Nghiên cứu thử nghiệm sản xuất gạch không nung từ nguồn phế liệu của nhà máy xi măng trung sơn lương sơn hòa bình (Tóm tắt trích đoạn)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  HOÀNG CẦM NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG TỪ NGUỒN PHẾ LIỆU CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG TRUNG SƠN – LƯƠNG SƠN – HÒA BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  HOÀNG CẦM NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG TỪ NGUỒN PHẾ LIỆU CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG TRUNG SƠN – LƯƠNG SƠN – HÒA BÌNH Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 60520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS ĐỒNG KIM LOAN Hà Nội – 2017 LỜI CẢM ƠN Lời xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa môi trường trường ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN giảng dạy, tạo điều kiện trình học tập hoàn thành Luận văn thạc sĩ Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn đến PGS TS Đồng Kim Loan, người trực tiếp hướng dẫn hoàn thành Luận văn Dưới hướng dẫn cô, tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho thân trình học tập công tác sau Tôi xin cảm ơn ủng hộ, hỗ trợ kinh phí tạo điều kiện điều tra, khảo sát, lấy thông tin mẫu nghiên cứu từ số sở Khai thác Chế biến đá xây dựng Lương Sơn – Hòa Bình Dự án Hợp tác song phương Việt – Đức “Quản lý khai thác tài nguyên khoáng sản tỉnh Hòa Bình – Một đóng góp cho phát triển bền vững Việt Nam” Xin gửi lời cảm ơn đến cán bộ, công nhân viên nhà máy xi măng Trung Sơn, cán làm việc Viện Vật liệu xây dựng – Bộ xây dựng hỗ trợ trình thực nghiên cứu Trong trình tính toán lựa chọn phương án đề suất, hạn chế kiến thức hiểu biết kiến thức thực tế hạn hẹp, Luận văn không tránh khỏi sai sót, mong nhận bảo, hướng dẫn thầy cô giáo giúp cho Luận văn hoàn chỉnh Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 12/01/2017 Học viên Hoàng Cầm MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .3 DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ CHƯƠNG TỔNG QUAN .3 1.1 KHÁI QUÁT VỀ GẠCH KHÔNG NUNG 1.1.1 Phân loại gạch không nung 1.1.2 Vai trò gạch không nung xây dựng 1.1.3 Thực trạng sản xuất gạch không nung Thế giới Việt Nam 1.1.4 Những ưu điểm hạn chế gạch không nung 1.2 NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG CHO SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG 11 1.2.1 Chất kết dính 11 1.2.2 Cốt liệu 12 1.2.3 Phụ gia khoáng 14 1.2.4 Các nguồn vật liệu khác 15 1.2.5 Nước cho sản xuất gạch không nung .15 1.3 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG 16 1.3.1 Công nghệ sản xuất gạch bê tông bọt 16 1.3.2 Công nghệ sản xuất gạch bê tông khí chưng áp 18 1.3.3 Sản xuất gạch không nung từ đất đá thải 19 1.3.4 Sản xuất gạch không nung từ đá mạt .20 1.3.5 Sản xuất gạch không nung tự dưỡng .20 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 21 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .21 2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 21 2.2.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực tế 22 2.2.3 Phương pháp thực nghiệm .22 2.2.4 Phương pháp tổng hợp xử lý số liệu 26 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC ĐÁ VÔI VÀ SẢN XUẤT XI MĂNG CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG TRUNG SƠN 27 3.1.1 Sơ lược Nhà máy xi măng Trung Sơn, Lương Sơn, Hòa Bình 27 3.1.2 Quy trình công nghệ khai thác mỏ đá vôi Lộc Môn 28 3.1.3 Quy trình công nghệ sản xuất xi măng 31 3.1.4 Kết xác định thành phần thải trình khai thác trình sản xuất xi măng 34 3.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM GẠCH KHÔNG NUNG TỪ NGUỒN PHẾ THẢI CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG TRUNG SƠN 36 3.2.1 Kết chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M1 38 3.2.2 Kết chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M2 39 3.2.3 Kết chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M3 40 3.2.4 Kết chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M4 41 3.2.5 Kết chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M5 41 3.2.6 Kết chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M6 42 3.