thiết kế”, Tiêu chuẩn

Việt Nam, 2018.

[5]. TCVN 8828:2011, “Bê tông-yêu cầu dưỡng ẩm tự nhiên”, Tiêu chuẩn Việt

Nam, 2011

Đánh giá cường độ chịu nén khi sử dụng phế thải xây dựng thay thế cát xây dựng trong bê tông

Bài viết tập trung phân tích cạnh tranh giữa các trung gian thanh toán (TGTT) tại Việt Nam, vai trò trong kinh tế số, thách thức và giải pháp phát triển.

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi