Nghiên cứu sử dụng tro bay thay thế một phần đất sét trong phối liệu sản xuất gạch đất sét nung

MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Vài nét tình hình sản xuất gạch đỏ Việt Nam 1.2 Tiêu chuẩn gạch đỏ Việt Nam 1.2.1 Tiêu chuẩn đất sét làm gạch đỏ 1.2.2 Tiêu chuẩn TCVN 1451:1998 Gạch đất sét nung 1.3 Nguyên liệu để sản xuất gạch đỏ 1.3.1 Nhóm khoáng caolinit 1.3.2 Nhóm khoáng monmoriolit 1.3.3 Nhóm thủy mica 1.3.4 Các tạp khoáng nguyên liệu sét 1.3.3 Thành phần hạt 1.3.4 Độ dẻo 1.4 Công nghệ sản xuất gạch đất sét nung 1.5 Quá trình hoá lý nung gạch đỏ pha than Sự hình thành tính chất tro bay 14 2.1 Nguồn gốc hình thành tro bay 14 2.2 Tính chất tro bay 16 2.3 Tình hình nghiên cứu tro bay giới nước 17 Những ứng dụng tro bay 22 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 23 CHƯƠNG II KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 Các phương pháp xác định tính chất lý 25 Khảo sát tính chất nguyên liệu 27 2.1 Thành phần hoá 28 2.2 Thành phần khoáng 28 2.3 Thành phần hạt 30 2.4 Các tiêu lý nguyên liệu 32 Các phối liệu không pha phụ gia hoá dẻo 33 3.1 Xác định số dẻo 33 3.2 Cường độ gạch mộc 34 3.3 Xác định tiêu lý khác mẫu gạch 35 Các phối liệu pha phụ gia hoá dẻo 42 4.1 Tìm loại phụ gia thích hợp 43 4.2 Các phối liệu 44 Kết luận 51 Kiến nghị 52 Tài liệu tham khảo 53 Phụ lục 56 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Yêu cầu thành phần hóa Bảng 1.2 Yêu cầu thành phần hạt Bảng 1.3 Yêu cầu tiêu lý Bảng 1.4 Quy định mác độ bền nén gạch đặc Bảng 1.5 Phân loại thành phần hạt đất sét Bảng 1.6 Nguồn lượng Việt Nam Bảng 1.7 Nhà máy nhiệt điện Việt Nam Bảng 2.1 Kết phân tích thành phần hóa Bảng 2.2 Kết thành phần khoáng đất sét, tro bay Bảng 2.3 Kết phân tích thành phần hạt đất sét tro bay Bảng 2.4 Chỉ tiêu lý nguyên liệu Bảng 2.5 Các tiêu lý mẫu tro bay Bảng 2.6 Chỉ số dẻo phối liệu O, A, B, C Bảng 2.7 Cường độ uốn gạch mộc O, A, B, C Bảng 2.8 Các tiêu lý mẫu O, A, B, C Bảng 2.9 Thành phần khoáng Bentonite Bảng 2.10 Kết phân tích thành phần khoáng mẫu C (50% TB:50% ĐS) Bảng 2.11 Kết phân tích thành phần hóa Bentonit (%) Bảng 2.12 Chỉ số dẻo D pha phụ gia hoá dẻo Bảng 2.13 Chỉ số dẻo phối liệu D, E, F, G Bảng 2.14 Cường độ uốn gạch mộc phối liệu D, E, F, G Bảng 2.15 Kết tiêu lý phối liệu D, E, F, G DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Hình 1.2 Ảnh chụp kính hiển vi điện tử quét tro bay Hình 2.1- Biểu đồ phân tích thành phần hạt đất sét Hình2.2- Biểu đồ phân tích thành phần hạt tro bay Phả Lại Hình 2.3 Khuôn đóng mẫu Hình 2.4 Tủ sấy mẫu Hình 2.5 Mẫu sau nung để xác định độ co, độ xốp, độ hút nước Hình 2.6 Mẫu sau nung để xác định cường độ nén Đồ thị 2.1 Độ co sấy mẫu O, A, B, C Đồ thị 2.2 Độ co toàn phần mẫu O, A, B, C Đồ thị 2.3 Độ xốp mẫu O, A, B, C Đồ thị 2.4 Độ hút nước mẫu O, A, B, C Đồ thị 2.5 Cường độ nén gạch Đồ thị 2.6 Khối lượng thể tích mẫu O, A, B, C Đồ thị 2.7 Độ hút nước - nhiệt độ nung Đồ thị 2.8 Độ xốp mẫu D, E, G, H Đồ thị 2.9 Độ co sấy mẫu D, E, G, H Đồ thị 2.10 Độ co toàn phần mẫu D, E,F,G Đồ thị 2.11 Cường độ nén gạch Đồ thị 2.12 Khối lượng thể tích LỜI CAM ĐOAN Sau tháng nghiên cứu tài liệu tiến hành thí nghiệm Tôi hoàn thành luận văn thạc sĩ đề tài “Nghiên cứu sử dụng tro bay thay phần đất sét phối liệu sản xuất gạch đất sét nung” hướng dẫn PGS TS Huỳnh Đức Minh Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu đạt thực Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2010 Học viên: Nguyễn Thị Thu Huyền LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy Huỳnh Đức Minh, quan tâm tạo điều kiện Trung Tâm Gốm sứ Thủy tinh - Viện Vật liệu Xây dựng giúp hoàn thành luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu sử dụng tro bay thay phận đất sét phối liệu sản xuất gạch đất sét nung” Nhân dịp này, xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Bộ môn Công nghệ vật liệu Silicát, bạn bè, đồng nghiệp gia đình giúp hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2010 Học viên: Nguyễn Thị Thu Huyền CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Vài nét tình hình sản xuất gạch đỏ Việt Nam Việt Nam trình đô thị hoá mạnh mẽ với tỷ lệ dân cư thành thị chiếm khoảng (27-28)% tổng số dân nước Dự báo tỷ lệ tăng lên (40-55)% vào năm 2020 Vì nhu cầu nhà ở, cao ốc văn phòng, trung tâm thương mại, khách sạn, khu vui chơi giải trí, bênh viện, trường học tăng cao Điều đồng nghĩa với việc tăng tốc độ phát triển thị trường xây dựng thời gian tới Đây nhân tố thúc đẩy phát triển ngành xây dựng sản xuất loại vật liệu xây dựng như: gạch xây, gạch lát …Hiện gạch đất sét nung coi tám loại vật liệu xây dựng quan trọng nước ta Theo định hướng đến năm 2020 sản phẩm gạch đỏ toàn quốc đạt 31 tỷ viên/ năm Hiện nay, nguồn nguyên liệu để sản xuất gạch nung đất sét nguyên liệu phụ trợ than đá, phế thải công nghiệp, nông nghiệp khác mùn cưa, trấu,…Tuy nhiên loại phụ gia chiếm tỷ lệ nhỏ nên coi gần 100% nguyên liệu sản xuất gạch nung đất sét Bằng ước đoán tỉ lệ cho loại gạch, kích thước, độ rỗng, …có thể tính tiêu tốn nguyên liệu sét để sản xuất 1000 viên gạch 1,75m3 Năm 2010, sản lượng gạch khoảng 25 tỷ viên, lượng nguyên liệu sét khoảng 43.7 triệu m3 Với độ sâu khai thác trung bình khoảng 2m năm nước ta hàng ngàn hecta đất trồng trọt Đất sử dụng để sản xuất gạch chủ yếu từ mỏ sét, đất bãi ven sông, đất sản xuất nông nghiệp hiệu đất đồi Tuy nhiên, số nơi thiếu nguồn nguyên liệu nên phải sử dụng đất ruộng canh tác để sản xuất gạch Do đó, ảnh hưởng nhiều đến sản xuất nông nghiệp Nguyễn Thị Thu Huyền CNVL Silicat 2008-2010 Nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày trở nên cạn kiệt điều cần thiết sử dụng tiết kiệm tìm nguyên liệu thay nguyên liệu truyền thống, đặc biệt tái sử dụng cách hiệu phế thải công nghiệp đảm bảo chống ô nhiễm môi trường Việc nghiên cứu sử dụng tro bay nhiệt điện thay đến mức tối đa cho nguyên liệu truyền thống để sản xuất gạch đất sét nung nói riêng vật liệu xây dựng nói chung cần thiết 1.2 Tiêu chuẩn gạch đỏ Việt Nam 1.2.1 Tiêu chuẩn đất sét làm gạch đỏ Theo yêu cầu kỹ thuật, đất sét dùng để sản xuất gạch đặc đất sét dễ chảy, có nhiệt độ nung thích hợp không 10500C có thành phần hóa bảng 1.1, thành phần hạt bảng 1.2 tiêu lý bảng 1.3 Tiêu chuẩn đất sét đỏ để sản xuất gạch nung (TCVN 4344-4353- 1986) Bảng 1.1 Yêu cầu thành phần hóa Tên tiêu Mức % - Hàm lượng SiO2 58 - 72 - Hàm lượng Al2O3 10 - 20 - Hàm lượng Fe2O3 - 10 - Hàm lượng tổng kiềm thổ quy cacbonat (MgCO3 CaCO3) không lớn Bảng 1.2 Yêu cầu thành phần hạt Cỡ hạt ( mm) Mức % - Lớn 10 - Từ - 10 (hạt sỏi sạn), không lớn - Nhỏ 0,005 ( sét ) Nguyễn Thị Thu Huyền Không cho phép 12 22-32 CNVL Silicat 2008-2010 Bảng 1.3 Yêu cầu tiêu lý Tên tiêu Mức - Giới hạn bền kéo mộc trạng thái khô, 105 N/m2 - Độ hút nước nung nhiệt độ thích hợp (%) - Giới hạn bền nén sau nung nhiệt độ thích hợp, 2.5 - ,5 - 18 100 - 200 105 N/m2 1.2.2 Tiêu chuẩn TCVN 1451:1998 Gạch đất sét nung Gạch đất sét thường chế tạo từ loại đất sét dễ chảy, có hay phụ gia, tạo hình phương pháp đùn dẻo sau sấy nung Kích thước gạch phổ biến (220x 105x 60)mm Theo TCVN 1451- 1998, gạch đất sét sản xuất theo phương pháp đùn dẻo chia mác theo giới hạn độ bền nén bảng 1.4, tiêu lý Bảng 1.4 Quy định mác độ bền nén gạch đặc Mác gạch Độ bền nén 105 N/m2 Trung bình cho mẫu Nhỏ cho mẫu 200 200 150 150 150 125 125 125 100 100 100 75 75 75 50 50 50 35 Nguyễn Thị Thu Huyền CNVL Silicat 2008-2010 - Độ hút nước, (%), không lớn hơn: 16 - Khối lượng thể tích, ( g/cm3), không nhỏ hơn: 1,6 1.3 Nguyên liệu để sản xuất gạch đỏ [7] Trong sản xuất gạch ngói nguyên liệu chủ yếu thường dùng đất sét dễ chảy có hàm lượng Al2O3 thấp, hàm lượng tạp sắt kiềm kiềm thổ cao Thành phần đất sét khoáng alumosilicat ngậm nước (nAl2O3.mSiO2.pH2O) chúng tạo thành fenspat bị phong hóa Tùy điều kiện môi trường hóa học mà khoáng tạo có thành phần khác nhau, khoáng caolinit 2SiO2.Al2O3.2H2O, khoáng montmorilonit 4SiO2.Al2O3.nH2O, khoáng thuỷ mica K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O ba khoáng định tính chất đất sét độ dẻo, độ co, độ phân tán, khả chịu lửa… 1.3.1 Nhóm khoáng caolinit Nhóm gồm khoáng caolinit, dickit, nacrit, haloyzit mà đại diện caolinit haloyzit , công thức hóa học : Al2O3.2SiO2.2H2O Cấu trúc caolinit gồm lớp tứ diện [SiO4]và lớp gồm bát diện [AlO6] hai lớp tạo nên tập hở với chiều dày 7,21-7,25 A0 nhóm hydroxyl phân bố phía tập Phần tập có nhóm –OH với loại ion oxi làm nhiệm vụ lien kết tứ diện bát diện Tinh thể caolinit có dạng mỏng, lục giác, góc cạnh 1060 đến 1400, kích thước 0,1-0,3µm Trong cao lanh thứ sinh loại đất sét giàu caolinit, tinh thể caolinit có hình dạng không cân đối, rìa góc bị sứt vỡ kích thước nhỏ lục giác Caolinit có chủ yếu cao lanh Khoáng haloyzit có công thức hóa Al2O32SiO2 4H2O Haloyzit thường kèm với caolinit cao lanh Tinh thể haloyzit có dạng hình que, hình ống d:0,05- 0,2 µm Đôi tinh thể haloyzit tạo nên kết thể lộn xộn Haloyzit so với caolinit có độ mịn khả hấp phụ trao đổi ion lớn Nguyễn Thị Thu Huyền CNVL Silicat 2008-2010 nhiệt độ 1000oC đạt cao Bảng 2.9 cho thấy nung 950oC xuất khoáng thạch anh (13-15)%, Mullit (11-13)%, Maghemit γ- Fe2O3 (4-6)%, pha vô định hình nhiều Khi tăng nhiệt độ lên 1000oC, hàm lượng khoáng tương ứng tăng lên 12% Các khoáng đóng vai trò tạo khung cấu trúc nên tăng hàm lượng khoáng góp phần làm tăng cường độ nén mẫu gạch Khối lượng thể tích, g/cm3 Đồ thị 2.6 Khối lượng thể tích O, A, B, C 2.5 2.0 950 1.5 1000 1.0 1050 0.5 0.0 20 30 40 Tỷ lệ tro bay, % Nhận xét Đồ thị 2.6 thể ảnh hưởng hàm lượng tro bay đến khối lượng thể tích mẫu Khối lượng thể tích mẫu giảm dần tăng hàm lượng tro bay Ở 950oC, khối lượng thể tích O, A, B, C tương ứng 1.83; 1.70; 1.66; 1.63g/cm3 Ở nhiệt độ nung 950oC 1000oC mẫu O, A, B, C đạt tiêu chuẩn TCVN 1450:1998 Gạch rỗng đất sét nung Ở 950oC mẫu có màu đỏ hồng đẹp, không bị sứt vỡ Tuy nhiên, nung 1000oC mẫu già, màu từ đỏ hồng chuyển sang đỏ sẫm, nung nhiệt độ cao không kinh tế Vì vậy, nhiệt độ nung thích hợp khoảng < 970oC Các phối liệu pha phụ gia hoá dẻo Nguyễn Thị Thu Huyền 42 CNVL Silicat 2008-2010 4.1 Tìm loại phụ gia thích hợp Khi tiếp tục tăng hàm lượng tro bay phối liệu số dẻo giảm nhanh nên không tạo hình phương pháp đùn dẻo Như phải dùng phương pháp tạo hình khác phương pháp hoá học để tăng độ dẻo cho phối liệu Đề tài sử dụng phương pháp hoá học để cải thiện độ dẻo phối liệu Sử dụng phụ gia sau: thuỷ tinh lỏng, mật rỉ đường Bentonite Trước hết đánh giá ảnh hưởng phụ gia đến D (hàm lượng tro bay 50%) Ký hiệu sử dụng phụ gia thuỷ tinh lỏng DT1, DT2 , DT3 với hàm lượng thuỷ tinh lỏng 0.5; 1.0; 1.5% khối lượng Thuỷ tinh lỏng có khối lượng thể tích 1.41g/cm3 Ký hiệu sử dụng phụ gia mật rỉ đường DR1, DR2, DR3 với hàm lượng sử dụng 5; 10; 15% khối lượng Mật rỉ đường có khối lượng thể tích 1.21g/cm3 Ký hiệu sử dụng phụ gia Bentonite D1, D2, D3 với hàm lượng sử dụng 2; 4; 6% khối lượng Kết phân tích số dẻo thành phần khoáng, hoá Bentonite Bảng 2.10 Thành phần khoáng Bentonite (Đươc kiểm tra Viện Địa chất khoáng sản) STT Thành phần khoáng Monmorilonit Illite Caolinit Clorit Thạch anh Felspat Gơtit Khoáng vật khác Nguyễn Thị Thu Huyền Công thức khoáng Thành phần (%) (Na,Ca)0.3(Al,Mg)2Si4O10.xH2O 50 - 52 KAl2Si3AlO10(OH)2 6-8 Al2Si2O5(OH)4 7-9 Mg2A3(Si3Al)O10(O)8 4-6 SiO2 12 - 14 (Na,Ca)Al(Si,Al)3O8 3-5 +3 Fe O(OH) 5-7 - 43 CNVL Silicat 2008-2010 Bảng 2.11 Kết phân tích thành phần hóa Bentonite (%) (Đươc kiểm tra Viện Địa chất khoáng sản) Tên phụ gia Bentonite SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 SO3 50.52 14.22 2.52 4.23 10.82 - Na2O K2O TiO2 MKN 2.69 1.53 - 13.19 Chỉ số dẻo: 160.42 