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG CHO NHÀ MÁY XI MĂNG TRUNG SƠN – LƯƠNG SƠN – HÒA BÌNH 43 3.3.1 Quy trình sản xuất gạch không nung từ phế thải chứa đất 43 3.3.2 Quy trình sản xuất gạch không nung từ đá mạt .47 3.4 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ .50 3.4.1 Tính chi phí sản xuất cho viên gạch không nung theo cấp phối M2 50 3.4.2 Tính chi phí sản xuất cho viên gạch không nung theo cấp phối M5 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 – Bảng tỉ lệ cấp phối thành phần nguyên liệu (% khối lượng) 23 Bảng 3.1 – Bảng kết sản xuất thử nghiệm gạch không nung sau 28 ngày 36 Bảng 3.2 – Quy định cường độ nén độ hút nước theo TCVN 6477:2011 – Gạch bê tông TCVN 6355:2009 – Gạch xây – Phương pháp thử 37 Bảng 3.3 - Tương quan cấp độ bền chịu nén bê tông mác bê tông theo cường độ chịu nén – TCVN 5574:2012 – Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế .37 Bảng 3.4 – Kết chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M1 38 Bảng 3.5 – Kết chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M2 39 Bảng 3.6 – Kết chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M3 40 Bảng 3.7 – Kết chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M4 41 Bảng 3.8 – Kết chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M5 42 Bảng 3.9 – Kết chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M6 42 Bảng 3.10 – Cấp phối cho gạch không nung từ phế thải chứa đất 45 Bảng 3.11 – Cấp phối cho gạch không nung bê tông cốt liệu từ đá mạt 49 Bảng 3.12 – Danh mục đầu tư sở vật chất 51 Bảng 3.13 – Chi phí sản xuất cho viên gạch không nung theo cấp phối M2 51 Bảng 3.14 – Chi phí sản xuất cho viên gạch theo cấp phối M5 .53 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 3.1 – Vị trí Nhà máy xi măng Trung Sơn .27 Hình 3.2 – Sơ đồ quy trình khai thác mỏ đá vôi Lộc Môn .29 Hình 3.3 – Mỏ đá vôi Lộc Môn .30 Hình 3.4 - Sơ đồ công nghệ sản xuất nhà máy xi măng Trung Sơn 31 Hình 3.5 – Một phần nhà máy xi măng Trung Sơn 34 Hình 3.6 – Quy trình sản xuất gạch không nung từ phế thải chứa đất cho nhà máy xi măng Trung Sơn 44 Hình 3.7 – Quy trình sản xuất gạch không nung từ đá mạt cho nhà máy xi măng Trung Sơn 47 DANH MỤC KÝ HIỆU & TỪ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu oxy sinh học BXD Bộ xây dựng COD Nhu cầu oxy hóa học QĐ Quyết định QTVLXD Quy trình vật liệu xây dựng TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VIBM Viện Vật liệu xây dựng MỞ ĐẦU Theo ước tính, năm nước ta tiêu thụ khoảng 20 tỉ viên gạch Với đà phát triển này, đến năm 2020, lượng gạch cần cho xây dựng 40 tỉ viên/năm Việc sử dụng đất nung làm nguyên liệu làm nhiều đất canh tác, ảnh hưởng nghiêm trọng đến an ninh lương thực phải sử dụng lượng than hóa thạch khổng lồ; kèm theo lượng củi đốt lớn dẫn đến chặt phá rừng, cân sinh thái, hậu họa thiên tai nghiêm trọng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến môi trường vật nuôi, sức khỏe người hậu để lại lâu dài Khi sử dụng gạch đất sét, phải sử dụng nguồn đất khai thác từ đất ruộng, đất phù sa, … tức nguồn tài nguyên quý quốc gia Hiện nay, nguồn tài nguyên bắt đầu cạn kiệt với đà chắn không nhiều tương lai Lượng đất sét dùng vào việc sản xuất sản phẩm cao cấp hơn, thẩm mỹ hơn, mang lại giá trị kinh tế thay cho việc sản xuất gạch xây thông thường Mặt khác, trình nung gạch làm từ đất sét gây tình trạng ô nhiễm môi trường xung quanh Đứng trước nguy cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên ô nhiễm môi trường an ninh lương thực mà lò gạch đất sét nung mang lại, quan quản lý nhà nước có lộ trình đưa vật liệu tương ứng vào thay Để hạn chế việc sử dụng gạch đất sét nung, đặc biệt giảm thiểu ô nhiễm, Bộ xây dựng đề nghị Chính phủ Quốc hội tăng thuế tài nguyên nguyên liệu đất sét; đề nghị các tỉnh, thành có biện pháp để nhanh chóng xóa bỏ lò gạch thủ công Các tỉnh thành nước có biện pháp quản lý chặt chẽ đất làm gạch Nhiều tỉnh có chế tài nghiêm khắc việc quản lý đất đai, xóa bỏ hoàn toàn lò gạch thủ công Theo định số 1469/QĐ – TTg ngày 22/08/2014 Thủ tướng Chính phủ việc “Phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 định hướng đến năm 2030” đưa lộ trình sử dụng vật liệu xây không nung thay gạch đất sét nung là: năm 2010: 10 – 15%, năm 2015: 20 – 25%, năm 2020: 30 – 40% giao Bộ Xây dựng xây dựng chương trình phát triển vật liệu không nung đến năm 2020 Định hướng phần chương trình dựa sở kết khảo sát, điều tra tình hình sản xuất sử dụng nguồn nguyên liệu làm vật liệu xây dựng không nung Đây nội dung dự án: "Điều tra, khảo sát, đánh giá tình hình sản xuất sử dụng vật liệu không nung Việt Nam số nước khu vực để xây dựng Chương trình phát triển vật liệu không nung đến 2020 định hướng đến 2030" [7] Sử dụng công nghệ gạch không nung khắc phục nhược điểm trên, đem lại công việc ổn định cho người lao động, phù hợp với chủ trương sách Đảng, nhà nước nguyện vọng nhân dân, tiết kiệm thời gian tiền bạc, đem lại lợi ích cho xã hội Quá trình sản xuất gạch không nung không sinh chất gây ô nhiễm, không tạo chất phế thải chất thải độc hại Năng lượng sử dụng trình sản xuất gạch không nung tốn so với trình sản xuất vật liệu khác Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, việc chọn thực đề tài: “Nghiên cứu thử nghiệm sản xuất gạch không nung từ nguồn phế liệu nhà máy xi măng Trung Sơn, Lương Sơn, Hòa Bình” cần thiết có ý nghĩa thực tế Mục tiêu đề tài nhằm:  Xác định chất thải rắn khai thác trình khai thác mỏ đá vôi Lộc Môn hoạt động sản xuất nhà máy xi măng Trung Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình  Chế tạo thử nghiệm gạch không nung từ chất thải rắn trình khai thác nguyên liệu sản xuất xi măng nhà máy  Tính toán chi phí đánh giá hiệu kinh tế việc sản xuất gạch không nung từ nhà máy bê tông bọt, 1.000 dây chuyền sản xuất gạch xi măng cốt liệu công suất 10 triệu viên QTC/năm số chủng loại VLXKN khác Để có kết đó, thời gian qua, nhiều địa phương, doanh nghiệp, sở sản xuất gạch ngói có nhiều nỗ lực việc chuyển đổi mô hình sản xuất thực dự án VLXKN Ví dụ, địa bàn huyện Tây Sơn – Bình Định có 191 lò gạch, ngói nung thủ công tháo dỡ, chấm dứt hoạt động (gồm 190 lò có công suất 650 ngàn viên/năm; lò có công suất 650 ngàn viên/năm); có 147 lò nằm khu dân cư, 44 lò nằm khu sản xuất tập trung cụm công nghiệp … Tính đến thời điểm tại, Bình Định có 16 dự án sản xuất gạch không nung với tổng công suất 250 triệu viên/năm, tổng vốn đăng ký đầu tư gần 50 tỉ đồng Trong số có nhà máy vào hoạt động, 12 dự án giải phóng mặt triển khai xây dựng … Theo kế hoạch, đến hết ngày 31/12/2016 chấm dứt hoàn toàn hoạt động lò nung thủ công địa bàn tỉnh Bình Định Tại Quảng Ninh, số công trình nhà chung cư doanh nghiệp sử dụng khoảng 30% vật liệu gạch không nung Tòa nhà thương mại cao 18 tầng Công ty LICOGI 18.1 (Bộ Xây dựng) thiết kế thi công Thành phố Hạ Long, theo kỹ sư, từ tầng thứ trở lên, đơn vị sử dụng toàn vật liệu ngăn tường gạch không nung Nhiều hộ dân huyện Đông Triều – Quảng Ninh có xu hướng xây nhà có sử dụng gạch không nung Gạch không nung hữu nhiều công trình trọng điểm, điển Keangnam Hà Nội, Landmard Tower, Habico Tower, Khách sạn Horison, Hà Nội Hotel Plaza, sân vận động Mỹ Đình, làng Việt kiều Châu Âu, … Trước đó, văn Chính phủ, Bộ Xây dựng quy định rõ, công trình xây dựng từ nguồn vốn ngân sách phải sử dụng gạch không nung Khu đô thị loại 3, công trình cao tầng trở lên khuyến cáo sử dụng 30% gạch không nung Với kết cấu nhẹ, chống thấm tốt, giảm thiểu ô nhiễm môi trường trạng nguồn nguyên liệu đất sét để sản xuất gạch nung gạch không nung có ưu điểm không nhỏ so với gạch nung truyền thống (Theo “Tình hình sản xuất sử dụng vật liệu xây không nung số địa phương”, Trung tâm thông tin – Viện Vật liệu xây dựng – Bộ xây dựng (VIBM)) 1.1.4 Những ưu điểm hạn chế gạch không nung Gạch không nung sản phẩm đại ngày sử dụng nhiều xây dựng để thay cho loại gạch thông thường khác Gạch không nung có nhiều ưu điểm vượt trội gạch nung thông thường Ở giới gạch không nung sử dụng nhiều, Việt Nam, từ năm 2014 trở lại đây, gạch không nung bắt đầu nở rộ dần khẳng định vị trí ngành xây dựng a Ưu điểm gạch không nung Khi sản xuất gạch không nung, nguyên liệu không sử dụng đất nông nghiệp, không ảnh hưởng đến diện tích đất nông nghiệp để canh tác Ngoài ra, quy trình sản xuất gạch không nung không trải qua giai đoạn nung đốt, nên không sử dụng đến nhiên liệu đốt, nên tiết kiệm nhiên liệu, tránh tình trạng phá rừng tràn lan không gây ô nhiễm môi trường Nguyên liệu để sản xuất gạch không nung phong phú, đa dạng đất, mạt đá, bột đá, cát vàng, xi măng, nguồn nguyên liệu có hầu hết tỉnh thành nước Dây chuyền sản xuất gạch sử dụng công nhân, khâu hầu hết tự động hoá, điều tiết kiệm chi phí nhân công Khả chịu lực đáp ứng theo nhu cầu sử dụng lớn Gạch không nung chịu lực với cường độ từ 30 – 40MPa trở lên (trong gạch nung đạt ≤ 10MPa) Đối với công trình vùng tường không yêu cầu cường độ, việc sản xuất gạch không nung thay đổi để giảm bớt lượng xi măng nhằm giảm chi phí Gạch không nung có khả cách âm tốt, cách nhiệt tốt chống thấm cao Điều hoàn toàn phù hợp vào kết cấu viên gạch cấp phối vữa bê tông Kích thước gạch không nung có nhiều loại, tùy vào nhu cầu khách hàng để sản xuất, có viên có kích thước lớn, làm cho việc xây dựng trở nên nhanh hơn, giảm chi phí nhân công đạt tiến độ nhanh cho công trình Có nhiều chủng loại, đa dạng kích thước, sử dụng sử dụng kích thước chi tiết phụ, làm cho công trình đạt tính thẩm mỹ cao Ngoài ra, sử dụng gạch không nung thông thường để lát vỉa hè mang lại hiệu cao Trong trình thi công vỉa hè, dùng gạch lát không nung không cần phải trát mạch, tiết kiệm vật liệu, nhân công giảm thời gian thi công cho công trình, việc thoát nước dễ dàng Vỉa hè sau lát gạch xong sử dụng mà không cần đợi Lát vỉa hè gạch thi công thời tiết, kể trời mưa Kiểu dáng, hoa văn, màu sắc viên gạch đa dạng, tính thẩm mỹ cao b Nhược điểm gạch không nung Một số loại gạch không nung có tỷ trọng cao so với gạch đất nung Do sử dụng phần nguyên liệu cát, đá làm nguyên liệu khiến cho nhu cầu khai thác cát đá tăng cao Tuy trình sản xuất thi công ô nhiễm nguyên liệu thứ phẩm xi măng, bột nhôm, ảnh hưởng tới môi trường Giá thành sản xuất số loại gạch không nung cao so với gạch nung truyền thống Hiện tại, gạch không nung gia nhập trường Việt Nam chưa lâu, người dân chưa quen dùng Trên số ưu điểm nhược điểm gạch không nung, qua ta thấy, gạch không nung chủ yếu mang lại nhiều ưu điểm nhược điểm, 10 sử dụng gạch không nung lựa chọn tất yếu vật liệu xây dựng cho tương lai 1.2 NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG CHO SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG Về bản, nguyên liệu cho gạch không nung chia thành loại: chất kết dính, cốt liệu lớn (hạt có kích thước > 5mm), cốt liệu nhỏ (cát), phụ gia khoáng (dạng bột), phụ hoa hóa học nước [13] 1.2.1 Chất kết dính Xi măng loại chất kết dính phổ biến dùng nhiều cho sản xuất gạch không nung Ngoài xi măng gạch không nung sử dụng chất kết dính hỗn hợp xi măng – vôi, xi măng – tro bay, xi măng puzolan, … [13] Tại Việt Nam, loại xi măng chủ yếu sử dụng cho sản xuất gạch không nung xi măng poóclăng hỗn hợp PC30 PC40 Nếu sử dụng PC40 lượng xi măng giảm tăng thêm thành phần vật liệu khác phụ gia khoáng, cốt liệu Sử dụng PC30 phải tăng lượng xi măng, phù hợp với cấp phối mà thành phần bột mịn ít, điều làm tăng khả chống thấm sản phẩm Ngoài loại xi măng PC40 loại xi măng thích hợp cho sản xuất gạch không nung Ưu điểm xi măng PC40 không bị pha trộn phụ gia khoáng trình sản xuất nên mác xi măng thường cao, đặc biệt thuận tiện thêm thành phần phụ gia khoáng, phụ gia hóa học thiết kế thành phần cấp phối vật liệu cho bê tông Xi măng sử dụng cho gạch không nung cần đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn Việt Nam hành Xi măng poóclăng hỗn hợp PC30 PC40 phù hợp TCVN 6260:2009 xi măng poóclăng phù hợp tiêu chuẩn TCVN 2682:2009, … Khi sử dụng xi măng dạng bao cần có biện pháp lưu kho phù hợp với tiêu chuẩn để xi măng không bị xuống cấp, làm giảm chất lượng sản phẩm Tại số nơi, chất kết dính cho sản xuất gạch không nung sử dụng xi măng – vôi vôi – tro xỉ Vôi sử dụng cần đáp ứng yêu cầu kỹ thuật theo quy định (ví 11 dụ theo TCVN 2231), không nên sử dụng dạng vôi cục già lửa loại vôi thường có trình thủy hóa chậm nên dễ gây tượng nở thể tích, làm nứt biến dạng viên gạch [13] 1.2.2 Cốt liệu Do giới hạn kích thước chiều dày thành vách viên gạch nên sở sản xuất gạch không nung sử dụng cốt liệu có Dmax thường nhỏ 10mm, phổ biến 7mm, kích thước tương đương với kích thước mạt đá thông thường Về nguyên tắc thiết kế cấp phối, cốt liệu cho gạch không nung cần phối trộn cốt liệu lớn (3 – 10mm) cốt liệu nhỏ (cát nghiền cát tự nhiên) để hỗn hợp cốt liệu có dải hạt liên tục [13] a Cốt liệu lớn Về nguyên tắc, yêu cầu cốt liệu lớn cho gạch không nung tương tự cốt liệu cho sản xuất gạch bê tông Như vậy, theo TCVN cốt liệu lớn cho sản xuất gạch không nung đáp ứng theo TCVN 7570:2006 “Cốt liệu cho bê tông vữa xây dựng” Dưới số nguồn vật liệu sử dụng làm cốt liệu lớn, hỗn hợp cốt liệu lớn nhỏ cho sản xuất gạch không nung  Đá dăm: Trên thực tế, sản xuất gạch không nung cốt liệu lớn cốt liệu nhỏ tách rời Các sở sản xuất thường sử dụng đá mạt có cấp hạt nằm khoảng – 7mm Đá mạt loại vật liệu có cấp hạt nhỏ thu trình sản xuất sản phẩm đá dăm cho chế tạo bê tông Nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm gạch, sở thường nghiền đá mạt để có kích thước đồng  Xỉ gang xỉ thép: Xỉ gang xỉ thép nguồn vật liệu làm cốt liệu cho gạch không nung Xỉ gang xỉ thép thải phẩm trình sản xuất gang thép tương ứng Do đặc tính xỉ gang xỉ thép khác nhau, nên xỉ gang loại vật liệu phù hợp cho việc sử dụng làm cốt liệu gạch không nung Xỉ gang xỉ thép 12 tạo dạng xỉ tảng muốn sử dụng làm cốt liệu cho bê tông cần qua trình nghiền sàng để tạo cỡ gạt mong muốn Đối với xỉ thép, thành phần có chứa thành phần gây nở nên cần lưu ý kiểm soát chất lượng sử dụng Chất lượng xỉ gang xỉ thép theo TCVN 7570:2006 bổ sung them tiêu đánh giá độ nở cốt liệu sử dụng xỉ thép  Phế thải xây dựng: Phế thải xây dựng (PTXD) loại vật liệu từ phá dỡ, sửa chữa, cải tạo công trình xây dựng Chúng chủ yếu bao gồm loại vật liệu sau: bê tông, thép, loại gạch, vữa, kính, sứ vệ sinh, gỗ, nhựa, thạch cao, … Trong PTXD thường lẫn tạp chất làm giảm chất lượng bê tông xi măng gỗ, nhựa, kim loại, vật liệu bảo ôn, sơn, thạch cao, loại vật liệu mềm, nhẹ, chất có hại,… Qua trình xử lý, tái chế với công đoạn chủ yếu nghiền, sàng, loại bỏ tạp chất, tạo cốt liệu tái chế có thành phần cốt liệu tương tự cốt liệu nghiền sàng từ đá tự nhiên Do đó, PTXD thường sử dụng làm cốt liệu thay phần toàn cốt liệt đá dăm, cát cho sản xuất gạch không nung Tuy nhiên, thay toàn cốt liệu tự nhiên cường độ sản phẩm giảm (khoảng 10 – 25%) tùy thuộc vào chất lượng cốt liệu tái chế Do vậy, lượng xi măng tăng so với dùng cốt liệu tự nhiên b Cốt liệu nhỏ  Cát nghiền cát tự nhiên: Cát nghiền cát tự nhiên sử dụng làm cốt liệu nhỏ cho sản xuất gạch không nung Tương tự bê tông thông thường, cát vàng có mô đun độ lớn từ 2,5 – 3,0 loại tốt cho gạch không nung Tuy vậy, hạn chế nguồn cát, giá thành cao nên loại cát vàng cho bê tông dần không sử dụng nhiều sở sản xuất gạch không nung Thay vào đó, loại cát có mô đun độ lớn < 2,5 lựa chọn cho nhiều sở sản xuất Đặc điểm thuận lợi cho việc sử dụng cát hạt 13 mịn gạch không nung độ sụt (không yêu cầu tính dẻo) nên giảm nhược điểm tăng lượng dùng nước trộn  Xỉ hạt lò cao: Xỉ hạt lò cao phụ phẩm trình sản xuất gang lò cao Xỉ hạt lò cao có hình dạng cỡ hạt gần giống với cát hạt thô (< 5mm)  Tro đáy nhà máy nhiệt điện: Tro xỉ nhiệt điện phân thành loại: Tro bay tro đáy Trong đó, tro bay hạt mịn, thu phận lắng động khí thải lò đốt than nhà máy nhiệt điện Tro đáy có thành phần hạt thô hơn, thu phần đáy lò đốt than nghiền than bột Thông thường, nhà máy nhiệt điện than lượng tro bay thu gấp đến lần lượng tro đáy Tro đáy sử dụng làm cốt liệu nhỏ cho chế tạo gạch không nung nghiền mịn làm phụ gia khoáng cho gạch không nung Do khối lượng thể tíc tro khoảng 1,8 – 2,3 g/cm3 thấp so với cát tự nhiên, nên sử dụng tro tro đáy thay cát làm giảm khối lượng thể tích viên gạch Có thể sử dụng kết hợp tro đáy tro bay cho sản xuất gạch không nung 1.2.3 Phụ gia khoáng Khả sử dụng tro bay cho sản xuất gạch không nung: Tro bay có tính puzolanic khối lượng thể tích nhẹ nên tro bay thường sử dụng làm phụ gia khoáng thay phần cốt liệu cho gạch không nung Ưu điểm việc sử dụng tro bay [13]:  Có thể giảm lượng dùng xi măng;  Có thể dùng chất kết dính xi măng vôi phối trộn loại với nhau;  Khối lượng thể tích viên gạch giảm Khi sử dụng với vai trò phụ gia khoáng hàm lượng tro bay sử dụng thường khoảng 15 – 30% khối lượng chất kết dính Khi sử dụng với vai trò phụ gia 14 khoáng thay phần cốt liệu hàm lượng tro bay tăng lên cao, đến 70% khối lượng viên gạch Tro bay cho sản xuất gạch không nung cần kiểm soát chất lượng theo tiêu chuẩn tro bay làm phụ gia khoáng cho bê tông, vữa xi măng TCVN 10302:2014 Tro đáy làm cốt liệu cho gạch không nung cần kiểm soát thành phần cỡ hạt theo tiêu chuẩn cát cho bê tông TCVN 9502:2012 Tro bay tro đáy dùng cho sản xuất gạch không nung giống sử dụng cho bê tông, vữa xây dựng cần xác định rõ nguồn gốc để phân loại xác định khả ứng dụng Lưu ý rằng, tro từ nhà máy nhiệt điện theo công nghệ tầng sôi chứa hàm lượng vôi thạch cao lớn nên khả gây nứt sử dụng làm gạch không nung 1.2.4 Các nguồn vật liệu khác Ngoài nguồn vật liệu cho sản xuất gạch không nung nêu trên, số loại phế liệu công nghiệp có khả sử dụng làm nguyên liệu dạng cốt liệu cho gạch không nung đá xít thải ngành khai thác mỏ, phế thải từ sở sản xuất, chế biến đá ốp lát, phế thải nhà máy gốm sứ, ceramic xây dựng, … Tuy nhiên, sản lượng hạn chế, phổ biến có khả sử dụng cho mục đích khác nên quan tâm sử dụng làm nguyên liệu gạch không nung Một số loại phế thải công nghiệp thạch cao nhân tạo nhà máy nhiệt điện đốt than có phận khử khí lưu huỳnh (FGD), thạch cao phốt (Photpho Gyp) nhà máy phân bón DAP, thạch cao khuôn phế thải sản xuất gốm sứ, phế thải cracking RFCC nhà máy lọc dầu, dịch kiềm đen, bùn vôi sản xuất vôi nhà máy giấy sử dụng làm chất kết dính phụ gia cho sản xuất gạch không nung Tuy vậy, sử dụng loại nguyên liệu cho sản xuất gạch không nung, cần kiểm tra thành phần tạp chất có loại vật liệu để đảm bảo không ảnh hưởng xấu trình sử dụng [13] 1.2.5 Nước cho sản xuất gạch không nung Nước cho sản xuất gạch không nung tương tự nước cho sản xuất bê tông vữa xây dựng Do vậy, yêu cầu chất lượng nước cho trộn phế liệu, rửa cốt 15 liệu (nếu có), cho bảo dưỡng sản phẩm cần phải tuân thủ theo quy định TCVN 4506:2012 “Nước cho bê tông vữa – Yêu cầu kỹ thuật” 1.3 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG Trước đây, việc sản xuất gạch không nung chủ yếu nhằm tận dụng loại vật liệu rẻ tiền, công nghệ lạc hậu, quy mô nhỏ lẻ Gạch sản xuất từ vôi trộn với xỉ than, đóng thành viên lớn khuôn gỗ, gạch sản xuất có chất lượng chủ yếu để xây công trình phụ, tường rào chuồng trại chăn nuôi Ngày có nhiều cải tiến quy mô công nghệ sản xuất gạch không nung Đá mạt thành phần thường thấy gạch có giá thành rẻ khả chịu lực cao Quy trình sản xuất gạch không nung sử dụng nguyên liệu đất, cát, xi măng, đá mạt, phụ gia, … đưa vào trạm trộn, qua hệ thống băng tải tới máy ép thủy lực, nhờ khuôn mà thành hình sản phẩm, sau đưa bãi dưỡng hộ Với đặc điểm công nghệ sản phẩm sau ép đạt độ cứng định, xếp khối khay bảo dưỡng tự nhiên từ – ngày đưa vào dùng [7] 1.3.1 Công nghệ sản xuất gạch bê tông bọt Nguyên liệu đầu vào bao gồm: Cát: Sử dụng loại cát mịn có kíchh thước hạt < 1,0mm Xi măng: Xi măng PCB 40 bơm lên silo thiết bị chuẩn bị nguyên liệu, phục vụ trình cấp phối Nước: Sử dụng nước sạch, pH – Chất tạo rỗng (bọt): Có thể sử dụng số loại chất có tính chất hoạt động bề mặt trung tính vào mục đích tạo bọt cho cấu trúc vật liệu Chất tạo bọt bán phổ biến thị trường tự sản xuất kỹ thuật nấu cao da bò + NaOH 16 Phụ gia tạo dẻo: Có thể sử dụng phụ gia cho ngành bê tông có sẵn thị trường Cách khác pha 20 – 30% tro bay để tăng độ dẻo quánh, tránh thoát khí phối trộn  Cấp phối, rót khuôn: + Tạo hỗn hợp vữa: hỗn hợp bao gồm chất kết dính, nước, vữa cát, phụ gia trộn theo tỷ lệ cấp phối tính toán trước tạo hỗn hợp vữa + Chế tạo bọt: Hóa chất tạo bọt trộn với lượng nước theo tỷ lệ khuyến cáo nhà sản xuất chất tạo bọt điều chỉnh thực tế Hỗn hợp qua máy khuấy tạo bọt, hỗn hợp kết hợp với không khí tạo bọt có kích thước từ 0,5 – 2mm Lượng bọt tạo phụ thuộc vào khả tạo bọt chât tạo bọt Thông thường lít hóa chất tạo bọt tạo từ 700 – 