Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu tận dụng tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện đình hải (khu công nghiệp trà nóc – cần thơ) làm vật liệu xây dựng

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN LỜI MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Nơng nghiệp đóng vai trị quan trọng phát triển xã hội Nhất giai đoạn an ninh lương thực vấn đề “nóng” giới Đối với Việt Nam cho dù có chuyển dịch cấu kinh tế, ngành nông nghiệp đóng vai trị quan trọng việc đảm bảo an ninh lương thực quốc gia xuất nông sản nước ngồi Tổng giá trị sản xuất nơng nghiệp chiếm khoảng 1/3 GDP (2010) Đất trồng lúa nước có diện tích 7390 km Sản lượng lúa nước ta đạt khoàng 40 triệu (2010) Đồng sông Cửu Long chiếm 57% tổng sản lượng nước chiếm 90% tổng cung lúa gạo xuất Góp phần đem lại kim ngạch xuất gạo tỷ USD năm 2010 (Theo Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn) Bên cạnh mức tăng trưởng sản lượng kim ngạch xuất lúa gạo tồn đọng vấn đề bãi chứa, biện pháp thu gom, đầu cho phế phẩm sau thu hoạch rơm rạ, vỏ trấu Năm 2010, lượng trấu thải từ ngành xay xát mức triệu Nhưng có khoảng triệu trấu dùng để làm thức ăn gia súc, sản xuất phân bón, ván ép, dùng để nấu ăn gia đình nơng thơn nhiều sở cơng nghiệp tiểu thủ cơng nghiệp như: lị nung gạch truyền thống, nung vôi, nung gốm Như lượng lớn trấu dư thừa thải kênh rạch, sơng ngịi Q trình phân hủy vỏ trấu làm nguồn nước ô nhiễm, đồng thời phát sinh mùi hôi Làm ảnh hưởng đến sinh hoạt người dân Trước tình hình đấy, Cơng ty cổ phần nhiệt điện Đình Hải đầu tư xây dựng Nhà máy đồng nhiệt điện đốt trấu để sản xuất nước điện Trong trình vận hành tạo khối lượng lớn tro Lượng tro nhà máy chủ yếu bán cho SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN nhà máy phân bón Trong đó, tro trấu chứa SiO 2, chất cần thiết cho ngành xây dựng số ngành khác giá thành nhập lại cao Chính vậy, cần có phương pháp nghiên cứu khả thi hiệu để tận dụng nguồn tro xỉ nhà máy đề tài "Nghiên cứu tận dụng tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện Đình Hải (KCN Trà Nóc – Cần Thơ) làm vật liệu xây dựng" thực tạo sản phẩm có giá trị từ tro trấu giúp hạn chế biến đổi khí hậu, tăng giá trị kinh tế Mục đích đề tài Nghiên cứu tận dụng tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện Đình Hải làm vật liệu xây dựng Nội dung nghiên cứu - Tổng quan tình hình phế phẩm nơng nghiệp - Tìm hiểu nguồn gốc, trạng, hình thức thu gom, xử lý tái chế vỏ trấu - Thu thập nhu cầu ngành vật liệu xây dựng nước giới, cách đánh giá chất lượng vật liệu xây dựng - Nghiên cứu tận dụng tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện làm vật liệu xây dựng - Đo đạc tính chất lý, hóa học vật liệu xây dựng làm từ phế phẩm nông nghiệp - Đánh giá tính khả thi tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện việc áp dụng làm vật liệu xây dựng Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Thí nghiệm ứng dụng tro xỉ nhà máy nhiệt điện SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN Phạm vi nghiên cứu giới hạn lĩnh vực sau: Nguồn tro xỉ lấy từ nhà máy nhiệt điện Đình Hải (KCN Trà Nóc – CầnThơ) Làm mẫu thử vữa không nghiên cứu làm loại vật liệu xây dựng khác Địa điểm thí nghiệm thời gian thí nghiệm Địa điểm nghiên cứu: Trong phịng thí nghiệm khoa môi trường khoa xây dựng Trường Đại Học Kỹ Thuật Cơng Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh nhiệt độ phịng thí nghiệm trường đại học kỹ thuật cơng nghệ thành phố Hồ Chí Minh Thời gian nghiên cứu: Bắt đầu từ ngày 21/02/2011 đến ngày 30/06/2010 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu Nguyên liệu để sản xuất vật liệu xây dựng nước ta phải nhập từ nước ngồi q trình sản xuất xi măng làm ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe người Việc nghiên cứu tận dụng tro xỉ (đốt vỏ trấu) nhà máy nhiệt điện góp phần giảm lượng nhập nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng, đồng thời tận dụng nguồn nguyên liệu tro xỉ sẵn có Nhà Máy Nhiệt Điện Đình Hải Trong thời gian tới, Đồng Bằng Sông Cửu Long xây dựng nhiều nhà máy nhiệt điện đốt vỏ trấu góp phần giải lượng tro lớn phát sinh Phương pháp nghiên cứu 7.1 Phương pháp luận - Dựa nguyên tắc tái chế tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện để làm vật liệu xây dựng - Dựa tiêu chuẩn vật liệu xây dựng đòi hỏi 7.2 Phương pháp nghiên cứu SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN - Phương pháp thu thập liệu: tiến hành thu thập, sưu tầm thơng tin, tài liệu, số liệu, có liên quan đến nội dung nghiên cứu từ tạp chí, sách báo, giáo trình, internet,… - Phương pháp thực nghiệm: sơ chế, điều chế mẫu; xác định tính chất mẫu, đúc mẫu, đo tính lý mẫu vữa - Phương pháp phân tích: lựa chọn tổng hợp lại số liệu làm sở cho trình thực đề tài - Phương pháp tính tốn: tính tốn số liệu thu thập, kết làm thực nghiệm - Phương pháp đánh giá: nhận xét, đánh giá kết từ số liệu thu thập kết làm thực nghiệm SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRẤU 1.1 Phế phẩm nông nghiệp Phế phẩm nông nghiệp chất thải từ loại trồng phát sinh sau thu hoạch chế biến để tạo sản phẩm Ngành nơng nghiệp trồng trọt ngành kinh tế quan trọng Việt Nam Mặc dù diện tích đất nơng nghiệp giảm sản lượng, suất trồng tăng qua năm triệu 45 40 35.8 39.9 38.9 38.7 35.9 35.8 35 32.5 Lúa 30 Ngơ 25 Mía 20 15 15 14.9 16.7 17.4 16.1 15.6 17.4 10 3.7 3.8 4.3 4.5 4.3 4.6 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2000 năm Hình 1.1 Sản lượng số loại trồng qua năm (theo Cục thống kê 2010) SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN Cùng với tăng trưởng sản lượng nông nghiệp gia tăng khối lượng phế phẩm nông nghiệp sau thu hoạch chế biến lên đến hàng chục triệu Thông thường phế phẩm nông nghiệp thường nông dân sử dụng làm chất đốt, ủ làm phân bón, giá thể trồng nấm, thức ăn chăn nuôi, lợp chuồng trại Phế phẩm nông nghiệp không sơ chế, làm bất tiện cho người dân Việc tận chủ yếu quy mơ hộ gia đình Những năm gần đây, có nhiều tiến khoa học kỹ thuật ứng dụng vào việc tận thu phụ, phế phẩm q trình sản xuất nơng sản, thực phẩm, để sản xuất phân hữu vi sinh, vật liệu xây dựng, thức ăn chăn ni, khí đốt, lượng Xong còn hạn chế Do đặc thù sản xuất nông nghiệp nước ta mang tính nhỏ lẻ, phân tán, mạnh làm nên việc thu gom, phân loại phụ, phế thải khó khăn Nên phế phẩm nơng nghiệp khơng tận dụng triệt để, lượng lớn phế phẩm người dân xử lý cách đốt bỏ, chí đổ xuống ao, hồ, sơng, suối…vừa gây lãng phí, vừa gây ô nhiễm môi trường Một nguồn ngun liệu dồi bị bỏ phí, làm nhiễm vùng Đồng sơng Cửu Long vỏ trấu 1.2 Trấu - Phế phẩm từ lúa 1.2.1 Nguồn gốc vỏ trấu Lúa (Oryza spp.) năm loại lương thực giới, cung cấp 1/5 toàn lượng calo tiêu thụ người Nó lồi thực vật sống năm, cao tới 1-1,8 m, đơi cao hơn, với mỏng, hẹp (2-2,5 cm) dài 50-100 cm Các hoa nhỏ thụ phấn nhờ gió mọc thành cụm hoa phân nhánh cong hay rủ xuống, dài 30-50 cm Hạt loại thóc (hạt SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN nhỏ, cứng loại ngũ cốc) non có màu xanh, chín có màu vàng, dài 5-12 mm dày 2-3 mm Cây lúa non gọi mạ Sau ngâm ủ, người ta gieo thẳng hạt thóc nảy mầm vào ruộng lúa cày, bừa kỹ qua giai đoạn gieo mạ ruộng riêng để lúa non có sức phát triển tốt, sau khoảng thời gian nhổ mạ để cấy ruộng lúa Sản phẩm thu từ lúa thóc Sau xát bỏ lớp vỏ ngồi thu sản phẩm gạo phụ phẩm cám trấu (http://vi.wikipedia.org/wiki/L%C3%BAa) Hình 1.2 Cây lúa Hình 1.3 Vỏ trấu Trấu lớp vỏ hạt lúa tách trình xay xát Vỏ trấu chiếm 20% hạt thóc, có màu vàng, nhẹ xốp có kích thước trung bình khoảng 8-10mm dài, 2-3mm rộng 0,2mm dày Khối lượng thể tích vỏ trấu nén khoảng 122 kg/m3 Khi đốt 1kg trấu sinh nhiệt lượng khoảng 3000Kcal 0,2kg tro 1.2.2 Hiện trạng vỏ trấu Vỏ trấu thường người dân nông thôn tận dụng làm chất đốt sinh hoạt, sản xuất gốm sứ, gạch thủ cơng, làm phân bón Những năm gần đây, SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN nhờ biết áp dụng tiến khoa học kỹ thuật vào sản xuất nên tăng lên cao đưa nước ta trở thành nước xuất gạo đứng thứ giới Năm 2010, sản lượng lúa nước ta đạt gần 40 triệu lượng vỏ trấn phát sinh khoảng triệu Đồng sông Cửu Long khu vực tập trung vỏ trấu nhiều nước Khối lượng trấu phát sinh nhiều, với cách tận dụng trấu theo kiểu truyền thống làm chất đốt, phân bón, giá thể… lượng vỏ trấu tiêu thụ với số lượng nhỏ Trấu thải từ nhà máy xay xát không nơi tiêu thụ, không kho bãi chứa cịn cách tuồn xuống kênh rạch, sơng ngịi Hậu làm ô nhiễm môi trường nước mùi hôi làm ảnh hưởng đến đến sinh hoạt người dân Do vậy, phải tính đầu cho trấu Đã hàng loạt cơng trình nghiên cứu, tận dụng nguồn trấu khổng lồ vựa lúa lớn nước làm nguyên liệu để phục vụ sản xuất, đời sống triển khai thực tế Và nhiều doanh nghiệp, sở sản xuất, người dân làm giàu từ nguồn phế phẩm Song khơng tiêu thụ hết được, khối lượng trấu phát sinh lớn Thêm vào đấy, nông nghiệp nước ta cịn mang tính nhỏ lẻ nên gặp khó khăn việc thu gom Vì trấu thải tồn loại chất độc, đe doạ ngày sống môi trường diễn Đồng sông Cửu Long 1.3 Thành phần hóa học vỏ trấu tro trấu 1.3.1 Thành phần hóa học vỏ trấu Thành phần hóa học vỏ trấu thay đổi theo loại thóc, mùa vụ canh tác, thổ nhưỡng vùng miền Nhưng hầu hết vỏ trấu chứa 75% chất hữu dễ bay cháy trình đốt khoảng 25% lại chuyển thành tro Các chất hữu trấu