Nghiên cứu sản xuất vật liệu cách nhiệt từ vỏ trấu

Nghiên cứu sản xuất vật liệu cách nhiệt từ vỏ trấu

Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam nước nông nghiệp, năm sản lượng nông sản tăng lên không ngừng đặc biệt sản lượng lúa gạo Khi sản lượng lúa gạo tăng lên kéo theo nhiều vấn đề có vấn đề có từ lâu ý đến, đến bây giời mời quan tâm đôi chút Dó tình hình sử dụng nguồn nguyên liệu vỏ trấu Hiện nay, vỏ trấu chủ yếu thải trực tiếp sông, gây cản trở giao thông đường thủy, gây mỹ quan, cân sinh thái ô nhiễm môi trường Và nay, tiết kiệm lượng toán vô nan giải Do đó, thiết kế xây dựng ngành xây dựng phải để tiết kiệm lượng nhiều Chính điều mà ngành công nghệ vật liệu cách nhiệt phải “tham gia vào trình tìm đáp án cho toán nan giải này” cách tìm nhũng vật liệu cách nhiệt rẻ nhất, mà lại mang lại hiệu kinh tế cao Đề tài “ nghiên cứu sản xuất vật liệu cách nhiệt từ vỏ trấu” giải vấn đề: • Khi có định hướng sử dụng vỏ trầu không thải sông, giải đươc vấn đề môi • trường, sinh thái Đề tài có ý nghĩa lớn việc nâng cao giá trị cao lúa, tăng thêm nguồn thu • nhập cho người nông dân Và đề tài giải toán vật liệu xây dựng tiết kiệm lượng Chương I TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU VỎ TRẤU .1 Trang i Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Chương 4: PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT TẤM CÁCH NHIỆT TỪ VỎ TRẤU 26 Trang ii Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Chương I TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU VỎ TRẤU TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA GẠO Ở NƯỚC TA 1.1 Lúa gạo nguồn lương thực Gạo cung cấp chất dinh dưỡng chính: tinh bột, protein cần thiết, chất béo, đường,… Và lúa tạo việc làm cho hàng triệu lao động nông thôn, thành thị Cây lúa đóng vai trò quan trọng đời sống kinh tế, trị xã hội lịch sử phát triển dân tộc Viêt Nam Việt Nam nước có truyền thống trồng lúa nước, văn minh lúa nước có 4000 năm lịch sử Việt Nam chia bảy vùng sinh thái nông nghiệp: miền núi phía Bắc, Đồng Bằng sông Hồng, Bắc Trung Bộ, nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ, đồng sông Cửu Long Cây lúa loại trồng trồng nhiều bảy vùng sinh thái Và điều kiện tự nhiên Việt Nam thích hợp cho lúa phát triển Hình 1: Cánh đồng lúa đồng Trang Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Hình 2: Cánh đồng lúa vùng cao Cây lúa thích nghi với nhiều điều kiện khác như: đất mặn, đất phèn, đất phù sa; thành phần giới đất khác từ đất sét đến đất cát pha; lúa chịu khí hậu nóng, lạnh, khô hạn, sống độ cao khác Do ưu điểm giúp cho lúa Việt Nam ngày phát triển Thống kê “ Bộ Nông Nghiệp Phát Triển Nông Thôn”, ta cò bảng số liệu sản lượng lúa gạo, tình hình sản xuất lúa gạo vùng sau: Bảng 1: Tổng sản lượng lúa gạo qua năm Năm Tổng sản lượng lúa (1000 tấn) 2001 32108.4 2002 34447.2 2003 34568.8 2004 36148.9 2005 35832.9 2006 35849.5 2007 35942.7 2008 38729.8 2009 38895.5 Trang Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Bảng 2: Diện tích sản lượng lúa gạo vùng Việt Nam STT Khu vực Diện tích (1000 ha) Sản lượng (1000 tấn) Đồng sông Hồng 1,111.6 6,298.4 Đông Bắc 552.5 2,517.0 Tây Bắc 157.6 573.8 Bắc Trung Bộ 683.1 3239.3 Duyên Hải Nam Trung Bộ 375.7 1911.8 Tây Nguyên 205.0 858.3 Đông Nam Bộ 431.5 1831.4 Đồng sông Cửu Long 3,683.3 18637.1 Tổng cộng 7,200.4 35867.0 Khi so sánh diện tích sản lượng lúa gạo với số loại trồng khác Việt Nam ta thấy lúa gạo chiếm diện tích lớn Bảng số liệu thống kê Bộ Nông Nghiệp diện tích sản lượng lúa so với trồng khác cho ta thấy điều Bảng 3: Diện tích sản lượng số lương thực Việt Nam STT Tên Diện tích (1000 ha) Sản lượng (1000 tấn) trồng Lúa 7,200.4 35,867.0 Ngô 1,068.2 4,134.4 Sắn 496.803 7,984.9 Khoai lang 177.645 1,456.6 Theo bảng số liệu ta thấy, diện tích đất trồng lúa sản lượng lúa Việt Nam cao gấp nhiều lần so với loại nông nghiệp khác, chứng tỏ vị lúa Việt Nam so với nông nghiệp khác 1.2 Tình hình xuất gạo Việt Nam Việt Nam nước xuất gạo đứng thứ hai giới Sản lượng xuất gạo nước ta cao, tăng dần qua năm Theo thống kê nông nghiệp phát triển nông thôn đến năm 2006 sản lượng xuất gạo Việt Nam sau: Bảng 4: Sản lượng xuất gạo Việt Nam qua năm Năm Gạo(tấn) 2001 3.792.358 2002 3.240.932 2003 3.813.274 Trang 2004 4.059.738 2005 5.250.265 2006 4.643.399 Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Và sản lượng tăng nhiều năm sau nữa, nhu cầu gạo giới ngày tăng sản lượng lúa gạo Việt Nam ngày tăng Hai khu vực sản xuất nhiều lúa gạo là: đồng sông Hồng đồng sông Cửu Long ĐẠI CƯƠNG VỀ VỎ TRẤU Cấu tạo hạt lúa gồm có phận chính: vỏ trấu bên hạt gạo bên Ngoài ra, bao quanh hạt gạo lớp cám phía đầu hạt gạo phần hạt mầm gọi Khi xay xát, lực tác động làm tách phần vỏ trấu vỏ cám khỏi hạt gạo Nhờ phận sàng phân loại ta tách riêng phận hạt lúa Theo nhiều tài liệu nghiên cứu: tùy thuộc vào loại lúa khác mà ta có tỷ lệ hạt lúa vỏ trấu khác Nhưng tỷ lệ trung bình trấu lúa 0.2:1 2.1 Thành phần vỏ trấu Vỏ trấu chứa: 75% chất hữu dễ cháy trình đốt, khoảng 25% lại chuyển thành tro • Chất hữu chủ yếu là: cellulose, ligin, hemicelluloses số chất hữu khác có hàm lượng nhỏ Các chất hữu vỏ trấu chủ yếu polycacbonhydrat dài nên đa số vi sinh vật trực tiếp sử dụng • được, sử dụng làm chất đốt Sau đốt thu tro Hàm lượng tro có chứa 80% SiO 2, thành phần sử dụng nhiều lĩnh vực sử dụng công nghiệp Silicat, công nghiệp sản xuất vật liệu bán dẫn,…… Bảng 5: Bảng thành phần chi tiết vỏ trấu Thành phần Phần trăm % Cellulose 32.24 Hemicelluloses 21.34 Ligin 21.44 Chất chiết 1.82 Nước 8.11 Tro khoáng 15.05 Thành phần hóa học tro khoáng chất SiO2 96.34 K2O 2.31 MgO 0.45 Fe2O3 0.2 Al2O3 0.41 CaO 0.41 Trang Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Na2O 0.08 Dựa vào bảng ta thấy: chất hữu thành phần chủ yếu vỏ trấu chiếm gần 75% gồm Cellulose, Hemicelluloses, Ligin Trong Cellulose va Hemicellulose có thành phần gần giống tinh thể, bền hóa thủy phân 180 0C áp suất từ 1-1.5 Mpa; Ligin sản phẩm vô định hình, bền có tác dụng tăng khối liện kết thành phần với thành khối bền vững Hàm lượng tro khoáng khoảng 25%, đặc biệt tro khoáng có đến 96.34% SiO2 Mà SiO2 chất cách