Vật liệu và giải pháp chống bám dính thành silô xi măng docx

Vật liệu và giải pháp chống bám dính thành silô xi măng 28/08/2009 Giới thiệu chung Silô xi măng là một thiết bị không thể thiếu trong dây chuyền sản xuất xi măng. Nó dùng để lưu giữ xi măng bột sau khi nghiền, trước khi đóng bao hoặc xuất rời. Do xi măng là sản phẩm ở dạng bột mịn, hoạt tính cùng với nhiều nguyên nhân khác, trong quá trình sử dụng thường xảy ra tình trạng bột xi măng bám dính vào thành silô, tích tụ, kết tảng, làm giảm thể tích hiệu dụng của silô, khi các tảng xi măng rơi xuống sẽ gây tắc vòi đóng bao. Khi silô bị dính bám, kết tảng gây tắc vòi đóng bao thì việc xử lí nó là điều rất khó khăn, tốn kém và nguy hiểm, ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất. Chi phí mỗi lần vệ sinh thông tắc cho silô rất lớn, thông thường khoảng trên nửa tỷ đồng/01 silô, tuỳ theo mức độ bám dính nhiều hay ít. Mỗi lần vệ sinh silô có hàng trăm thậm chí hàng ngàn tấn xi măng phải đục ra, nghiền lại. Việc thông tắc silô rất khó khăn, nguy hiểm, thậm chí đã xảy ra tai nạn chết người trong khi vệ sinh thông tắc silô ở một số nhà máy và việc vệ sinh thông tắc silô thường kéo dài nhiều ngày làm ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của nhà máy. Bài viết dưới đây xin được giới thiệu kết quả của một đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ đã được Viện Vật liệu Xây dựng - BXD nghiên cứu và bước đầu áp dụng có kết quả ở một số công ty sản xuất xi măng trong nước từ năm 2007 đến nay. 1. Đánh giá tìnhtrạng, nguyên nhân gây nên hiện tượng bám dính xi măng Đối với các nhà máy xi măng từ trước đến nay, silô xi măng khi xây dựng chưa chú trọng đến việc chống bám dính mặt trong thành silô. Với khí hậu Việt Nam có độ ẩm không khí cao, hiện tượng xi măng bám dính thành silô rất dễ xảy ra do đó vấn đề phòng, chống bám dính thành silô xi măng là nhu cầu cần thiết của hầu hết các nhà máy xi măng. Đề tài nghiên cứu vật liệu và giải pháp chống bám dính thành silô xi măng, kéo dài chu kỳ thông tắc silô bằng các vật liệu và giải pháp công nghệ thích hợp mang tính khoa học và mang tính thực tiễn cao. Việc chống dính silô xi măng nếu được thi công ngay từ khi thi công xây dựng công trình sẽ mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao hơn nhiều so với khi đã đưa silô vào sử dụng. Việc chống bám dính ngay từ khi thi công silô sẽ cho lớp vật liệu chống dính có chất lượng cao hơn, sự liên kết giữa lớp vật liệu mới với bê tông gốc cao hơn, điều kiện thi công thuận lợi hơn, chi phí thi công ít hơn, do đó giá thành giảm đi đáng kể. Đây là những nhận xét được rút ra từ thực tiễn khi chống dính các silô mới và cũ. Việc bám dính xi măng trong silô được xác định là do các nguyên nhân chủ yếu sau: + Độ đặc chặt, độ nhẵn, độ phẳng của thành trong silô (cơ sở để tạo các dính bám ban đầu và sau đó càng để lâu càng rắn chắc). + Mức độ tích tụ năng lượng bề mặt (tổng năng lượng tự do bề mặt của bột xi măng và bề mặt thành silô). + Tình trạng tích tụ ẩm bề mặt (ẩm từ không khí, khí nén, thấm ẩm ). + Cấu tạo bên trong của silô, dung tích, chiều cao và thời gian lưu xi măng trong silô 2. Kết quả nghiên cứu vật liệu và giải pháp chống dính bám thành silô xi măng Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, Viện Vật liệu Xây dựng - Bộ Xây dựng đã nghiên cứu thành công đề tài “Vật liệu và giải pháp chống dính bám thành silô xi măng”, và được Hội đồng KHCN Bộ Xây dựng đánh giá xuất sắc. Kết quả nghiên cứu bước đầu đã được áp dụng thành công vào thực tế sản xuất khi chống dính các silô xi măng tại Công ty Xi măng Hoàng Thạch, Bút Sơn và Cẩm Phả. Đề tài đã hoàn thành các nội dung nghiên cứu sau: - Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu trám bả chất lượng cao, có cường độ, độ mài mòn, độ liên kết với bê tông gốc rất cao, bền lâu trong môi trường xi măng nóng, dùng để trám bả, tạo phẳng, tạo nhẵn bề mặt bê tông gốc. - Nghiên cứu lựa chọn vật liệu làm lớp sơn chống dính bám có tính năng cao, phù hợp với môi trường trong silô xi măng. - Đã nghiên cứu qui trình kỹ thuật, biện pháp thi công chống dính bám thành silô xi măng và triển khai thi công ứng dụng thử tại một số nhà máy xi măng, bước đầu được đánh giá mang lại hiệu quả tốt. a. Nghiên cứu vật liệu kết nối trám bả cường độ cao - Trước khi sơn các lớp sơn chống dính cần thiết phải có vật liệu kết nối trám bả, có cường độ, độ bám dính với bê tông gốc, độ mịn, khả năng bền nhiệt, chịu mài mòn rất cao. Kết quả nghiên cứu, Viện đã chế tạo được loại vữa đảm bảo các chỉ tiêu yêu cầu chất lượng đề ra. - Vữa trám bả kết nối được đặt tên là KC - 03, được nghiên cứu sản xuất trên cơ sở chất kết dính mác cao, phụ gia chống co ngót, thành phần siêu mịn hoạt tính, phụ gia tăng dẻo và tác nhân kết nối polymer - latex. Vữa có cường độ cao (Rn. 40N/mm 2 ), có khả năng bám dính với nền cao (2,5 N/mm 2 ), không co ngót và có khả năng chịu được môi trường trong silô xi măng. Do có thành phần siêu mịn lớp vật liệu KC - 03 có bề mặt nhẵn, mịn, ít lỗ xốp, độ đặc chặt cao, chịu mài mòn. - Vật liệu KC - 03 được chế tạo sẵn, gồm có hai thành phần A (phần bột khô) và B (dạng nhũ tương latex), khi sử dụng chỉ cần phối thành phần B với lượng nước vừa phải và trộn với thành phần A theo tỷ lệ thích hợp. Vật liệu KC - 03 là vữa trám bả tuyệt hảo không chỉ thích hợp cho việc thi công lớp phủ, chống dính, mà còn là vật liệu dùng để chống thấm mặt bê tông, các công việc sửa chữa bê tông yêu cầu có độ bám dính, cường độ và khả năng chống thấm cao, không co ngót. - Một số đặc trưng cơ bản của vữa KC - 03 + Trạng thái : Bột mịn + Màu sắc: Nâu xám + Cường độ nén Rn 28 ngày: > 40 N/mm 2 + Cường độ bám dính với nền bê tông gốc: > 2,5 N/mm 2 + Tỷ trọng vữa khô: 1,7 kg/lít, vữa ướt: 1,8 - 2,0 Kg/lít. Khi trám bả lên các bề mặt khác nhau yêu cầu độ dày và lượng hao phí cũng khác nhau. b. Nghiên cứu lựa chọn vật liệu sơn phủ chống dính - Trong số nhiều mẫu sơn cao cấp, đặc dụng khác nhau Viện đã nghiên cứu và đã lựa chọn được mẫu sơn có ký hiệu là VCD - 05, đây là sơn cao cấp, hệ Epoxy hai thành phần, dung môi nước. Sơn có những ưu điểm tuyệt hảo, có chất lượng cao, phù hợp với yêu cầu làm lớp vật liệu sơn phủ chống dính. - Kết quả nghiên cứu cho thấy trong số các mẫu sơn thử nghiệm thì mẫu sơn VCD - 05 là mẫu hội tụ nhiều tính ưu việt nhất. Đó là mẫu sơn có khả năng chống dính bám cao nhất, có khả năng tự rửa sạch, bền nhiệt, bền kiềm, có khả năng chịu mài mòn tốt và sử dụng dung môi nước, ít độc hại, ít gây ô nhiễm môi trường. Sơn VCD - 05 là sơn có thành phần hạt siêu mịn, cỡ Nano, nhờ đó nó có tính chống dính bám theo nguyên lý triệt tiêu lực hút bề mặt (tương tự bề mặt lá sen) do tính năng của các hạt siêu mịn, cũng do đó sơn VCD - 05 còn có khả năng thở (cho hơi nước thoát qua) nhờ đó tránh hiện tượng phồng rộp, bong tróc. Với những tính năng như trên, việc sơn phủ bên trong thành silô một lớp sơn VCD - 05 sẽ cho phép chống được sự dính bám của xi măng lên thành silô, bề mặt nhẵn phẳng sẽ không cho phép tạo nên các mầm dính kết ban đầu. Lớp sơn VCD - 05 cũng giúp tránh được hiện tượng hấp hơi nước trên bề mặt thành silô, nhất là vào mùa mưa đối với khu vực phía Nam và vào mùa xuân ẩm ướt với khu vực phía Bắc. - Các tính năng chủ yếu của sơn VCD - 05: + Thành phần: Sơn gốc hệ Epoxy 2 thành phần. Dung môi: Nước: + Tỷ trọng: thành phần A: 1,4kg/l; thành phần B: 1,01 kg/l. + Bám dính với nền vữa, bê tông rất cao: 2,7 N/mm2 + Độ che phủ: 02-03 lớp: 0,4 - 0,6 kg/m2 + Khả năng chịu nhiệt, mài mòn, hoá chất, và chống dính xi măng cao + Tỷ lệ thành phần A và B, A:B = 1:1. Kết quả so sánh các số chỉ tiêu cơ bản của các mẫu sơn khác với sơn VCD - 05 Các chỉ tiêu MTC - 61 VCD - 05 SR - 03 SFR - 253 IPF Nguồn gốc PU. Hai thành phần Epoxy hai thành phần nước Silicol Epoxy hai thành phần Epoxy biến tính hai thành phần Dung môi Hữu cơ> 2,76 Nước Nước Hữu cơ Bám dính với nền (TCVN 3445:1986 N/mm2) 1,68 (Đứt lớp vữa) 1,36 2,24 1,29 Độ chịu nhiệt (TCVN 6557:2000 Không nhỏ hơn 1000C) đạt đạt đạt đạt không đạt Bền hoá (giờ trong Ca(OH)2 bão hoà) TCVN 6934:2001 Tốt Tốt Tốt Tốt Tốt Chịu mài mòn 49,0 40,0 112,0 63,0 43,0 Taber 5131, mg hao mòn Tốt Độ bóng bề mặt (Soi kính hiển vi) Tốt Rất tốt Tốt Tốt Tốt Chống bám dính XM (phi tiêu chuẩn) qua góc trượt Tốt 450300 Không tốt > 850 Tốt 450 Rất tốt 300 3. Qui trình kỹ thuật thi công chống dính silô xi măng a. Vật liệu Sử dụng các vật liệu được nghiên cứu, chế tạo, kiểm tra, thử nghiệm có các tính năng kỹ thuật thoả mãn các yêu cầu cho việc tạo lớp chống dính có hiệu quả các silô xi măng, bao gồm: - Vật liệu trám bả tăng cường liên kết giữa bê tông gốc và lớp chống dính KC - 03. - Vật liệu sơn phủ chống dính sơn Epoxy VCD - 05. b. Thiết bị thi công - Máy nén khí: Khí nén dùng để thổi làm sạch bụi bẩn, để phun sơn chống dính, để phun tạo ẩm. - Máy phun sơn áp lực cao: Sử dụng thiết bị phun sơn áp lực cao, dưới vận tốc lớn, các hạt sơn được ép chặt vào bề mặt cần sơn. - Các thiết bị khác bao gồm: Máy trộn vữa cưỡng bức 200 lít, tời điện, máy đục, máy khoan điện, máy mài, hệ thống giáo ống thép, và các vật tư khác phục vụ thi công. c. Qui trình thi công - Lắp dựng hệ thống dàn