mạch polycarbohydrat dài nên hầu hết lồi sinh vật khơng thể sử dụng trực tiếp được, thành phần lại dễ cháy nên dùng làm chất đốt Sau đốt, tro trấu có SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN chứa 80% silic oxit, thành phần sử dụng nhiều lĩnh vực Bảng 1.1 Thành phần hữu vỏ trấu[8] Bảng Thành phần học vỏ Thành phần hữu Tỷ lệ theo khối lượng (%) ∝-cellulose 35-40 Lignin 25-30 Hemi - cellulose 20-30 Nito vô 10 Thành phần hóa học Tỷ lệ theo khối lượng (%) Carbon 41.44 Hydro 4.94 Oxy 37.32 Nito 0.57 Tro 15.73 1.2 hóa trấu [9] 1.3.2 Thành phần hóa học tro Vỏ trấu sau cháy thành phần hữu chuyển hóa thành tro chứa thành phần oxit kim loại Silic oxit chất có tỷ lệ phần trăm khối lượng cao tro chiếm khoảng 80-90% Các thành phần oxit có tro thể qua bảng 1.3 Và chúng thay đổi tùy thuộc vào giống lúa, điều kiện khí hậu, đất đai vùng miền Hàm lượng SiO tro trấu cao Oxit silic sử dụng đời sống sản xuất phổ biến Nếu tận thu nguồn SiO2 có ý nghĩa lớn nước ta Làm điều ta không cần nhập SiO2 vấn đề ô nhiễm môi trường vỏ trấu cải thiện Bảng 1.3 Các thành phần oxit có tro trấu[9] SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN Thành phần oxit Tỷ lệ theo khối lượng (%) SiO2 80-90 Al2O3 1-2.5 K2O 0.2 CaO 1-2 Na2O 0.2-0.5 SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 10 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN H ì n h 3.25 Sấy mẫu vữa Hình 3.24 Cân mẫu sau ngâm nước Hình 3.27 Cân mẫu sau hút ẩm Hình 3.26 Hút ẩm mẫu vữa 3.2.5 Thí nghiệm 5: Kiểm tra tính chất lý SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 44 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN Hình 3.28 Máy đo độ bền nén + Đặt mẫu nằm ngang đặt cho mẫu nén bị gẫy làm đơi mẫu phải làm thí nghiệm hai lần lần đo đo nửa lăng trụ Chính cho nửa mẫu vào ép điều chỉnh tải trọng từ từ kết xác Do máy phịng thí nghiệm khơng phải máy tự động cần điều chỉnh tải trọng tay Khi điều chỉnh cần điều chỉnh tốc độ tăng tải từ từ lưu ý kim tải trọng đạt đến mức tối đa ghi kết Sau xong thí nghiệm cần phải chỉnh kim thứ trở lại vị trí ban đầu để tiếp tục thí nghiệm SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 45 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN CHƯƠNG - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Hình dạng mẫu Hình 4.1 Mẫu tro xỉ lấy từ nhà máy Mẫu tro lấy từ nhà máy cịn hình dạng trấu, có màu đen, tro màu xám, có lẫn đất cát, sơ chế loại bỏ đất cát cách nghiền sàn qua rây 0.25mm Sau khi sơ chế mẫu tro trấu (mẫu 1) có màu đen, mịn Điều chứng tỏ mẫu chứa nhiều cacbon Như dùng trực tiếp mẫu tro xỉ nhà máy làm giảm cường độ nén mẫu vữa Vì vậy, ta phải tiến hành loại bỏ cacbon cách triết SiO2 mẫu tro SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 46 Luận văn tốt nghiệp a GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN b c e d g f h i Hình 4.2 a.Gel (mơi trường kiềm) b.Gel (mơi trường trung tính) c.Gel sau rửa d.Sấy Gel e.Gel sau sấy f.Nung Gel g.Gel sau nung h.Nghiền rây Gel sau nung i.Gel sau nghiền rây (mẫu 2) Quá trình loại bỏ cacbon trong, ban đầu ta thu gel silic oxit có màu