nhiệt tốt hàm lượng chủ yếu chất Aerogel, Aerogel chất cách nhiệt cao cấp, cách nhiệt thủy tinh đến 17 lần  Do đó, vỏ trấu có tiềm lớn để sử dụng làm cách nhiệt 2.2 Các hướng ứng dụng phổ biến trấu nghiên cứu hiên 2.2.1 Sử dụng làm chất đốt Là hướng ứng dụng phổ biến dễ làm Trấu có khả cháy, sinh nhiệt tốt thành phần có đến 75% chất dễ cháy Theo nhiều tài liệu nghiên cứu: 1kg trấu đốt cháy sinh 3400 Kcal Nguyên liệu trấu có ưu điểm bật sử dụng làm chất đốt: vỏ trấu sau xay khô nên dễ cháy, có hình dạng nhỏ, rời tơi xốp nhẹ nên dễ vận chuyển Nên từ lâu, vỏ trấu quen thuộc với người Việt Nam, từ ngày xưa, sử dụng làm chất đốt Nhưng chất đốt đơn giá trị cao kinh tế Để biến vỏ trấu thành chất đốt có giá trị kinh tế vỏ trấu nên qua công đoạn sơ chế để nâng cao giá trị vỏ trấu: • Hiện có số công ty chế biến nén vỏ trấu thành củi trấu Điển hình trung tâm nghiên cứu Thực Nghiệm Đa Dạng Sinh Học Hòa An thuộc trường Đại Học Cần Thơ, có trụ sở xã Hòa An, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang nghiên cứu sản xuất củi trấu cho loại bếp gia đình loại bếp thông dụng khác để sử dụng làm chất đốt Cứ 1.5kg vỏ trấu cho 1kg củi Củi trấu có đường kính 2.2.2 7.5cm, dài từ 0.5m đến 1m Củi trấu cháy đượm khói Một số ứng dụng khác Tro trấu sau đốt, hàm lượng SiO 80%, nguồn nguyên liệu SiO quý dồi dào, ứng dụng nhiều lĩnh vực công nghệ silicat, sản xuất chất bán dẫn, vật liệu xây dựng, … • Sử dụng vật liệu xây dựng: Trang Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Ta sử dụng tro trấu để làm vật liệu xây dựng siêu nhẹ Vì tro trấu sau đốt có hàm lượng 80% SiO2 thích hợp cho việc sản xuất vật liệu siêu nhẹ vật liệu xây • dựng • Sử dụng sản xuất chất cách nhiệt: Người ta sử dụng tro trấu để sản xuất Aerogel cách nhiệt, mặt hàng công nghệ cao có ứng dụng rộng rãi Hình 5: Arogel thu từ SiO2 vỏ trấu Trang Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Hình 6: SiO2 thu từ vỏ trấu • Trấu sử dụng để sản xuất điện • Sản xuất đồ thủ công mỹ nghệ Trang Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Hình 7: Đồ thủ công mỹ nghệ sản xuất từ SiO2 từ vỏ trấu  Qua dẫn chứng ta thấy ứng dụng trấu đa dạng đời sống Nhưng ứng dụng sử dụng lượng nhỏ vỏ trấu, chưa tận dụng hết nguồn nguyên liệu phong phú Nên cần nghiên cứu hướng sử dụng triệt để nguồn nguyên liệu phong phú số lượng  Trấu có ưu lớn số lượng giá thành, nên việc nghiên cứu vỏ trấu có ý nghĩa cao mặt kinh tế vấn đề trị xã hội có ý nghĩa nhân sinh lớn 2.3 Thực trạng nguyên liệu vỏ trấu Từ xưa đến nay, ta ý đến vai trò hạt gạo, hạt gạo sản phẩm lúa Vỏ trấu sản phẩm sử dụng sau xay sát, số gia đình nông thôn sử dụng vỏ trấu đế làm chất đốt, số lượng Hoặc vỏ trấu sử dụng làm làm phân bón, dễ gây hại cho đất hàm lượng SiO vỏ trấu cao chiếm gần 40%, …… Hoặc vỏ trấu sử dụng số lĩng vực giới thiệu Số liệu thống kê sản lượng lúa lượng vỏ trấu Bộ Nông Nghiệp vùng năm 2007 sau: Bảng 6: Sản lượng lúa vỏ trấu năm 2007 STT Khu vực Sản lượng lúa Sản lượng trấu (1000 tấn) (1000 tấn) Trang Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Sợi thủy