Nghiên ứu chế tạo gạch phục vụ trùng tu di tích mỹ sơn

Di tích ế ệ ộ ả  ớlch sử văn hố là tài sản vơ giá trong kho tàng di sản văn hoá lâu đời của dân tộc, là những chứng tích vật chất phản ánh sâu sắc nhất về đặc trưng văn hoá, về cội ngu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN DUY HƯNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO GẠCH PHỤC VỤ TRÙNG TU DI TÍCH MỸ SƠN Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS LA THẾ VINH Hà Nội-2017 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17051113814871000000 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ kỹ thuật “Nghiên cứu chế tạo gạch phục vụ trùng tu di tích Mỹ Sơn” cơng trình tơi thực hướng dẫn khoa học PGS.TS.La Thế Vinh Các số liệu kết trình bày luận văn hồn tồn xác, đáng tin cậy chưa cơng bố cơng trình khoa học khác Hà Nội, tháng năm 2017 Học viên Nguyễn Duy Hưng LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến PGS.TS La Thế Vinh, người hướng dẫn bảo em tận tình mặt khoa học, kỹ thực hành tạo điều kiện tốt giúp đỡ em suốt thời gian tham gia nghiên cứu đề tài Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo cơng tác Viện Kỹ thuật Hóa học, thầy cô giáo môn Công nghệ hợp chất vô thầy cô giáo môn Công nghệ vật liệu Silicat tạo điều kiện cho em suốt thời gian em thực luận văn Xin chân thành cảm ơn cán Phòng Bảo tồn bảo tàngBan quản lý di tích Mỹ Sơn cung cấp thông tin quý báu vật mẫu phục vụ nghiên cứu cho để tài Sau cùng, em xin tỏ lịng biết ơn tới gia đình bạn bè, người bên động viên, giúp đỡ em suốt thời gian em học tập nghiên cứu trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2017 Học viên Nguyễn Duy Hưng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI CẢM ƠN .2 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .7 MỞ ĐẦU .9 PHẦN I 11 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 11 1.1 Tổng quan tháp Chàm Mỹ Sơn thực trạng .11 1.1.1 Giới thiệu tháp Chàm Mỹ Sơn 11 1.1.2 Thực trạng 12 1.1.3 Một số kết nghiên cứu .14 1.2 Tổng quan nghiên cứu vật liệu 18 1.2.1 Nguyên liệu đất đồi 18 1.2.2.Tổng quan keo polyme vô 19 PHẦN II 27 ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT SỬ DỤNG .27 2.1 Đối tượng nghiên cứu 27 2.2.Các bước tiến hành thí nghiệm 27 2.3 Kỹ thuật sử dụng 27 2.3.1.Phương pháp xác đnh thành phần ha học nguyên liệu đầu .28 2.3.1.1.Chuẩn b mẫu thử 28 2.3.1.2 Phân giải mẫu 28 2.3.1.3.Xác đnh hàm lượng nung (MKN) 29 2.3.1.4.Xác đnh hàm lượng silic dioxit (SiO 2) 29 2.3.1.5.Xác đnh hàm lượng sắt oxit (Fe 2O3) 32 2.3.1.6.Xác đnh hàm lượng nhôm oxit (Al 2O3) .33 2.3.1.7.Xác đnh hàm lượng titan dioxit (TiO 2) .35 2.3.1.8.Xác đnh hàm lượng canxi oxit (CaO) 36 2.3.1.9.Xác đnh hàm lượng magie oxit (MgO) .37 2.3.1.10.Xác đnh hàm lượng Kali oxit (K 2O) Natri oxit (Na2O) .38 2.3.2.Phương pháp xác đnh tính vật liệu 39 2.3.3.Phương pháp xác đnh khối lượng riêng 40 2.3.4.Xác đnh độ hút nước 40 2.3.5 Phương pháp phân tích nhiệt 41 2.3.6 Phương pháp phân tích cấu trúc giản đồ XRD 42 2.3.7 Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét SEM 44 2.3.8 Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại IR 47 PHẦN III 49 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN 49 3.1 Tổng hợp chất kết dính vô (polyme phốt phát nhôm) 49 3.2 Nghiên cứu thành phần đất đồi mẫu gạch Mỹ Sơn 53 3.3 Nghiên cứu tổng hợp vật liệu khảo sát số tính chất 55 3.4 Nghiên cứu trình khống hóa vật liệu 63 3.5 Nghiên cứu đánh giá tính chất vật liệu 66 3.6 Sản xuất thử 10 viên gạch từ loại đất đồi nghiên cứu chất kết dính vơ 70 3.7 So sánh số tính chất gạch nghiên cứu gạch cổ Mỹ Sơn 72 KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT EDTA : Disodium Ethylendiamin Tetraacetic axit dihydrat Na 2H2C10 H12O8N2.2H2O IR : Phân tích phổ hồng ngoại ( Infrared) XRD : Nhiễu xạ tia X ( X – Ray diffraction) SEM : Ảnh hiển vi điện tử quét ( Scanning Electron Microscope) DTA/DSC: Phương pháp phân tích nhiệt vi sai (Differential scanning calorimetry) TGA : Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng MKN : Lượng nung TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam UNESCO: Tổ chức giáo dục, khoa học văn hoá củaLiên hợp quốc (United Nations Educational Scientific and Cultural Organization) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Kích thước số gạch Chăm 16 Bảng 3.1 Tỷ lệ thành phần số mẫu polyme phốt phát nhôm 51 Bảng 3.2 Thành phần đất đồi tỉnh Phú Thọ mẫu gạch Mỹ Sơn 54 Bảng 3.3 Ảnh hưởng tỷ lệ chất kết dính nhiệt độ sấy đến cường độ nén 56 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian sấy đến tính vật liệu (keo 11) 57 Bảng 3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian sấy đến tính vật liệu (keo 12) 58 Bảng 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian sấy đến tính vật liệu (keo 13) 59 Bảng 3.7 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian sấy đến tính vật liệu (keo 14) 60 Bảng 3.8 Cường độ chu nén độ hút nước vật liệu (mẫu M1) 67 Bảng 3.9 Cường độ chu nén độ hút nước vật liệu (mẫu M2) 67 Bảng 3.10 Khối lượng riêng hai mẫu vật liệu mẫu gạch nung thông thường 68 Bảng 3.11 Độ co ngót sản phẩm 68 Bảng 3.12 Bộ tiêu chất lượng sản phẩm .69 Bảng 3.13 So sánh gạch nghiên cứu gạch cổ Mỹ Sơn 72 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Một số hình ảnh xuống cấp nghiêm trọng Mỹ Sơn 14 Hình 1.2 Một số hoạt động trùng tu Mỹ Sơn 17 Hình 1.3 Việc trùng tu không kỹ thuật khiến cơng trình xuống cấp nghiêm trọng .18 Hình 1.4 Cấu trúc polime photphat nhơm 23 Hình 2.1 Sự nhiễu xạ tia X bề mặt tinh thể 43 Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động kính hiển vi điện tử quét (SEM) 44 Hình 2.3 Nguyên lý chụp phổ hồng ngoại (IR) 47 Hình 3.1 Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ tổng hợp polyme phốt phát nhơm 50 Hình 3.2 Phổ hồng ngoại mẫu polyme M1 51 Hình 3.3 XRD mẫu tinh thể phốt phát nhơm 52 Hình 3.4 Ảnh SEM mẫu tinh thể phốt phát nhôm 53 Hình 3.5 XRD mẫu đất đồi, sản phẩm gạch nghiên cứu gạch Mỹ Sơn 54 Hình 3.6 Dung dch polyme phốt phát nhôm 55 Hình 3.7 Mẫu đất đồi trước (a) sau sấy khơ, nghiền mn (b) .56 Hình 3.8 Khn đng mẫu (a) hình ảnh mẫu nghiên cứu phịng thí nghiệm (b) 56 Hình 3.9 Ảnh hưởng tỷ lệ chất kết dính, nhiệt độ sấy đến tính vật liệu .57 Hình 3.10 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian sấy đến tính vật liệu (keo 11) 58 Hình 3.11.Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian sấy đến tính vật liệu (keo 12) 59 Hình 3.12 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian sấy đến tính vật liệu (keo 13) 59 Hình 3.13 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian sấy đến tính vật liệu (keo 14) 60 Hình 3.14 Quy trình cơng nghệ sản xuất gạch từ đất đồi chất kết dính vơ 62 Hình 3.15 Giản đồ phân tích nhiệt mẫu polyme phốt phát nhơm 63 Hình 3.16 Phổ IR mẫu đất (a), vật liệu sấy 250oC (b) 300 oC (c) .64 Hình 3.17 Phổ IR mẫu đất (a), vật liệu sấy 250oC (b) 300 oC (c) .64 Hình 3.18 Ảnh SEM mẫu vật liệu với keo 1-1 65 Hình 3.19.Khn kim loại sử dụng để tạo mẫu gạch nghiên cứu 66 Hình 3.20 Mẫu 2- gạch nghiên cứu (1) gạch trùng tu Mỹ Sơn (2) .67 Hình 3.21 Giản đồ phân tích nhiệt sản phẩm gạch từ đất đồi 69 Hình 3.22 Đnh lượng đất keo, trộn phối liệu (a) ép mẫu sản phẩm (b) 70 Hình 3.23 Mơ hình q trình kết dính hạt đất đồi chế tạo mẫu vật liệu 71 Hình 3.24 Mẫu đng xong (a) sản phẩm sau nung 600oC (3 viên hàng bên trái) sấy 300oC (các viên lại) (b) 71 MỞ ĐẦU Việt Nam có văn hố kéo dài nghìn năm gắn với lch sử phát triển hình thành đất nước Con người Việt Nam với truyền thống văn hoá sâu sắc để lại cho hệ sau kho tàng di sản có giá tr vơ to lớn Di tích lch sử văn hố tài sản vơ giá kho tàng di sản văn hoá lâu đời dân tộc, chứng tích vật chất phản ánh sâu sắc đặc trưng văn hoá, cội nguồn truyền thống đấu tranh dựng nước, giữ nước hào hùng, vĩ đại cộng đồng dân tộc Việt Nam, đồng thời phận cấu thành kho tàng di sản văn hoá nhân loại Việc bảo tồn phát huy giá tr văn hoá đ cần thiết Đảng Nhà nước ta xác đnh: “Di sản văn hóa tài sản vô giá, gắn kết cộng đồng dân tộc, cốt lõi sắc dân tộc, sở để sáng tạo giá tr giao lưu văn hóa Hết sức coi trọng bảo tồn, kế thừa, phát huy giá tr văn hóa truyền thống, văn hóa cách mạng, bao gồm văn hóa vật thể phi vật thể.” Hiện di tích, di sản văn hoá ảnh hưởng thời tiết khắc nghiệt thời gian tuổi thọ cơng trình lâu nên b xuống cấp cách nghiêm trọng Các nhà bảo tồn nghiên cứu tìm cách phục hồi nhằm bảo tồn phát huy giá tr di sản nhằm giữ chúng trường tồn với thời gian để lại giá tr văn hố cho mn đời sau Việc áp dụng phương pháp nghiên cứu đại, công nghệ triển khai thực di sản Tuy nhiên việc bảo tồn di sản phải ưu tiên cho kỹ thuật vật liệu truyền thống mang yếu tố lch sử Hiện với phát triển khoa học kỹ thuật, nhiều loại vật liệu nghiên cứu phát triển, vấn đề nghiên cứu vật liệu nhằm bảo tồn di sản c nhiều tiến tích cực Việc sử dụng nguồn nguyên liệu sẵn có thân thiện với mơi trường ưu tiên phát triển Trước tình hình nguồn nguyên liệu truyền thống để sản xuất vật liệu xây dựng dần trở nên cạn kiệt, phương pháp truyền thống dần trở nên lỗi thời nghiên cứu nhằm tìm phương pháp mới, nguyên liệu cho vật liệu xây dựng vấn đề