(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh

Bé X©y dùng ViƯn VLXD Bé X©y dùng ViƯn VLXD Bé X©y dùng ViƯn VLXD Bé x©y dùng ViƯn VËt liệu xây dựng 235, Nguyễn TrÃi, Thanh Xuân, Hà Nội Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ: Dự án sản xuất thử nghiệm cấp nhà nớc nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh M sè: KC-06 Da16 CN KS TrÇn Quèc TÕ 5945 12/7/2006 Hà Nội, 2006 Bản quyền 2006 thuộc Viện VLXD Đơn xin chép toàn phần tài liệu phải gửi đến Viện trởng Viện VLXD trừ trờng hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu luan an Bé x©y dùng ViƯn VËt liƯu x©y dùng 235, Ngun TrÃi, Thanh Xuân, Hà Nội Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ: Dự án sản xuất thử nghiệm cấp nhà nớc nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuÊt mªta cao lanh M∙ sè: KC-06 Da16 CN KS Trần Quốc Tế Hà Nội, 2006 Bản thảo viết xong 03/2006 Tài liệu đợc chuẩn bị sở kết thực dự án cấp Nhà nớc, mà sè KC-06.DA 16 CN luan an B¸o c¸o tỉng kÕt khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 danh sách ngời tham gia thực dự án TT Họ tên Học vị Chức vụ Chức danh Cơ quan công tác Trần Qc TÕ Kü s− Nghiªn cøu viªn Chđ nhiƯm dù án Nguyễn Văn Huynh Thạc sỹ Nghiên cứu viên Trịnh Minh Đạt Thạc sỹ Nghiên cứu viên Th ký Viện khoa học Vật liệu Chủ trì xây dựng đề mục Đào Quốc Hùng Thạc sỹ Nghiên cứu viên Chủ trì đề mục Vũ Thị D Kỹ s Nghiên cứu viên Chủ trì đề mục Nguyễn An Thái Kỹ s Phó giám đốc Tham gia Xí nghiệp thực Sứ Lâm Đồng Phạm Thế Đông Cử nhân Trởng phòng RD Tham gia Công ty Cổ thực phần Nam Việt Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Bảng giải thích chữ viết tắt, đơn vị đo từ khóa Các chữ viết tắt: - Mêta cao lanh : MK - Silicafume : SF - Tro bay : FA - Phụ gia công nghệ dạng bột : SFC - Polyvinylalcohol: PVA - Amiăng ximăng: AC - Polyvinylalcohol xi măng: PVA/C - Ximăng: XM - Tỷ lệ Nớc: ximăng N/XM - Mất nung: MKN Đơn vị đo: - ppm: Một phần triệu Từ khóa: Mêta cao lanh, ximăng sợi hữu cơ, vữa không co, bê tông chất lợng cao Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an Bảng giảI thích Các chữ viết tắt, đơn vị từ khoá Các chữ viết t¾t: Me ta cao lanh MK Silicafume SF Tro bay FA Tro trấu RHA Phụ gia khoáng PGK Modul độ lín cđa cèt liƯu nhá Mn Phơ gia c«ng nghƯ dạng bột SFC Polyvinylalcohol PVA Amiăng ximăng AC Ximăng XM Tỷ lệ Nớc : Ximăng N/XM Mất nung MKN Đơn vị đo: Ppm Một phần triệu Từ khoá: Mêta cao lanh, ximăng sợi hữu cơ, vữa không co, bê tông chất lợng cao luan an Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Mục lục Trang Tóm tắt Lời mở đầu Chơng I: Tổng quan tình hình nghiên cứu nớc 1.1 nớc 1.1.1 Các tính chất ứng dụng cao lanh công nghiệp 1.1.2 Các loại hình công nghệ chế tạo mêta cao lanh 1.2 Trong n−íc 12 1.3 KÕt ln ch−¬ng 14 Ch−¬ng II: Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ 15 2.1 Nguyên liÖu cao lanh 15 2.1.1 Nguån cao lanh ë ViÖt Nam 15 2.1.2 Yêu cầu cao lanh nguyên liƯu 16 2.2 ThiÕt bÞ 17 2.2.1 ThiÕt bÞ nung 17 2.2.2 Thiết bị nghiền 21 2.3 Nghiên cứu hoạt tính MK từ cao lanh A Lới Trại Mát 22 2.4 Nghiên cứu sản xuất thử 23 2.4.1 Nghiên cứu nung MK lò thoi 23 2.4.2 Nghiên cứu nghiền MK máy nghiền công nghiệp 26 2.5 Tính toán hiệu kinh tế 28 2.5.1 Tính giá thành sản phẩm 28 2.5.2 Khái toán đầu t 29 2.5.3 Tổng hợp nhu cầu cho dây chuyền 1.000 tấn/năm 31 2.6 Kết luận chơng 31 Chơng III: Nghiên cøu øng dông MK 32 3.1 øng dông MK sản xuất sản phẩm xi măng sợi hữu 32 Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an i B¸o c¸o tỉng kÕt khoa häc công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 3.1.1 ứng dụng MK SXTN lợp phẳng PVA/C 32 3.1.2 ứng dụng MK SXTN phẳng ximăng sợi rơm 40 3.1.3 ứng dụng MK SXTN lợp phẳng PVA/C thay 40 phần sợi PVA bazan 3.2 ứng dụng MK chế tạo vữa không co 42 3.3 ứng dụng MK chế tạo bê tông cờng độ cao 43 3.4 Kết luận chơng 51 Kết luận chung kiến nghị 52 Lời cảm ơn 53 Tài liệu tham khảo 54 Phụ lục I: Danh mục sản phẩm dự án Phụ lục II: ý kiến nhận xét đơn vị sử dụng sản phÈm cđa Dù ¸n Phơ lơc III: Mét sè kÕt kiểm định chất lợng sản phẩm Dự án Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an ii B¸o c¸o tỉng kÕt khoa häc công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Tóm tắt Dự án nhằm nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất phụ gia mê ta cao lanh ứng dụng phụ gia để làm phụ gia công nghệ dạng bột sản xuất sản phẩm xi măng sợi hữu theo phơng pháp xeo Căn kết nghiên cứu đà đạt đợc nội dung khoa học tồn giai đoạn RD, dự án đà nghiên cứu më réng thªm ngn nguyªn liƯu cao lanh, thư nghiƯm nung nghiền cao lanh thiết bị công nghiệp Sản phẩm sản xuất thử đà thể ổn định mặt công nghệ chất lợng, đáp ứng yêu cầu làm phụ gia công nghệ dạng bột sản xuất sản phẩm xi măng sợi hữu theo phơng pháp xeo Một quy trình công nghệ sản xuất phụ gia mêta cao lanh đà đợc thiết lập Một hớng dẫn sử dụng phụ gia mêta cao lanh sản xuất sản phẩm xi măng sợi hữu theo phơng pháp xeo bê tông chất lợng cao đà đợc biên soạn Đà chuẩn bị vật t, nguyên liệu để sản xuất 400 sản phẩm đà sản xuất 300 tấn, đà tiêu thụ 180 tấn, số lại phải kéo dài sang năm 2007 Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh – KC.06.DA.16.CN luan an B¸o c¸o tỉng kÕt khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Lời Mở đầu Trong sản xuất sản phẩm xi măng sợi hữu cơ, theo phơng pháp xeo thiều thành phẩm phụ gia bột siêu mịn, đợc gọi phụ gia công nghệ dạng bột (sheet-forming component - SFC) Lo¹i SFC dïng phỉ biÕn nhÊt silicafume (SF), năm gần ngời ta đà quan tâm đến Mêta caolanh (MK) Theo định 115/QĐ/TTg ngµy 01/ 8/ 2001 cđa Thđ t−íng ChÝnh phđ, tõ năm 2004, nớc ta ngừng sản xuất lợp amiăng-ximăng (A/C) thay vật liệu lợp Để thực định này, Bộ Khoa học Công nghệ đà giao nhiệm vụ cho Viện Công nghệ - Bộ Công nghiệp triển khai nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu công nghệ thiết kế thiết bị sản xuất lợp không amiăng - Mà số KC-06-15 Bộ Xây dựng đà giao cho Viện VLXD triển khai đề tài: Nghiên cứu công nghệ thích hợp sản xuất vật liệu tổ hợp xi măngpolime cốt sợi vô - hữu sử dụng xây dựng nhà công trình vùng đất yếu vùng có động đất Mà số RDN-05-01 Kết đề tài đà khả sản xuất sản phẩm xi măng sợi hữu dựa hệ thống thiết bị xeo lợp A/C có bổ xung thêm số thiết bị phụ trợ Riêng phụ gia SFC, phải sử dụng SF nhập ngoại đẩy giá thành sản phẩm lên cao Do đó, Bộ KH-CN ®· giao nhiƯm vơ cho ViƯn VLXD triĨn khai dù án sản xuất thử nghiệm KC-06 DA16.CN: Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta caolanh sở kết nghiên cứu đề tài RD cấp Bộ năm 1997-1998: Nghiên cứu công nghệ sản xuất mêta cao lanh làm phụ gia chế tạo bê tông chất lợng cao - Mà số RD-97.25 để tiến tới tổ chức sản xuất SFC nớc phục vụ cho phát triển sản xuất sản phẩm xi măng - sợi hữu Tuy nhiên, đến tháng 7/2004, xuất phát từ điều kiện thức tế, nên Thủ tớng Chính phủ đà có QĐ 113/QĐ/TTg ngày 20/7/ 2004, cho phép doanh nghiệp sản xuất lợp A/C đợc tiếp tục sử dụng sợi amiăng có kiểm soát, đồng thời khuyến khích nhà khoa học doanh nghiệp nghiên cứu đa dạng hoá sản phẩm lợp loại sợi khác Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Sự thay đổi đà làm cho dự án sản xuất thử nghiệm: Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh gặp khó khăn lớn việc tiêu thụ khối lợng sản phẩm sản xuất thử nghiệm theo hợp đồng giao nhiệm vụ Bộ KHCN với Viện Vật liệu xây dựng nh phát triển tiếp tục sản phẩm Trớc tình hình đó, dự án đà tìm hớng khác để tiêu thụ sản phẩm nh bê tông đầm lăn, bê tông đúc sẵn cờng độ cao, vữa xây dựng đặc chủng, Các đối tợng có nhiều triển vọng sử dụng khối lợng lớn nhng thời điểm kết thúc dự án khối lợng tiêu thụ nhỏ Bởi vËy, b¸o c¸o tỉng kÕt cđa dù ¸n tËp trung vào nội dung hoàn thiện công nghệ, xây dựng qui trình sản xuất hớng dẫn sử dụng mêta caolanh sản xuất sản phẩm xi măng sợi hữu cơ, vữa bê tông Phần tiêu thụ 400 sản phẩm, phải kéo dài thêm sang 2007 Dự án đà tạo sản phẩm mới: Quy trình công nghệ sản xuất mêta cao lanh Hớng dẫn sử dụng mêta cao lanh sản xuất sản phẩm xi măng sợi hữu cơ, bê tông chất lợng cao Dự án đà có số đóng góp giải pháp công nghệ: đà sử dụng mêta cao lanh làm phụ gia công nghệ dạng bột sản xuất sản phẩm ximăng sợi hữu đà đợc thí nghiệm dây chuyền công nghiệp Đà khả thay phụ gia công nghệ dạng bột phải nhập ngoại, góp phần chủ động cung cấp phụ gia, giá thành sản phẩm thấp Toàn nội dung hoàn thiện đà đợc thực 24 tháng, 01/2004 vµ kÕt thóc vµo 12/2005 víi tỉng kinh phÝ 2.350 triệu đồng, hỗ trợ từ ngân sách SNKH 800 triệu đồng, tỷ lệ thu hồi 80% kinh phí hỗ trợ Các kết nghiên cứu dự án đà đợc công bố số thông tin nớc Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Sợi PVA có nhiều phẩm cấp khác nhau: A8 loại đà dùng phổ biến sản xuất lợp, phẳng PVA/C giới nhng có giá thành cao Loại EEB có giá thành thấp nhng chất lợng Để sử dụng sợi EEB đà nghiên cứu sử dụng sợi bazan phối hợp với EEB Thành phần cấp phối thử nghiệm đợc trình bày bảng 3.7 Bảng 3.7: Các cấp phối thử nghiệm thay phụ gia dạng bột dạng sợi TT Nguyên liệu Đơn vị Cấp phối Cấp phối Xi măng PCB 40 % 89 89 Sợi PVA EEB % - 1,85 Sỵi PVA A8 % - Bét giÊy 700SR % 3 Mªta cao lanh % Bentonit % 1 Diatomit % - B«ng bazan % - 0,15 Phơ gia trỵ läc ppm 300 300 Tỉng % 100 100 Sè mỴ thư nghiƯm mỴ 25 20 Kết kiểm tra chất lợng sản phẩm lợp PVA/C đợc trình bày bảng 3.8 phẳng PVA/C đợc trình bày bảng 3.9 Bảng 3.8: Mét sè tÝnh chÊt cđa tÊm lỵp PVA/C (theo TCVN 4434 – 2000) CÊp phèi CÊp phèi C¸c tiêu Cờng độ chịu tải, N/m 3709 3628 Khối lợng thể tích g/cm3 1.36 1,24 Thời gian xuyên thấm, h > 24 > 24 Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an 41 Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Bảng 3.9: Một số tính chất lý phẳng PVA/C (theo AS/NZS 2908.2:2000) CÊp phèi CÊp phèi C−êng ®é chịu uốn, N/mm2 7,64 7,08 Thời gian xuyên thấm, >24 >24 §é bỊn sèc nhiƯt, hƯ sè 0,85 0,83 Các tiêu Từ kết bảng 3.8 bảng 3.9 thấy, sử dụng tỷ lệ sợi 1,85% EEB + 0,15% bazan, lợp PVA/C đạt đợc yêu cầu theo TCVN 4434 2000 qui định cho lợp AC phẳng đạt yêu cầu tiêu chuẩn AS/NZS 2908.2:2000 Các phụ gia bột phụ gia nớc Đây kết khả quan việc tìm kiếm giải pháp hạ giá thành lợp PVA/C 3.2 ứng dụng MK chế tạo vữa không co Để giảm co cho vữa xi măng cát, ngời ta đà dïng nhiỊu biƯn ph¸p kh¸c nh− sư dơng phơ gia dẻo hóa giảm nớc, phụ gia tạo khí, phụ gia lấp đầy, phụ gia giÃn nở nớc ta đà có số công trình nghiên cứu chế tạo phơ gia në nh− AC-89 (ViƯn KHCNXD), SACA (ViƯn VLXD) Cả hai phụ gia có chung chế giÃn nở hình thành sớm ettringite đá xi măng Năm 2001 Tạ Minh Hoàng [19] đà nghiên cứu sử dụng phối hợp MK thạch cao để tạo hiệu ứng giÃn nở theo nguyên lý Bằng nguồn nguyên liệu Cộng hòa Liên bang Nga: xi măng, cát, phụ gia siêu dẻo gốc naphtalen phụ gia MK sản phẩm nghiên cứu giai đoạn RD Tác giả đà tìm thấy hệ số giÃn nở tiềm (tỷ lệ hàm lợng Al2O3 MK với SO3 thạch cao thích hợp nhất) 0,42 Cặp phụ gia phát huy hiệu giÃn nở cao tỷ lệ XM/cát cao, N/CKD thấp đặc biệt hiệu dỡng hộ nớc Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an 42 B¸o c¸o tỉng kÕt khoa häc công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Để vận dụng kết vào điều kiện thực tế Việt Nam, đặt vấn đề sử dụng cặp phụ gia MK + thạch cao để giảm co cho vữa XM- cát sử dụng số trờng hợp đặc biệt ã Điều kiện thí nghiệm: Nguyên liệu: Ximăng PCB 40 Bút sơn Cát vàng qua sàng mm Phụ gia siêu dẻo SD-83 MK thạch cao đà gia nhiệt ã Cấp phối thử nghiệm: - Tỷ lệ XM/cát = 1/1 - Lợng phụ gia: MK+thạch cao/XM = 10 % khối lợng - Tỷ lệ N/CKD = 0,3; 0,4; 0,5 - D−ìng tù nhiªn Kết thí nghiệm đợc trình bày bảng 3.10 Bảng 3.10: Tính chất lý vữa xi măng cát sử dụng MK + Thạch cao TT Tên tiêu Mức đạt đợc, tỷ lệ N/CKD, tuổi 28 ngày 0,3 0,4 0,5 Độ xòe, mm 130 200 250 C−êng ®é nÐn, N/mm2 77 61 43 Cờng độ uốn, N/mm2 11 Độ co ngãt, mm/m 0 - 0,016 Tõ kÕt qu¶ ë b¶ng 3.10 cho thÊy ë tû lƯ N/CKD = 0,3ữ0,4, vữa không co ngót tuổi 28 ngày Tuy nhiên tỷ lệ N/CKD = 0,5 vữa bị co ngót tỷ lệ N/CKD = 0,4 vữa có độ xòe cao, cờng độ nén cao, sử dụng vữa làm vữa tự chảy không co (grout) cho mục đích đặc biệt xây dựng 3.3 ứng dụng MK chế tạo bê tông cờng độ cao Trong giai đoạn RD đề tài đà phối hợp với Trung tâm VLXD nhiệt đới Trờng ĐHXD Hà Nội sử dụng MK thiết kế thành phần bê tông mác cao Đà sử dụng nguyên liệu cát vàng sông Lô, đá bazan Hà Tây, ximăng Chinfon PC-40, phụ gia siêu dẻo Mighty-100 (Nhật Bản), phụ gia Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an 43 B¸o c¸o tỉng kÕt khoa häc công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 khoáng SF dạng không nén MK đề tài Bằng toán quy hoạch thực nghiệm đà thiết lập đợc cấp phối bê tông thí nghiệm (bảng 3.11) kiểm tra tính chất lý cấp phối (bảng 3.12) [20] Bảng 3.12: Cấp phối bê tông TT Tên mẫu Cấp phối XM (kg) Cát (kg) Đá (kg) Nớc (L) Phụ gia(kg) M§C 600 670 1050 165 MMK 600 550 1040 190 120 600 550 1040 195 120 600 550 1040 200 120 (phô gia MK) MMK+SF (phô gia MK+ SF) MSF (phơ gia SF) B¶ng 3.13: Tính chất bê tông TT Loại bê tông Tính chÊt M§C MMK MMK+SF MSF 2520 2500 2510 2510 10 10 10 10 Ti ngµy 65 72 78 81 Ti ngµy 72 84 87 90 Ti 28 ngµy 75 94 98 101 Khèi l−ỵng thĨ tÝch, kg/m3 Độ sụt Cờng độ nén Khi dùng phụ gia khoáng, cờng độ bê tông tăng từ 28 36% theo mức tăng dần từ phụ gia MK đến SF lợng dùng XM nh Sau đề tài kết thúc, nhóm ngời thực đề tài tiếp tục nghiên cứu ảnh hởng MK đến độ bền sunphat bê tông xi măng pooc lăng [21,22] Phụ gia khoáng để so sánh SF dạng nén Mẫu vữa chế tạo theo tỷ lệ CKD/cát = 1/3, tû lƯ N/XM = 0,45, kÝch th−íc mÉu x x5 cm Tû lƯ MK vµ SF thay XM lần lợt 5,10,15 20% theo Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an 44 Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 khối lợng, ký hiệu mẫu tơng ứng MK5, MK10, MK15, MK20 SF5, SF10, SF15, SF20 Mẫu đối chứng đợc ký hiệu Po Sau 28 ngày chế tạo, mẫu vữa đợc ngâm môi trờng dung dịch 5% Na2SO4, 5% MgSO4 nớc biển nhân tạo Kết kiểm tra thay đổi khối lợng hệ số trì cờng độ nén vữa sau tháng ngâm môi trờng kể đợc trình bày Thay đổi khối lợng, % hình 3.9 đến 3.12 Thời gian ngâm mẫu, tháng Hình 3.9: Sự thay đổi khối lợng vữa ngâm dung dịch Na2SO4 Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an 45 Thay đổi khối lợng, % Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Thời gian ngâm mẫu, tháng Hình 3.10: Sự thay đổi khối lợng vữa ngâm dung dịch MgSO4 Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an 46 Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Thay đổi khối lợng, % Nớc biển nhân tạo Nớc biển nhân tạo Thời gian ngâm mẫu, tháng Hình 3.11: Sự thay đổi khối lợng vữa ngâm nớc biển nhân tạo Hoàn thiện công nghệ sản xt mªta cao lanh – KC.06.DA.16.CN luan an 47 HƯ số trì cờng độ nén, % Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Ký hiệu mẫu Hình 3.12: Hệ số trì cờng độ nén sau ngâm mẫu tháng dung dịch Na2SO4, MgSO4 nớc biển nhân tạo Qua kết nhận thấy phụ gia MK có tác dụng nâng cao độ bền sunphat vữa ximăng - cát Hiệu MK tơng đơng với SF dạng nén Các tác giả dừng lại thời gian ngâm mẫu tháng cha giải thích chế tác dụng nâng cao độ bền sunphat cho vữa ximăng MK Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an 48 Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 nớc ta, bê tông cờng độ cao sư dơng ch−a nhiỊu nh−ng theo dù b¸o cđa nhiỊu nhà khoa học tơng lai gần loại bê tông chất lợng cao đợc phát triển mạnh Việt Nam Trong dự án sản xuất thử nghiệm đà phối hợp với nhóm nghiên cứu đề tài hợp tác quốc tế cấp nhà nớc: Nghiên cứu ứng dụng bê tông chất lợng cao” m· sè 5-311J [23] gi÷a ViƯn VLXD víi ViƯn Hàn lâm Vật liệu xây dựng Trung Quốc việc sử dụng MK để chế tạo bê tông chất lợng cao Các phụ gia khoáng đợc sử dụng bao gồm: SF dạng không nén, tro bay MK dự án Cốt liệu mịn cát vàng Sông Lô, cốt liệu thô đá vôi, phụ gia siêu dẻo Mighty 150, xi măng PCB 40 Bút Sơn PCB 40 Nghi Sơn Thành phần cấp phối bê tông thí nghiệm đợc trình bày bảng 3.14 3.15 Các cấp phối đợc điều chỉnh lợng nớc phụ gia cho đạt độ sụt 21 cm Kết xác định cờng độ nén cờng độ uốn bê tông có sử dụng phụ gia khoáng hoạt tính đợc trình bày bảng 3.16 Bảng 3.14: Thành phần cấp phối bê tông CĐC sở xi măng Bút Sơn PCB 40 phụ gia khoáng TT Thành phần Xi măng Bút Cấp phối Đơn vị M1 M2 M3 M4 M5 M0B Kg 440 440 390 364 390 520 sơn PCB 40 Đá vôi Kg 1124 1124 1124 1124 1124 1124 C¸t Kg 620 597 620 620 620 620 Tro bay Kg 55 104 104 65 MK Kg 77,6 55 0 0 SF Kg 0 26 52 65 Mighty 150 Lit 10,36 11 14,3 14,3 15,6 8,0 N−íc Lit 150 146 139 139 139 155 Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh – KC.06.DA.16.CN luan an 49 B¸o c¸o tỉng kÕt khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Bảng 3.15: Thành phần cấp phối bê tông CĐC sở xi măng Nghi Sơn PCB 40 phụ gia khoáng TT Thành phần Xi măng Nghi sơn Đơn vị Cấp phối M6 M7 M8 MoN Kg 460 460 460 540 PCB 40 Đá vôi Kg 1124 1124 1124 1124 Cát Kg 610 576 576 610 Tro bay Kg 58 58 MK Kg 81 23 58 Mighty 150 Lit 10,36 11 8,6 8,3 N−íc Lit 150 146 144 156 B¶ng 3.16: ¶nh h−ëng cđa phơ gia KHT đến cờng độ nén uốn bê tông TT Tên mẫu Cờng độ nén, MPa Cờng độ uốn 28 ngµy 56 ngµy 28 ngµy, MPa M0B 75,3 81,6 8,1 M1 83,6 92,4 8,9 M2 82,8 93,5 9,1 M3 88,4 97,0 9,3 M4 98,8 107,0 10,7 M5 109,6 116,0 11,6 M6 89,1 93,9 9,3 M7 82,3 87,4 8,6 M8 89,3 94,1 9,3 10 M0N 77,5 83,8 8,0 Tõ kÕt qu¶ thu đợc nhận thấy: - Hoạt tính pozzolan cđa MK cao h¬n tro bay nh−ng thÊp h¬n so với SF dạng không nén Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an 50 Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự ¸n SX TN cÊp Nhµ n−íc Th¸ng 3/2006 - ViƯc sử dụng phụ gia MK có tác dụng nâng cao cờng độ nén, uốn bê tông đặc biệt tuổi dài ngày Cờng độ nén tuổi 28 ngày mẫu có MK tăng từ 10 -15 % so với mẫu đối chứng - MK thích hợp cho việc thiết kế, chế tạo bê tông mác 80 MPa Với bê tông cờng độ cao nên sử dụng SF dạng cha nén 3.4 Kết luận chơng - Để làm phụ gia công nghệ dạng bột công nghệ xeo sản phẩm xi măng sợi hữu cơ, phụ gia MK đạt đợc yêu cầu Tuy so với SF dạng slurry, hiệu thấp nhng bù lại, chi phí MK sản phẩm xi măng sợi hữu thấp chủ động nguồn cung cÊp - MK cã thĨ sư dơng phèi hỵp với thạch cao đà gia nhiệt chế tạo vữa không co - MK sử dụng làm phụ gia khoáng hoạt tính cao chế tạo bê tông cờng độ đến 80 MPa Do có màu trắng phớt hồng nên MK đặc biệt hiệu chế tạo bê tông trang trí cờng độ cao Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an 51 Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Kết luận chung kiến nghị Kết luận chung ã Từ nghiên cứu tổng quan công nghệ sản xuất phụ gia MK giới, qua thực tế tìm hiểu thực trạng thiết bị