vàng Sau dùng nước cất rửa gel có màu trắng, sấy gel 24 tủ sấy ta SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 47 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN thu sản phẩm có màu trắng đục hình 4.2e, gel nung xong có màu trắng hình 4.2g Sau nghiền rây thu sản phẩm SiO có dạng bột màu trắng, mịn, độ xốp lớn mẫu tro qua sơ chế Vậy với đặc điểm hình thái mẫu tro sơ chế so với mẫu silic oxit mẫu silic oxit có độ hoạt tính cao nên liên kết với xi măng làm cho mẫu vữa rắn Hình 4.3 Mẫu tro sau nghiền Hình 4.3 Mẫu SiO2 tách triết từ mẫu tro trấu 4.2 Hiệu suất xử lý mẫu Trung bình 20 g tro lấy từ nhà máy ta tinh chế 15.6g hỗn hợp chứa SiO2 chủ yếu (ngồi cịn có lượng nhỏ OH- Cl-) với hiệu suất 78.17% 4.3 Kết thí nghiệm kiểm tra hoạt tính vật liệu Sau đó, tiến hành kiểm tra hoạt tính hai mẫu vật liệu thí nghiệm nhỏ thí nghiệm Nhằm định hiệu việc ứng dụng mẫu vật liệu thay phần xi măng Trong thí nghiệm có thí nghiệm nhỏ kết sau: SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 48 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN Bảng 4.1 Kết thí nghiệm kiểm tra hoạt tính vật liệu Thơng số Đơn vị Khối thể tích Mẫu Mẫu Mẫu kg/m3 425.67 375.44 Hàm lượng Cacbon % 24.45 Độ ẩm % 4.45 3.22 Độ hấp thu nước % 64.25 83.78 Độ hấp phụ vôi mgCaO/g mẫu 251.2 358.33 - Nhận xét: Qua bảng kết trên, hai mẫu vật liệu có độ hút vơi mạnh (do số mg CaO bị hấp phụ 1mg mẫu lớn 150 mg mà mẫu hấp phụ lượng vôi nhiều chất phụ gia có hoạt tính cao) Mẫu có độ hấp thu vơi cao mẫu 1, mẫu loại bỏ hết cacbon Với độ hấp thụ 358.33 mgCaO/g khả tương tác mẫu silic đioxit với Ca(OH) sinh q trình thủy hóa xi măng cao Silic đioxit liên kết Ca(OH) chất dễ hòa tan thành kết tinh bền vững Kết khối lượng thể tích mẫu lớn mẫu điều phù hợp với mơ tả mẫu có độ xốp lớn mẫu Độ hút nước mẫu lớn mẫu đúc mẫu vữa có thành phần mẫu cần phải bổ sung nước Lượng nước cần dùng để đúc mẫu thể qua hình 4.4 Như vậy, tỷ lệ mẫu so với xi măng sử dụng trộn vữa tỷ lệ thuận với lượng nước cần dùng Nghiệm thức trộn mẫu tăng lên 10% lượng nước cần bổ sung so với lượng nước chuẩn khoảng 19% điều thể qua hình 4.5 SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 49 Luận văn tốt nghiệp gam 400 350 300 250 200 150 100 50 GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN 351 307 265 225 Mẫu chuẩn Mẫu 10% Mẫu 20% Mẫu 30% Hình 4.4 Khối lượng nước cần dùng để đúc mẫu vữa theo nghiệm thức % 60.00 56.00 Mẫu 50.00 36.44 40.00 30.00 20.00 17.78 10.00 0.00 10% 20% 30% nghiệm thức Hình 4.5 So sánh tỷ lệ % khối lượng nước bổ sung mẫu so với mẫu chuẩn SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 50 Luận văn tốt nghiệp 4.4 GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN Kết đo độ hấp thu nước mẫu vữa Bảng 4.2 Độ hấp thu nước mẫu vữa Mẫu Nghiệm thức Độ hấp thu nước (%) 10% Mẫu 20% 4.13 10% 20% 30% 3.37 3.45 3.57 Nhận xét: Độ hấp thu nước mẫu vữa cao mẫu vữa Vì mẫu tro cịn hàm lượng cacbon nhiều khơng ninh kết với xi măng nên đúc mẫu tạo thành nhiều lỗ rỗng Mẫu có độ hấp thu nước thấp thành phần chủ yếu mẫu tro SiO2 có khả ninh kết với xi