1200 lít bọt + Vữa bọt tạo trộn máy trộn tạo hỗn hợp vữa bọt Vữa xen kẽ bọt tạo cấu trúc rỗng đồng khối thể tích + Hỗn hợp có tính chảy tốt có khả tự chảy, chiếm đầy thể tích mà không cần gia công, rung dầm + Hỗn hợp rót vào khuôn định hình di chuyển qua công đoạn định tĩnh, bảo dưỡng  Dưỡng tĩnh, bảo dưỡng: + Dưỡng tĩnh: Hỗn hợp sau trộn có tính chảy tốt, cường độ thấp, cấu trúc yếu, dễ vỡ Cấu trúc giai đoạn chủ yếu dựa cường độ bọt, khoảng thời gian từ – Sau khoảng thời gian này, hỗn hợp vữa phát triển cường độ giữ vững cấu trúc hỗn hợp + Bão dưỡng: Sau trình dưỡng tĩnh đông kết, bê tông bọt có khả chịu tác động học nhỏ yếu tố bên có khả tháo khuôn chuyển qua giai đoạn bảo dưỡng Quy trình bảo dưỡng bê tông bọt tuân theo quy trình bảo dưỡng bê tông thông thường, cung cấp đảm bảo lượng nước bề mặt khối hỗn hợp thời gian bảo dưỡng để đảm bảo cường độ phát triển tốt 17  Thành phẩm: Sau trình bão dưỡng khối bê tông xếp vào khuôn, panel, kiện theo yêu cầu khách hàng để vận chuyển đến nơi tiêu thụ Cường độ nén gạch đạt từ – 4MPa 1.3.2 Công nghệ sản xuất gạch bê tông khí chưng áp  Chuẩn bị nguyên liệu: Các nguyên liệu để sản xuất gạch bê tông nhẹ gồm xi măng, vôi, tro bay, cát đưa lên silo bunke chứa Cát nghiền mịn máy nghiền bi độ mịn 10 – 25% Vôi thạch cao nghiền máy nghiền đứng nghiền bi độ mịn 10 – 20%  Chế tạo huyền phù bột nhôm: Bột nhôm, nước phụ gia hoạt tính định lượng khuấy tạo thành lớp huyền phù bột nhôm chuyển vào máy trộn Quá trình diễn song song với chuẩn bị nguyên liệu  Định lượng phối trộn liệu: Hỗn hợp nguyên liệu đổ vào máy trộn từ – phút sau thêm huyền phù bột nhôm vào trộn thêm – phút Nước thêm vào để đạt khối lượng thể tích yêu cầu cho khuôn  Tạo hình dưỡng ẩm sơ bộ: Sau trộn, hỗn hợp bê tông khí đổ vào khuôn có kích thước từ – 6m; rộng từ – 2,5m; cao từ 0,6 – 1m Hỗn hợp bê tông khí đổ thấp miệng khuôn từ 0,2 – 0,3m Nếu chế tạo sản phẩm panel bê tông 3D có cốt thép cần làm thẳng cốt thép, hàn, phủ lớp chống ăn mòn đặt vào khuôn trước đổ hỗn hợp vào Phản ứng bột nhôm với vôi diễn 30 phút hết nở Thời gian tháo khuôn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường nhiệt độ hỗn hợp Thông thường 18 thời gian từ đổ khuôn đến tháo khuôn khoảng từ 120 – 180 phút Trên khuôn có gờ, móc để việc tháo lắp thuận lợi Sau bê tông đạt cường độ, tiến hành tháo khuôn Chỉ tháo số thành xung quanh Nghiêng khuôn khối thành phẩm góc 90o để thành khuôn lật xuống đáy khối bán thành phẩm Đầu tiên, cắt bỏ phần bê tông nở miệng khuôn đưa bể huyền phù để tái sản xuất Máy cắt ngang máy cắt dọc cắt khối bán thành phẩm lại thành viên theo kích thước yêu cầu  Chưng áp tháo dỡ gạch: Chưng áp công đoạn công nghệ quan trọng định độ bền học sản phẩm Khối bán thành phẩm đưa lên xe goòng đẩy vào buồng chưng áp Đường kính buồng chưng áp từ 2,5 – 3,5m; chiều dài từ 28 – 35m Sau xếp đầy buồng chưng áp đậy kín, bắt đầu thời gian chưng áp Để đạt áp suất yêu cầu từ 10 – 14atm cần khoảng đồng hồ Áp suất nhiệt độ cao trì suốt Thời gian hạ áp suất ấp suất khí Mỗi ngày đêm buồng chưng áp thực chu kỳ chưng áp Các buồng chưng áp hoạt động so le, buồng tăng áp buồng khác hạ áp để đảm bảo công suất nồi 1.3.3 Sản xuất gạch không nung từ đất đá thải Khi chọn loại đất đá thải để sản xuất gạch người ta sấy khô khoảng 10 – 15% độ ẩm Đất sau sấy khô nghiền thiết bị nghiền trộn liên hợp trộn số phụ gia khác theo chuẩn quy định, đất chiếm đến 80% Ủ hỗn hợp đất vừa trộn với 15 – 18% vôi, ý xưởng phải lát xi măng bê tông.Sau đất ủ xong tiến hành ủ cát, chất thải xây dựng số loại phụ gia Sử dụng máy ép gạch để ép định hình viên gạch với áp lực 55 – 65MPa Công đoạn quan trọng trình sản xuất gạch, để đảm bảo chất lượng viên gạch cần thực kỹ thuật lực ép 19 1.3.4 Sản xuất gạch không nung từ đá mạt Gạch không nung sử dụng đất đá thải để sản xuất người ta sử dụng mạt đá xi măng để tạo thành Việc sử dụng xi măng, mạt đá dễ thực loại vật liệu có thiết bị chuyên dụng để sản xuất Những nguyên liệu mạt đá, nước, xi măng đưa vào máy trộn theo thời gian cài đặt sẵn máy trộn Tiếp đưa vào hệ nạp liệu để xuống khuôn ép Máy ép thủy lực định hình viên gạch cách đồng