giáo ống thép chịu lực, các biện pháp đảm bảo an toàn trong thi công. Lắp đặt nguồn cung cấp điện, nước. - Vệ sinh bụi bẩn, đục tẩy các phần vữa và bê tông bám dính, các khuyết tật. Với các silô xi măng cũ vấn đề vệ sinh làm sạch bề mặt có vai trò rất quan trọng. - Phun ẩm bề mặt bằng thiết bị phun sương, đảm bảo bề mặt phải bão hoà nước. - Trám bả toàn bộ diện tích cần chống dính bằng vật liệu kết nối KC - 03, dày TB 0,5 - 1,2 cm tuỳ thuộc vào tình trạng bề mặt bê tông gốc, làm phẳng, đánh bóng bề mặt. Sau khi trám bả 5 - 6 giờ phải dưỡng ẩm bề mặt bằng cách phun sương. Dưỡng hộ ẩm lớp vữa trám bả ít nhất 3 ngày, mỗi ngày ít nhất 5 lần. - Sơn lớp sơn chống dính. Sơn phủ lên bề mặt lớp vật liệu trám bả kết nối KC - 03 bằng các lớp sơn chống dính bám VCD - 05 bằng thiết bị phun áp lực cao. Sơn tối thiểu 02 lớp, lớp sau cách lớp trước không ít hơn 3 giờ. Sau 2 ngày kể từ khi kết thúc lớp sơn cuối cùng có thể đưa silô vào sử dụng. 4. Kết quả triển khai thực tiễn Từ năm 2007, sau khi kết quả nghiên cứu đã được kiểm định, Viện Vật liệu Xây dựng đã triển khai thi công chống dính thực tế một số silô xi măng. Cụ thể tháng 7/2007 thi công chống dính silô P1L04 - Công ty Xi măng Hoàng Thạch, với khối lượng 790 m 2. . Tháng 9/2007 chống dính silô 1701 - Công ty Xi măng Bút Sơn với khối lượng 1200 m 2 . Tháng 11/2007 chống dính silô xi măng Cẩm Phả với khối lượng 2200 m 2 (silô hai nòng, đường kính đến 34 m, cao 73 m mới xây dựng chưa đưa vào sử dụng). Tháng 5/2008 chống dính silô 1702 - Công ty Xi măng Bút Sơn với khối lượng 1100 m 2 , tháng 10/2008 đã chống dính silô 1703 cũng của Bút Sơn. Việc thi công chống dính các silô này đã đảm bảo an toàn và đặc biệt có chất lượng cao đúng yêu cầu tiến độ. Hiện nay Viện đang thi công chống dính cho 3 silô xi măng Hoàng Long - Hà Nam. Sau thời gian sử dụng, các nhà máy đều có nhận xét lớp vật liệu chống dính có hiệu quả tốt, việc rút xi măng dễ dàng, triệt để hơn, hiện chưa xuất hiện tình trạng dính bám lại xi măng trên thành silô. Hiện nay một số nhà máy xi măng khác đặc biệt là các dự án xây dựng nhà máy xi măng mới đang có yêu cầu chống dính silô. 5. Kết luận Việc nghiên cứu thành công đề tài “Vật liệu và giải pháp chống dính bám thành silô xi măng”, là công trình đầu tiên ở nước ta quan tâm nghiên cứu đến vấn đề bám dính thành silô xi măng, vấn đề mà lâu nay các nhà tư vấn thiết kế xây dựng chưa thực sự quan tâm, vấn đề mà các cơ sở sản xuất xi măng lâu nay vẫn phải khắc phục với tính chất thụ động. Việc ứng dụng vật liệu và giải pháp chống dính silô xi măng vào thực tiễn sản xuất, chắc chăn sẽ mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cho ngành sản xuất xi măng ở nước ta. Nguồn: Thông tin KHKT xi măng, số 1 - 2009 . măng. Đề tài nghiên cứu vật liệu và giải pháp chống bám dính thành silô xi măng, kéo dài chu kỳ thông tắc silô bằng các vật liệu và giải pháp công nghệ thích. dung tích, chiều cao và thời gian lưu xi măng trong silô 2. Kết quả nghiên cứu vật liệu và giải pháp chống dính bám thành silô xi măng Xuất phát từ nhu