Bảng 2.12 Chỉ số dẻo D (50% tro bay: 50% đất sét) pha phụ gia hoá dẻo (Đươc kiểm tra Trung tâm KT Địa chất Kiểm định chất lượng công trình) Phụ gia Thuỷ tinh lỏng Phụ gia mật rỉ đường Phụ gia Bentonite Ký hiệu Chỉ số dẻo Ký hiệu Chỉ số dẻo Ký hiệu Chỉ số dẻo DT1 5.37 DR1 9.15 D1 9.87 DT2 4.92 DR2 8.44 D2 10.36 DT3 3.79 DR3 6.97 D3 12.83 Nhận xét Từ kết phân tích thành phần khoáng cho thấy mẫu Bentonite có khoáng monmorilonite (50%-52%) Đây loại khoáng có khả trương nở thể tích lớn nên số dẻo lớn 160.42 (gấp 10 lần số dẻo mẫu đất sét) Khi pha vào phối liệu giúp cải thiện độ dẻo Như trình bày phần trên, phối liệu cần có số dẻo > 10 để đảm bảo tạo hình phương pháp đùn dẻo Qua bảng kết số dẻo cho thấy phụ gia Bentonite hoàn toàn đáp ứng điều Chọn phụ gia Bentonite phụ gia hoá dẻo cho phối liệu có hàm lượng tro bay ≥ 50% 4.2 Các phối liệu Nguyễn Thị Thu Huyền 44 CNVL Silicat 2008-2010 Tiến hành thí nghiệm phối liệu D1, E1, F1, G1 sử dụng 2% Bentonite; D2, E2, F2, G2 sử dụng 4% Bentonite D3, E3, F3, G3 sử dụng 6% Bentonite Ký hiệu, tỷ lệ phối trộn tro bay, đất sét số dẻo trình bày bảng 2.13 Bảng 2.13 Chỉ số dẻo phối liệu D, E, F, G (Đươc kiểm tra Trung tâm KT Địa chất Kiểm định chất lượng công trình) Ký hiệu Tỷ lệ tro bay:đất sét Chỉ số dẻo (IP) Ký hiệu Tỷ lệ tro bay:đất sét Chỉ số dẻo (IP) D1 50:50 9.87 F1 70:30 7.29 D2 50:50 0.36 F2 70:30 8.74 D3 50:50 12.83 F3 70:30 11.50 E1 60:40 7.66 G1 80:20 5.22 E2 60:40 9.00 G2 80:20 8.52 E3 60:40 12.49 G3 80:20 11.43 Qua bảng 2.13 cho thấy số dẻo D1, D2, D3 tăng dần tăng hàm lượng phụ gia hoá dẻo từ 2% đến 4% 6% Kết tương tự E, F, G Các phối liệu D3, E3, G3, F3 có số dẻo IP > 10 phù hợp để tạo hình phương pháp đùn dẻo Các phối liệu tiếp tục nghiên cứu, xác định tiêu lý mẫu sau nung 4.2.1 Cường độ uốn gạch mộc Bảng 2.14 Cường độ uốn gạch mộc phối liệu D3, E3, F3, G3 Ký hiệu Tỷ lệ khối lượng tro bay: đất sét Cường độ gạch mộc (kg/cm2) D3 50:50 12.72 E3 60:40 11.69 F3 70:30 11.65 G3 80:20 9.86 Nguyễn Thị Thu Huyền 45 CNVL Silicat 2008-2010 Nhận xét (Kết cường độ uốn gạch mộc giá trị trung bình mẫu thí nghiệm) Qua bảng 2.14 cho thấy cường độ uốn gạch mộc giảm dần tăng dần hàm lượng tro bay giảm dần hàm lượng chất liên kết (đất sét) Cường độ mộc G3 thấp (9.86 kg/cm2) thoả mãn tiêu chuẩn (cường độ mộc > 8.5 kg/cm2) để vận chuyển trình sản xuất 4.2.2 Các tiêu lý Bảng 2.15 Kết tiêu lý mẫu D3, E3, F3, G3 Ký hiệu D3 E3 F3 G3 Tỷ lệ Tro bay: Đất sét 50:50 60:40 70:30 80:20 Nhiệt độ nung, o C Độ co Co toàn sấy, % phần, % Độ xốp, % Độ hút nước, % Khối lượng thể tích, g/cm3 Cường độ nén, MPa 980 3.46 6.67 36.03 22.6 1.63 17.50 1030 3.46 31 17.83 1.75 40.00 1080 3.46 9.9 23.11 3.41 2.24 980 2.92 6.1 39.5 27.11 1.49 15.45 1030 2.92 7.32 37.22 24 1.58 32.32 1080 2.92 8.54 25.32 8.3 2.15 980 2.71 5.32 41.32 29.11 1.4 13.00 1030 2.71 6.5 40 26.9 1.47 28.98 1080 2.71 7.88 28.34 11.51 1.94 980 2.46 5.04 42.3 32.05 1.25 12.71 1030 2.46 5.98 40.15 28.3 1.36 19.34 1080 2.46 6.88 30.56 13.51 1.85 Nguyễn Thị Thu Huyền 46 - - - - CNVL Silicat 2008-2010 Đồ thị 2.7 Độ hút nước- Nhiệt độ nung 35 Độ hút nước 30 25 980 20 1030 15 1080 10 50 60 70 80 Tỷ lệ tro bay Đồ thị 2.8 Độ xốp mẫu D3, E3, F3, G3 Độ xốp biểu kiến, % 45 40 35 30 25 20 15 10 980 1030 1080 50 60 70 80 Tỷ lệ tro bay, % Nguyễn Thị Thu Huyền 47 CNVL Silicat 2008-2010 Đồ thị 2.9 Độ co sấy mẫu D3, E3, F3, G3 Độ co sấy, % 3.5 2.5 110 1.5 0.5 50 60 70 80 Tỷ lệ tro bay, % Đồ thị 2.10 Độ co toàn phần mẫu D3, E3, F3, G3 12 Đ ộ co, % 10 980 1030 1080 50 60 70 80 Tỷ lệ tro bay, % Nguyễn Thị Thu Huyền 48 CNVL Silicat 2008-2010 Đồ thị 2.11 Cường độ nén gạch, MPa Cường độ nén, MPa 45 40 35 30 25 980 20 1030 15 10 50 60 70 80 Tỷ lệ tro bay, % Khối lượng thể tích, g/cm3 Đồ thị 2.12 Khối lượng thể tích 2.5 1.5 980 1030 1080 0.5 50 60 70 80 Tỷ lệ tro bay, % Nguyễn Thị Thu Huyền 49 CNVL Silicat 2008-2010 Nhận xét: Ở 980oC độ hút nước mẫu cao, D3, E3, F3, G3 có độ hút nước tương ứng 22.6; 27.11; 29.11; 32.05% Mẫu có độ hút nước cao có độ xốp lớn, phối liệu chứa nhiều tro bay, lượng nung lớn, độ co sấy nhỏ Khối lượng thể tích thấp nhiều so với gạch không trộn tro bay Cường độ nén mẫu nhỏ đạt 12.71 MPa nhiệt độ nung 980oC Như mẫu gạch đạt mác gạch lớn 100, đạt tiêu chuẩn cường độ gạch xây Theo tiêu chuẩn gạch đất sét nung, mẫu gạch D3, E3, F3, G3 không đạt yêu cầu độ hút nước đạt yêu cầu cường độ nén Do có độ hút nước lớn nên sử dụng loại gạch vị trí không tiếp xúc trực tiếp với môi trường nước vách ngăn nhà Khi tăng nhiệt độ nung lên 1030oC, cường độ nén mẫu tăng nhiều (khoảng 1.5 lần) nhiên nung nhiệt độ cao hiệu kinh tế không cao Khi tiếp tục tăng nhiệt độ, mẫu bị nung nhiệt nên có tượng quắt màu xỉn Nhiệt độ nung thích hợp cho mẫu D3, E3, F3, G3 từ 980oC đến 1030oC, mẫu có màu đỏ đẹp Các D3, E3, F3, G3 có nhiệt độ nung cao O, A, B, C hàm lượng tro bay tăng lên, nhiệt độ nung tăng Nguyễn Thị Thu Huyền 50 CNVL Silicat 2008-2010 KẾT LUẬN (1) Ở nhiệt độ nung 950oC 1000oC mẫu O, A, B, C đạt tiêu chuẩn TCVN 1451:1998 Gạch đất sét nung Ở 950oC mẫu có màu đỏ hồng đẹp, không bị sứt vỡ Tuy nhiên, nung 1000oC mẫu già, màu từ đỏ hồng chuyển sang đỏ sẫm, nung nhiệt độ cao không kinh tế Vì vậy, nhiệt độ nung thích hợp khoảng < 970oC (2) Khi tăng hàm lượng tro bay phối liệu, số dẻo phối liệu giảm nhanh Chỉ số dẻo mẫu O, A, B, C tương ứng 16.59; 14.01; 12.47; 11.53 Do phải sử dụng phụ gia hoá dẻo để thoả mãn yêu cầu phương pháp đùn dẻo Tìm loại phụ gia hoá dẻo thích hợp Bentonite Bentonite có số dẻo cao Là phụ gia vô không gây mùi độc hại, chứa hàm lượng khoáng monmorilonite lớn, giá thành không cao Hàm lượng Bentonite sử dụng thích hợp ≤ 6% (3) Qua nghiên cứu thấy rõ tro bay dùng làm nguyên liệu thay đất sét sản xuất gạch đất sét nung Với hàm lượng tro bay chiếm (10 - 40)% khối lượng không cần dùng phụ gia hoá dẻo Với hàm lượng tro bay chiếm (50 - 80)% khối lượng phải dùng phụ gia hoá dẻo (4) Nhiệt độ nung mẫu phối liệu sử dụng hàm lượng tro bay cao (50%; 60%; 70%; 80%) cao nhiệt độ nung mẫu phối liệu đất sét mẫu sử dụng tro bay với hàm lượng thấp (20%;30%;40%) Các mẫu phối liệu hàm lượng tro bay cao có nhiệt độ nung thích hợp khoảng từ 980oC đến 1030oC, mẫu hàm lượng tro bay thấp nhiệt độ nung thích hợp khoảng từ 950oC đến 1000oC (5) Tro bay phế thải nhà máy nhiệt điện nên sử dụng tro bay thay đất sét với hàm lượng lớn giúp tái sử dụng hiệu nguồn phế thải công nghiệp Giảm lượng đất sét sản xuất gạch tức giảm diện tích đất ruộng bị xâm lấn hàng năm Giảm diện tích kho bãi chứa phế thải tro bay Giảm ô nhiễm môi trường Nguyễn Thị Thu Huyền 51 CNVL Silicat 2008-2010 KIẾN NGHỊ Đây kết nghiên cứu bước đầu phòng thí nghiệm, đề tài nên tiếp tục kiểm nghiệm ứng dụng sản xuất công nghiệp Nguyễn Thị Thu Huyền 52 CNVL Silicat 2008-2010 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Công ty Nhiệt điện Cao Ngạn (2007), Nghiên cứu phương hướng sử dụng tro xỉ nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn [2] Lương Văn Đài, Vài nét ngành điện Việt Nam, tiềm kế hoạch khai thác thuỷ điện, www.vncold.vn [3] PTS Vũ Minh Đức (1999) Công nghệ gốm xây dựng, NXB Xây Dựng [4] PTS Vũ Minh Đức (2005), Đề tài nghiên cứu sản phẩm gốm tường theo công nghệ bán khô sử dụng tro bay nhiệt điện [5] Trần Thanh Giám ( 2001) Khoáng vật thạch học công trình, NXB xây dựng [6] PGS.TS Nguyễn Đăng Hùng, Th.S.Nguyễn Thành Đông (2010), “Quá trình hoá lý nung gạch đỏ pha than”, Tạp chí gốm sứ xây dựng, số 60, 36-39 [7] PGS TSKH Huỳnh Đức Minh, ThS Nguyễn Thành Đông ( 2009), Công nghệ gốm sứ ,NXB Khoa học kỹ thuật [8] Nguyễn Thị Ngọc (2010), Nghiên cứu thăm dò khả sử dụng tro bay để sản xuất gốm xây dựng [9] Phan Hữu Duy Quốc, “Phân tích việc sử dụng tro xỉ than thải từ nhà máy nhiệt điện Việt Nam” [10] Nguyễn Hữu Tài (2008), Nghiên cứu nâng cao chất lượng sản xuất gạch đỏ từ đất sét đồi lai châu, luận văn thạc sĩ công nghệ hóa học [11] Tổng công ty Thuỷ tinh Gốm xây dựng - Trường Đào tạo công nhân Bồi dưỡng cán VLXD (1999), Giáo trình kỹ thuật sản xuất vật liệu chịu lửa Nguyễn Thị Thu Huyền 53 CNVL Silicat 2008-2010 [12] TS Nguyễn Thanh Tùng (2009), “Nghiên cứu sử dụng tro bay nhiệt điện Phả Lại từ công nghệ tuyển công ty cổ phần Sông Đà 12- Cao Cường không qua khâu sấy để chế tạo bê tông chất lượng cao, bê tông tự đầm, bê tông bền sunfat” Tiếng Anh [13] ACI 232.2R-96 Use of fly ash in concrete [14] Aineto M, Acosta A, Iglesias I The role of a coal gasification fly ash as clay additive in building ceramic J Eur Ceram Soc 2006;26(16):3783–7 [15] Brent Omdahl, Nguyen Dzungand Jason Card, U S Ambasssy Hanoi Vietnam (2009), Vietnam’s coal mining, and coal- fired power generation [16] Biernacki JJ, Vazrala AK, Leimer HW Sintering of a class F fly ash Fuel 