Việc giúp viên gạch có độ ổn định cao đạt chất lượng tốt Lực ép khoảng 18 – 20MPa Sau ép chặt, gạch chuyển sân phơi, trình phơi nên phun nước để dưỡng hộ nhằm giúp viên gạch cứng 1.3.5 Sản xuất gạch không nung tự dưỡng Nguyên liệu chủ yếu sản xuất gạch sử dụng phế thải công nghiệp như: Bột tro bay, xỉ lò phối trộn với loại gạch ngói phế thải cũ, bột đá, cát sông, loại cặn quặng, … vật liệu phụ trợ khác vôi, xi măng, thạch cao Công nghệ sản xuất gạch phế liệu tự dưỡng đơn giản, lưu trình sau: Trộn nguyên liệu (thiết bị đưa liệu đai truyền) → Máy ép gạch → Phôi → Dưỡng hộ → Thành phẩm Theo thông thường, nguyên vật liệu máy trộn đều, nguyên liệu đai truyền chuyển đến máy bánh lăn để tiến hành trộn lần khoảng – phút, sau đai truyền máy đưa liệu chuyển đến gầu ép gạch để tiến hành ép, đồng thời gạch công nhân vận chuyên đến xe đẩy, chuyển vào xưởng, dưỡng hộ 15 ngày trở thành thành phẩm xuất xưởng Gạch sử dụng chất phế thải tự dưỡng đạt chất lượng tương đối tốt, đạt mác M100 – 200, cường độ chịu nén – 4MPa, độ hút nước 5,2 – 6,3% 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Công ty Cổ phần Constech (2014), Dự án đầu tư dây chuyền máy móc thiết bị sản xuất gạch không nung xi măng cốt liệu (Phương án mở rộng sản xuất), Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc Công ty Cổ phần Công nghiệp Thương Mại Huệ Quang (2013), Công nghệ sản xuất Gạch không nung từ đất phế thải công nghiệp - “Đất hóa đá”, Hà Nội Công ty Cổ phần Đầu tư Công nghệ Đức Thành (2014), Công nghệ - thiết bị sản xuất Gạch ống Xi măng cốt liệu quy mô công nghiệp, Hà Nội Công ty Cổ phần Tập đoàn xây dựng du lịch Bình Minh (2009), Đánh giá tác động môi trường – Dự án đầu tư xây dựng công trình khai thác mỏ đá vôi Lộc Môn mỏ đá sét Phương viên, huyện Lương Sơn Kim Bôi, tỉnh Hòa Bình, Ủy ban nhân dân tỉnh Hòa Bình Công văn số: 1784/BXD – VP (2007), Công bố định mức vật tư xây dựng, Bộ xây dựng, Hà Nội Công văn số: 2333/SXD – QLXD (2016), Công bố giá vật liệu xây dựng tháng 12/2016 địa bàn tỉnh Hòa Bình, Sở xây dựng tỉnh Hòa Bình Hội Vật liệu xây dựng Việt Nam (2009), Công nghiệp Vật liệu xây dựng Việt Nam – Những chặng đường phát triển, Hà Nội Nguyễn Xuân Tuyển (2012), Ứng dụng công nghệ ép thủy lực song động sản xuất Gạch ống – xi măng cốt liệu Nam Định, Dự án Khoa học Công nghệ 2013, Công ty Cổ phần Vật kiệu không nung 567, Nam Định TCVN 6355:2009 – Gạch xây – phương pháp thử (2009), Bộ Khoa học Công nghệ, Hà Nội 10 TCVN 6477:2011 – Gạch bê tông (2011), Bộ khoa học Công nghệ, Hà Nội 56 11 TCVN 4506-2012 – Nước trộn Bê tông vữa – Yêu cầu kỹ thuật (2012), Bộ Khoa học Công nghệ, Hà Nội 12 TCVN 5574:2012 – Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế (2012), Bộ Khoa học Công nghệ, Hà Nội 13 Viện Vật liệu xây dựng – Bộ xây dựng (2015), Dự án Tăng cường sản xuất sử dụng gạch không nung Việt Nam, Bộ khoa học Công nghệ, Hà Nội Tiếng Anh 14 A.K Marunmale, A.C Attar (2014), “Designing, Developing and Testing of Cellular Lightweight Concrete Brick (CLC) Wall built in Rat-Trap bond”, Current Trends in Technology and Science, ISSN: 2279-0535, Volume 3, Issue 15 NEOPOP® (2014), CLC (Cellular Lightweight Concrete) – The Absolute GREEN Cellular Lightweight Concrete, Al Ruwad Leycochem LEYDE – Iraq 16 Stefan Schnitzler (2006), “Sustainability and Built Environment”, UC Davis Extension, Autoclaved Aerated Concrete as a Green Building Material, USA 57 ... SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG CHO NHÀ MÁY XI MĂNG TRUNG SƠN – LƯƠNG SƠN – HÒA BÌNH 43 3.3.1 Quy trình sản xuất gạch không nung từ phế thải chứa đất 43 3.3.2 Quy trình sản xuất gạch không nung từ. .. nghệ sản xuất nhà máy xi măng Trung Sơn 31 Hình 3.5 – Một phần nhà máy xi măng Trung Sơn 34 Hình 3.6 – Quy trình sản xuất gạch không nung từ phế thải chứa đất cho nhà máy xi măng Trung Sơn. .. HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  HOÀNG CẦM NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG TỪ NGUỒN PHẾ LIỆU CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG TRUNG SƠN – LƯƠNG SƠN – HÒA BÌNH Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường