PHU LUC 5: QUI TRINH CONG NGHE CHE TAO VAT LIEU CACH AM, CACH NHIET TU RAC THAI NILON
1 Giới thiệu chung về vật liệu cách âm, cách nhiệt
Vật liệu và cấu kiện cách âm dùng chủ yếu ở dạng lớp lót, lớp xen giữa trong trần ngăn, trong kết cấu bao che của tường trong, tường ngoài và trong các bộ phận
khác của nhà nhằm mục đích không cho tiếng ồn va chạm truyền qua, như tiếng đi
lại, tiếng ồn của máy móc,
Có thể chia thành một số loại vật liệu cách âm như sau: Vật liệu cách âm trong
kết cấu; vật liệu cách âm ở trạng thái tự do và trạng thái rời; theo độ lèn chặt tương
đối đưới tải trọng thì có loại cứng, bán cứng và mềm
Những loại vật liệu vô cơ, hữu cơ dùng để cách nhiệt cho các kết cấu xây
dựng, các thiết bị công nghiệp và các loại đường ống được gọi là vật liệu cách nhiệt Việc sử dụng vật liệu cách nhiệt trong xây dựng cho phép nâng cao mức độ cơ giới công tác xây dựng, đồng thời giảm giá thành công trình do việc giảm nhẹ trọng lượng kết cấu
Hiện nay người ta sản xuất nhiều loại vật liệu cách nhiệt khác nhau và việc
phân loại chúng đựa vào các đặc điểm sau đây: cấu tạo, hình dáng, loại nguyên liệu
sử dụng chính, khối lượng thể tích, tính chịu nén và tính dẫn nhiệt
Tuy phân biệt rõ thành hai loại cách âm và cách nhiệt nhưng trong nhiều
trường hợp khi sử dụng thường không phân biệt Đặc trưng có thể thấy rõ nhất là ở
các công trình xây dựng dân dụng, các loại tường xây bao che và chịu lực vừa có tác
dụng ngăn cản tiếng ồn, vừa có tác dụng chống nóng
2 Vật liệu cách âm cách nhiệt sản xuất từ nilon phế thải
Rác thải nilon được xử lý tái chế thành các loại ván ép nhựa có những đặc tính kỹ thuật đáp ứng được các yêu cầu dùng để chế tạo vật liệu cách âm, cách nhiệt (xem
bang 1) 494 - PL4”
2004 1
Trang 2Bang 1: Cac tinh chat co ly cla van ép nhựa từ rác thải nilon TT Tinh chat don vido | Giá trị Phương pháp thử 1 Ty trong G/cm* 1,0-1,1 | ASTM-D792
2 Độ bền uốn Mpa 30,64 ISO178-1993 E
3 Mô đun đàn hồi uốn MPa 2051 ISOL78-1993 E
4 Độ bền kéo Mpa 30,64 1SO0527-1993E
5 Mô đun đàn hồi kéo MPa 2410 1SO527-1993E
6 Độ dãn dài khi kéo % 1,62 1SO527-1993E
7 Độ bền va đập Kj/m? 5,63 ISO179-1993E
3 Một số dạng vật liệu cách âm cách nhiệt từ nilon phế thải
Theo [1], các nhà nghiên cứu ở Mỹ đã chế tạo một dạng vật liệu cách âm đặt trên đường cao tốc có tác dụng, ngăn cản tiếng ồn của đường cao tốc tới các khu dân cư gần đường Sản phẩm của Paul Ñ Roschke được trình bày trên hình I, 2 41 49 40 10 40 a 24 a 22 ÏÏ] 5 fj 12 | j "| yee tX VI v*: SỜ: yea vẻ ¥ 2 vey Hinh 1: Vat liéu nhéi x6p cách âm làm từ nhựa phế thải ở Mỹ [1] Wo
Báo cáo TK nhiệm vụ: Công nghệ thu gom vàn chuyển, xử lý rác thai nilon và chất thải hữu cơ
Trang 340 41 56 32 46 | ly 40 30 54-71 LL 5ä SSS — 41 34, 36 — Tấm ván nhựa làm vỏ 32- Xốp nhồi giữa 2 tấm vỏ
40,41- Khe nối liên kết giữa các tấm
Hình 2: Cấu tạo của tấm Panel cách âm, cách nhiệt [1]