măng Đối với mẫu tro 2, thành phần mẫu thay xi măng tăng độ hấp thu nước tăng thời gian ninh kết xi măng SiO2 diễn lâu Do vậy, lượng SiO2 có mẫu chưa ninh kết với xi măng hút nước 4.5 Kết thí nghiệm kiểm tra tính chất lý Thí nghiệm nén nửa mẫu (từ mẫu dài, sau uốn gãy) Mỗi giá trị không vượt giá trị trung bình ±10% chia cho giá trị 160mm (đơn vị MPa=1N/mm2) Tính trung bình kết Theo tiêu chuẩn có giá trị lệch 10% giá trị trung bình bỏ giá trị tính trung bình mẫu cịn lại Nếu mẫu cịn lại có giá trị lệch q trung bình 10% bỏ tồn SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 51 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN Hình 4.6 Mẫu vữa tro trấu thô 10% trấu xử lý 30% sau ngâm 28 ngày Đơn vị Mẫu 10% Mẫu 20% mm2 N Mpa 10% 20% 30% 16000 32600 20.4 14000 55840 57440 18300 8.8 34.9 SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 52 35.9 11.4 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN % 14 12.75 12 10.25 10 Mẫu 10% 20% nghiệm thức Hình 4.9 Độ bền nén mẫu giảm so với mẫu chuẩn Qua hình 4.7 nhận thấy mẫu tro trấu qua xử lý có độ bền nén cao mẫu tro trấu thô Và tỷ lệ tro trấu qua sơ chế phối trộn với xi măng cao độ bền nén giảm Còn tỷ lệ tro trấu qua xử lý phối trộn với xi măng cao độ bền nén tăng biểu mẫu 10% 20%, đến mẫu có tỷ 30% cường độ bền nén giảm xuống nhiều Ngoài độ bền nén mẫu xi măng đối chứng khoảng 40-43 N/mm2 Chính độ bền nén q thấp đồng nghĩa với việc khả chịu lực thấp Kết độ bền nén mẫu xi măng q thấp việc áp dụng vào thực tiễn điều khơng nên Có nghĩa tro lấy từ nhà máy sử dụng trực tiếp làm vật liệu xây dựng mà phải qua tinh chế tạo thành SiO khả chịu lực mẫu vữa tốt Ngồi ra, Theo hình 4.8 nhận thấy tro trấu qua xử lý 20% có độ bền nén cao tiếp mẫu tro trấu tro qua xử lý 10% đến mẫu tro trấu thô 10%, mẫu tro thô 20% cuối mẫu tro xử lý 30% Xét mẫu vật liệu 2, với tỷ lệ tro trấu qua xử lý 10% 34.9 N/mm 20% 35.9 N/mm2 có SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 53 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN thể áp dụng vào thực tế không chênh lệch nhiều so với mác xi măng chuẩn dao động khoảng 40-43N/mm2 Mẫu tro trấu qua xử lý 10%, 20% đạt yêu cầu mẫu tro trấu 10%, 20% phụ gia có hàm lượng SiO lớn đạt 90%, thành phần cacbon tro loại bỏ hồn tồn hóa chất NaOH HCl nên độ hoạt tính tro trấu lớn tương với Silicafume Ngoài hạt tro trấu mịn, xốp, diện tích bề mặt tiếp xúc lớn nên với xi măng có tác dụng nhét khe kẽ cốt liệu xi măng làm cho bê tông đặc hơn, có độ chống thấm cao Các thành phần hoạt tính tương tác với vơi Ca(OH) xi măng thuỷ hoá sinh bê tông vữa thành nCaO.mSiO2.pH2O (viết tắt CSH) tạo kết tinh bền vững nước Thành phần SiO2 cải thiện cấu trúc, có nhiều khả áp dụng vào làm cơng trình xây dựng mác xi măng đạt 34.9 – 35.9 N/mm2 thích hợp dùng làm vữa để trát tường trần nhà ứng dụng làm bê tơng có mác trung bình khoảng từ 200-300 N/mm2 để xây nhà dân dụng Nhưng độ bền nén mẫu vữa chênh lệch khoảng 3% Vậy việc ứng dụng mẫu silic oxit 20% làm phụ gia xây dựng cần phải nghiên cứu kỹ Mẫu tro trấu xử lý 30% để thay xi măng làm vật liệu xây dựng