tinh mật độ thấp 0.400 – 0.058 Sợi đá (Rock Wool) mật độ thấp 0.357 – 0.052 Xen-lu-lô mật độ thấp 0.270 – 0.039 Mốp xốp (Expanded Polystyrene – EPS) 0.263 – 0.038 Bọt xốp (Extruded Polystyrene – XPS) 0.208 – 0.030 Bảng 10: Hệ số cách nhiệt số chất khí Vật liệu Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.K) Không khí 0.181 – 0.026 Khí các-bô-níc 0.113 – 0.016 Khí Hê-li 1.031 – 0.149 Khí Mê-tan 0.234 – 0.034 Bảng 11: Hệ số cách nhiệt chất lỏng Vật liệu Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.K) Ethylene Glycol 0.56 Xăng 1.06 Nước cất 0.24 Bảng 12: Hệ số cách nhiệt kim loại Vật liệu Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.K) Nhôm 1404 – 202.4 Đồng 2636 – 380.1 Sắt 468 – 67.58 Chì 241 Trang 18 – 37.75 Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Bảng 13: Hệ số cách nhiệt số vật liệu xây dựng phổ biến Vật liệu Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.K) Mạt cưa 0.41 – 0.059 Dăm gỗ 0.41 – 0.059 Ngói 0.40 – 0.058 Nhựa đường 0.43 – 0.620 Bê tông (tỷ trọng D=140 pound/cubic foot) 9.70 – 1.399 Vải vụn (tỷ trọng D=6 pcf) 0.42 – 0.060 Kính thủy tinh 9.70 – 1.399 Đất (tỷ trọng D=130 pcf) 3.60 – 0.519 Gỗ linh sam 0.76 – 0.110 Gỗ sồi 1.18 – 0.170 Gỗ thông 1.04 – 0.150 Gỗ ép nhân tạo 0.83 – 0.119  Dựa vào bảng giá trị ta thấy: hệ số cách nhiệt λ không khí so với loại vật liệu khác hệ số dẫn nhiệt λ không khí nhỏ nhiều Nguyên lý cách nhiệt sau: có đối lưu nhiệt nên không khí di chuyển từ nơi đến nơi khác để san nhiệt độ vùng Do đó, trình truyền nhiệt xảy mạnh Để tượng dẫn nhiệt không xảy ta phải làm để giảm đối lưu nhiệt để giảm trình truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ cao sang nơi có nhiệt độ thấp Hay nói cách đơn giản ta nhốt không khí lại để không khí không di chuyển đối lưu nhiệt Và trình truyền nhiệt giảm hẳn đo hệ số dẫn nhiệt λ không khí thấp Tức san nhiệt độ, tượng cách nhiệt xảy  Như vậy, theo lý luận ta có phương pháp chế tạo vật liệu cách nhiệt phải tạo lỗ xốp cấu trúc vật liệu lỗ xốp phải có cấu trúc tối ưu Vì nếu, lỗ xốp có cấu trúc lớn không nhốt không khí lại tức có tượng đối lưu nhiệt, vật liệu chưa thể cách nhiệt Nhưng Trang 19 Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu cấu trúc lỗ rỗng vật liệu nhỏ hay bề mặt vật liệu gần khít chặt, lỗ xốp vật liệu cách nhiệt hệ số dẫn nhiệt λ vật liệu lớn hệ số dẫn nhiệt λ không khí Do đó, ta phải chế tạo vật liệu cách nhiệt cho cấu trúc lỗ xốp tối ưu  Vậy ứng với lý luận phương pháp chế tạo vật liệu cách nhiệt tạo cấu trúc lỗ rỗng tối ưu Và phương pháp chế tạo vật liệu cách nhiệt theo nguyên lý là: • Phương pháp phồng nở • Phương pháp tách chất tạo rỗng • Phương pháp xếp không chặt chẽ • Phương pháp kết khối thể tích • Phương pháp tạo cấu trúc hỗn hợp 4.2 Cơ sở hóa lý việc táo cấu trúc rỗng lớn cho vật liệu cách nhiệt 4.2.1 Phương pháp phồng nở Những loại vật liệu hay sử dụng phương pháp này: betong tổ ong, thủy tinh tổ ong, cremic cách nhiệt, peclit, vemiculit phồng nở, chất dẻo cách nhiệt, … Phương pháp bao gồm số dạng như: phương pháp tạo khí, phương