NGHIÊN cứu tái CHẾ rác THẢI THỦY TINH TRONG SINH HOẠT LÀM GẠCH KHÔNG NUNG

Có thể thấy lượng rác thải thủy tinh tuy không nhiều như các loại rác thải khác nhưng việc thu hồi và tái chế thủy tinh mang lại những lợi ích như: tái sử dụng nguyên liệu, tiết kiệm năn

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU TÁI CHẾ RÁC THẢI THỦY TINH TRONG SINH HOẠT LÀM GẠCH KHÔNG NUNG

Trang 2

SVTH: ĐỖ THỊ KIỀU TRANG B1205114

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

………

Trang 3

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

………

……… ………

………

Trang 4

Chúng tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Văn Tuyến đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ chúng tôi trong thời gian thực hiện đề tài Mặc dù bận rộn với công việc giảng dạy nhưng thầy vẫn thường xuyên theo dõi, hướng dẫn và giúp đỡ chúng tôi rất tận tình

Xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến Thầy Ngô Văn Ánh đã tận tình hướng dẫn, cung cấp nhiều kiến thức quý báu, tạo điều kiện thuận lợi cho chúng tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài tại phòng thí nghiệm

Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô Bộ môn Kỹ Thuật Môi Trường, Khoa Môi Trường & TNTN, trường Đại học Cần Thơ đã tận tình truyền đạt những kiến thức mới giúp chúng tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này

Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ban lãnh đạo, các anh chị của Trung tâm Kiểm định

và Tư Vấn Xây Dựng - Khoa Công Nghệ - Trường Đại học Cần Thơ đã tận tình đóng góp ý kiến cho chúng tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Cuối cùng chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến gia đình đã tạo mọi điều kiện, hỗ trợ cả về vật chất lẫn tinh thần để tôi hoàn thành tốt đề tài này

Kính chúc quý thầy cô và các bạn luôn dồi dào sức khỏe và thành công

Xin chân thành cảm ơn

Cần Thơ, ngày tháng năm 2015

Sinh viên thực hiện

Đỗ Thị Kiều Trang Nguyễn Thế Kiệt

Trang 5

3) Từ những kết quả nghiên cứu: đề xuất, ứng dụng vật liệu trên vào trong ngành Xây dựng

Kết quả nghiên cứu cho thấy sau khi kiểm tra các thông số cơ lý của các cấp phối ở mỗi loại gạch và đã tìm ra cấp phối đạt yêu cầu để làm gạch không nung Đối với gạch thẻ, cấp phối cho cho ra gạch đạt yêu cầu là cấp phối có độ biến thiên xi măng -20% (cấp phối có 308 kg xi măng/1 m3 vữa) có cường độ nén là 136 daN/cm2 (tương ứng với mác gạch 136) Đối với gạch ống, cấp phối cho ra loại gạch đạt yêu cầu là cấp phối có độ biến thiên xi măng +10% (cấp phối có 508,2 kg xi măng/1 m3 vữa) có cường độ nén 135 daN/cm2, tương ứng với gạch có mác 135 Như vậy các cấp phối này tạo ra gạch không nung có thể áp dụng vào công trình thực tế để xây dựng các công trình xanh thân thiện với môi trường

Trang 7

MỤC LỤC

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 2

LỜI CẢM ƠN 3

TÓM TẮT ĐỀ TÀI 4

CAM KẾT KẾT QUẢ 5

MỤC LỤC 6

DANH SÁCH BẢNG 8

DANH SÁCH HÌNH 9

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 11

Chương 1 GIỚI THIỆU 12

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 12

1.2 MỤC TIÊU 13

1.2.1 Mục tiêu tổng quát 13

1.2.2 Mục tiêu cụ thể 13

1.3 PHẠM VI VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CƯU 13

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 13

1.3.2 Địa điểm thực hiện 13

1.3.3 Thời gian 13

1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN 13

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 14

2.1 TỔNG QUAN VỀ THỦY TINH VÀ VIỆC TÁI CHẾ THỦY TINH TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 14

2.1.1 Lợi ích và bất lợi của việc tái chế 14

2.1.2 Tổng quan về thủy tinh 17

2.1.3 Tái chế rác thải thủy tinh trong và ngoài nước 18

2.2 TÌM HIỂU VỀ GẠCH KHÔNG NUNG 22

2.2.1 Khái quát về gạch không nung 22

2.2.2 Những nghiên cứu về tái chế chất thải khác làm gạch không nung 24

Trang 8

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN 28

3.1 ĐỐI VỚI NỘI DUNG 1 28

3.3.1 Phương tiện nghiên cứu 29

3.3.2 Tiến trình thực hiện chế tạo gạch không nung bằng cốt liệu thủy tinh thay cát 30 3.3.1 Chuẩn bị nguyên liệu xi măng 30

3.3.2 Chuẩn bị nguyên liệu thủy tinh 31

3.3.4 Xác định cấp phối vữa xi măng cốt liệu thủy tinh 35

3.3.5 Tiến hành đúc mẫu theo cấp phối đã tính 38

3.3.6 Phương pháp xác định các chỉ tiêu cơ lý của gạch không nung cốt liệu thủy tinh 39

Chương 4 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 42

4.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SỬ DUNG VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI THỦY TINH TRONG SINH HOẠT 42

4.1.1 Khảo sát tình trạng sử dụng đồ dùng thủy tinh 42

4.1.2 Về các cách thức xử lý rác thải đồ dùng thủy tinh 42

4.2 KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐÚC VÀ KIỂM ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ LÝ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG CỐT LIỆU THỦY TINH 43

4.2.1 Kết quả chuẩn bị nguyên liệu thủy tinh 43

4.2.2 Kết quả kiểm định các thông số vật lý của thủy tinh 44

4.2.3 Kết quả xác định các chỉ tiêu cơ lý gạch không nung cốt liệu thủy tinh 47

4.2.4 Đánh giá hiệu quả kinh tế-môi trường của gạch không nung cốt liệu thủy tinh: 55 Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57

5.1 KẾT LUẬN 57

5.2 KIẾN NGHỊ 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

PHỤ LỤC 60

Trang 9

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 3.1: Cấp phối chuẩn của vữa cát vàng xi măng mác 100 dùng cho 1 m3 vữa 35

Bảng 3.2: Cấp phối của gạch thẻ dùng cho 1 m3 vữa xi măng cốt liệu thủy tinh 35

Bảng 3.3: Cấp phối chuẩn của vữa cát vàng xi măng mác 125 dùng cho 1 m3 36

Bảng 3.4: Cấp phối của gạch ống dùng cho 1 m3 vữa xi măng cốt liệu thủy tinh 37

Bảng 4.1: Biểu thị kết quả khối lượng thể tích xốp của thủy tinh 44

Bảng 4.2: Biểu thị kết quả khối lượng thể tích lèn chặt của cốt liệu thủy tinh 45

Bảng 4.3: Biểu thị kết quả thí nghiệm khối lượng riêng thủy tinh 46

Bảng 4.4: Kết quả xác định thành phần hạt và mô đun của cốt liệu thủy tinh 47

Bảng 4.5: Định giá thành 1 viên gach thẻ (18 x 8 x 4 cm) 55

Bảng 4.6: Định giá thành 1 viên gạch ống (18 x 8 x 8 cm) 56

Bảng 1: Khối lượng thủy tinh, xi măng, nước dùng trong thí nghiệm đúc gạch thẻ 60

Bảng 2: Khối lượng thủy tinh, xi măng, nước dùng trong thí nghiệm đúc gạch ống 60

Bảng 3: Khối lượng gạch thẻ không nung cốt liệu thủy tinh trước và sau khi sấy khô 61 Bảng 4: Độ hút nước của gạch thẻ không nung cốt liệu thủy tinh 61

Bảng 5: Khối lượng gạch ống không nung cốt liệu thủy tinh trước và sau sấy khô 62

