nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện – điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐẶNG TRUNG QUÝ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THỦY TINH TỪ CHẤT THẢI ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỂ SẢN XUẤT VẬT LIỆU NHẸ KHÔNG NUNG ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐẶNG TRUNG QUÝ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THỦY TINH TỪ CHẤT THẢI ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỂ SẢN XUẤT VẬT LIỆU NHẸ KHÔNG NUNG ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG Chuyên ngành: Hóa vô cơ Mã số : 60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGHIÊM XUÂN THUNG Hà Nội – Năm 2013 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nghiêm Xuân Thung đã giao đề tài và tận tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi nhất giúp em trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn đúng thời hạn cho phép. Em xin chân thành cảm ơn Phòng Sau đại học, Bộ môn Hóa vô cơ, Phòng thí nghiệm Hóa vô cơ, thƣ viện trƣờng Đại học khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã giúp đỡ trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu vừa qua. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ngƣời thân trong gia đình, bạn bè trong lớp cao học K22 và các em sinh viên khoa Hóa đã luôn động viên, chia sẻ và giúp đỡ tôi về mọi mặt trong thời gian vừa qua. Hà nội, ngày 11 tháng 12 năm 2013 Tác giả: Đặng Trung Quý Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng i MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 2 1.1. Giới thiệu về vật liệu 2 1.1.1. Vật liệu xây dựng truyền thống 2 a. Lò thủ công truyền thống 2 b. Lò Nung Tuynel 3 1.1.2. Vật liệu xây dựng nhẹ không nung 4 1.1.3. Tình hình sản xuất gạch siêu nhẹ không nung ở Việt Nam 9 1.2. Giới thiệu tổng quát về chất thải điện tử 10 1.2.1. Định nghĩa về chất thải điện tử (E - Waste) 10 1.2.2. Phân loại 11 1.2.3. Thành phần vật chất của chất thải điện - điện tử 12 a. Thành phần vật chất có giá trị 12 b. Thành phần vật chất gây nguy hại 13 1.2.4. Hiện trạng phát sinh chất thải điện tử ở Việt Nam 15 1.2.5. Tình hình thu gom và xử lý rác thải điện tử ở Việt Nam 17 1.3. Bóng đèn huỳnh quang và nguồn phát thải 18 1.3.1. Cấu tạo của bóng đèn huỳnh quang 18 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng ii 1.3.2. Nguồn phát sinh rác 19 1.3.3. Tính chất của thủy tinh bóng đèn huỳnh quang 20 1.4. Giới thiệu công nghệ sản xuất gạch bê tông xốp siêu nhẹ 20 Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1. Các phƣơng pháp nghiên cứu 23 2.1.1. Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 23 2.1.2. Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM – Scanning Electron Microscope) 24 2.1.3. Hệ số dẫn nhiệt 25 2.1.4. Cƣờng độ kháng nén 26 2.1.5. Độ rỗng 27 2.1.6. Khối lƣợng riêng 27 2.2. Thực nghiệm 27 2.2.1. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất 27 2.2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất 27 2.2.1.2. Dụng cụ và thiết bị 28 2.2.2. Thực nghiệm 28 2.2.2.1. Các công đoạn chính của quá trình thực nghiệm 28 2.2.2.1.1. Chuẩn bị phối liệu, dụng cụ 28 a. Chuẩn bị nguyên liệu 28 b. Khuấy trộn đồng nhất nguyên liệu 28 c. Chuẩn bị khuôn đổ mẫu 29 2.2.2.1.2. Gia công và hoàn thiện mẫu 29 a. Đổ khuôn 29 b. Tháo khuôn 29 2.2.2.2. Thực nghiệm chi tiết 29 a. Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc hạt thủy 29 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng iii tinh b. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ lỏng/rắn (L/R) 30 c. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của vật liệu 31 d. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ xi măng/bột thủy tinh đối tính chất vật liệu 31 e. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành mẫu vật liệu 32 f. Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian khuấy tới các tính chất của vật liệu 33 g. Khảo sát sự ảnh của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu 33 h. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu 34 i. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu 34 Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc của bột thủy tinh 36 3.2. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ lỏng/rắn (L/R) 36 3.3. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của vật liệu 37 3.4. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ xi măng/bột thủy tinh đối với tính chất mẫu 39 3.5. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành vật liệu 40 3.6. Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian khuấy tới các tính chất của vật liệu 41 3.7. Khảo sát sự ảnh của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu 41 3.8. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu 42 3.9. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu 43 3.10. Nghiên cứu tính chất của mẫu vật liệu 45 3.10.1. Nghiên cứu tính chất của mẫu vật liệu bằng phƣơng pháp XRD 45 3.10.2. Nghiên cứu tính chất của mẫu vật liệu bằng phƣơng pháp SEM 48 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng iv 3.10.3. Xác định các thông số vật lý 52 a. Cƣờng độ kháng nén R n (Kg/cm 2 ) 52 b. Tỷ trọng d (g/cm 3 ) 52 c. Hệ số dẫn nhiệt λ Kcal/m. 0 C.h 53 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ 1 PVA Polyvinyl alcol 2 PVA (1.7%) Dung dịch Polyvinyl alcol 1,7% 3 TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại thiết bị điện và điện tử thải theo chỉ thị của Liên minh Châu Âu về thiết bị điện và điện tử thải (EU, 2002) 11 Bảng 1.2. Các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử và tác hại của chúng 13 Bảng1.3.Khốilƣợngtrungbìnhchấtthải đi ệ n tửở các vùng trong cả nƣớc 16 Bảng 1.4. Các thông số của gạch bán trên thị trƣờng và tiêu chuẩn yêu cầu 22 Bảng 2.1. Hệ số đẫn nhiệt của một số vật liệu 26 Bảng 2.2. khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc hạt thủy tinh 30 Bảng 2.3. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ lỏng/rắn (L/R) 31 Bảng 2.4. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của vật liệu 34 Bảng 2.5. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ xi măng/bột thủy tinh đến tính chất vật liệu 32 Bảng 2.6. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành vật liệu 32 Bảng 2.7. Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian khuấy tới các tính chất của vật liệu 33 Bảng 2.8. Khảo sát sự ảnh hƣởng của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu 33 Bảng 2.9. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu 34 Bảng 2.10. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu 35 Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc của bột thủy tinh 36 Bảng 3.2. Kết quả Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ lỏng/rắn (L/R) 37 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng vii Bảng 3.3. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của vật liệu 38 Bảng 3.4. Kết quả khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ XM / TT đối với tính chất mẫu 39 Bảng 3.5. Kết quả Khảo sát sự ảnh hƣởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành mẫu 40 Bảng 3.6. Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian khuấy tới các tính chất của vật liệu 41 Bảng 3.7. Khảo sát sự ảnh của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu 42 Bảng 3.8. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu 43 Bảng 3.9. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu 44 Bảng 3.10. Hệ số dẫn nhiệt của các mẫu 53 [...]... xây dựng Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng 1 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về vật liệu 1.1.1 Vật liệu xây dựng truyền thống Xây dựng là một ngành công nghiệp sử dụng khối lƣợng vật liệu nhiều nhất,khối lƣợng các vật liệu sử dụng cho ngành xây dựng là khổng lồ Vật liệu. .. tăng sản phẩm cho xã hội Thủy tinh đƣợc thu gom từ nguồn thải điện - điện tửcó thể tận dụng để tái sản xuấtcũng nhƣ sử dụng làm nguyên liệu đầu cho sản xuất vật liệu: gốm xốp, bê tông xốp, thủy tinh xốp, men gốm, phục vụ cho ngành xây dựng Với thực tế trên chúng tôi chọn đề tài cho luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện – điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong. .. tiêu thụ Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng 10 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 1.2.2 Phân loại Có thể phân loại chất thải điện - điện tử theo các thiết bị điện - điện tử theo bảng 1.1 [13]: Bảng 1.1: Phân loại thiết bị điện và điện tử thải theo chỉ thị của Liên minh Châu Âu về thiết bị điện và điện tử thải. .. tổng trọng lƣợng chất thải điện - điện tử Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng 12 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 b Thành phần vật chất gây nguy hại Rác thải điện tử chứa rất nhiều các kim loại nặng hoặc những hợp chất độc hại với con ngƣời và môi trƣờng sống Rác thải điện tử làm ô nhiễm không khí, ô nhiễm đất,... mẫu nghiên cứu 52 Hình 3.9 Khối lƣợng riêng của các mẫu nghiên cứu 53 Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng viii Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 MỞ ĐẦU Ngày nay với sự gia tăng chóng mặt của chất thải công nghiệp, một trong số lƣợng lớn đó phải kể đến nguồn rác thải ngành điện - điện tử Rác thải của ngành điện. .. 1630,00 100 Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng 16 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 Loại chất thải này chứa một lƣợng lớn các hợp chất độc hại là tác nhân làm cho các vấn đề môi trƣờng ngày càng trở nên nghiêm trọng Theo số liệu thống kê qua nghiên cứu cho thấy, lƣợng thiết bị điện, điện tử gia dụng thải tăng... vật liệu xây dựng không nung đƣợc dùng là gạch xi măngcốt liệu, gạch nhẹ và các loại gạch khác Bên cạnh đó, nhiều chính sách khuyến khích hỗ trợ chuyển đổi đầu tƣ sản xuất vật liệu mới (gạch không nung) nhƣ đƣợc miễn giảm thuế thu nhập doanh nghiệp, đƣợc tranh thủ lãi suất ƣu đãi của chƣơng trình kích Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng. .. xây dựng Trong đó vật liệu nhẹ không nung đƣợc coi là giải pháp hiệu quả cho vấn đề trên và Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng 4 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 vẫn đáp ứng đƣợc hầu hết các yêu cầu kỹ thuật để làm vật liệu xây dựng thân thiện với môi trƣờng Gạch không nung hay gạch block là một loại gạch... hơn, gạch bê tông bọt siêu nhẹ còn giúp tiết kiệm đƣợc vữa xây và sơn hoàn thiện Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng 8 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 - Thân thiện môi trường Gạch bê tông bọt siêu nhẹ đƣợc sản xuất với nguyên liệu là tro bay hoặc bột đá, là các loại chất thải trong các công trình khai khoáng... - Do không nung nên giảm thiểu đƣợc việc thải các khí thải độc hại(CO, CO2, H2S…) vào môi trƣờng sống và đóng góp tích cực hạn chế tối đa việc sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch - nguồn nhiên liệu không tái sinh và ngày càng cạn kiệt Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng 21 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 . hạt thủy 29 Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22 Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng iii tinh. Đặng Trung Quý – K22 Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng 3 - Nung gián đoạn, không có hệ thống. QUÝ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THỦY TINH TỪ CHẤT THẢI ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỂ SẢN XUẤT VẬT LIỆU NHẸ KHÔNG NUNG ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2013