pháp tạo bọt khí, phương pháp khí, phương pháp khoáng hóa khô bọt khí kỹ thuật Nguyên lý chung phương pháp là: đưa chất khác khí hay chất tạo bọt,… vào vật liệu cần tạo cấu trúc lỗ xốp nhiệt độ cao chất tạo vật liệu có cấu trúc rỗng theo mong muốn 4.2.2 Phương pháp tách chất tạo rỗng Là phương pháp ứng dụng sớm vật liệu cách nhiệt Các dạng chủ yếu: • Phương pháp tăng lượng nước nhào trộn • Phương pháp phụ gia cháy • Phương pháp bay lần thành phần phối liệu 4.2.2.1 Phương pháp tăng lượng nước nhào trộn Cách tiến hành: trình nhào trộn, ta đưa lượng nước lớn vào phối trộn Nguyên lý: phương pháp thực nhờ khả giữ nước thành phần cấu thành vật liệu Trong trình hình thành khung có tác dụng cản trở co ngót bay nước làm cho khối vật liệu trở nên rỗng xốp Phương pháp sử dụng loại vật liệu cách nhiệt cách âm dạng sợi như: sợi gỗ cách nhiệt, bong khoáng trang trí, … 4.2.2.2 Phương pháp phụ gia cháy tạo rỗng Trang 20 Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Ứng dụng: phương pháp sử dụng để chế tạo vật liệu cách nhiệt nhiệt độ cao hay vật liệu chịu lửa Chất tạo rỗng mạt cưa, cháy mạt cưa tạo lỗ rỗng ăn thông Chất tạo rỗng có kích thước hạt định trộn lẫn với hỗn hợp tạo thành, sau đem sấy nung Phụ gia cháy đáp ứng số yêu cầu sau: cháy lượng chất khí thải không lớn gây phồng nở, phải giử nguyên hình dạng ban đầu sản phẩm, không làm đặc sản phẩm sau tách chất tạo rỗng 4.2.2.3 Phương pháp bay thành phần phối liệu Nguyên lý: phương pháp này, thi chất bay đưa vào hỗn hợp tạo hình trình sản phẩm rắn hay sau rắn chắc, chất tạo rỗng bay tạo rỗng xốp cho sản phẩm Chất tạo rỗng cần thỏa mãn số yêu cầu: trình bay diễn cách từ từ, không gây ảnh hưởng xấu đến hỗn hợp tạo hình, chất khí sinh không độc, giá thành rẻ 4.2.3 Phương pháp xếp không chặt chẽ Phương pháp này, hay gọi phương pháp phân tán học Đối tượng: sử dụng để chế tạo vật liệu dạng hạt rời hay dạng sợi Vật liệu: vật liệu có sẵn torng tự nhiên len, than thảo mộc khô, mạt cưa, nham thạch xốp, khoáng, thủy tinh, … Khi sử dụng phương pháp để chế tạo vật liệu cách nhiệt tính ổn định lớp cách nhiệt có nhờ lực liên kết học cụ thể phớt hóa sợi kích thước ngắn trung bình Sau ta tiến hành công đoạn ép học để làm tăng mức độ liên kết sợi làm tăng cường độ sản phẩm Sau ta tiến hành sấy để mối tiếp xúc sợi trở nên chặt chẽ làm cho khung sợi có cường độ học độ cứng cần thiết Theo lý thuyết xếp hạt hệ tích lớn nhiếu so với thể tích hạt độ hỏng hạt không phụ thuộc vào kích thước hạt mà chịu ảnh hưởng thành phần cấp hạt, hình dáng hạt, đặc điểm bề mặt hạt Tuy nhiên thực tế vật liệu cách nhiệt, kích thước hạt có ảnh hưởng lớn đến độ dẫn nhiệt vật liệu cách nhiệt thường sử dụng thành phần hạt mịn Các biện pháp học nghiền, sàng phân loại cho phép điều khiển thành phần hạt tổ hợp vật liệu theo ý muốn Theo lý thuyết học vật liệu rời tổ hợp vật liệu có đường kính gần cho độ rỗng lớn Trang 21 Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Để sử nghiền vật liệu ta sử dụng máy nghiền búa, đưa qua sàng phân loại hạt để chọn lọc hạt có kích thước gần 4.2.4 