Dựa vào công nghệ chế tạo cấu kiện dạng xen lẫn (sandwich) và những ứng dụng thực tiễn ở một số nước chúng tôi đã xuất hướng sử dụng nilon phế thải làm vật liệu cách âm, cách nhiệt trên cơ sở như sau:
Cấu kiện dạng xen lẫn là cấu kiện gồm 03 lớp: 02 lớp bề mặt mỏng kết hợp với 01 lớp vật liệu ở giữa Vật liệu làm mặt cho cấu kiện dạng xen lẫn này là các tấm phẳng mỏng từ nilon, vật liệu cho lớp giữa thường là các vật liệu nhẹ như xốp polystyren, tấm polyurethan xốp, các chất liệu có độ xốp cao và nhẹ (được coi là vật liệu nhồi) Ngoài ra còn sử dụng vật liệu với kết cấu đặc biệt để tạo khả năng chịu lực
3
Trang 4
nhưng vẫn đảm bảo nhẹ Một số cấu tạo cụ thể của cấu kiện dạng xen lẫn với các chất liệu lớp giữa khác nhau được minh hoạ trong hình 3 Lớp giữa là xốp polystyren, polyurethan nở, các vật liệu nhẹ khác
Lớp giữa là vật liệu kim loại uốn hoặc các tông lượn sóng
Hình 3: Một số cấu tạo đặc trưng của cấu kiện dạng xen lẫn [2] Cấu kiện dạng xen lẫn có một số tính chất ưu việt đặc trưng sau:
- Khối lượng thể tích nhẹ: Với những vật liệu thành phần thích hợp, cấu kiện dạng
xen lẫn có thể có khối lượng thể tích thấp tới 100 - 200 kg/m3, thậm chí còn thấp
hơn
- Tính cách nhiệt cao: Lớp không khí ở giữa và đặc biệt các vật liệu nhẹ, xốp tạo cho cấu kiện dạng này khả năng cách nhiệt tốt
- Khả năng chịu va đập tốt: Các sản phẩm có cấu tạo kiểu hai tấm phẳng kẹp giữa là
một lớp đệm thường là vật liệu xốp, cho phép chế tạo các cấu kiện nhẹ, cách âm, cách nhiệt Với cấu tạo nhiều lớp, sản phẩm có khả năng hấp thụ và phân tán năng
lượng, tăng khả năng chịu va đập, chịu xung cơ học và dao động nhiệt
- Khả năng chịu uốn tốt: Khả năng chịu uốn của loại cấu kiện xen lẫn này cao hơn
hẳn từng vật liệu thành phần
Báo cáo TK nhiệm vụ: Công nghệ thu gom, vân chuyển, xử lý rác thải nilon và chất thải hữu cơ
Trang 5Dựa trên cơ sở đã trình bày ở trên, nhóm đề tài đề xuất hướng chế tạo vật liệu cách âm, cách nhiệt từ nilon phế thải theo dạng 1 - đó là nhồi vật liệu xốp ở giữa bởi vì vật liệu xốp là vật liệu rẻ tiền, sản có trên thị trường
4 Qui trình công nghệ sản xuất vật liệu cách âm, cách nhiệt từ nilon phế thải 4.1 Sơ đồ công nghệ
Sau quá trình làm thử nghiệm và dựa vào thực tế nghiên cứu tại xưởng thực nghiệm, nhóm đề tài đề xuất sơ đồ qui trình công nghệ chế tạo vật liệu cách âm, cách nhiệt từ nilon phế thải trên hình 4 Ván nhựa »| Dinh vi ma Chấtnhỏi [——*) San phẩm Ván nhựa „| Định vị _—”
Hình 4: Sơ đồ công nghệ chế tạo vật liệu cách âm, cách nhiệt từ nilon phế thải Ván nhựa nilon phế thải được sản xuất theo qui trình sản xuất ván ép nhựa (xem mục 5.1.7 của báo cáo tổng kết) có các thông số kỹ thuật như đã nêu trong bảng 1
Chất nhồi sử dụng ở đây là các xốp cách âm, cách nhiệt đang được dùng phổ
biến sẵn có trên thị trường cho các vỏ cách âm, cách nhiệt trong xây dựng và giao
thường ví dụ nh
4.2 Chuẩn bị nguyên liệu
Để chế tạo một tấm vật liệu cách âm, cách nhiệt cần 2 tấm vỏ bằng nhựa
