Nhằm bước đầu nghiên cứu, phát triển công nghệ sản xuất tái chế và ứng dụng phế thải phá dỡ công trình (sau đây gọi tắt là PTXD) trong xây dựng, Viện Vật liệu xây dựng đã thực hiện đề tài RD “Nghiên cứu sử dụng phế thải phá dỡ công trình làm bê tông và vữa xây dựng” năm 2007 1. Đề tài này đã giải quyết được một số vấn đề,đó là: Đánh giá các tính chất của cốt liệu tái chế từ PTXD cũng như tính chất bê tông và vữa sử dụng cốt liệu tái chế từ các nguồn PTXD khác nhau; đánh giá một số tính chất của bê tông, vữa xây dựng và gạch blốc bê tông sử dụng cốt liệu tái chế; lựa chọn công nghệ thích hợp để tái chế thành cốt liệu cho bê tông và vữa xây dựng áp dụng ở Việt Nam; đề xuất sử dụng cốt liệu tái chế cho bê tông và vữa xây dựng. Để triển khai tái chế PTXD trên quy mô công nghiệp ở Việt Nam, Bộ Xây dựng đã giao cho Viện Vật liệu xây dựng thực hiện dự án sản xuất thử, thử nghiệm (SXTTN) “Hoàn thiện công nghệ tái chế phế thải phá dỡ công trình làm cốt liệu cho xây dựng để hỗ trợ một doanh nghiệp đầu tư xây dựng một dây chuyền tái chế PTXD quy mô công nghiệp trên cơ sở áp dụng các kết quả nghiên cứu của Đề tài nêu trên. Khi dây chuyền tái chế PTXD công nghiệp này hoạt động, Viện VLXD và doanh nghiệp sẽ đánh giá và hoàn thiện các thông số công nghệ để phổ biến công nghệ tái chế, sử dụng cốt liệu tái chế sản xuất VLXD này cho các đơn vị khác. Bài viết này giới thiệu một số kết quả của Dự án nêu trên
1 HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ TÁI CHẾ PHẾ THẢI PHÁ DỠ CÔNG TRÌNH LÀM CỐT LIỆU XÂY DỰNG ThS. Lê Việt Hùng KS. Nguyễn Văn Chiến KS. Trần Thanh Bình TT. Xi măng và Bê tông, Viện VLXD Mở đầu Nhằm bước đầu nghiên cứu, phát triển công nghệ sản xuất tái chế và ứng dụng phế thải phá dỡ công trình (sau đây gọi tắt là PTXD) trong xây dựng, Viện Vật liệu xây dựng đã thực hiện đề tài RD “Nghiên cứu sử dụng phế thải phá dỡ công trình làm bê tông và vữa xây dựng” năm 2007 [1]. Đề tài này đã giải quyết được một số vấn đề, đó là: Đánh giá các tính chất của cốt liệu tái chế từ PTXD cũng như tính chất bê tông và vữa sử dụng cốt liệu tái chế từ các nguồn PTXD khác nhau; đánh giá một số tính chất của bê tông, vữa xây dựng và gạch blốc bê tông sử dụng cốt liệu tái chế; lựa chọn công nghệ thích hợp để tái chế thành cốt liệu cho bê tông và vữa xây dựng áp dụng ở Việt Nam; đề xuất sử dụng cốt liệu tái chế cho bê tông và vữa xây dựng. Để triển khai tái chế PTXD trên quy mô công nghiệp ở Việt Nam, Bộ Xây dựng đã giao cho Viện Vật liệu xây dựng thực hiện dự án sản xuất thử, thử nghiệm (SXTTN) “Hoàn thiện công nghệ tái chế phế thải phá dỡ công trình làm cốt liệu cho xây dựng" để hỗ trợ một doanh nghiệp đầu tư xây dựng một dây chuyền tái chế PTXD quy mô công nghiệp trên cơ sở áp dụng các kết quả nghiên cứu của Đề tài nêu trên. Khi dây chuyền tái chế PTXD công nghiệp này hoạt động, Viện VLXD và doanh nghiệp sẽ đánh giá và hoàn thiện các thông số công nghệ để phổ biến công nghệ tái chế, sử dụng cốt liệu tái chế sản xuất VLXD này cho các đơn vị khác. Bài viết này giới thiệu một số kết quả của Dự án nêu trên. 1. Mục tiêu và nội dung chính của Dự án. Mục tiêu chính của Dự án là hỗ trợ một doanh nghiệp xây dựng một cơ sở tái chế PTXD quy mô công nghiệp ở Việt Nam, trên cơ sở dây chuyền công nghệ đó hoàn thiện một số vấn đề về công nghệ tái chế phế thải phá dỡ công trình thành cốt liệu cho xây dựng. Để đạt được mục tiêu đề ra, Dự án tập trung giải quyết những nội dung chủ yếu sau: - Hỗ trợ cho một doanh nghiệp triển khai dự án đầu tư cơ sở sản xuất tái chế phế thải phá dỡ công trình làm cốt liệu cho xây dựng (tư vấn thiết kế xây dựng lắp đặt dây chuyền sản xuất và hỗ trợ công nghệ sản xuất, kiểm soát chất lượng). - Hoàn thiện công nghệ tái chế PTXD và sử dụng cốt liệu tái chế để sản xuất một số sản phẩm VLXD quy mô công nghiệp. 2 - Lập tài liệu hướng dẫn sản xuất tái chế PTXD thành cốt liệu và sử dụng cốt liệu tái chế cho sản xuất một số sản phẩm vật liệu xây dựng. - Đề xuất những giải pháp, chính sách hỗ trợ và khuyến khích, thúc đẩy việc đầu tư, sản xuất tái chế PTXD trong thực tế. 2. Tóm tắt kết quả đầu tư của dự án SXTTN 2.1 Giới thiệu Dự án - Tên dự án SXTTN: Dây chuyền công nghệ tái chế PTXD làm cốt liệu cho xây dựng thuộc "Dự án khu liên hợp tái chế phế thải xây dựng và sản xuất vật liệu xây dựng". - Chủ đầu tư: Công ty TNHH Nhà nước một thành viên Cơ điện công trình - Thời gian đầu tư: 2010-2011. - Địa điểm: Trong khuôn viên của xí nghiệp gạch blốc thuộc Công ty Cơ điện công trình tại Sài Đồng, Long Biên, Hà Nội (do "Dự án khu liên hợp tái chế phế thải xây dựng và sản xuất vật liệu xây dựng" chưa có mặt bằng chính thức). - Kết quả: Hiện nay, dây chuyền sản xuất tái chế PTXD đã đi vào hoạt động, sản phẩm cốt liệu tái chế chủ yếu cung cấp cho sản xuất sản phẩm gạch blốc bê tông và sản phẩm cấu kiện bê tông trong khu liên hợp. 2.2 Công nghệ và dây chuyền thiết bị chủ yếu Dây chuyền công nghệ tái chế PTXD làm cốt liệu cho xây dựng của Dự án SXTTN gồm các công đoạn chính sau: - Công đoạn tái chế phế thải xây dựng thành cốt liệu công suất 40tấn/h; - Công đoạn sản xuất gạch blốc bê tông công suất 30 triệu viên gạch quy tiêu chuẩn/năm; - Công đoạn sản xuất các cấu kiện bê tông đúc sẵn. Dây chuyền sản xuất tái chế PTXD tương tự như dây chuyền nghiền sàng đá xây dựng thông thường. Các thiết bị chủ yếu của dây chuyền được sản xuất trong nước, riêng máy kẹp hàm do Trung Quốc sản xuất. Ngoài hệ thống thiết bị cho nghiền, sàng phân loại, vận chuyển sản phẩm, dây chuyền tái chế còn có hệ thống tách kim loại từ tính đặt phía trên băng tải vận chuyển vật liệu và hệ thống phun sương khử bụi lắp trên dây chuyền nghiền sàng để giảm lượng bụi phát sinh trong quá trình sản xuất. Công đoạn sản xuất gạch blốc và sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn từ cốt liệu tái chế tương tự như dây chuyền sản xuất các sản phẩm đó sử dụng cốt liệu tự nhiên, do vậy hai công đoạn sản xuất này sử dụng các dây chuyền sản xuất hiện có của Xí nghiệp gạch blốc. 3 Các công đoạn sản xuất mới được đầu tư và sẵn có được kết nối với nhau thành một dây chuyền công nghệ tổng thể, hài hòa. Sự kết nối giữa các công đoạn sản xuất của Dự án thể hiện trong sơ đồ Hình 1. Hình 1. Sơ đồ kết nối giữa các công đoạn của Dự án SXTTN. 2.3. Sản xuất thử nghiệm tái chế PTXD thành cốt liệu 2.3.1 Chuẩn bị nguyên liệu PTXD cho sản xuất thử nghiệm Nguyên liệu cho sản xuất tái chế PTXD thành cốt liệu cho xây dựng chủ yếu là các loại vật liệu trơ như kết cấu bê tông, kết cấu xây, cát, đá, …Phế thải phá dỡ công trình và phần nguyên liệu cho sản xuất tái chế làm cốt liệu được phân loại tại nguồn như trong sơ đồ Hình 2, kết quả nhận được nguyên liệu cho dây chuyền tái chế có dạng như trình bày trong hình 3. Trên cơ sở quy định về cách phân loại nguyên liệu PTXD của đề tài RD, nguyên liệu PTXD được thu gom, vận chuyển về cơ sở tái chế để xuất thử nghiệm được phân loại như trình bày trong Bảng 1. 2.3.2.Sản xuất tái chế PTXD thành cốt liệu Dây chuyền thiết bị cho sản xuất tái chế PTXD thành cốt liệu có công suất 40 tấn/h được lắp đặt tại Xí nghiệp gạch blốc bê tông, Sài Đồng, Long Biên. Sơ đồ công nghệ sản xuất nêu trong Hình 4. Công đoạn tái chế PTXD thành cốt liệu Bãi chứa PTXD Kho, bãi chứa cốt liệu tái chế Cung cấp SP cốt liệu cho SX bê tông và XD đường Công đoạn sản xuất gạch block BT Công đoạn sản xuất cấu kiện BT Cung cấp SP vật liệu cho san lấp, đắp nền Bãi chứa SP Bãi chứa SP 4 Hình 2. Sơ đồ phân loại các loại phế thải phá dỡ công trình Bảng 1. Phân loại PTXD nguyên liệu cho sản xuất tái chế thành cốt liệu tái chế Loại PTXD Nguồn gốc PTXD Hàm lượng VL từ kết cấu gạch Cần tránh Cần hạn chế tối đa Loại 1 Hỗn hợp PTXD từ kết cấu xây, lát nền Đến 100% Gỗ, kim loại, thạch cao, nhựa, rác hữu cơ, đất cục, … Tấm amiăng xi măng, tấm lợp hữu cơ, vật liệu bảo ôn, đóng gói, vật liệu chứa sơn, bóng đèn, các loại chất nguy hiểm Loại 2 Bê tông, đá tự nhiên Đến 10% Các loại vật liệu khác Tấm amiăng xi măng, tấm lợp hữu cơ, vật liệu bảo ôn, đóng gói Phế thải phá dỡ công trình Gạch, vữa, bê tông, bê tông cốt thép, cát, đá Gỗ, các vật liệu từ gỗ Đất, cát, vữa, phế thải vụn Các loại vật liệu nhựa Sắt thép, kim loại Các loại vật liệu xốp, bảo ôn, rác và rác hữu cơ Các VL có khả năng tái chế khác Nguyên liệu để tái chế thành cốt liệu cho xây dựng Các loại VL này đang được tái sử dụng/tái chế khi phá dỡ CT San lấp, đắp nền, lớp phủ bề mặt công trình, chôn lấp Chôn lấp, đốt thành tro 5 Hình 3. Nguyên liệu PTXD cho sản xuất tái chế 3.Tính toán sơ bộ hiệu quả kinh tế 3.1 Tính toán giá thành sản phẩm cốt liệu tái chế Kết quả tính toán giá thành sản phẩm cốt liệu tái chế từ PTXD cho thấy, khi giá nhập nguyên liệu PTXD cho sản xuất là 70.000 đồng/m 3 (không tính giá mua, chỉ tính chi phí vận chuyển PTXD đến cơ sở tái chế) thì chi phí để sản xuất ra 1m 3 sản phẩm cốt liệu tái chế khoảng 143.000 đồng/m 3 , nếu tính lợi nhuận là 10% thì giá bán sản phẩm sẽ khoảng 158.000 đồng/m 3 . Hiện nay giá sản phẩm hỗn hợp cốt liệu tự nhiên cho móng đường ô tô hoặc cốt liệu cho bê tông khoảng 160.000-180.000 đồng/m 3 , như vậy giá sản phẩm cốt liệu tái chế sẽ xấp xỉ giá sản phẩm cốt liệu tự nhiên hiện nay. Theo kinh nghiệm từ các nước phát triển công nghiệp tái chế PTXD thì sản phẩm cốt liệu tái chế muốn cạnh tranh thì giá bán phải bằng khoảng (60-70)% giá cốt liệu tự nhiên. Như vậy, nếu với giá nhập nguyên liệu PTXD đầu vào là 70.000 đồng/m 3 thì cơ sở sản xuất tái chế PTXD không có khả năng tiêu thụ được sản phẩm. Trong trường hợp, nếu cơ sở tái chế PTXD không mất chi phí cho việc nhập nguyên liệu PTXD cho sản xuất thì chi phí sản xuất sản phẩm cốt liệu tái chế sẽ chỉ là khoảng 73.000 đồng/m 3 . Với giá này thì sản phẩm cốt liệu tái chế chỉ bằng khoảng 50% giá cốt liệu tự nhiên, do đó sẽ có khả năng tiêu thụ trên thị trường. 3.2. So sánh chi phí sản xuất sản phẩm sử dụng cốt liệu tái chế và cốt liệu tự nhiên Kết quả tính toán chi phí sản xuất sản phẩm gạch blốc bê tông và cấu kiện bê tông sử dụng cốt liệu tự nhiên tương ứng là 953.000 đồng/m 3 và 1.011.000 đồng/m 3 . Khi thay thế cốt liệu tự nhiên bằng cốt liệu tái chế thì chi phí sản phẩm tương ứng là 840.000 đồng/m 3 và 978.000 đồng/m 3 (với giá thành cốt liệu tái chế tính là 143.000 đồng/m 3 ). Kết quả tính toán cho thấy, trong trường hợp không mất chi phí cho vận chuyển cốt liệu tái chế đến nơi sản xuất sản phẩm bê tông (ví dụ trong trường hợp khu liên hợp tái chế PTXD và sản xuất VLXD) thì chi phí cho sản xuất sản phẩm từ cốt 6 liệu tái chế so với sử dụng cốt liệu tự nhiên thấp hơn khoảng 12% với sản phẩm gạch blốc bê tông hoặc tương đương trong trường hợp cấu kiện bê tông. Hình 4. Sơ đồ công nghệ dây chuyền tái chế PTXD thành cốt liệu Trong trường hợp sản xuất tái chế PTXD không mất chi phí nhập nguyên liệu PTXD đầu vào (tương đương giá thành cốt liệu tái chế khoảng 73.000 đồng/m 3 ) thì chi phí cho sản xuất sản phẩm gạch blốc bê tông cốt liệu tái chế sẽ giảm khoảng 23% và cấu kiện bê tông giảm khoảng 12% so với các sản phẩm cùng loại sử dụng cốt liệu tự nhiên. 4. Một số kết luận Từ các kết quả thực hiện của Dự án cho phép rút ra một số kết luận sau: Đập nhỏ các cục có kích thước > 500mm Sơ bộ tách thủ công các tạp chất có kích thước lớn như gỗ, nhựa, sắt, nilông Phễu nạp liệu Bàn đẩy cấp liệu Kẹp hàm Tách sắt Loại tạp chất nhẹ bằng thủ công Sàng phân cỡ hạt Đập búa trục đứng Cấp hạt 5-10mm Cấp hạt 20-40mm Cấp hạt 0-5mm PTXD được phân loại thành loại I, loại II Xe xúc lật Skip cấp liệu d>40mm Tách sắt Cấp hạt 10-20mm Rửa nước Rửa nước 7 1. Công nghệ sản xuất và dây chuyền thiết bị cho tái chế PTXD cơ bản tương tự như dây chuyền nghiền sàng đá xây dựng thông thường, do vậy hoàn toàn có thể sản xuất trong nước. Ngoài các thiết bị của một dây chuyền nghiền sàng đá thông thường, dây chuyền tái chế PTXD thường có thêm công đoạn để loại bỏ các tạp chất, vật liệu ngoại lai như bộ tách kim loại từ tính đặt trên băng tải, sàng rung sơ bộ đặt trước máy kẹp hàm để loại các hạt kích thước nhỏ và có thêm các công đoạn làm sạch tự động hoặc thủ công loại bỏ các tạp chất lẫn trong vật liệu. 2. Dự án SXTTN đặt tại xí nghiệp gạch blốc bê tông của Công ty TNHH MTV Cơ điện công trình tại Sài Đồng, Long Biên công suất 40 tấn/h đã đi vào hoạt động, sản phẩm cốt liệu tái chế của dây chuyền đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật để làm cốt liệu cho gạch blốc bê tông xây tường hoặc lát nền, làm cốt liệu cho bê tông và làm cốt liệu cho lớp móng và đắp nền trong xây dựng đường giao thông, xây dựng. 3. Hiệu quả kinh tế của việc sản xuất và sử dụng cốt liệu tái chế đem lại hiện nay so với cốt liệu truyền thống còn thấp do nguyên nhân chủ yếu là cơ sở sản xuất tái chế vẫn phải mua nguyên liệu PTXD cho sản xuất với giá thành khá cao. 4. Vấn đề tác động môi trường của quá trình sản xuất tái chế PTXD là không lớn. Các tác động môi trường từ quá trình sản xuất tái chế PTXD hoàn toàn có thể khắc phục được bằng các biện pháp như phun sương khử bụi, cách ly bằng dải cây xanh, vận chuyển chôn lấp các chất thải rắn không tái chế. 5. Lợi ích của của việc tái chế, tái sử dụng PTXD, đặc biệt ở các đô thị lớn là khá rõ ràng. Tái chế PTXD cũng là một nhiệm vụ nằm trong định hướng phát triển bền vững trong sản xuất nói chung và ngành xây dựng nói riêng ở nước ta. Tuy nhiên để khuyến khích đầu tư và duy trì khả năng hoạt động của hoạt động tái chế PTXD trong thực tế ở Việt Nam hiện nay thì cần có nhiều cơ chế, chính sách hỗ trợ của Nhà nước. . dụng ở Việt Nam; đề xuất sử dụng cốt liệu tái chế cho bê tông và vữa xây dựng. Để triển khai tái chế PTXD trên quy mô công nghiệp ở Việt Nam, Bộ Xây dựng đã giao cho Viện Vật liệu xây dựng. tái chế PTXD trong thực tế. 2. Tóm tắt kết quả đầu tư của dự án SXTTN 2.1 Giới thiệu Dự án - Tên dự án SXTTN: Dây chuyền công nghệ tái chế PTXD làm cốt liệu cho xây dựng thuộc " ;Dự án. của Dự án là hỗ trợ một doanh nghiệp xây dựng một cơ sở tái chế PTXD quy mô công nghiệp ở Việt Nam, trên cơ sở dây chuyền công nghệ đó hoàn thiện một số vấn đề về công nghệ tái chế phế thải