Phương pháp kết khối tiếp xúc: Phương pháp sử dụng cho vật liệu cách nhiệt có cấu trúc rỗng lớn từ hạt có đường kính lớn, sợi dài, sử dụng cho loại vật liệu có đường kính hạt d ≥ 3-5mm, hay sợi có chiều dài l ≥ 10-15mm Phương pháp hay sử dụng với vật liệu cách nhiệt sau: khoáng, thủy tinh, betong cách nhiệt, hạt thủy tinh rỗng, creramic, … Nguyên lý: liên kết lên bề mặt tiếp xúc lớp keo mỏng Số lượng mồi liên kết xác định yếu tố: tính bám dính chất kết dính với vật liệu độ bền chất kết dính Cường độ tuổi thọ, độ vật liệu phụ thuộc nhiểu vào yếu tố hóa lý như: chất phần tử tạo khung, chất lớp kết dính bề dày nó, độ tiếp xúc phần tử vật liệu, điều kiện môi trường sử dụng Các nhân tố ảnh hưởng đến hình thành cấu trúc tính chất vật liệu cách nhiệt là: • • Đặc trưng lưu biến chất kết dính Lượng dùng chất kết dính đảm bảo trì trì độ hỏng hạt • sợi Kích thước, thành phần hạt phần tử tạo khung phần tử giữ vai trò quan trọng tính chất rỗng độ rỗng sản phẩm 4.2.5 Phương pháp kết khối đặc thể tích: Nguyên lý: phương pháp sử dụng lượng chất kết dính vừa đủ lớn để lấp đầy độ hổng phần tử tạo khung Ứng dụng nhiều vật liệu: hạt thủy tinh rỗng, hạt chất dẻo chứa khí, vật liệu amiăng tơi xốp, … Trong phương pháp thành phần hạt yêu cầu nhiều kích thước hạt khác Vì nhiều kích thước hạt khác tạo lỗ hổng hạt nhỏ nhằm giảm thiểu lượng chất kết dính Chất kết dính hay sử dụng là: chất kết dính từ nhựa tổng hợp chất kết dính vô như: polime, bitum, thủy tinh lỏng, 4.2.6 Phương pháp tạo cấu trúc rỗng hỗn hợp:  Nguyên lý: xây dựng từ nguyên lý tạo độ rỗng nêu Phương pháp tạo cấu trúc rỗng hỗn hợp làm tăng độ rỗng toàn phần cải thiện số tính chất sản phẩm khả thấm nước, độ dẫn nhiệt, cường độ, … Phương pháp hay sử dụng vật liệu chịu lửa nhẹ, sản xuất sản phẩm gốm bọt Trang 22 Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Chương III: CHẤT KẾT DÍNH KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI Chất kết dính chất hợp chất có khả tự rắn liên kết với hệ khác thành khối vững chắc.Các chất kết dính có số đặc tính chung sau: • Các chất kết dính trạng thái lỏng giọt huyền phù • Có khả thấm ướt bề mặt vật liệu cần liên kết, tạo liên kết lý • Biến đổi hóa học hóa lý để tự rắn liên kết hệ vật liệu cần liên kết • Chất kết dính hoàn toàn đóng rắn, tạo liên kết vững hệ cần liên kết với chất kết dính Chất kết dính có nhiều loại, xét theo chất nguồn gốc ta chia chất kết dính thành hai loại lớn là: • Chất kết dinh vô • Chất kết dính hữu CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ 2.1 Khái niệm Trang 23 Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu Chất kết dính vô chủ yếu dạng bột, trộn với nước tạo thành hỗn hợp sợi nhão, có khả kết dính Sau thời gian, trộn lẫn với loại vật liệu khác tự liên kết với thành khối đồng vững 2.2 Phân hoại Có nhiều cách để phân loại chất kết dính: • Căn vào môi trường rắn chắc, chất kết dính vô chia làm loại: chất kết dính rắn không khí, chất kết dính rắn nước, chất kết dính rắn • ôtocla Chất kết dính rắn không khí: loại chất kết dính rắn giữ cường độ lâu dài môi trường không khí Như: vôi không khí, thạch • cao, thủy tinh lỏng, chất kết dính magie Chất kết dính vô rắn nước: loại chất kết dính có khả rắn giữ cường độ lâu dài môi trường không khí mà có khả rắn giữ lâu dài môi trường nước Như: vôi thủy, • ximang loại,… Chất kết dính rắn otocla: chất kết dính mà môi trường nước bão hòa nhiệt độ 175-2000C, áp suất 8-12atm để hình thành đá ximang Có thành phần chủ yếu CaO SiO 2, có thêm SiO2 môi trường nhiệt độ bình thường có CaO đóng vai trò chất kết dinh, môi trường otocla CaO tác dụng với SiO tạo thành hợp chất bền có khả chịu lực cao Các chất kết dính nhóm là: chất kết dính vôi silic, vôi tro, vôi xỉ,… 2.3 Một số loại chất kết dình vô 2.3.1 Canxioxit CaO (gọi tắt vôi) Khái niệm: chất kết dính vô rắn không khí, dễ sử dụng, giá thành rẻ, sản xuất đơn giản Thành phần: chủ yếu CaO Công dụng: dùng vữa xây dựng, vữa trát cho phận công trình khô, dùng để sản xuất gạch silicat, quét trần, quét tường, trang trí Nói chung sử dụng trường hợp yêu cầu chịu lực cao 2.3.2 Thạch cao Khái niệm: chất kết dính cứng, rắn không khí chế tạo cách nung thạch cao phân tử nước nhiệt độ 140-1700C nghiền thành bột nhỏ Thành phần : thạch cao thường tồn nguyên chất, lẩn tạp chất Tùy theo hàm lượng nước có thạch cao mà ta có loại thạch cao sau : • CaSO4 Trang 24 Sản xuất cách nhiệt từ vỏ trấu • • CaSO2.0.5H2O CaSO4.2H2O Công dụng: thạch cao chất kết dính rắn giữ độ bền không khí, nên thạch cao dùng để chế tạo vữa nơi khô ráo, làm mô hình hay vữa trang trí 2.3.3 Ximang Là chất kết dính phổ biến loại chất kết dính vô Bảng 6: Bảng thành phần ximang Tên chất CaO Al2O3 SiO2 Fe2Ỏ3 MgO SO3 Oxit kiềm Thành phần (%) 62-67 4-7 20-24 2-5 [...]... của vật liệu mà chia vật liệu thành ba nhóm: vật liệu không cháy, vật liệu khó cháy và vật liệu cháy • Vật liệu không cháy: là những vật liệu như bêtong tổ ong, vật liệu chứa bong • • khoáng, gốm cách nhiệt, những vật liệu có chất kết dính là ceramic Vật liệu cháy: là những vật liệu có chứa thành phần dễ cháy như tấm sợi gỗ, tấm than bùn, vật liệu cách nhiệt dạng dẻo Vật liệu khó cháy: là vật liệu có... thế mạnh sau của vỏ trấu: • Giá thành rất rẻ • Bản thân vỏ trấu đã là vật liệu cách nhiệt trong tự nhiên Từ ngày xưa, ông bà ta đã biết sử dụng vỏ trấu ở dạng thô sơ nguyên thủy để giữ ấm, giữ lạnh, hạn chế • thất thoát nhiệt Vỏ trấu là nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên, gần như là nguồn nguyên liệu vô tận, được sản xuất ra và tái tạo thường xuyên Trang 11 Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu Chương II:... Trang 11 Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu Chương II: ĐẠI CƯƠNG VỀ VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT Những vật liệu có tác dụng làm giảm tổn thất năng lượng do chúng ngăn cản khả năng truyền nhiệt từ môi trường này (hay vật liệu này) sang môi trường khác (hay vật liệu khác) gọi là vật liệu cách nhiệt Vật liệu cách nhiệt ở thời kỳ đầu mới sử dụng còn rất ít và sơ khai, chỉ qua một... số vật liệu cách âm Vật liệu cách âm Hệ số hút âm ứng với tầng số dao