Bảng 6: Độ hút nước của gạch ống không nung cốt liệu thủy tinh 63

Bảng 7: Khối lượng thể tích của gạch thẻ không nung cốt liệu thủy tinh 63

Bảng 8: Khối lượng thể tích của gạch ống không nung cốt liệu thủy tinh 64

Bảng 9: Độ rỗng của gạch ống không nung cốt liệu thủy tinh 64

Bảng 10: Cường độ nén của gạch thẻ không nung cốt liệu thủy tinh 65

Bảng 11: Cường độ nén của gạch ống không nung cốt liệu thủy tinh 65

Trang 10

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Các thứ tự ưu tiên trong việc quản lý chất thải rắn 15

Hình 2.2: Các phương pháp chuẩn bị chất thải rắn cho tái chế 16

Hình 2.3: Mô tả quy trình công nghệ (Công ty TNHH Cơ khí Hoa Lập, 2015) 23

Hình 3.1: Vị trí phỏng vấn 29

Hình 3.2: Sơ đồ phương pháp thực hiện chế tạo gạch không nung cốt liệu thủy tinh 30

Hình 3.3: Xi măng dùng trong thí nghiệm đúc gạch không nung cốt liệu thủy tinh 30

Hình 3.4: Máy nghiền bi dùng để nghiền thủy tinh trong thí ngiệm 31

Hình 3.5: Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích xốp của cốt liệu thủy tinh 32

Hình 3.6: Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích lèn chặt của cốt liệu thủy tinh 33

Hình 3.6: Sơ đồ đúc mẫu 38

Hình 4.1: Sử dụng đồ dùng thủy tinh trong sinh hoạt 42

Hình 4.2: Hình thức xử lý rác thải thủy tinh của người dân 43

Hình 4.3: Thủy tinh trước, sau khi được nghiền nhuyễn và qua rây 5 mm 44

Hình 4.4: Độ hút nước của gạch thẻ không nung cốt liệu thủy tinh 48

Hình 4.5: Biểu đồ so sánh khối lượng thể tích của gạch thẻ cốt liệu thủy tinh với 49

TCVN 1451:1998 49

Hình 4.6: Cường độ chịu nén của gạch thẻ thay đổi theo độ biến thiên của xi măng 50

Hình 4.8: Độ hút nước của gạch ống không nung cốt liệu thủy tinh 51

Hình 4.9: Khối lượng thể tích của gạch ống không nung cốt liệu thủy tinh so với TCVN 1450:2009 52

Hình 4.10: Cường độ chịu nén của gạch ống không nung cốt liệu thủy tinh 54

Hình 1: Khuôn gạch thẻ và gạch ống sử dụng trong thí nghiệm 87

Hình 2: Thí nghiệm đúc mẫu 87

Hình 3: Gạch thẻ và gạch ống sau khi tháo khuôn 88

Hình 4: Bảo dưỡng gạch 88

Hình 5: Mẫu sau khi gia công chuẩn bị đo cường độ nén 88

Hình 6: Thí nghiệm xác định cường độ nén của gạch ống và gạch thẻ 89

Hình 7: Gạch ống và gạch thẻ sau khi xác định cường độ nén 89

Trang 11

Hình 8: Ứng dụng làm lam thông gió 90

Trang 12

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CTR Chất thải rắn

SPSS Statistical Package for the Social Sciences (là một phần

mềm của máy tính phục vụ công tác phân tích thống kê) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHH Trách nhiệm hữu hạn

TNTN Tài nguyên thiên nhiên

VLXD Vật liệu xây dựng

XMCL Xi măng cốt liệu

Trang 13

xử lý rác chủ yếu là chôn lấp không hợp vệ sinh như vậy sẽ gây ra những vấn đề về môi trường

Lượng rác thải thủy tinh đầu vào của một số bãi rác ở một số địa phương năm 2009-2010 như sau: Hà Nội (1,87-5,07%); Hải Phòng (1,35-1,69%); Huế (0,39%); Đà Nẵng (0,14%); TP Hồ Chí Minh (0,4%) (Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, 2011) Có thể thấy lượng rác thải thủy tinh tuy không nhiều như các loại rác thải khác nhưng việc thu hồi

và tái chế thủy tinh mang lại những lợi ích như: tái sử dụng nguyên liệu, tiết kiệm năng lượng do trong quá trình sản xuất cho thêm một số chất phụ gia (như cát, sođa, đá vôi)

để giảm nhiệt độ nóng chảy, giảm diện tích bãi chôn lấp (Nguyễn Trung Việt, 2007)

Đã có nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực tái chế thủy tinh để tận dụng lượng rác thủy tinh này Ngoài phần thủy tinh thải bỏ ở các bãi rác còn những phần được thu gom lại được dùng để sản xuất các chai lọ thủy tinh mới, một phần nhỏ dùng để chế tạo bông thủy tinh, chất cách điện bằng sợi thủy tinh, vật liệu lát đường và xây dựng như gạch, đá lát đường, đá sàn nhà, bê tông nhẹ Bên cạnh những lợi ích của việc tái chế thủy tinh mang lại việc tái chế thủy tinh còn gặp những hạn chế như: các chai thường nhiễm bẩn nên sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và màu sắc của sản phẩm, việc tái sử dụng chai để sản xuất vật liệu lát đường cũng gặp trở ngại vì chi phí thu gom và sản xuất cao (Nguyễn Văn Phước, 2006)

Ngoài ra, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành xây dựng, cả nước tiêu thụ khoảng

20-22 tỷ viên gạch/1 năm, chủ yếu là gạch nung thủ công chiếm tới 90% Với tốc độ nhu cầu xây dựng này, đến năm 2020 lượng đất sét được sử dụng khoảng 600 triệu m3, tương đương với 30.000 ha đất canh tác nông nghiệp Không những vậy, gạch nung còn sử dụng rất nhiều năng lượng: than, củi, than đá, quá trình sản xuất này góp phần làm tăng khí gây hiệu ứng nhà kính Như vậy, việc sử dụng gạch không nung thay thế gạch nung

là xu hướng tất yếu trong công nghệ xây dựng hiện đại (Tạp chí xây dựng số 5, 2014) Thấy được những lợi ích của gạch không nung, Thủ Tướng chính phủ đã ban hành Quyết định Số 567/QĐ-TTG, về việc phê duyệt Chương trình phát triển vật liệu xây không nung đến năm 2020 Trong đó, định hướng phát triển sản xuất và sử dụng gạch không nung xi măng-cốt liệu đến năm 2020 là 70%

Trang 14

Vì vậy, đề tài ‘‘Nghiên cứu tái chế rác thải thủy tinh trong sinh hoạt làm gạch không nung” được thực hiện với mục tiêu giảm lượng rác thải thủy tinh đem đi chôn lấp, giảm diện tích đất chôn lấp và tận dụng rác thải thủy tinh để tạo ra loại gạch không nung thân thiện với môi trường phục vụ cho đời sống con người, giảm thiểu việc khai thác đất làm gạch đất nung và khai thác cát xây dựng Sau khi nghiên cứu thành công đề tài có thể ứng dụng trong ngành xây dựng dân dụng-công nghiệp-thủy lợi ở nhiều địa phương

1.2 MỤC TIÊU

1.2.1 Mục tiêu tổng quát

Góp phần giảm lượng rác thải thủy tinh đem đi chôn lấp, góp phần bảo vệ môi trường

1.2.2 Mục tiêu cụ thể

Tận dụng rác thải thủy tinh tạo ra vật liệu chế tạo gạch không nung

1.3 PHẠM VI VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CƯU

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Rác thải thủy tinh trong sinh hoạt

1.3.2 Địa điểm thực hiện

- Bộ môn Kỹ thuật môi trường, Khoa Môi trường và TNTN, Trường Đại học Cần Thơ

- Trung tâm kiểm định và Tư vấn Xây dựng, Khoa Công Nghệ, Trường Đại học Cần Thơ

- Thực hiện phỏng vấn hộ dân thuộc quận Ninh Kiều, TP Cần Thơ

1.3.3 Thời gian

Từ tháng 7/2015 đến tháng 11/2015

1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN

- Nội dung 1: Tổng quan về thủy tinh và việc tái chế rác thải thủy tinh trong và ngoài nước

- Nội dung 2: Khảo sát, đánh giá hiện trạng sử dụng và xử lý chất thải thủy tinh trong sinh hoạt

- Nội dung 3: Tiến hành đúc và kiểm định các thông số cơ lý của gạch không nung bằng cốt liệu thủy tinh thay cát

Trang 15

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 TỔNG QUAN VỀ THỦY TINH VÀ VIỆC TÁI CHẾ THỦY TINH TRONG

Theo Nguyễn Đức Khiển và ctv (2012) cho rằng hoạt động thu hồi và tái chế chất thải

rắn có ý nghĩa quan trọng về mặt kinh tế, xã hội và môi trường, bởi nó mang lại những lợi ích thiết thực:

- Giảm đáng kể lượng chất thải rắn phải xử lý, từ đó giảm công suất của công trình xử

lý nên sẽ tiết kiệm diện tích chôn lấp, hoặc giảm bớt kinh phí đầu tư cho nhà máy xử

lý (đốt, chế biến phân bón) và giảm tác động đến môi trường

- Thu hồi lại năng lượng, vật liệu và sản phẩm chuyển hóa từ CTR để cung cấp cho một số ngành sản xuất, sinh hoạt Do tận dụng vật liệu, năng lượng tái sinh thay thế cho nguyên liệu gốc phải khai thác từ thiên nhiên nên sẽ tiết kiệm tài nguyên thiết thực bảo vệ môi trường-phát triển bên vững

- Góp phần giải quyết vấn đề khó khăn nhất về xử lý CTR khó phân hủy hiện nay Việc xử lý loại CTR này thường đòi hỏi chi phí cao Do đó, nếu tăng cường tái chế

sẽ giảm được chi phí xử lý

- Tái sản xuất ra một lượng sản phẩm từ phế liệu nên sẽ góp phần nâng cao tổng sản phẩm trong nước và có thể tiết kiệm ngoại tệ trong việc nhập nguyên liệu cho sản xuất (đối với nguyên liệu không có sẵn trong nước)

- Tạo công ăn việc làm cho người lao động và tăng doanh thu từ hoạt động tái chế chất thải

Bên cạnh những lợi ích về nhiều mặt đó, hoạt động tái chế nếu không được tổ chức quản

lý và kiểm soát chặt chẽ cũng gây ra những tác động tiêu cực, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường và sức khỏe cho những người hoạt động trong mạng lưới thu hồi, tái chế chất thải

Với những ý nghĩa từ lợi ích đó, trong chiến lược quản lý và xử lý CTR đã coi trọng việc

sử dụng lại, tái chế và nâng cao giá trị của chất thải thứ tự ưu tiên được thể hiện ở hình sau:

Trang 16

Hình 2.1: Các thứ tự ưu tiên trong việc quản lý chất thải rắn

(Nguồn: Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm, 2013)

Các phương pháp chuẩn bị chất thải rắn cho tái chế

Theo Nguyễn Đức Khiển và ctv (2012) cho rằng chuẩn bị CTR cho tái chế có các phương

pháp được thể hiện ở hình 2.2 như sau:

Trang 17

Hình 2.2: Các phương pháp chuẩn bị chất thải rắn cho tái chế

(Nguồn: Nguyễn Đức Khiển và ctv, 2012)

Hoạt động thu hồi, tái chế phế liệu từ CTR sinh hoạt

Theo Nguyễn Đức Khiển và ctv (2012) cho rằng hoạt động thu hồi tái chế phế liệu từ

CTR sinh hoạt tập trung vào những phế liệu rất gần với đời sống hàng ngày, bao gồm:

- Chai, lọ thủy tinh nguyên: rửa sạch sau đó bán cho cơ sở sản xuất nước uống để sử

dụng lại

- Thủy tinh vụn: bán cho các cơ sở tái chế thủy tinh

- Phế liệu nhôm: bán cho các cơ sở nấu nhôm

- Cao su phế thải: bán cho các cơ sở đốt gạch để làm nhiên liệu đốt lò

- Xương động vật: tái chế làm than hoạt tính

- Vải vụn: được giặt sạch sau đó bán cho các dịch vụ rửa xe

Các phương pháp chuẩn bị CTR cho tái chế

Hóa lý

Trích ly

Hòa tan Kết tinh

Nhiệt - cơ

Tuyển từ

Tuyển trọng lực Rửa

Tuyển nổi

Tuyển điện

Tuyển trong huyền phù, chất lỏng nặng

Trang 18

Một số nhà bảo vệ môi trường cho rằng tái chế chỉ làm giảm lượng rác đưa đi tiêu hủy, chôn lấp chứ không làm giảm tổng lượng chất thải phát sinh, tái chế chỉ là một hình thức

xử lý chất thải sau khi nó đã phát sinh Tái chế chỉ thực sự đạt hiệu quả trong việc làm giảm tổng lượng chất thải phát sinh khi nó là một công đoạn trong quá trình sản xuất (Lê Hoàng Việt và Nguyễn Hữu Chiếm, 2013)

Tái chế là một quy trình sản xuất, do đó, nó cũng có những tác động đến môi trường cần phải được đánh giá đầy đủ, tái chế sẽ làm thay đổi bản chất của sự ô nhiễm, đôi khi nó giảm ô nhiễm nhưng đôi khi lại tăng ô nhiễm (Beniamin, 2003)

2.1.2 Tổng quan về thủy tinh

Thủy tinh là một dung dịch rắn ở dạng vô định hình nhận được bằng cách làm quá nguội khối silicat nóng chảy Quá trình chuyển đổi từ trạng thái lỏng sang trạng thái thủy tinh

là một quá trình thuận nghịch Đặc điểm trạng thái của thủy tinh là không có điểm chảy

rõ nét, có độ đồng nhất và có tính đẳng hướng (Nguyễn Khắc Thông, 2005)

Theo Hoàng Trọng Bá (2007), thủy tinh được phân loại theo nhiều dấu hiệu khác nhau như sau:

- Theo bản chất hóa học của các chất thủy tinh hóa: Chia ra thủy tinh silicat (SiO2), thủy tinh alumosilicat (Al2O3.SiO2), thủy tinh bosilicat (B2O3-SiO2), thủy tinh alumobosilicat (Al2O3-B2O3-SiO2), thủy tinh alumophotphat (Al2O3-P2O5), v.v

- Theo lượng chứa các chất biến tính có thủy tinh kiềm (chứa các oxit Na2O, K2O), thủy tinh không kiềm và thủy tinh thạch anh

- Theo công dụng tất cả thủy tinh chia ra:

+ Thủy tinh kỹ thuật (thủy tinh quang học, thủy tinh màu kỹ thuật, thủy tinh kỹ thuật điện, thủy tinh thí nghiệm hóa, thủy tinh khí cụ, thủy tinh ống)

+ Thủy tinh xây dựng (thủy tinh làm cửa sổ, thủy tinh làm tủ kính, thủy tinh có cốt, gạch thủy tinh)

+ Thủy tinh sinh hoạt (chậu thủy tinh, chén dĩa, kính soi v.v )

Thủy tinh kỹ thuật đa số thuộc nhóm alumosilicat và phân biệt nhau bằng các chất cho thêm khác nhau

Trang 19

2.1.3 Tái chế rác thải thủy tinh trong và ngoài nước

a1 Tái chế phế thải thủy tinh thành chai lọ

Theo Nguyễn Văn Phước (2008), quy trình tái chế chai lọ thủy tinh như sau:

- Loại trừ phế liệu: thủy tinh phế liệu từ các vựa chuyển về được phân loại dựa theo mẫu và mức độ tinh khiết, sau đó được rửa sạch và đập vụn

- Nung và sản xuất sản phẩm: thủy tinh vụn được đổ vào lò nung, lò nung được làm bằng gạch chịu lửa và một cửa để đổ thủy tinh phế liệu vào nồi Khi nhiệt độ lò tăng cao, thủy tinh nóng sẽ theo máng để ra khuôn Thường một lò 4-6 khuôn Sản phẩm sau khi lấy ra khỏi khuôn tiếp tục định hình trên đường hấp nhầm tránh gây bọt cho sản phẩm nếu nhiệt độ thay đổi đột ngột

Sản phẩm để nguội được kiểm tra và đóng bao xuất xưởng, những sản phẩm không đạt tiêu chuẩn sẽ bị đập vỡ để nấu lại

Đặc điểm của ngành này là hao hụt nguyên liệu rất ít và không cần sử dụng chất phụ gia trong quá trình tái chế

Ngoài tái chế ra, thủy tinh phế liệu còn được tái sử dụng Một số phế liệu còn nguyên vẹn sẽ được thu gom và rửa sạch, sau đó được phân loại theo kích thước, kiểu dáng, màu, hoặc phân loại theo mặt hàng đựng trong đó như nước tương, nước mắm, nước giải khát, và được bán lại cho các cơ sở sản xuất ra chúng để họ dán nhãn và đựng sản phẩm mới

a2 Tái chế rác thải thủy tinh thành tấm đan

Nguyễn Hiếu Hiệp (2008) sử dụng rác thải y tế chế tạo đá lót đường Các vỏ thuốc bằng thủy tinh sau khi được vệ sinh được xay nhuyễn thành cát thủy tinh sau đó đem trộn với

xi măng, vôi bột để đổ thành những tấm đal có kích thước 50 x 50 x 5 cm, các tấm đan

có độ cứng rất cao, được sử dụng để lót đường đi, tạo mỹ quan sạch đẹp cho khuôn viên bệnh viện

a3 Nghiên cứu công nghệ chế tạo thủy tinh bọt từ thủy tinh phế liệu làm vật liệu cách

âm, cách nhiệt

Nguyễn Văn Tự và ctv (2012) đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ chế tạo thủy

tinh bọt từ thủy tinh phế liệu làm vật liệu cách âm, cách nhiệt” Thủy tinh bọt được tạo

ra có khả năng không thấm nước, thấm hơi bởi có cấu trúc rộng dạng cầu ở áp suất âm,

có khả năng kháng cháy do chịu nhiệt từ 450-500oC, bền trong môi trường khí hậu biển, nước mặn, bền axit (trừ HF và H2SO4), chịu được các dung môi hữu cơ; chống lại được dịch hại do nấm mốc, trực khuẩn và các chủng vi sinh vật xâm nhập Ưu việt của thủy

Trang 20

tinh bọt so với bê tông khí là có thể chịu được áp lực từ 150-350 kg/m3, tương ứng với mác 450-1.100 kg/m3 Nhóm nghiên cứu này cho rằng sản phẩm thủy tinh bọt có thể ứng dụng rộng rãi trong ngành xây dựng, công nghiệp năng lượng, kỹ thuật quốc phòng, công nghiệp hóa dầu, lương thực - thực phẩm, vận tải và cảng biển

Trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu về việc tái chế rác thải thủy tinh thành nhiều sản phẩm khác nhau ứng dụng nhiều vào đời sống, cụ thể như sau:

b1 Thụy Sỹ

Ở Thụy Sỹ có tổ chức thu gom bao bì thủy tinh trong sinh hoạt, gia công chế biến theo

sơ đồ dây chuyền công nghệ chuyên dụng Các phế thải sau khi chế biến có thể sử dụng trong sản xuất vật liệu thủy tinh xây dựng như gạch, tấm trang trí, thủy tinh bọt, phối liệu thủy tinh, lớp áo đường từ bitum chứa 45-37% mảnh vỡ thủy tinh nghiền mịn, 4-7% atphan (Bạch Đình Thiên, 2004)

Hãng “Tekologu Corp” đã nghiên cứu chế tạo panen và các cấu kiện khác từ vật liệu vô

cơ, chứa thủy tinh và chất kết dính Sử dụng phụ gia thủy tinh cho vào có thể nhận được vật liệu có cường độ nén 113 MPa có tính bền axit cao Từ loại vật liệu này có thể chế tạo tấm panen, ống v.v Phế thải thủy tinh có thể sử dụng trong sản xuất tấm ốp với chức năng là chất dính kết Khi sử dụng các tấm loại này để ốp ngoài công trình với mục đích trang trí cần tiến hành nung Các mảnh vụn thủy tinh có thể sử dụng cho mục đích trang trí thay cho các mảnh đá hoa cương tự nhiên quý hiếm và giá thành cao

Ở Mỹ và Canađa đã xây dựng hơn 30 con đường thực nghiệm sử dụng với chức năng chất độn là mảnh vụn thủy tinh Phụ gia này làm tăng mức độ phanh và tăng thời hạn sử dụng của đường với điều kiện thay cốt liệu bằng thủy tinh tới 50% hoặc lớn hơn Trong sản xuất VLXD phế thải thủy tinh được sử dụng để sản xuất tấm “Terazo” bề dày 6-9

mm, cũng như trong sản xuất cấu kiện bọt xốp bằng cách trộn thủy tinh đã nghiền với

Trang 21

ở nhiệt độ 7000C ở trong lò băng chuyền, sau đó thực hiện quá trình phồng nở trong lò quay ở nhiệt độ 8000C Cuối cùng làm nguội sàng và đóng gói các hạt (Bạch Đình Thiên, 2004)

b4 Anh

Ở Anh hệ thống tổ chức thu gom và sử dụng bao bì thủy tinh được gọi là “Bottle bank” Hãng “Unibin” đã gia công và sử dụng mảnh vỡ thủy tinh để sản xuất vật liệu ốp và trang trí, các viên bi nhỏ dùng cho chỉ dẫn tính hiệu đường, để chế tạo thủy tinh bọt, sợi thủy tinh, phân bón Nguyên liệu thứ cấp thu được, được sử dụng trong nấu thủy tinh hoặc chế tạo các sản phẩm khác không phải thủy tinh (màu, chất dẻo, gạch, chất mài mòn, chất lọc v.v)

Ở Anh các chai lọ đã qua sử dụng được lựa chọn theo màu và được đập ở máy đập má sau đó nghiền và phân loại ra ba kích cỡ hạt: hạt lớn 6,35-19 mm, hạt trung bình 1,4-6,35 mm và hạt nhỏ đến 0,18 mm

Để tăng độ bám dính của thủy tinh với chất dính kết các hạt thủy tinh sơ bộ được gia công với chất dẻo Bằng phương pháp đúc rót, có thể tạo được các block có hình dáng phức tạp từ hỗn hợp chất kết dính hữu cơ với bột thủy tinh có cường độ nén đến 125 MPa, cường độ kéo đến 35,5 MPa

Hãng “Potters Blollotini Ltd” đã chế tạo những mảnh vụn thủy tinh không màu sau khi rửa sạch thành các viên bi thủy tinh dùng để làm dấu đường (Bạch Đình Thiên, 2004)

Theo nghiên cứu của Đại học Greenwich (2011), các loại thủy tinh phế liệu có thể làm sạch được nước Nhóm nghiên cứu đã tiến hành trộn hỗn hợp gồm thủy tinh, vôi và natri hydroxit Tiếp đó, họ làm nóng cho hỗn hợp trên rồi cho vào một hộp kín làm bằng thép không gỉ Hỗn hợp này chuyển hóa thành tobermorite, một loại khoáng chất có tác dụng tách các kim loại nặng ra khỏi nước ngầm hoặc nước thải

Trang 22

b6 Nhật bản

Việc dùng nguồn nguyên liệu thứ cấp – thủy tinh vụn từ nguồn phế thải được áp dụng rộng rãi ở Nhật Bản Nguồn nguyên liệu thứ cấp này được sử dụng như phụ gia cho phối liệu, và dùng cho sản xuất các loại vật liệu xây dựng khác nhau: thủy tinh bọt, bê tông, gạch, chất dẻo bọt (Bạch Đình Thiên, 2004)

b7 Bungari

Ở Bungari sử dụng rộng rãi tấm khảm có nhiều màu sắc khác nhau để trang trí ốp mặt tường ngoài của các ngôi nhà, dùng để trang trí phòng đợi, phòng ngoài, chiếu nghỉ, phòng tắm và các phòng khác Tấm khảm được chế tạo theo phương pháp cán hoặc dập

từ các nguyên liệu bột, từ thủy tinh với phụ gia cát là chất độn Theo công nghệ này cát thạch anh, mảnh vỡ thủy tinh và thủy tinh dễ chảy (thành phần % theo khối lượng: SiO2+ B2O3 + Al2O3 = 58,8; CaO + BaO + ZnO + MgO = 36,5; Na2SiF6 = 5) được nghiền đến

độ mịn cần thiết với tỷ lệ 30:60:10 theo khối lượng, trộn đều với chất kết dính, sau đó dập và đưa vào nung đến thiêu kết Khi cần thiết có thể thêm 1-5% chất nhuộm màu (Co2O3, CuO,MnO2, Fe2O3, Cr2O3) Để đảm bảo cường độ sau khi dập cho tấm, có thể thêm vào hỗn hợp 4% paraphin Paraphin cháy tốt nhất khi kích thước hạt của chúng là 0,15 mm, khi nhỏ hơn sẽ xảy ra trường hợp làm phồng rộp tấm Chế độ nung thiêu kết xác định bởi tốc độ đốt nóng ở khoảng nhiệt độ 20-4800C (60C/phút), hằng nhiệt ở 4800C trong 2 giờ, nâng nhiệt độ lên đến 8600C (20C/phút), hằng nhiệt ở 8600C trong 1 giờ Nguyên vật liệu ban đầu được nghiền trong máy nghiền với bi đá cuội (đường kính 6-8 cm) đến cỡ hạt 0,06-0,15 mm Thủy tinh dễ chảy được nghiền riêng Các thành phần phối liệu được trộn cùng paraphin trong máy trộn khoảng 15 phút Ép tấm khảm được thực hiện trên máy dập với số mẫu trên khuôn là 15, kích thước khuôn là 25 x 25 x 4

mm Áp lực ép 10 MPa Tấm được nung trong lò tuynen Ở 50 phút đầu tiên khi đốt nóng đến 5000C xảy ra bốc ẩm và cháy paraphin, thiêu kết xảy ra ở khoảng 8000C sau 35 phút Khoảng 65 phút tiếp theo tấm được làm nguội Tấm được xếp trong lò trên đáy kim loại

có phủ lớp Al2O3 và cao lanh (Bạch Đình Thiên, 2004)

Trang 23

b9 Nga

Bộ môn Công nghệ vật liệu cách nhiệt và hoàn thiện Trường Đại học Tổng hợp Quốc gia Matxcơva đã nghiên cứu sử dụng phế thải thủy tinh và thủy tinh lỏng để chế tạo thủy tinh bọt tạo hạt Theo hướng này có thể tiết kiệm được một phần sôđa canxi Cứ sử dụng

1 tấn mảnh vỡ thủy tinh giảm chi phí cho việc sử dụng sôđa canxi 140-145 kg Nếu sử dụng khoảng 60% phế thải thủy tinh đảm bảo giảm lượng vật liệu thủy tinh cần sản xuất, kéo theo giảm ô nhiễm không khí 6-22%, giảm lượng phế thải rắn đến 79%, tiết kiệm 6% năng lượng, 50% nước sạch và 54% nguồn dự trữ tự nhiên Thủy tinh bọt tạo hạt được tạo ra khi thủy tinh lỏng và bột thủy tinh phế liệu mịn được nung phồng nở ở nhiệt

độ 4000C, tạo ra các hạt có kích thước dưới 5 mm Đặc tính của chúng như sau: khối lượng đổ rời 400-900 kg/m3; độ bền nén 2,5-6,5 MPa; độ rỗng của hạt đến 80%; hệ số dẫn nhiệt 0,06-0,08 W/m.0C; độ hút nước 4-10% và kích thước hạt dưới 5 mm (Bạch Đình Thiên, 2004)

2.2 TÌM HIỂU VỀ GẠCH KHÔNG NUNG

2.2.1 Khái quát về gạch không nung

Gạch không nung là loại gạch xây, sau khi được tạo hình thì tự đóng rắn đạt các chỉ số

về cơ học: cường độ nén, uốn, độ hút nước, mà không cần qua nhiệt độ Độ bền của viên gạch không nung được gia tăng nhờ lực ép hoặc rung hoặc cả ép lẫn rung lên viên gạch và thành phần kết dính của chúng Về bản chất của sự liên kết tạo hình, gạch không nung khác hẳn gạch đất nung Quá trình sử dụng gạch không nung, do các phản ứng hóa

đá của nó trong hỗn hợp tạo thành gạch sẽ tăng dần độ bền theo thời gian (Nguyễn Hữu Minh Phú, 2014)

Theo Trần Văn Huynh (2010), gạch không nung có ba chủng loại chính gồm: Gạch Block; gạch bê tông khí chưng áp AAC và gạch bê tông bọt Ngoài ra là một số loại vật liệu xây không nung khác nhưng số lượng không đáng kể

Trang 24

Theo TCVN 6477 : 2011 (Mục 3.1.3) dựa vào cường độ nén của gạch bê tông được chia

ra các loại như: M3,5; M5,0; M7,5; M10; M15; M20 Trong khi đó, đối với gạch bê tông khí chưng áp (AAC) thì cường độ nén được phân ra thành các cấp 2, 3, 4, 6 và 8 (TCVN

7959 : 2011, mục 4.1) Đối với TCVN 9029 : 2011 (Mục 4.3) thì gạch bê tông bọt, khí không chưng áp được phân thành các cấp cường độ cường độ nén như: B1,0; B1,5; B2,0; B2,5; B3,5; B5,0; B7,5; B10,0

Công nghệ sản xuất gạch không nung xi măng cốt liệu được mô tả theo hình 2.3 như sau:

Hình 2.3: Mô tả quy trình công nghệ (Công ty TNHH Cơ khí Hoa Lập, 2015)

Theo Công ty TNHH Cơ khí Hoa Lập (2015) cho rằng viên gạch không nung xi măng cốt liệu được sản xuất theo quy trình trên có tính năng cách âm, cách nhiệt, chống thấm cao, tiết kiệm năng lượng Quy trình sản xuất tự động hóa cao, môi trường lao động an toàn, không có hiện tượng cháy lò khi nhiệt độ ngoài trời quá cao như sản xuất gạch nung truyền thống Gạch không nung XMCL là vật liệu xây dựng các công trình xanh, thân thiện môi trường sinh thái Qua phân tích so sánh tính ưu việt của vật liệu xây dựng không nung so với gạch đất sét nung cho thấy việc phát triển đầu tư sản xuất và sử dụng gạch không nung XMCL là xu hướng tất yếu của ngành công nghiệp vật liệu xây dựng Việt Nam hiện đại, bền vững

Trang 25

Thuyết minh quy trình

- Cấp nguyên liệu: gồm các phễu chứa liệu, băng tải liệu, cân định lượng, bộ phận cài dặt phối liệu Sau khi nguyên liệu được cấp đầy vào các phiễu (bằng máy xúc lật), nguyên liệu được cấp theo công thức phối trộn đã cài đặt (cấp phối bê tông)

- Máy trộn nguyên liệu: Mạt đá (cốt liệu), nước và xi măng được tự động đưa vào máy trộn tự động theo quy định cấp phối Sau đó, hỗn hợp nguyên liệu được trộn ngấu đều theo thời gian được cài đặt Hỗn hợp sau phối trộn được tự động đưa vào ngăn phân chia nguyên liệu ở khu vực máy tạo hình (hay máy ép tạo block (4) nhờ hệ thống băng tải

- Khu vực chứa khay (palet) cấp palet làm đế đỡ phía dưới trong quá trình ép và chuyển gạch thành phẩm ra khỏi dây chuyền Khay (palet) này có thể làm bằng nhựa tổng hợp hoặc tre-gỗ ép; trong quá trình làm việc chịu lực nén, rung động lớn