phẳng và vật liệu nhồi có thể là xốp PS hoặc xốp PU
a) Trong trường hợp sử dụng xốp PS thì có thể dùng ngay tấm xốp PS đã chế tạo sắn gia công kích thước chính xác bằng kích thước của thể kích cần nhồi sau đó dùng keo dán dán 2 tấm vỏ vào tấm xốp lõi
Trang 6
- Xốp PS (ngoài thị trường có khối lượng thế tích 14 kg/m’) kích thước
1200x400x50mm Cắt phẳng nhắn 2 mặt
- Tấm nhựa phẳng có kích thước 1200 x 400 x 15mm
- Keo dan 0,3 kg
b) Trong trường hợp sử dụng xốp PU
- _ Sử dụng loại xốp polyurethane 2 thành phần Polyol và Isocyanate Voranol và
Voranate của Dow Chemical (Mỹ) Xốp có khối lượng thể tích 30 Kg/mẺ - _ Ván nhựa phẳng kích thước 1200 x 400 x 15mm
4.3 Qui trình chế tạo panel cách âm cách nhiệt
a) Đối với xốp PS: Xử lý bề mặt của 2 tấm nhựa và 1 tấm xốp thật phẳng sau đó phủ đều lên hai mặt của tấm xốp một lớp keo và phủ đều lên một mặt của mỗi tấm nhựa Chờ khoảng 2-3 phút thì ép hai tấm nhựa vào hai mặt của tấm xốp và dùng vật ép đều lên giữ nguyên trong khoảng 60 phút sau đó dỡ ra và lưu kho
b) Đối với xốp PU: Dinh vi 2 tém ván nhựa làm lớp vỏ, tạo một khuôn kín bằng chính lớp vỏ này Cân lượng Poiyol và Isocycnate (tỷ lệ 1/1) đủ để tạo xốp đúng thể
tích của khuôn (Theo Cataloge hướng dẫn thi 30 kg PU cho 1m? thé tích xốp) Ví dụ thể tích khuôn là 120 x 40 x 10 cm = 48000 cm” =0,048 mỶ, thì cân một lượng PU
như sau (0,048 x 30 )/2 = 1,44 kg PU và lượng Polyol = 0,72 kg piyol và lượng
Isocynate = 0,72 kg) Sau khi cân xong trộn 2 thành phân của PU vào khuấy đều Hai thành phần của PU bắt đầu phân ứng sủi bọt và nở Ngay lập tức phải đổ hỗn hợp này đều xuống đáy khuôn sau thời gian khoảng 10 đến 15 phút xốp sẽ nở chèn đầy khuôn tạo thành tấm panel cách nhiệt Giữ nguyên panel này trong vòng vài giờ để ổn định thế tích và cát phần xốp thừa ta sẽ được tấm panel cách âm, cách nhiệt (xem hình 4)
Báo cáo TK nhiệm vụ: Công nghệ thu gom, văn chuyển, xử lý rác thải nilon và chất thải hữu cơ
Trang 7
Hình 4: Tấm panel cách âm, cách nhiệt làm từ nilon phế thải
4.4 An toàn lao động và vệ sinh mơi trường * An tồn lao động
- Bao vé mắt: Đeo kính bảo hộ lao động
- Bao vé tay: Deo ging tay cao su, gang tay vai
- Bao vé co thé: Mac quan do bao hé lao déng
-_ Trước khi vận hành máy phải kiểm tra kỹ các nguồn điện: nguồn điện nối với cầu dao chính, nguồn điện ở hộp điều khiển
* Vệ sinh môi trường
Xưởng thí nghiệm của dé tai chấp hành nghiêm túc các qui định về vệ sinh môi trường, đảm bảo giữ gìn cảnh quan chung của Viện
Trang 8
Tai liéu tham khao
1 Paul N Roschke, United States Patent: Roadway soundwall and
soundreducing modules used therein Số 5.965.852, ngày 12/10/1999
2 Báo cáo tổng kết đề tài: "Nghiên cứu chế tạo cấu kiện bao che từ vật liệu nhẹ phục vụ cho xây dựng nhà ở vùng ngập lũ đồng bằng sông Cửu Long" (RD 09- 01) - Hà Nội 2002
Báo cáo TK nhiệm vụ: Công nghệ thu gom, vân chuyển, xử lý rác thải nilon và chất thải hữu cơ