sản xuất nớc đà đến việc lựa chọn phơng pháp công nghệ thiết bị sản xuất phụ gia MK phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam ã Các nghiên cứu thí nghiệm thực thiết bị dây chuyền sản xuất công nghiệp, nên thông số công nghệ thu đợc tiệm cận với điều kiện áp dụng công nghệ sản xuất đại trà ã Sản phẩm MK sản xuất thử nghiệm đà ổn định chất lợng, đáp ứng đợc yêu cầu sử dụng làm phụ gia công nghệ dạng bột sản xuất sản phẩm xi măng sợi hữu cơ, góp phần đa dạng hóa sản phẩm vật liệu xây dựng Việt Nam Kiến nghị Mục tiêu đặt dự án hoàn thiện công nghệ sản xuất MK để phục vụ cho sản xuất lợp không amiăng Song chủ trơng phủ đà thay đổi nên vấn đề phát triển sản phẩm xi măng sợi hữu cha thể nhanh chóng đợc Dự án đà tích cực tìm kiếm hớng sử dụng khác nhng lợng sử dụng cha nhiều Bởi vậy, dự án đề nghị Bộ Khoa học Công nghệ , Ban Chủ nhiệm Chơng trình KC.06 cho phép kéo dài tiến độ tiêu thụ sản phẩm đến 2007, thời hạn thu hồi vốn giữ nguyên nh hợp đồng đà ký Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an 52 Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Lời cảm ơn Trong trình thực dự án, nhận đợc đạo cụ thể lÃnh đạo, giúp đỡ phòng chức thuộc Viện Vật liệu xây dựng Bộ Xây dựng, chuyên viên quản lý chuyên ngành Vụ thuộc Bộ Khoa học Công nghệ , Bộ Xây dựng Ban Chủ nhiệm Chơng trình KC-06 Trong bớc triển khai sản xuất thử nghiệm thiết bị dây chuyền sản xuất công nghiệp ứng dụng phụ gia vào sản xuất chế phẩm xây dựng, đà nhận đợc giúp đỡ tận tình hợp tác có hiệu đơn vị: Xí nghiệp Sứ Lâm Đồng, Công ty Cổ phần Nam Việt, Viện KHCN Xây dựng, Công ty Elkem Materials ASA (Na Uy), Công ty dung dịch khoan hóa phẩm dầu khí, Trung tâm ximăng bê tông thuộc Viện Vật liệu xây dựng đồng nghiệp Viện Chúng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới quan, đơn vị cá nhân nói Chúng mong muốn tiếp tục nhận đợc giúp đỡ hợp tác tập thể, cá nhân để nhân rộng kết dự án Nhóm thực dự án Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an 53 Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 Tài liệu tham khảo M.S Prasad, K.J.Reid and H.H.Murray; Kaolin: processing, propeties and applications; Applied Clay Science 6, 1991 (p.87-119) Haydn H Murray; Traditional and new application for kaolin, smectite and pelygorskite: a new general overview; Applied Clay Science 17, 2000 (p.207221) www.20microns.com; High performance calcined china clay (Kaolin) for water based paints; 20 Microns Ltd.,India M.L Puri, N.R Srinvasan; Effect of partial replacement of cement with Surkhi (calcined kaolin) on various properties of pavement concrete; Road research Paper, No 44, 1961 Central Road Research Institute; Special Reports on “Pozzolanic clay of India, their Industrial exporiation and use in Engineering Works”, N02, August, New Delhi, 1964 M.L Bhatia; Manufacture of reactive Surkhi and lime Surkhi mixture at C.R.R.I; Sumposium on “Puzzolannas – their Survey, Manufacture and Utilisation”; New Delhi, 1964 Mehra S.R.; A note on manufacture of packaged lime – reactive Surkhi Mixture for use in Building Mortar and Foundation Concrete; Central Road research Institute, New Delhi, August 1965 Kostuch J.A, Walters V, Jone T.R; High performance concrete in corporating metakaolin: a review; Inter Conference on Concrete “Economic and Durable Construction Through excellence”, London, 1996 Marikunite S , Aldea C Shah S.P.; Durability of Glass fibre reinforced cemant composites: effect of silicafume and metakaolin; Advanced Cement Based Materials, Vol.5, 1997 10 US Patent 6,030,447; Cement formulation; Feb 29, 2000 11 Clovis Nita, Vanderley M John, …Effect of metakaolin on the performance of PVA and Cellulose Fibres Reinforced Cement, International InorganicBonded Composite Materials Conference, Canada, October 10-13, 2004 12 Bezerra E.M, Savastano Jr H , Mineral Addition and their Influence on fiber cement behavior, International Inorganic-Bonded Composite Materials Conference, Canada, October 10-13, 2004 13 J.Sen Gupta, A.V.R Rao; Production of Clay Pozzolana by Fluidized Bed Technique; Trans Ind Ceramic Society, Vol.37, 1978 (166-171) Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh KC.06.DA.16.CN luan an 54 Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ Dự án SX TN cấp Nhà nớc Tháng 3/2006 14 S Salvador, O.Pons; A semi- mobile flash dryer/calciner unit to manufacture pozzolana from raw clay soils – application to soil stabilisation; Construction and Building Materials, Vol.14, 2000 (p.109-117) 15 ViÖn Vật liệu xây dựng; Quy hoạch tổng thể ngành công nghiệp vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2010 định hớng đến 2020; Báo cáo Tổng kết dự án, Hà Nội 2000 16 Trần Quốc Tế công tác viên; Nghiên cứu công nghệ thích hợp sản xuất vật liệu tổ hợp xi măng polime cốt sợi vô cơ- hữu sử dụng xây dựng công trình vùng đất yếu vùng có động đất; Báo cáo tổng kết đề tài, Hà Nội, 2003 17 Trần Quốc Tế công tác viên; Báo cáo tổng kết đề tài cấp NN KC.07.22 Nghiên cứu lựa chọn quy trình công nghệ, thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng nguyên liệu địa phơng thi công xây dựng nhà ở, đờng giao thông nông thôn vùng đặc thù, Hà Nội, 2005 18 Trần Quốc Tế công tác viên; Nghiên cứu sử dụng bazan sản xuất lợp PVA/C; Báo cáo tổng kết đề tài, HN, 2005 19 минь хоанг, менкозернистый Бетон с добавкой метакаолина Диссертции на соискание ученной степени, кандидата технических наук, Москва 2001 20 TrÇn Quèc Tế công tác viên; Nghiên cứu sản xuất mêta cao lanh sử dụng sản xuất bê tông chất lợng cao; Báo cáo tổng kết đề tài, Hà Néi, 1999 21 Tran Quoc Te, Ta Minh Hoang, Vu Thi Du; Influence of Metakaolin on some physical propertues of cement and concrete; Proceed The nocmat/3Vietnam Third Inter Conference on Non- conventional Materials and Technologies, 12-13 March 2002 Hanoi, Vietnam 22 Tran Quoc Te, Thai Hong Chuong; Proceed of the Inter Conference on Concrete in Marine Environments, 6-10 October 2002 Hanoi, Vietnam 23 Thái Duy Sâm cộng tác viên, Nghiên cứu ứng dụng bê tông chất lợng cao, MS: 5-311J; Báo cáo tổng kết đề tài, Hà Nội 12/2005 Hoàn thiện công nghệ sản xuất mêta cao lanh – KC.06.DA.16.CN luan an 55