- Máy ép tự động tạo hình: Nhờ vào hệ thống thủy lực, máy hoạt động theo cơ chế ép kết hợp với rung tạo ra lực rung ép rất lớn để hình thành lên các viên gạch block đồng đều, đạt chất lượng cao và ổn định Cùng với việc phối trộn nguyên liệu, bộ phận tạo hình nhờ ép rung này là hai yếu tố vô cùng quan trọng để tạo ra sản phẩm theo như ý muốn

- Tự động ép mặt-Máy cấp mầu: Đây là bộ phận giúp tạo màu bề mặt cho gạch tự chèn chỉ cần thiết khi sản xuất gạch tự chèn, gạch trang trí có mầu sắc

- Tự động chuyển gạch: Đây là máy tự động chuyển và xếp từng khay gạch vào vị trí định trước một cách tự động Nhờ đó mà ta có thể chuyển gạch vừa sản xuất ra để dưỡng hộ hoặc tự động chuyển vào máy sấy tùy theo mô hình sản xuất

- Gạch được dưỡng hộ sơ bộ khoảng 1-1,5 ngày trong nhà xưởng có mái che, sau đó chuyển ra khu vực kho bãi thành phẩm tiếp tục dưỡng hộ một thời gian (từ 10 đến

28 ngày tùy theo yêu cầu) và đóng gói, dán nhãn mác xuất xưởng

2.2.2 Những nghiên cứu về tái chế chất thải khác làm gạch không nung

Theo Vũ Duy Thoại (2011), quy trình sản xuất loại gạch này rất đơn giản, từ những phế phẩm nông nghiệp như rơm rạ, cỏ cây được nghiền nhỏ, sau đó trộn với tro bay là phế phẩm của nhà máy nhiệt điện rồi trộn với nước và xi măng theo một tỷ lệ nhất định tạo thành một hỗn hợp và được cho vào khuôn, dưới tác dụng của lực nén chúng sẽ được ép lại, sau đó mang phơi và bảo quản trong vòng một tuần là có thể sử dụng như một viên gạch bình thường

Trang 26

Theo Nguyễn Hữu Minh Phú (2014), gạch nhẹ không nung được chế tạo từ nguyên liệu

xi măng, cát tiêu chuẩn, chất phụ gia, nước, chất tạo bọt, tro trấu, được trộn theo một

Theo nghiên cứu thì gạch có thành phần các nguyên liệu như sau: xi măng 918 (g), cát 858,33 (g), nước 550,8 (mL), chất tạo bọt 1400 (mL), tro trấu 151,47 (g), phụ gia 91,8 (g) sẽ cho ra loại gạch có khả năng chịu lực 75,3 daN/cm2 tương đương với gạch có mac

75, có thể ứng dụng vào thực tiễn

sở ổn định hóa rắn bằng xi măng và polyacrylamit

Theo nghiên cứu của Nguyễn Văn Khôi và ctv (2015) cho biết nguyên liệu dùng để chế

tạo loại gạch này gồm: bùn thải được lấy sau công đoạn ép bùn trong hệ thống xử lý nước thải ở dạng khô, hàm ẩm 8-10%, bùn sau đó được nghiền với kích thước 1,5-2,5

mm Xi măng portland mác PC40; đá mạt: kích thước 0-5 mm; cát sông kích thước

0,14-5 mm; polyacryamit (PAM); khối lượng phân tử 1,0,14-5 x 106 g/mol, được chế tạo tại Phòng Vật liệu Polymer-Viện hóa học

Phương pháp tiến hành: tiến hành phối trộn bùn thải, xi măng, cát, mạt đá với các tỉ lệ khác nhau, thêm lượng nước thích hợp, sau đó tiến hành tạo mẫu Mỗi mẫu có kích thước

400 x 200 x 200 mm Sau đó mẫu được nén bằng máy ép thủy lực với lực nén 110 kg/cm2 Mẫu sau chế tạo được dưỡng ẩm 3 ngày ở nhiệt độ môi trường (tưới 3 lần/ngày), sau đó phơi khô tự nhiên, sau 10, 28, 90 ngày mẫu được lấy và phân tích các chỉ tiêu cơ lý (cường độ nén; độ uốn) và xác định hàm lượng kim loại nặng bị thôi nhiễm ra môi trường

Chuẩn bị mẫu bùn-xi măng-polyme: các mẫu gạch không nung chứa polyme có hàm lượng polyme trong bùn là 100 mg/kg Cũng tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu như trên

Kết luận: Thành phần của bùn là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng gạch không nung Cường độ nén và cường độ uốn được xác định sau 10, 28, 90 ngày đóng rắn Kết quả cho thấy, khi hàm lượng bùn tăng lên thì cường độ nén và cường độ uốn tương ứng giảm Với mẫu gạch có thành phần phối liệu: 20% xi măng, 10% mạt đá, 30% cát, 40% bùn cho tính chất cơ lý phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 6477:2011, có cường độ nén bằng 7,83 MPa với mác gạch M7,5 (cường độ nén tiêu chuẩn bằng 7,5 MPa)

Trang 27

Hàm lượng kim loại nặng thôi nhiễm của mẫu chứa polyme thấp hơn mẫu không chứa polyme Hàm lượng kim loại nặng thôi nhiễm khỏi mẫu có chứa polyme là rất thấp, thấp hơn giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn QCVN 07:2009/BTNMT

Theo Nguyễn Cao Hoàng Sang (2014) các bước nghiên cứu được tiến hành như sau:

Thu gom giấy phế thải sau đó ngâm vữa, tiếp theo xay nhỏ trộn với cát và xi măng để tạo thành bê tông đúc gạch Hai thành phần chính tạo thành gạch không nung này là chất kết dính và cốt liệu, tùy vào mục đích sử dụng mà thay đổi tỉ lệ cấp phối để tạo ra sản phẩm gạch không nung theo yêu cầu

Nghiên cứu đã chế tạo ra 2 loại gạch: loại để xây vách ngăn trong nhà và loại dùng để xây tường bao bên ngoài Hai loại gạch nói trên sau khi được ngâm vào nước một tuần không bị bong tróc và vẫn đảm bảo độ cứng cần thiết; còn khi nung trên bếp dầu trong

30 phút vẫn không bị bắt lửa, không cháy ngầm

Gạch không nung làm từ giấy phế liệu có quy trình sản xuất đơn giản, có thể ứng dụng cho các xưởng sản xuất gạch nhỏ, vốn đầu tư ban đầu thấp Loại gạch này thân thiện với môi trường, đảm bảo khả năng chịu lực, cách âm, cách nhiệt rất tốt Ưu điểm nổi trội của gạch làm từ giấy phế liệu là nhẹ Vì vậy, công nhân thi công dễ dàng, chủ đầu tư giảm được chi phí làm nền móng

Khi đưa vào sản xuất đại trà, gạch từ giấy phế liệu còn tận dụng được mùn thải ở các nhà máy giấy, giảm được nguy cơ ô nhiễm môi trường

Ở CHLB Nga: Công nghệ sản xuất gạch không nung từ nguyên liệu đá xít thải đã được

áp dụng tại các nhà máy tuyển than Abasebxki, Karagandiski, Novokuznheski vùng Luski Thành phần khoáng vật chủ yếu có trong đá xít thải gồm: SiO2 51,41%; Al2O3 16,36%; Fe2O3 8,37% và MKN 22,57% Sản phẩm gạch có độ bền nén 110 – 120 kg/cm2được cung cấp cho công ty xây dựng dân dụng và công nghiệp

Ở CH Pháp, Occidental Industries (OCI) là Công ty nổi tiếng thế giới về chuyển giao công nghệ sản xuất gạch từ xít thải Với nguyên liệu đá xít có thành phần cỡ hạt 0-0,5

mm chiếm tỉ lệ hơn 80% và độ tro từ 90-92%, sản phẩm gạch được sản xuất theo công nghệ OCI có độ bền nén đến 300 kg/cm2

Trung Quốc là nước triển khai áp dụng rộng rãi công nghệ sản xuất gạch từ xít thải Ngay

từ năm 1990, Trung Quốc đã chủ trương phát triển công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng

từ xít thải với khẩu hiệu: “Sản xuất gạch không cần đất sét, đốt gạch không cần than” Hiện nay, có 3 Trung tâm chuyên tư vấn chuyển giao công nghệ sản xuất gạch từ xít thải

mỏ ở Bắc Kinh, Hắc Long và Sơn Đông Các nhà máy sản xuất gạch từ xít thải nổi tiếng như Hao Tai, Long Quan ở Bắc Kinh có công suất 60 triệu viên/năm; Dương Quang ở

Trang 28

Sơn Đông có công suất 50 triệu viên/năm Chất lượng gạch có độ bền nén đạt từ

250-300 kg/cm2 Giá thành sản xuất khoảng 0,2-0,3 nhân dân tệ/viên gạch (Nguyễn Đức Khiển, 2010)

Theo Lê Văn Cường (2009), để sản xuất ra viên gạch block quy trình hết sức đơn giản: Nguồn xà bần (từ các công trình: nhà ở, văn phòng, công sở… bị phá bỏ) cho vào máy nghiền, lọc tạp chất, sau đó cho vào máy nén thuỷ lực cùng một số phụ gia và đổ thành khuôn gạch Gạch có độ cứng rất cao 250 kg/cm2 vì được nén thuỷ lực nên ứng dụng rất nhiều trong các công trình thi công

Theo Nguyễn Đức Khiển (2010) cho rằng những lợi ích của tái chế vật liệu xây dựng cũng như tro xỉ làm gạch không nung như sau:

- Giảm thiểu chất thải thông qua việc tái sử dụng, tái chế và hay giảm nguyên liệu

- Kéo dài tuổi thọ của các bãi chôn lấp thông qua việc giảm thiểu lượng chất thải chôn lấp;

- Giảm chi phí vận chuyển;

- Nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giúp tiết kiệm năng lượng; vì thế giảm phát thải liên quan đến việc tạo ra những nguyên liệu này

- Cung cấp một giải pháp tạo ra lợi nhuận và có chi phí thấp hơn so với việc trực tiếp chôn lấp chất thải xây dựng:

- Chi phí có khả năng thấp hơn hay không phải trả cho việc chôn lấp;

- Là một nguồn doanh thu cho việc bán hay tái sử dụng vật liệu xây dựng

Trang 29

Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN

3.1 ĐỐI VỚI NỘI DUNG 1

Tổng quan về thủy tinh và việc tái chế rác thải thủy tinh trong và ngoài nước: Tìm hiểu, tổng hợp tài liệu từ sách, bài báo khoa học, internet liên quan đến tái chế thủy tinh trong

và ngoài nước

Khảo sát, đánh giá hiện trạng sử dụng và xử lý chất thải thủy tinh trong sinh hoạt

n: số mẫu cần phỏng vấn

N: tổng số hộ gia đình quận Ninh Kiều

( Nguồn: Cục thống kê Thành phố Cần Thơ 2010, kết quả toàn bộ Tổng điều tra dân số và nhà ở thành phố Cần Thơ năm 2009); N= 48.759)

: sai số cho phép;  = 9,9%

+ Vậy, số lượng phỏng vấn: 100 hộ

+ Địa điểm phỏng vấn: quận Ninh Kiều, TP Cần Thơ

+ Nội dung phỏng vấn (xem phụ lục đính kèm)

- Dùng phần mềm Excel để xử lý số liệu

- Thảo luận kết quả

Trang 30

Tiến hành đúc và kiểm định các thông số cơ lý của gạch không nung bằng cốt liệu thủy tinh thay cát

3.3.1 Phương tiện nghiên cứu

- Máy nghiền bi dùng để nghiền thủy tinh

- Cân phân tích (sai số 0,01 g và 0,1 g)

- Máy nén bê tông (lệch 0,1 kN)

- Tủ sấy

- Máy cắt gạch

Trang 31

Hình 3.2: Sơ đồ phương pháp thực hiện chế tạo gạch không nung cốt liệu thủy tinh

3.3.1 Chuẩn bị nguyên liệu xi măng

Sử dụng xi măng Tây Đô PC40, đạt TCVN 6260 : 2009 (Xi măng poóc lăng hỗn hợp – Yêu cầu kỹ thuật)

Hình 3.3: Xi măng dùng trong thí nghiệm đúc gạch không nung cốt liệu thủy tinh

đã tính

Bảo dưỡng gạch Kiểm tra các thông số tiêu

chuẩn của gạch không nung (độ hút nước, cường độ chịu

nén, độ rỗng) Tìm ra cấp phối cho

ra loại gạch không

nung ưu việt nhất

Trang 32

3.3.2 Chuẩn bị nguyên liệu thủy tinh

Thủy tinh (chai, lọ, kính vỡ, ) sau khi rửa sạch được để ráo đem đi nghiền trong máy nghiền bi (quay khoảng 200 vòng), sau khi nghiền sàng thủy tinh qua rây 5 mm (kích thước lớn nhất của cát)

Hình 3.4: Máy nghiền bi dùng để nghiền thủy tinh trong thí ngiệm

Kiểm định các thông số về các tiêu chuẩn cho cốt liệu gạch không nung

Tiến hành đo đường kính, chiều cao của ống đong đề xác định thể tích của ống đong

Lấy thủy tinh đã qua rây 5 mm đổ từ độ cao 10-15 cm (tính từ miệng ống đong) đến khi đầy có ngọn

Dùng thước kim loại gạt ngang mặt ống đong chú ý không làm chặt hạt thủy tinh Cân khối lượng M của thủy tinh trong ống đong

Lặp lại thí nghiệm 3 lần

Trang 33

Hình 3.5: Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích xốp của cốt liệu thủy tinh

Khối lượng thể tích xốp của thủy tinh (kg/m3) được tính theo công thức sau:

Đổ một lượng thủy tinh đã qua rây 5 mm vào khoảng 1/3 ống đong (tính từ miệng ống đong), dùng thanh sắt 60, dài 60-65 cm đầm khoảng 25 cái từ ngoài vào trong, chú ý không đầm quá mạnh tay làm vỡ hạt thủy tinh Tiếp tục lặp lại những thao tác trên với lượng thủy tinh ở 2/3 ống đong và đến khi đầy ống đong

Dùng thước kim loại gạt ngang miệng ống đong sao cho không làm chặt hạt thủy tinh Sau đó đổ qua thao inox và đem đi cân xác định khối lượng M

Lặp lại thí nghiệm 3 lần

Trang 34

Hình 3.6: Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích lèn chặt của cốt liệu thủy tinh

Khối lượng thể tích lèn chặt của cốt liệu thủy tinh (kg/m3) được tính bằng công thức sau:

Cân khoảng từ 60 g đến 70 g thủy tinh đã qua rây 1,25 mm (m1)

Cho nước vào bình tỷ trọng sao cho mực nước lớn hơn hoặc bằng vạch 0 (V1), tiếp theo cho thủy tinh đã cân trước đó vào bình tỷ trọng, cho từ từ đến khi mực nước (V2) dâng lên lớn hơn vạch 20 và nhỏ hơn vạch 24 ta ngừng cho thủy tinh vào

Cân lượng thủy tinh còn lại (m2) và ghi kết quả

Nghiên bình một góc 450 xoay đều cho bọt khí thoát lên hết, sau đó đọc kết quả

Thí nghiệm lập lại 3 lần

Khối lượng riêng của thủy tinh (g/cm3) được xác định theo công thức sau:

a = m1 −m2

V2−V1 (3.4)

Trang 35

Trong đó:

m1 : khối lượng thủy tinh lúc ban đầu (g)

m2: khối lượng thủy tinh còn xót lại (g)

V1 : thể tích ban đầu (cm3)

V2 : thể tích lúc sau (cm3)

Cân khối lượng của từng rây

Lấy khoảng 1-1,5 kg thủy tinh để xác định thành phần hạt, cân mẫu (m)

Sàng mẫu qua bộ rây tự động trong 15 phút, sau đó đem cân rây và lượng cát còn lại trên mỗi rây

Lượng sót riêng (ai) trên rây có kích thước mắt i tính bằng % chính xác đến 0,1% Theo công thức:

ai = mi

m*100 (3.5)

Trong đó:

mi : khối lượng thủy tinh còn lại trên rây kích thước mắt i, (g)

m : khối lượng mẫu thử trên rây, (g)

Lượng sót tích lũy Ai trên rây kích thước mắt i là tổng lượng sót trên các rây có kích thước mắt lưới lớn hơn nó và phần sót trên bản thân nó

Lượng sót tích lũy tính bằng %, chính xác 0,1% theo công thức:

Ai = a2,5 + a1,25+ + ai (3.6)

Trong đó:

a2,5+ a1,25+ + ai : lượng sót riêng trên rây có kích thước mắt lưới từ 5,0 đến kích thước mắt lưới i, (%)

ai : lượng sót riêng trên rây có kích thước mắt i, (%)

Mô đun độ lớn (M) trừ sỏi có kích thước lớn hơn 5 mm, tính chính xác 0,1% theo công thức:

M = A2,5+A1,25+ +A0,14

Trang 36

Lựa chọn vữa cát vàng xi măng mác 100 làm chuẩn để thay thế cát vàng bằng thủy tinh

và giữ nguyên lượng thủy tinh, chỉ thay đổi lượng xi măng theo nhiều cấp phối khác nhau nhằm chọn ra cấp phối cho ra loại gạch thẻ không nung cốt liệu thủy tinh đạt yêu cầu (mác gạch lớn hơn hoặc bằng 100, độ hút nước đạt TCVN 6477:2011 (Mục 4.4), khối lượng thể tích phải đạt yêu cầu của gạch đặc (TCVN 1451:1998))

Bảng 3.1: Cấp phối chuẩn của vữa cát vàng xi măng mác 100 dùng cho 1 m3 vữa

Loại vữa Cát vàng (m 3 ) Xi măng (kg) Nước (lít)

Cát vàng (Mđl>2) 1,09 385 260

(Nguồn: Bộ Xây dựng, 2008)

Xác định cấp phối: Thay thế cát bằng thủy tinh, giữ nguyên thành phần thủy tinh và nước Tăng giảm lượng xi măng ±10% và ±20% được trình bày theo bảng như sau:

Bảng 3.2: Cấp phối của gạch thẻ dùng cho 1 m3 vữa xi măng cốt liệu thủy tinh

Cấp phối Thủy tinh (m 3 ) Xi măng (kg) Độ biến thiên của

Trang 37

R1 : số lần lặp lại của mỗi mẫu; R1 = 5

 Số lượng mẫu dùng trong thí nghiệm xác định cường độ nén:

Áp dụng công thức: n2 = C2 * R2 = 5*5 = 25 (mẫu)

Trong đó:

n2 : số lượng mẫu thí nghiệm;

C2 : số cấp phối, C2 =5

R2 : số lần lặp lại của mỗi mẫu, R2 = 5

Do đó, tổng số mẫu dùng trong thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của gạch thẻ:

n = n1 + n2 = 25 + 25 = 50 (mẫu)

Cũng tương tự ta sử dụng phương pháp tra bảng có sẵn để tính cấp phối cho gạch ống

Vì gạch ống có cường độ chịu nén thấp hơn gạch thẻ nên ta sẽ sử dụng công thức vữa có mác lớn hơn Ở đây ta sử dụng vữa cát vàng xi măng mác 125 làm chuẩn

Bảng 3.3: Cấp phối chuẩn của vữa cát vàng xi măng mác 125 dùng cho 1 m3

Loại vữa Cát vàng (m 3 ) Xi măng (kg) Nước (lít)

Cát vàng (Mđl>2) 1,05 462 260

(Nguồn: Bộ Xây dựng, 2008)

Xác định cấp phối: Thay thế lượng cát vàng bằng thủy tinh, giữ nguyên thành phần thủy tinh và nước Tăng lượng xi măng +10%, +20%, +30%, +40%, +50%, +60%, được trình bày trong bảng sau:

Trang 38

Bảng 3.4: Cấp phối của gạch ống dùng cho 1 m3 vữa xi măng cốt liệu thủy tinh

Cấp phối Thủy tinh

(m 3 ) Xi măng (kg)

Độ biến thiên của xi măng (%)

R’1 : số lần lặp lại của mỗi mẫu, R’1 = 5

 Số lượng mẫu sử dụng trong thí nghiệm xác định cường độ nén:

Áp dụng công thức: n’2 = C’2 * R’2 = 6*5 = 30 (mẫu)

Trong đó:

n’2 : số lượng mẫu thí nghiệm;

C’2 : là số cấp phối, C’2 = 6

R’2 : số lần lặp lại của mỗi mẫu, R’2 = 5

Do đó, tổng số lượng mẫu dùng trong thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của gạch ống: n’ = n’1 + n’2 = 30 + 30 = 60 (mẫu)

sau khi kiểm tra các cường độ cơ lý của gạch ống, lựa chọn ra cấp phối đạt yêu cầu (cường độ nén lớn hơn 100 daN/cm2, độ hút nước đạt TCVN 6477:2011 (Mục 4.4), khối

Trang 39

lượng thể tích phải đạt yêu cầu của gạch rỗng (TCVN 1450:2009, Mục 1), độ rỗng đạt TCVN 6477:2011 (Mục 4.1))

3.3.5 Tiến hành đúc mẫu theo cấp phối đã tính

Tất cả các mẫu gạch thẻ, gạch ống trong thí nghiệm được đúc theo sơ đồ sau:

Hình 3.6: Sơ đồ đúc mẫu

Thuyết minh sơ đồ:

- Thủy tinh sau khi thu gom được rửa sạch, để ráo

- Nghiền thủy tinh bằng máy nghiền bi theo từng mẻ, mỗi mẻ 5 kg Thủy tinh sau khi nghiền được sàng qua rây 5 mm

- Thủy tinh, xi măng, nước được cân theo cấp phối đã tính bằng cân điện tử (sai số 0,1 g)

Trang 40

- Sau 24 giờ tháo khuôn và đem đi bảo dưỡng (ngâm trong nước ở nhiệt độ thường)

- Sau 28 ngày bảo dưỡng đem các mẫu gạch xác định các thông số của gạch (độ hút nước, độ rỗng, khối lượng thể tích, cường độ nén)

3.3.6 Phương pháp xác định các chỉ tiêu cơ lý của gạch không nung cốt liệu thủy tinh

Độ hút nước được xác định theo TCVN 6355-4:2009 (Gạch xây-phương pháp thử Phần 4: Xác định độ hút nước)

Tóm tắt các bước tiến hành:

- Gạch sau 28 ngày bảo dưỡng, vớt ra để ráo

- Ký hiệu từng viên gạch, cân khối lượng từng viên, ghi chép lại số liệu

- Sấy gạch ở nhiệt độ 1050C đến 1100C đến khối lượng không đổi (sau 24 giờ)

- Gạch được để nguội, sau đó đem cân khối lượng từng viên, ghi chép lại số liệu

Công thức xác định độ hút nước, tính bằng (%) theo công thức:

X = m1−m0

m0

Trong đó: m0 là khối lượng gạch sau khi sấy khô, (g)

m1 là khối lượng viên gạch trước khi sấy, (g)

Khối lượng thể tích được xác định theo TCVN 6355-5:2009 (Gạch xây-Phương pháp thử Phần 5: Xác định khối lượng thể tích)

- Tóm tắt các bước tiến hành:

- Cân mẫu thử đã được sấy khô

- Đo kích thước chiều dài, rộng, cao của mẫu thử Trị số đo mỗi chiều là giá trị trung bình cộng của 4 cạnh thuộc về chiều đó

Kết quả xác định khối lượng thể tích, tính bằng g/cm3 được tính theo công thức:

P v = m

l∗w∗h

Định dạng
Số trang	91
Dung lượng	2,64 MB