động, f (Hz) 125 500 1000 2000 4000 Tấm bêtong khoáng 0.05 0.66 0.91 0.96 0.89 Tấm bêtong tổ ong 0.08 0.36 0.62 0.77 0.76 Fibrolit cách âm 0.06 0.25 0.38 0.58 0.63 4 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT BAN ĐẦU 4.1 Nguyên lý cách nhiệt của vật liệu cách nhiệt Đối với những vật liệu cách nhiệt cơ bản, không phải là những vật. .. Bảng 11: Hệ số cách nhiệt của chất lỏng Vật liệu Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.K) Ethylene Glycol 0.56 Xăng 1.06 Nước cất 0.24 Bảng 12: Hệ số cách nhiệt của kim loại Vật liệu Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.K) Nhôm 1404 – 202.4 Đồng 2636 – 380.1 Sắt 468 – 67.58 Chì 241 Trang 18 – 37.75 Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu Bảng 13: Hệ số cách nhiệt của một số vật liệu xây dựng phổ biến Vật liệu Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.K)... các loại đất sét • Vật liệu cách nhiệt vừa là vật liệu vô cơ và vừa là vật liệu hữu cơ 3 CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT Chia ra làm hai đặc tính cơ bản: • Tính chất nhiệt lý • Tính chất cơ lý 3.1 Tính chất nhiệt lý • Tính dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt: Là thuộc tính quan trọng của vật liệu cách nhiệt Theo định luật Furie ta có: Q λ= F τ ∆t l Trong đó : • Q : nhiệt lượng truyền đi theo... giữ nước và hút nước của vật liệu cách nhiệt Cường độ của vật liệu cách nhiệt sẽ giảm khi bão hòa nước Mức độ suy giảm cường độ của vật liệu được đánh giá bằng chỉ tiêu hệ số mềm, Kmềm: kmềm= Rb/Rk Trang 15 Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu Trong đó: • Rb: cường độ bão hòa nước • Rk: cường độ mẫu ở trạng thái khô Có một số loại vật liệu cách nhiệt, khi bị bão hòa nước vật liệu sẽ nở trương và thay... nhỏ vỏ trấu, không tận dụng được số lượng lớn vỏ trấu hiện nay Vì vậy cần nghiên cứu và phát triển thêm những ứng dụng khác sử dụng hiệu quả hơn nguồn vỏ trấu vô cùng phong phú hiện nay 3.2 Định hướng nghiên cứu mới cho vỏ trấu Sau khi xem xét toàn bộ vấn đề thì có một hướng đi mới cho vỏ trấu giải quyết được mọi tồn đọng trên là: sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu Những ưu việt của hướng nghiên cứu. .. từ vỏ trấu • Trong tương lai, khi nhu cầu của vật liệu cách nhiệt tăng lên, thì điều đó cũng đòi hỏi một thực trạng là nhu cầu sản xuất vật liệu cách nhiệt sẽ tăng lên Với nguồn nguyên liệu phong phú và đa dạng như hiện nay, thì công nghiệp sản xuất tấm cách nhiệt Việt Nam sẽ rất phát triển trong tương lai 2 PHÂN LOẠI VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT Vật liệu cách nhiệt thường được phân loại theo các đặc điểm sau:... vật liệu cách nhiệt cao cấp thì hệ số dẫn nhiệt λ của vật liệu cách nhiệt lớn hơn hệ số dẫn nhiệt λ của không khí rất nhiều lần Bảng so sánh hệ số dẫn nhiệt λ của một số loại vật liệu: Bảng 9: Hệ số cách nhiệt của một số vật liệu cách nhiệt truyền thống Vật liệu Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.K) Sợi thủy tinh (tỷ trọng 12kg/m3) 0.313 – 0.045 Sợi thủy tinh (tỷ trọng 24kg/m3) 0.263 – 0.038 Trang 17 Sản xuất