Vì thành phần SiO2 nhiều dẫn đến thời gian ninh kết xi măng kéo dài, độ hút nước lớn, xi măng dính kết, khơng đủ lượng Ca(OH) sinh để dính kết với SiO2 Lượng nước dùng trộn vữa nguyên nhân góp phần làm cho độ bền nén mẫu vữa giảm Mỗi loại xi măng có lượng nước tiêu chuẩn định tùy thuộc vào thành phần khoáng vật, độ mịn, hàm lượng phụ gia Nước thành phần giúp cho xi măng phản ứng tạo sản phẩm thủy hóa làm cho cường độ mẫu vữa tăng lên Với lượng nước dùng thí nghiệm xác định SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 54 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN cảm quan nên kết đo độ bền bị ảnh hưởng Nếu nước, xi măng khơng thủy hóa hồn tồn Khi đó, nước bao bọc hạt cốt liệu màng mỏng, màng nước liên kết với bề mặt hạt vật liệu băng lực hút phân tử hỗn hợp vữa chưa đạt độ dẻo Khi lượng nước nhiều lượng nước tự nhiều, độ dẻo hỗn hợp vữa tăng lên nước bay để lại nhiều lỗ rỗng vữa làm cường độ nén bị giảm Vì vậy, ta cần phải xác định lại lượng nước tiêu chuẩn thay đổi thành phần cốt liệu kết bền xác Tóm lại từ hai kết thí nghiệm rút kết luận tro thơ có chứa hàm lượng cacbon lên đến 24.45% nên khơng tạo độ hoạt tính từ tạo độ kết dính bền vững mẫu vữa tro thơ có chứa silic oxit Kết hợp lý Chính mà mẫu vữa trấu thô ứng dụng thực tế độ bền nén chúng thấp Vậy hai mẫu tro thô không nên áp dụng vào thực tế để thay phần xi măng làm vật liệu xây dựng Đối với mẫu tro qua xử lý tạo thành silic đioxit xử dụng làm vữa xây trát, để xử dụng vào công trình xây dựng có mác cao, cân phải xác định lượng nước tiêu chuẩn, nghiên cứu dùng kết hợp với phụ gia giảm nước Nhận xét mẫu SiO2 Trong trình tách SiO2 tro, sản phẩm SiO2 thu cịn có chứa Cl- ion OH- Ion Cl- cản trở Ca(OH)2 tác dụng với SiO2 để tạo thành khoáng bền, ngược lại tạo thành muối tan, theo phản ứng sau: Ca2+ + Cl- = CaCl2 Làm cho mẫu vữa rắn Nếu bên bê tông có cốt thép dẫn đến ăn mịn cốt thép SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 55 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN Ion OH- gây phản ứng kiềm – silic hồ xi măng Khi sử dụng vật liệu có chứa ion OH- làm bê tông vữa gây phản ứng kiềm - silic hồ xi măng Sau vữa bê tơng tiếp xúc với khơng khí, kiềm tương tác với CO2 khơng khí theo phản ứng: OH- + CO2 = CO32- + H- Hình thành muối cacbonat kết tinh nở thể tích, hút thêm nước tạo áp lực làm nứt vữa, bê tơng Phản ứng kiềm – silic gây dãn nở nứt bê tông, hệ làm ảnh hưởng đến kết cấu phá hủy cấu trúc Vậy có diện ion Cl- OH- gây bất lợi cho trình hình thành liên kết rắn gây phá hoại cơng trình SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 56 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN CHƯƠNG - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Với nông nghiệp lúa nước lâu đời ngày sản lượng lúa suất Việt Nam đứng thứ giới việc tận dụng vỏ trấu mơ hình nơng - cơng nghiệp khép kín Khơng tận dụng hết nguồn phế thải nông nghiêp vỏ trấu mang lại giúp làm giảm nhiễm mơi trường mà cịn giúp giảm nhiên liệu nhập khẩu, nguyên liệu làm vật liệu xây dựng, giảm giá thành sản xuất, giá trấu rẻ từ khoảng 1000-2000 đồng/bao (khảo sát tháng năm 2010 tỉnh Long An) Qua trình xử lý mẫu tro trấu ta thu SiO có độ tinh khiết tương đối lớn, khơng cịn cacbon Kết thử bền nén mẫu sử dụng SiO thay 10%, 20% xi măng đạt kết cao so với mẫu lại Với hàm lượng oxit silic chiếm 10%, 20% tổng trọng lượng xi măng cần thiết để đúc mẫu theo TCVN 6016-1995 độ bền nén mẫu đạt từ 34 - 35.9N/mm có khả dùng để làm vữa xây trát tường trần Ngồi ứng dụng mẫu tro để đúc bê tơng có mác trung bình từ 200-300 N/mm mẫu bê tơng có mác trung bình thường dùng xi măng có mác từ 35-40N/mm Những mẫu bê tơng có mác trung bình thường dùng để xây nhà dân dụng Với kết nghiên cứu chất silic oxit chiết từ tro trấu nhà máy nhiệt điện Đình Hải có khả thay 20% xi măng Và góp phần giảm lượng khí thải nhà kính lị xi măng 20% Với phụ gia silic oxit có tính chất hút nước, phối trộn để làm vữa bê tông ta phải cho thêm nước để hỗn hợp đạt độ dẻo Để sản phẩm vữa đạt hiệu tốt việc cần thiết nên áp dụng kết mẫu vữa nơi có thời tiết ổn định mát mẻ, tránh nơi khơ nắng nóng gây SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 57 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TH.S VŨ HẢI YẾN tượng nứt bề mặt tường sàn nhà mẫu vữa bị khơ co ngót lại Cịn ba mẫu cịn lại khơng nên sử dụng làm vật liệu xây dựng kết độ bền nén chúng nhỏ 30N/mm2 so với mác xi măng tiêu chuẩn Sự tồn ion Cl- OH- mẫu SiO2 nguyên nhân làm giảm độ bền mẫu vữa Vì vậy, cần phải loại bỏ hai ion để đưa phụ gia SiO2 vào sử dụng có hiệu cao 5.2 Kiến nghị Qua kết nghiên cứu việc cho thêm nước trình phối trộn SiO2 (chiết từ tro trấu nhà máy) vào xi măng góp phần làm tăng độ dẻo hỗn hợp, cho kết chưa tốt Vì ta cần phải nghiên cứu lượng nước tiêu chuẩn kết hợp với phụ gia khác làm giảm khả hấp thụ nước chúng kết kiểm tra độ bền tốt ứng dụng vào cơng trình có bê tơng mác cao Silic đioxit thành phần quan trọng sản xuất xi măng, chế tạo bê tông, gạch chịu nhiệt, chất cách điện, phụ gia sản xuất thép chất lượng cao Hiện Việt Nam chưa có dây chuyền cơng nghệ sản xuất SiO từ tro trấu Chúng ta cần nghiên cứu, chế tạo thiết bị có khả tách SiO từ tro trấu Giảm nhập khai thác nguồn silic dioxit từ thiên nhiên Tận dụng nguồn tro trấu có sẵn từ nhà nhà máy nhiệt điện nên việc thu gom để sản xuất SiO2 tốn Góp phần giảm tác động đến mơi trường q trình sản xuất xi măng, khai thác khống thiên nhiên… SVTH : NGUYỄN THỊ CHIỀU DƯƠNG MSSV : 107108012 Trang 58 ... có phương pháp nghiên cứu khả thi hiệu để tận dụng nguồn tro xỉ nhà máy đề tài "Nghiên cứu tận dụng tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện Đình Hải (KCN Trà Nóc – Cần Thơ) làm vật liệu xây dựng" thực tạo... cứu tận dụng tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện làm vật liệu xây dựng - Đo đạc tính chất lý, hóa học vật liệu xây dựng làm từ phế phẩm nơng nghiệp - Đánh giá tính khả thi tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện. .. TH.S VŨ HẢI YẾN Phạm vi nghiên cứu giới hạn lĩnh vực sau: Nguồn tro xỉ lấy từ nhà máy nhiệt điện Đình Hải (KCN Trà Nóc – CầnThơ) Làm mẫu thử vữa không nghiên cứu làm loại vật liệu xây dựng khác