2008;87(6):782–92 [17] Donald L ewart, Jr., Marston & Marston, Southeast Asian Coal Developments World Coal, June 200 [28] Furlani E, Brückner S, Minichelli D, et al Synthesis and characterization of ceramics from coal fly ash and incinerated paper mill sludge Ceram Int 2007;34(8):2137–42 [19] Fuel 87 ( 2008) 1334- 1340 Characterization of sintered coal fly ashes [20] Gilbert JE, Mosset A Preparation of b-SiAlON from fly ashes Mater Res Bull 1998;33(1):117–23 [21] Jansen AAK, Hintzena HT, Metselaar R Ca-a/ß-sialon ceramics synthesised from fly ash-preparation, characterization and properties Mater Res Bull 2001;36(7–8):1215–30 [22] Kayali O Fly ash lightweight aggregates in high performance concrete Constr Buil [23] Lin KL Feasibility study of using brick made from municipal solid waste incinerator fly ash slag J Hazard Mater 2006;137(3):1810–6 [24] Leroy C Production of glass ceramic from coal ashes Journal of the European Ceramic Society 21 (2001) 195-202 [25] Mangialardi T Sintering of MSW fly ash for reuse as a concrete aggregate J Nguyễn Thị Thu Huyền 54 CNVL Silicat 2008-2010 Hazard Mater 2001;87(1–3):225–39 [26] Huang SC, Chang FC, Shang LL, et al Production of lightweight aggregates from mining residues, heavy metal sludge, and incinerator fly ash J Hazard Mater 2007;144(1–2):52–8 [27] Hoang Duong Tung(2008), Enviromental issues of thermal power plant [28] song Mu Effect of shale addition on properties of sintered coal fly ash Construction of building Material, 2010, pp 1-6 [29] Xu LL, Guo W, Wang T, et al Study on fired bricks with replacing clay by fly ash in high volume ratio Constr Build Mater 2005;19(3):243–7 [30] A Zimmer *, C.P Bergmann Fly ash of mineral coal as ceramic tiles raw material Federal University of Rio Grande Sul – UFRGS, Materials Ceramics Lab – LACER, Av Osvaldo Aranha, 99/705C,Porto Alegre – RS, ZIP Code 90035-190, Brazil Nguyễn Thị Thu Huyền 55 CNVL Silicat 2008-2010 PHỤ LỤC Các kết phân tích thành phần khoáng Kết phân tích thành phần khoáng mẫu đất sét Kết phân tích thành phần khoáng mẫu tro bay Kết phân tích thành phần khoáng mẫu phụ gia hoá dẻo Kết phân tích thành phần khoáng mẫu gạch C sau nung 950oC Kết phân tích thành phần khoáng mẫu gạch C sau nung 1000oC Nguyễn Thị Thu Huyền 56 CNVL Silicat 2008-2010 ... điểm ứng dụng tốt tiết kiệm lượng, phối liệu tro bay- shale kết khối tốt 1000oC, lưu 2h Xu [29] Nghiên cứu sử dụng tro bay thay đất sét sản xuất gạch nung với tỷ lệ thay cao” Nghiên cứu ảnh hưởng... [28] Nghiên cứu ảnh hưởng phụ gia shale đến tính chất kết khối tro bay Shale sử dụng thay đất sét phối liệu nung tro bay đất sét, có tính chất hóa lý tương tự đất sét Công trình nghiên cứu đặc... từ tro bay tương đương với gốm sialon tổng hợp từ đất sét oxit tinh khiết Nghiên cứu tro bay làm nguyên liệu gạch ceramic Zimmer [30] Nghiên cứu việc sử dụng tro bay làm nguyên liệu sản xuất gạch