NGHIÊN cứu đa DẠNG hóa màu sắc sản PHẨM GẠCH COTTO TRÊN cơ sở NGUỒN NGUYÊN LIỆU địa PHƯƠNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG ANH HOÀN NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG HÓA MÀU SẮC SẢN PHẨM GẠCH COTTO TRÊN CƠ SỞ NGUỒN NGUYÊN LIỆU ĐỊA PHƢƠNG CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VẬT LIỆU LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS HUỲNH ĐỨC MINH Hà Nội – Năm 2015 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto LỜI TÁC GIẢ Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc thầy hƣớng dẫn PGS.TS Huỳnh Đức Minh thầy cô Bộ môn CNVL Silicat trƣờng ĐHBK Hà Nội Trân trọng cảm ơn Công ty cổ phần Viglacera Hạ Long giúp đỡ, tạo điều kiện cho suốt thời gian học tập hoàn thiện luận văn Cũng xin chân thành cảm ơn Viện Đào tạo sau Đại học - Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội quan tâm, tạo điều kiện cho suốt thời gian học tập hoàn thiện luận văn Cuối xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình, đồng nghiệp bạn bè giúp đỡ, động viên tạo điều kiện cho hoàn thành tốt luận văn Trong thực đề tài, cố gắng tổng hợp kiến thức học tham khảo số tài liệu chuyên môn để nhằm đạt đƣợc kết tốt Tuy nhiên, đề tài không tránh khỏi thiếu sót kính mong quý thầy cô, bạn bè đóng góp thêm ý kiến quý báu để đề tài đƣợc hoàn thiện Hà Nội, ngày tháng .năm 2015 Học viên Hoàng Anh Hoàn Hoàng Anh Hoàn Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto MỤC LỤC MỞ ĐẦU PHẦN I: TỔNG QUAN BẢN CHẤT CHUNG VỀ MÀU, MÀU CỦA VẬT CHẤT: 1.1 Bản chất màu sắc: 1.2 Mối quan hệ bƣớc sóng ánh sáng bị hấp thu màu sắc vật thể: 1.2.1 Sự hấp thụ chọn lọc ánh sáng vật thể có màu: 1.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN MÀU SẮC VẬT THỂ 1.3.1.Trạng thái tồn vật chất: 1.3.2.Sự phân cực phân tử: 1.3.3.Trang thái oxi hóa ion kim loại hợp chất màu vô cơ: 1.3.4 Bảng màu tự nhiên 1.5 Phƣơng pháp đo màu: KHÁI NIỆM VÀ TIÊU CHUẨN CỦA GẠCH COTTO: 11 2.1 Khái niệm: 11 2.2 Tiêu chuẩn lý, hóa sản phẩm gạch cotto 12 2.3 GIỚI THIỆU DÂY CHUYỀN & NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT GẠCH COTTO: 13 2.3.1 Giới thiệu dây chuyền sản xuất 13 2.3.2 Nguyên liệu sản xuất gạch Cotto: 15 2.3.2.1 Nguyên liệu dẻo: 16 2.3.2.2 Nguyên liệu gầy 19 2.3.2.3 Bột màu sử dụng gốm sứ[9]: 20 2.3.2.4 Phân loại chất màu gốm sứ: 20 2.3.2.5 Hợp chất màu vô [9]: 22 2.4 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN MÀU SẮC CỦA GẠCH COTTO 26 2.4.1 Ảnh hƣởng thành phần hóa phối liệu đến màu sắc gạch Cotto: 26 2.4.1.1 Các trình hóa lý sảy nung sản phẩm: 26 Hoàng Anh Hoàn Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto 2.4.1.2 Ảnh hƣởng vật liệu (đất sét): 28 2.4.1.3 Ảnh hƣởng oxit tạo màu: 28 2.5 Ảnh hƣởng chế độ nung sản phẩm: 28 PHẦN II: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ NGHIÊN CỨU 32 2.1 MỤC TIÊU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1.1 Mục tiêu: 32 2.1.2 Phƣơng pháp xác định tính chất mẫu nghiên cứu 33 2.1.2.1 Xác định độ bền uốn 33 2.1.2.2 Xác định độ co ngót sau nung 33 2.1.2.3 Xác định độ hút nƣớc 33 2.2 PHƢƠNG PHÁP CHUẨN BỊ MẪU NGHIÊN CỨU 34 2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu nghiên cứu 34 2.2.2 Gia công nguyên liệu 34 2.2.3 Tạo mẫu nghiên cứu 35 PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU & THẢO LUẬN 35 3.1 Bài phối liệu sản xuất màu đỏ truyền thống nhà máy 35 3.2 Nguyên liệu sử dụng nghiên cứu đa dạng hóa màu sắc sản phẩm 36 3.3 Nghiên cứu đa dạng màu sắc sản phẩm 37 3.3.1 Nghiên cứu sản xuất sản phẩm màu xám khói 37 3.3.1.1 Màu sắc tính chất lý mẫu thí nghiệm nghiên cứu 39 3.3.1.2 Các tính chất lý mẫu nghiên cứu 41 3.3.2 Nghiên cứu sản xuất sản phẩm màu đen nâu socola 44 3.3.2.1 Màu sắc tính chất lý mẫu thí nghiệm nghiên cứu 45 3.3.2.2 Các tính chất lý mẫu nghiên cứu 48 2.3.3.3 Nghiên cứu sản xuất sản phẩm màu vàng kem 51 3.3.3.1 Màu sắc tính chất lý mẫu thí nghiệm nghiên cứu 52 3.3.3.2 Các tính chất lý mẫu nghiên cứu 53 PHẦN IV: KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 CÁC PHỤ LỤC 61 Hoàng Anh Hoàn Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1: Thành phần hóa loại nguyên liệu: 36 Bảng 2: Diễn biến màu sắc loại nguyên liệu nung nhiệt độ khác nhau: 37 Bảng 3: Các phối liệu đƣợc lựa chọn để nghiên cứu 38 Bảng 4: Thành phần hóa phối liệu 38 Bảng 5: Vùng nhiệt độ cao đƣờng cong nung 39 Bảng 6: Kết kiểm tra màu sắc mẫu thí nghiệm nghiên cứu lò công nghiệp 40 Bảng 7: Màu sắc mẫu nhiệt độ nung 11800C đo thiết bị xác định thông số màu NF 333 40 Bảng 8: Kết kiểm tra độ kết khối mẫu thí nghiệm nghiên cứu lò công nghiệp 41 Bảng 9: Các phối liệu đƣợc lựa chọn để nghiên cứu 44 Bảng 10: Thành phần hóa phối liệu 45 Bảng 11: Kết kiểm tra màu sắc mẫu thí nghiệm nghiên cứu lò công nghiệp 46 Bảng 12: Màu sắc mẫu nhiệt độ nung 11800C đo thiết bị xác định thông số màu NF 333 47 Bảng 13: Kết kiểm tra độ kết khối mẫu thí nghiệm nghiên cứu lò công nghiệp 48 Bảng 14: Các phối liệu đƣợc lựa chọn để nghiên cứu 51 Bảng 15: Thành phần hóa phối liệu 52 cao 53 Bảng 16: Kết kiểm tra màu sắc mẫu thí nghiệm nghiên cứu lò công nghiệp 53 Bảng 17: Kết kiểm tra độ kết khối mẫu thí nghiệm nghiên cứu lò công nghiệp 54 Hoàng Anh Hoàn Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto DANH MỤC ĐỒ THỊ Biểu đồ - Đƣờng cong nung tƣơng ứng với modul có nhiệt độ nung cao 39 Biểu đồ - Đồ thị màu sắc – độ chói phụ thuộc hàm lƣợng oxit mangan nhiệt độ nung 1180oC 41 Biểu đồ 3: Kết độ co mẫu thí nghiệm – màu xám khói 42 Biểu đồ 4: Kết độ hút nƣớc mẫu thí nghiệm– màu xám khói 42 Biểu đồ 5: Kết độ độ bền uốn mẫu thí nghiệm – màu xám khói 43 Biểu đồ 6: Đƣờng cong nung tƣơng ứng với modul có nhiệt độ nung cao 46 Biểu đồ - Đồ thị màu sắc – độ chói phụ thuộc hàm lƣợng oxit mangan nhiệt độ nung 1160oC 48 Biểu đồ 8: kết thí nghiệm độ co trung bình mẫu thí nghiệm – màu socola 49 Biểu đồ 9: Kết thí nghiệm độ hút nƣớc trung bình mẫu thí nghiệm – màu socola 49 Biểu đồ 10: Kết thí nghiệm cƣờng độ trung bình mẫu thí nghiệm – màu socola 50 Biểu đồ 11: Đƣờng cong nung tƣơng ứng với modul có nhiệt độ nung cao 53 Biểu đồ 12: Kết thí nghiệm độ co mẫu thí nghiệm – màu vàng kem 52 Biểu đồ 13: Kết thí nghiệm độ hút nƣớc mẫu thí nghiệm – màu vàng kem 55 Biểu đồ 14: Kết thí nghiệm độ bền uốn mẫu thí nghiệm – màu vàng kem 55 Hoàng Anh Hoàn Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Mô tả hệ toạ độ màu Hunter (L,a,b) 11 Hình 2: Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch Cotto 14 Hình Mạng lƣới caolinit (theo Gruner) 17 Hình Mạng lƣới mônmôrilônit 18 Hình Biểu đồ nâng hạ nhiệt 29 Hoàng Anh Hoàn Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto MỞ ĐẦU Theo báo cáo Hội thảo quốc tế ngành vật liệu xây dựng Việt Nam báo cáo thị trƣờng Tổng công ty Viglacera, (2015) giới có khoảng 45 tập đoàn sản xuất gạch ốp lát với công suất thiết kế khoảng tỷ m2/năm; nƣớc có khoảng 60 Công ty gạch ốp lát hoạt động, với công suất thiết kế khoảng 450 triệu m2/năm, sản lƣợng khoảng 310 triệu m2 tiêu thụ nội địa khoảng 250 triệu m2 Hiện nay, doanh nghiệp Việt Nam phải cạnh tranh bất lợi với với loại gạch ngoại có xuất xứ từ châu Âu (Italia, Tây Ban Nha, Đức ) đặc biệt gạch Trung Quốc, Thái Lan giá rẻ tràn ngập không thành phố lớn nhƣ TPHCM, Hà Nội …mà thâm nhập vùng thôn quê Khiến cạnh tranh nội địa vốn liệt, lại liệt Là đơn vị sản xuất, kinh doanh sản phẩm ốp lát nhƣ gạch Cotto, đƣơng nhiên phải đƣơng đầu với khó khăn Để tồn phát triển môi trƣờng sản xuất kinh doanh nhƣ nay, buộc phải tìm cách tăng khả cạnh tranh cho sản phẩm Một hƣớng để tăng khả cạnh tranh đa dạng hóa màu sắc sản phẩm, giai đoạn sản phẩm gạch Cotto đơn điệu màu sắc (chỉ với màu đỏ truyền thống) Nhận thức rõ tầm quan trọng việc đa dạng hóa màu sắc sản phẩm nhƣ nêu trên, nên đề tài đƣợc lựa chọn “Nghiên cứu đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto dựa nguồn nguyên liệu địa phƣơng” Hoàng Anh Hoàn Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto PHẦN I: TỔNG QUAN CƠ SỞ KHOA HỌC 1.BẢN CHẤT CHUNG VỀ MÀU, MÀU CỦA VẬT CHẤT: Cách 4000 năm ngƣời Ai Cập tìm đƣợc bốn màu đỏ: ocrơ nung, thần sa hai thuốc nhuộm đỏ hữu đỏ chàm đỏ tía Nghiên cứu di tích cổ, ngƣời ta thấy thuốc nhuộm đỏ, ngƣời Ai Cập biết thuốc nhuộm màu xanh chàm xanh lục Họ coi trộn lẫn ánh sáng bóng tối Ở Nga, nhà chép sử, họa sĩ ngƣời chép viết tay, từ kỷ 11 có màu phong phú để tô màu chữ hoa, tiết đầu chƣơng nhƣng họ không giải thích đƣợc nguồn gốc màu sắc Đến kỷ 16 ngƣời ta phát màu sắc liền với ánh sáng, ánh sáng màu sắc Ngƣời thực khám phá bí mật màu sắc nhà khoa học Anh Newton vào cuối kỷ 17 Thay cho truyền thuyết trừu tƣợng trƣớc đó, ông đƣa giả thiết dựa vào quan sát thí nghiệm Theo ông, màu sắc tượng tổng hợp liên quan đến ánh sáng Ánh sáng, vật thể thị giác nguồn gốc màu sắc [8] Màu sắc mà cảm nhận đƣợc kết trình sau: + Quá trình tƣơng tác dao động điện từ tạo tia sáng với phần tử chất + Quá trình hấp thu có chọn lọc sóng ánh sáng, đặc điểm cấu trúc phân tử định + Quá trình tác động tia sáng đƣợc phản chiếu hay xuyên qua chất lên võng mạc hay lên dụng cụ quang học có khả phân biệt màu sắc 1.1.Bản chất màu sắc: Màu sắc bao gồm: Hoàng Anh Hoàn Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto + Sắc thái màu (đơn màu): màu đặc trƣng nhƣ xanh, đỏ, tím, vàng… + Tông màu: sƣ biến đổi phạm vi đơn màu, thí dụ, xanh gồm: lục (lá non hay màu nõn chuối), xanh thẫm (lá già)… + Cƣờng độ màu: khả phát màu hay khiết đơn màu Lý thuyết chất màu màu sắc mà mắt ta phân biệt đƣợc vật chất hấp thụ ánh sáng cách chọn lọc Sở dĩ vật chất hấp thụ ánh sáng có chọn lọc cấu trúc hình học thân định tức dạng liên kết hóa học vật chất, nguyên tố định Trong thực tế, vật dù có màu sắc bật, không cảm nhận đƣợc ánh sáng, “không có ánh sáng vật tối đen” Do vậy, màu sắc, ánh sáng thị giác liền với [8] Ánh sáng nhìn thấy đƣợc bao gồm dãy tia sáng có bƣớc sóng từ 380 – 760 µm Những tia sáng không trông thấy có bƣớc sóng ngắn 380 µm gọi tia tử ngoại có bƣớc sóng dài 760 µm đƣợc gọi tia hồng ngoại Mỗi tia sáng có bƣớc sóng xác định nằm phổ ánh sáng thấy đƣợc cho ta màu đơn sắc Ánh sáng trắng tổ hợp bảy màu: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím đƣợc xếp theo thứ tự giảm dần bƣớc sóng Màu chất đƣợc thu nhận màu phụ với màu mà chất hấp thu 1.2 Mối quan hệ bƣớc sóng ánh sáng bị hấp thu màu sắc vật thể: Bƣớc sóng Năng lƣợng Màu ánh Màu vật thể vạch hấp thu (KJ/mol) sáng hấp thu 400 – 435 299 – 274 Tím Lục – vàng 435 – 480 274 – 247 Lam Vàng 480 – 490 249 – 244 Lam – lục nhạt Da cam (µm) Hoàng Anh Hoàn Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hoàng Anh Hoàn Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto 69 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto Nguyên liệu đất sét Hà Khẩu trắng Hoàng Anh Hoàn 70 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hoàng Anh Hoàn Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto 71 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hoàng Anh Hoàn Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto 72 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto Nguyên liệu Oxit Sắt Hoàng Anh Hoàn 73 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto Nguyên liệu Oxit Mangan Hoàng Anh Hoàn 74 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto Quartz: SiO2: ~ 9% Pyrolusite: MnO2: ~ 63% Ramsdellite: MnO2: ~ 5% Todorokite: Mn6O12(H2O)4.16: ~ 8% Pha vô định hình: ~ 15% Hoàng Anh Hoàn 75 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto Kết phân tích thành phần khoáng màu Socola 10/3/2015 17/3/2015 Hoàng Anh Hoàn 76 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto Nâu đen (Socola) Hoàng Anh Hoàn 77 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto Kết phân tích thành phần khoáng màu Kem vàng Kem vàng 10/3/2015 17/3/2015 Hoàng Anh Hoàn 78 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto Kem vàng Hoàng Anh Hoàn 79 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto Kết phân tích thành phần khoáng màu Xám khói Xám khói 10/3/2015 17/3/2015 Hoàng Anh Hoàn 80 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto Xám khói FileXam khoi Hoàng Anh Hoàn 81 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto 10 Nguyên liệu sa mốt gạch Hoàng Anh Hoàn 82 Lớp: 12BVLPK - KT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto 11 Nguyên liệu sa mốt trang trí Hoàng Anh Hoàn 83 Lớp: 12BVLPK - KT ... phối liệu sản xuất màu đỏ truyền thống nhà máy 35 3.2 Nguyên liệu sử dụng nghiên cứu đa dạng hóa màu sắc sản phẩm 36 3.3 Nghiên cứu đa dạng màu sắc sản phẩm 37 3.3.1 Nghiên cứu sản xuất... tầm quan trọng việc đa dạng hóa màu sắc sản phẩm nhƣ nêu trên, nên đề tài đƣợc lựa chọn Nghiên cứu đa dạng hóa màu sắc sản phẩm gạch Cotto dựa nguồn nguyên liệu địa phƣơng” Hoàng Anh Hoàn Lớp:... sản phẩm Một hƣớng để tăng khả cạnh tranh đa dạng hóa màu sắc sản phẩm, giai đoạn sản phẩm gạch Cotto đơn điệu màu sắc (chỉ với màu đỏ truyền thống) Nhận thức rõ tầm quan trọng việc đa dạng hóa