Báo cáo khoa học nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của nhà máy đường vị thanh

Sơ đồ công nghệ sản xuất đường tại Nhà máy đường Vị Thanh được mô tả như sau: Theo Báo cáo hiện trạng môi trường của Nhà máy đường Vị Thanh năm 2007 thì trong bùn lọc hay bã bùn của Nhà

BÁO CÁO KHOA HỌC

ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT GẠCH THỨ CẤP TỪ

BÃ BÙN THẢI CỦA NHÀ MÁY ĐƯỜNG VỊ THANH”

I THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI

1 Tên đề tài: Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy

đường Vị Thanh

2 Mã số:

3.Thời gian thực hiện: tháng 09/2005 đến tháng 11/2007.

4 Cấp quản lý: Cấp tỉnh.

5 Kinh phí: 100.000.000 đ (Một trăm triệu đồng).

Trong đó, từ ngân sách sự nghiệp khoa học: 100.000.000 đồng

Địa chỉ cơ quan: KV3- P.5- Thị xã Vị Thanh - Tỉnh Hậu Giang

Địa chỉ nhà riêng: Số 38 - Nguyễn Công Trứ - Tx Vị Thanh - Hậu Giang.Điện thoại nhà riêng: 07113 877987

8 Cơ quan chủ trì đề tài: Trung tâm Thông tin và Ứng dụng KHCN.

Điện thoại: 07113 580787 Fax: 07113 870 561

Địa chỉ cơ quan: 255 – Đường Trần Hưng Đạo – Phường 5 - Thị xã VịThanh - Tỉnh Hậu Giang

II CÁC TỔ CHỨC VÀ CÁ NHÂN THAM GIA ĐỀ TÀI

Cán bộ tham gia nghiên cứu:

Mai Lương Quốc Doanh

Nguyễn Thị Kiều

Huỳnh Ngọc Yến

Đàm Thị Nhung

Huỳnh Tấn Vụ

Trung tâm TT & ƯDKHCN Hậu Giang

III MỞ ĐẦU

1 Sơ lược về địa điểm nghiên cứu

Nhà máy Đường Vị Thanh là một trong những nhà máy sản xuất đường lớncủa tỉnh và cả khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long với công suất hiện tại lên đến

3500 tấn mía cây trên ngày Nhà máy sản xuất với một công nghệ tương đối hiệnđại nhưng chưa khép kín Sơ đồ công nghệ sản xuất đường tại Nhà máy đường

Vị Thanh được mô tả như sau:

Theo Báo cáo hiện trạng môi trường của Nhà máy đường Vị Thanh năm

2007 thì trong bùn lọc (hay bã bùn) của Nhà máy là chất thải của công đoạn làm

Công đoạn ép mía

Công đoạn làm sạch nước mía

Công đoạn nấu đường

Hình 1: Sơ đồ công nghệ sản xuất đường tại Nhà máy Đường Vị Thanh

trong nước mía thô, chiếm khoảng 175 tấn/ngày Trong bùn lọc chứa nhiều chấthữu cơ (từ 25 – 50%) như protein, polysacarit, lipid … Ngoài ra, bùn lọc còn cócác hóa chất kết tủa như CaSO3, Ca3(PO4)2 … Với thành phần như vậy thì bùnthải là một hỗn hợp phức tạp khó phân hủy và gây mùi hôi làm ô nhiễm môitrường xung quanh Lượng bùn này được chứa riêng tại khu chứa bùn thải củađơn vị rộng khoảng 3 ha.

Vấn đề là bã bùn thải khi bị phân hủy bởi vi khuẩn thì sinh ra mùi hôi rấtnặng và khó chịu làm ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe của người dântrong khu vực nhà máy Ngoài ô nhiễm bởi mùi hôi, bã bùn còn là nguyên nhângây ô nhiễm không khí và nguồn nước trong khu vực

Trong những năm qua, nhà máy đã đầu tư máy móc, trang thiết bị nhằm tậndụng bã bùn để sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh, nhưng dự án này tỏ ra khônghiệu quả vì thiếu thị trường tiêu thụ đồng thời cũng không sử dụng hết lượng bãbùn đã thải ra Do vậy, vấn đề ô nhiễm cũng chưa được giải quyết triệt để

Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của nhà máy đường VịThanh là cách giải quyết vấn đề một cách căn cơ vì biến bã bùn thành nguyênliệu để sản xuất gạch, khắc phục triệt để tình trạng ô nhiễm môi trường do bãichứa bùn thải gây ra Hơn nữa, gạch là một mặt hàng dễ dàng tiêu thụ trên thịtrường, mà lợi thế của loại gạch được sản xuất từ bã bùn thải của nhà máy đường

Vị Thanh là do tận dụng được toàn bộ các phụ phế phẩm từ sản xuất lại thíchhợp hoàn toàn với công nghệ của nhà máy nên chi phí sản xuất rất thấp, tăng tínhcạnh tranh trên thị trường rất lớn

2 Sơ lược quá trình chế tạo gạch xây

Gốm xây dựng bao gồm rất nhiều loại với các công dụng và tính chất khácnhau, trong đó gạch xây là loại thông dụng nhất, có công nghệ sản xuất đơn giảnnhất Công nghệ sản xuất gạch bao gồm 5 giai đoạn:

+ Khai thác nguyên liệu;

+ Nhào trộn;

+ Tạo hình;

+ Phơi sấy;

+ Nung;

+ Làm nguội ra lò

a Khai thác nguyên liệu

Thông thường, nguyên liệu chính để sản xuất gạch là đất sét hoặc các chất

có thành phần sét dẻo Ngoài ra, tùy thuộc vào yêu cầu của sản phẩm, tính chấtcủa đất mà có thể dùng thêm các loại phụ gia phù hợp

Thành phần chính của đất sét là các khoáng alumôsilicat ngậm nước(nAl2O3.mSiO2.pH2O), chúng được tạo thành do fenfat bị phong hóa Tùy theođiều kiện môi trường mà các khoáng tạo ra có thành phần khác nhau, khoángcaolinit 2SiO2.Al2O3.2H2O và khoáng montmôrilonit 4SiO2.Al2O3.nH2O là 2khoáng quyết định những tính chất quan trọng của đất sét như độ dẻo, độ co, độphân tán, khả năng chịu lửa Đôi khi trong đất sét còn có cả khoáng dẻo halozit(2SiO2.Al2O3.4H2O)

Ngoài ra, trong đất sét còn chứa các tạp chất vô cơ và hữu cơ như thạch anh(SiO2), Cacbonat (CaCO3, MgCO3), các hợp chất sắt Fe(OH)3, FeS2, tạp chất hữu

cơ ở dạng than bùn, bitum Các tạp chất đều ảnh hưởng không tốt đến tính chấtcủa đất sét

Màu sắc của đất sét là do tạp chất vô cơ và hữu cơ quyết định, thường đấtsét có màu trắng, xám xanh, nâu, đen

Tính chất chủ yếu của đất sét bao gồm tính dẻo khi nhào trộn với nước, sự

co thể tích dưới tác dụng của nhiệt và sự biến đổi lý hóa khi nung Chính nhờ có

sự thay đổi thành phần khoáng vật trong quá trình nung mà sản phẩm gạch cótính chất khác hẳn tính chất của nguyên liệu ban đầu Sau khi nung thành phầnkhoáng cơ bản của vật liệu gốm là mulit (3Al2O3.2SiO2) Đây là khoáng làm chosản phẩm có cường độ cao và bền nhiệt

Trong quá trình sản xuất gạch, đôi khi người ta còn thêm vào các vật liệuphụ nhằm tăng chất lượng của gạch được sản xuất Một số vật liệu phụ thườngthấy như:

+ Vật liệu gầy pha vào đất sét nhằm giảm độ dẻo, giảm độ co sấy và nung.Vật liệu gầy thường là samốt, đất sét nung non, cát, xỉ hoạt hóa

+ Phụ gia cháy như: mùn cưa, bã giấy Các thành phần này có tác dụng làmtăng độ rỗng của sản phẩm gạch và quá trình gia nhiệt đồng đều hơn Các loạiphụ gia hoạt động bề mặt, đất sét có độ dẻo cao, đất bentonít đóng vai trò là phụgia tăng dẻo cho đất sét

+ Phụ gia hạ nhiệt độ nung: có tác dụng hạ thấp nhiệt độ kết khối làm tăngcường độ và độ đặc của sản phẩm Phụ gia hạ nhiệt độ nung thường dùng làfensfat, pecmatit, canxit, …

Đất được khai thác để làm gạch là loại đất sét tương đối ổn định Trước khikhai thác cần phải loại bỏ 0,3 – 0,4m lớp đất trồng trọt ở bên trên Việc khai thác

có thể dùng thủ công hoặc dùng máy ủi, máy đào, máy cạp Đất sét sau khi khaithác được ngâm ủ trong kho nhằm tăng tính dẻo và độ đồng đều của đất sét

b Nhào trộn nguyên liệu

Quá trình nhào trộn sẽ làm tăng tính dẻo và độ đồng đều cho đất sét, giúpcho việc sản xuất được dễ dàng và chất lượng sản phẩm tốt Trong nhào trộnthường dùng các loại máy cán thô, cán mịn, máy nhào trộn, máy 1 trục, 2 trục Trong quá trình nghiên cứu sản xuất gạch từ bã bùn thải của Nhà máyđường Vị Thanh, công đoạn nhào trộn nguyên liệu trải qua các quá trình sau:+ Quá trình loại bỏ các chất rắn có kích cỡ lớn (đá, sỏi, vụn than …): bã bùnđược sàng bằng loại rây sàng cát trong xây dựng Sau khi sàng xong ta sẽ có bãbùn tương đối mịn và xốp

+ Quá trình trộn đều bã bùn và đất sét: mục đích để đất sét thêm vào đượctrộn đều với bã bùn tạo sự đồng nhất trong nguyên liệu Dùng máy trộn vật liệuxây dựng để thực hiện công việc này

+ Quá trình nhào đất: được thực hiện bằng máy đùn đất Quá trình này giúphỗn hợp nguyên liệu (gồm bã bùn và đất sét) được liên kết chặt chẽ hơn nhằmtăng chất lượng gạch sản xuất.

c Tạo hình

Gạch được tạo hình bằng cách dùng máy ép lentô (máy đùn ruột gà).Nguyên liệu (đất) được nén dưới áp lực lớn và đi qua khuôn tạo hình gạch Chấtlượng viên gạch thành phẩm cũng được quyết định một phần rất lớn bởi máy đùngạch Nếu sử dụng máy đùn loại cũ hoặc thủ công thì bề mặt viên gạch kém nhẵnbóng, hai đầu gạch không đồng nhất, đặc biệt là có nhiều vết xước dọc theo cáccạnh làm cho chất lượng viên gạch không cao

Được biết hiện nay có một số loại máy đùn gạch được cải tiến hoặc côngnghệ mới hoàn toàn sẽ cho ra những viên gạch có bề ngoài nhẵn, bóng, đẹp, ítlỗi, nâng cao chất lượng viên gạch được sản xuất ra

Hình 2: Sản xuất gạch với nguyên liệu bã bùn bằng máy đùn ruột gà

d Phơi sấy

Gạch mộc sau khi tạo hình có độ ẩm rất lớn, nếu mang đi nung ngay gạch sẽ

bị nứt tách do mất nước đột ngột Vì vậy, phải phơi sấy để giảm độ ẩm cho gạchmộc và có độ cứng cần thiết để tránh biến dạng khi xếp vào lò nung

Nếu phơi gạch tự nhiên trong nhà giàn hay ngoài sân thì thời gian phơi mất

từ 10 đến 15 ngày (trong mùa nắng)

Nếu gạch được sấy bằng hơi nóng nhân tạo thì thời gian từ sấy đến khichuyển xếp vào lò nung mất từ 18 đến 24 giờ Việc sấy gạch bằng lò sấy giúpcho quá trình sản xuất được chủ động, không phụ thuộc vào thời tiết, năng suấtcao, chất lượng sản phẩm tốt

Đối với Nhà máy Đường Vị Thanh, khí nóng được thải ra sau quá trình sảnxuất (nhiệt độ dưới 750C) rất thích hợp để sấy gạch chủ động

e Nung và làm nguội

Đây là công đoạn quan trọng nhất quyết định chất lượng của gạch

Quá trình nung gồm các công đoạn:

+ Đốt nóng lò đến nhiệt độ 4500C, gạch bị mất nước, tạp chất hữu cơ bịcháy

+ Nung và giữ nhiệt: Nhiệt độ lên đến 10000 – 15000C, đây là quá trình biếnđổi của các thành phần khoáng tạo ra sản phẩm có cường độ cao, màu sắc đỏhồng

+ Làm nguội: quá trình làm nguội phải từ từ để tránh nứt tách sản phẩm.Khi ra lò, nhiệt độ của gạch khoảng 50 – 550C

Có 02 kiểu lò nung gạch đang được sử dụng phổ biến hiện nay là: lò giánđoạn và lò nung liên tục

Lò nung gián đoạn thường là loại lò thủ công, công suất nhỏ Trong lò này,gạch được nung thành từng mẻ Chất lượng gạch được sản xuất từ loại lò nàythường thấp và không đồng nhất

Lò nung liên tục thường được sử dụng là lò vòng (lò Hopman) và lòTuynen Gạch được xếp lò, nung và ra lò liên tục trong cùng một thời gian, do

đó, năng suất cao, hơn nữa, chế độ nhiệt lại được ổn định nên chất lượng sảnphẩm cao và đồng nhất.

Chất lượng gạch sản xuất ra phụ thuộc rất nhiều vào loại lò nung Trong đềtài này, do điều kiện Hậu Giang không phải là tỉnh phát triển về ngành sản xuấtgạch nên Ban chủ nhiệm đề tài đã chọn một lò nung thủ công quy mô nhỏ để sảnxuất nên chất lượng gạch chưa cao lắm

IV TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

Gạch là một vật liệu xây dựng phổ thông trên toàn thế giới Ở tất cả cácquốc gia, tùy vào điều kiện tự nhiên mà người ta nghiên cứu sản xuất gạch bằngnhiều loại nguyên liệu khác nhau, nhưng phổ biến nhất vẫn là đất sét nung

Ngày nay, dưới sức ép của vấn đề rác thải môi trường, người ta bắt đầunghiên cứu sản xuất các loại vật liệu xây dựng từ rác thải nhằm hạn chế việc khaithác các tài nguyên thiên nhiên, đồng thời giảm chi phí xử lý chất thải

1 Trên thế giới

Weng Huanxin, một giáo sư Đại học Chiết Giang, Trung Quốc đã phát triểnthành công phương pháp mới biến bùn thành những vật liệu không độc để làmgạch và xi măng với giá rẻ

Bùn đang trở thành mối đe dọa với hơn 700 thành phố của Trung Quốc Chỉriêng Bắc Kinh đã tạo ra hơn 1.000 tấn mỗi ngày, Thượng Hải 700 tấn và Thâm

Hình 3: Gạch làm từ bùn cống thải

Quyến là 300 tấn Ước tính bùn thải của Trung Quốc sẽ tăng trung bình 10 đến15% mỗi năm.

Hầu hết bùn được chất đống trong các bãi thải, chiếm diện tích lớn và có thểgây ô nhiễm Theo công nghệ mới của Weng, bùn sẽ được làm khô ở nhiệt độthấp, trong điều kiện đó các thành phần độc hại bị cố định vĩnh viễn và khôngbay hơi Sau đó bùn được nén thành các hạt rắn có kích cỡ hạt đậu

Các hạt này khi trộn với sét có thể được nung thành những viên gạch nhẹ

Vì mỗi hạt bùn chứa khoảng 1.500 kcal nhiệt, nên bản thân chúng sẽ góp phầnvào việc duy trì sự cháy và giúp tiết kiệm nhiên liệu nung gạch

Trong khi đó, các lỗ hổng nhỏ bên trong mỗi hạt bùn sau khi cháy sẽ giúplàm giảm trọng lượng của gạch và tăng khả năng chịu nén

2 Trong nước

Hình 4: Gạch làm từ đất sét, tro, mùn cưa + Chế tạo “gạch” cách nhiệt từ phế thải: Từ đất sét, tro, mùn cưa, xốppolystyron, nhóm nghiên cứu Đại học Xây dựng Hà Nội đã chế tạo thành cônggốm xốp cách nhiệt dùng xây nhà cao tầng Loại gốm xốp này có nhiều ưu điểm

so với vật liệu truyền thống, giá thành chỉ bằng 70% hàng nhập cùng loại và giúpgiữ sạch môi trường

Trong việc xây dựng nhà cao tầng, vật liệu truyền thống có khối lượng lớn,gây áp lực cho móng, kéo dài thời gian thi công, tốn kém Loại gốm xốp mới rađời không chỉ có tác dụng cách âm, cách nhiệt mà còn tiết kiệm xi măng, sắt thépcho các kết cấu dầm, cột, móng , nhờ đó giảm được khối lượng công trình, nângcao tốc độ xây dựng, năng suất lao động

Mặt khác, việc sử dụng phế thải để sản xuất gốm xốp vừa giúp làm sạchmôi trường vừa tiết kiệm được lượng đất sét đang ngày càng ít đi Gốm xốp mớicũng không cần sử dụng các nguyên liệu quý hiếm như điatômít, trêpen,vermiculít nên giảm được giá thành Mùn cưa và polystyron (tấm xốp lót tronghộp đựng TV, tủ lạnh ) tuy là một loại phế thải gây ô nhiễm môi trường nhưnglại rất tốt khi làm phụ gia trong quá trình sản xuất gốm xốp cách nhiệt

+ Sản xuất gạch lát nền từ chất thải: Từ các chất thải rắn do nhà máy chếbiến phế thải đô thị thành phố Việt Trì thải ra trong quá trình xử lý rác thải như:cát, sỏi, thủy tinh vụn dưới 1 cm … và các chất hữu cơ khác, nhóm nghiên cứucủa Xí nghiệp xây dựng Tuổi trẻ Thành phố Việt Trì đã nghiên cứu sản xuấtthành công gạch lát ngoài trời chất lượng cao dùng để lát công viên, đường phố,vỉa hè Chi phí và giá thành của một sản phẩm gạch từ rác thải giảm 30% so với

sử dụng các nguyên liệu khác

+ Sản xuất vật liệu xây dựng từ săm lốp thải: Từ các mẫu hỗn hợp gồm:cao-su phế thải và chất dẻo phế thải (săm lốp xe) đã nghiền nhỏ, chất hoá dẻo,bột đá, ZnO, Na2CO3, chất xúc tiến (theo một số công thức tỷ lệ khác nhau),nhóm nghiên cứu thuộc Bộ môn Hóa – Đại học Hàng hải đã được thử nghiệmsản xuất gạch lát đường và bê – tông xây dựng cho kết quả tương đương với cácmẫu bê tông đối chứng

Cách thức sản xuất như sau: Lốp các loại, săm, các chi tiết, dụng cụ bằngcao-su phế thải sau khi tách kim loại sẽ được nghiền nhỏ bằng các máy nghiềntrong nước đến kích thước khoảng 0,5x0,5cm Các loại chất dẻo thải đã được rửasạch và phơi khô cũng được nghiền nhỏ đến kích thước đó rồi đưa trộn lẫn cao-

su và chất dẻo theo tỷ lệ khối lượng thích hợp Các chất phụ gia, xúc tiến theocông thức pha chế trên cũng được cho cả vào nồi nấu là một thùng bằng thépkích cỡ tuỳ công suất thiết kế, đặt cố định trên bếp đun bằng than Hệ thống này

có thể đặt trên xe cơ động Phía trên nắp nồi nấu có ống khói Phía dưới là cửalấy sản phẩm Trong lòng nồi có thanh khuấy bằng thép Hỗn hợp được đun nóng

và khuấy trộn đều đến khi thành khối nhão sẽ được thêm một lượng nhỏ nhựađường (0,5-0,7% khối lượng) rồi đun tiếp đến khi chuyển thành một khối nhãotương đối đồng nhất Sau đó đổ khuôn và chờ nguội là đã có thành phẩm.

Theo Ashui.com, Thời báo Kinh tế Việt Nam

+ Làm gạch từ rác thải y tế:

Hình 5: Rác thải y tế và gạch làm từ rác thải y tế Công ty Công trình đô thị Hà Nội đã nghiên cứu và sản xuất gạch thànhcông các loại gạch lát nền, xây tường bao an toàn và tiết kiệm

Quy trình sản xuất như sau: Rác thải y tế các loại được đưa vào lò đốt ởnhiệt độ trên 11000C cho ra những viên xỉ, sau đó đóng những viên xỉ thành gạch

V VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Vật liệu nghiên cứu

Vật liệu nghiên cứu chính là bã bùn thải từ sản xuất đường của nhà máyđường Vị Thanh Vật liệu phụ là đất sét tại khu vực.

Nội dung nghiên cứu chủ yếu là thành phần của các chất có trong hỗn hợpbùn thải Với thành phần này có thích hợp để làm gạch hay không? Cần phảithêm đất sét với tỷ lệ như thế nào cho phù hợp nhằm sản xuất được gạch đạt tiêuchuẩn Việt Nam?

2 Phương pháp nghiên cứu

- Tiếp cận nghiên cứu: thu thập các tài liệu nghiên cứu trong và ngoài nước

về sản xuất gạch từ nhiều loại vật liệu - đặc biệt là các phế phẩm khác nhau kếthợp với các kinh nghiệm dân gian Việt Nam về sản xuất gạch và xây dựng nhàbằng đất, tìm những điều kiện tương đồng áp dụng cho công trình nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu: kết hợp học hỏi các tài liệu kỹ thuật xây dựngvới kinh nghiệm dân gian trong làm nhà bằng đất và sản xuất gạch thủ công đểsản xuất sản phẩm thực nghiệm (gạch thứ cấp từ bã bùn thải của NM đường)

- Sản xuất thử nghiệm ở nhiều điều kiện nhiệt độ và tỷ lệ phụ gia khác nhausao cho sản phẩm tối ưu ở các mặt: kỹ thuật sản xuất đơn giản, ít hao tốn vật liệuphụ và có độ bền cao

- Trong đề tài này không bố trí nghiệm thức gạch đặc sét nung không pha bãbùn Chất lượng các sản phẩm sản xuất thử nghiệm được xác định bằng cách gửiđến phòng thí nghiệm để phân tích mẫu, độ bền VLXD được tính dựa trênTCVN về gạch đặc sét nung – đối chứng tiêu chuẩn Việt Nam

Đề tài tiến hành nghiên cứu qua 02 giai đoạn:

- Giai đoạn 1:

 Xác định thành phần của bã bùn được dùng để sản xuất

 Xác định quy trình sản xuất và phương thức pha trộn phụ gia (đất sét địaphương) vào thành phần bã bùn

- Giai đoạn 2:

 Sản xuất thử gạch thứ cấp dựa trên các kết quả từ giai đoạn 1 Xác địnhtính khả thi về kỹ thuật và hiệu quả của đề tài.

VI KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

1 Bố trí các nghiệm thức

a Nghiệm thức 1: Nén bã bùn trong khuôn nén (kích thước viên gạch được

nén 4.5x9x19 cm), sấy ở nhiệt độ từ 400C đến 800C đến khi khô và cứng

b Nghiệm thức 2: Nén bã bùn trong khuôn nén có thêm phụ gia (đất sét địa

phương) ở mức 10% (kích thước viên gạch được nén 4.5x9x19cm), sấy ở nhiệt

độ từ 400C đến 800C đến khi khô và cứng

c Nghiệm thức 3: Nén bã bùn trong khuôn nén có thêm phụ gia (đất sét địa

phương) ở mức 20% (kích thước viên gạch được nén 4.5x9x19cm), sấy ở nhiệt

độ từ 400C đến 800C đến khi khô và cứng

d Nghiệm thức 4: Nén bã bùn trong khuôn nén có thêm phụ gia (đất sét địa

phương) ở mức 30% (kích thước viên gạch được nén 4.5x9x19cm), sấy ở nhiệt

độ từ 400C đến 800C đến khi khô và cứng

e Nghiệm thức 5: Nén bã bùn trong khuôn nén (kích thước viên gạch được

nén 4.5x9x19cm), nung ở điều kiện lò nung (không tiếp xúc với không khí, nhiệt

độ trên 8000C)

f Nghiệm thức 6: Nén bã bùn trong khuôn nén (kích thước viên gạch được

nén 4.5x9x19cm), thêm phụ gia (đất sét địa phương) mức 10%, nung nhưnghiệm thức 5

g Nghiệm thức 7: Nén bã bùn trong khuôn nén (như nghiệm thức 5), thêm

phụ gia (đất sét địa phương) ở mức 20%, nung như nghiệm thức 5

h Nghiệm thức 8: Nén bã bùn trong khuôn nén (như nghiệm thức 5), thêm

phụ gia (đất sét địa phương) ở mức 30%, nung như nghiệm thức 5

- Bã bùn chọn thực hiện trong các thí nghiệm được lấy tại NM Đường VịThanh sau khi đã thải ra trên 10 ngày

- Đất sét dùng trong các thí nghiệm được lấy từ thị xã Vị Thanh (khu vựclân cận Nhà máy).

Chỉ tiêu theo dõi:

- Đối với loại gạch không nung: thời gian hình thành gạch; nhiệt độ sấy tốiưu; thông số độ bền VLXD (độ bền nén, độ bền uốn, độ hút nước, độ cong vênh,

độ sai số)

- Đối với gạch nung: các thông số độ bền VLXD (như trên).

Mỗi nghiệm thức được bố trí thành 01 mẻ (15 viên gạch), 03 lần lặp lại

2 Phương pháp phân tích độ bền vật liệu xây dựng của gạch

a Phương pháp xác định độ bền nén của gạch xây

Nguyên tắc: Đặt mẫu thử lên máy nén và nén đến khi mẫu bị phá hủy Từlực phá hủy lớn nhất tính cường độ nén của mẫu thử

Thiết bị thử: Máy ép thủy lực có bảng lực từ 30 đến 60 tấn, sai số của máykhông lớn hơn ± 2%

Lấy mẫu thử: Số lượng mẫu thử là 5 viên gạch nguyên trên mỗi lần thử Vớiloại gạch thẻ như trong nghiên cứu này, mẫu thử nén là 2 nửa của viên gạchnguyên được cắt ngang và chồng lên nhau, hai đầu cắt nằm về 2 hướng khácnhau Ngâm các nửa viên gạch vào nước từ 2 – 5 phút Trộn hồ hoặc vữa ximăng– cát sao cho có cường độ ở tuổi 3 ngày ≥ 16N/mm2 Xi măng sử dụng để trộnvữa theo TCVN 2682:1992 Dùng hồ hoặc vữa đã chuẩn bị để trát phẳng 2 mặttiếp xúc của mẫu thử trên Sau đó dùng miếng kính là (ủi) phẳng cả 2 mặt saocho không còn vết lõm và bọt khí Chiều dày lớp trát ≤ 3mm Hai mặt trát phảiphẳng và song song với nhau Sau khi trát, mẫu được đặt trong phòng thí nghiệm

≥ 72 giờ rồi đem thử Khi thử, mẫu ở trạng thái ẩm tự nhiên

Tiến hành thử: Trước khi thử nén, phải tiến hành đo mẫu đã chuẩn bị bằngthước kim loại với sai số các cạnh không lớn hơn 1 mm Giá trị mỗi kích thướcdài của mẫu được tính bằng trung bình cộng giá trị của 3 lần đo: hai lần đo cáccạnh bên song song trên cùng một mặt và một lần đo đường thẳng nằm giữa Đặt

mẫu thử lên trên mặt ép, sao cho tâm mẫu thử trùng với tâm nén dưới của máynén Sau đó, tăng tải trọng ép đều, liên tục bằng 0,2 – 0,3 N/mm2 trong 1 giâycho đến khi mẫu bị phá hủy hoàn toàn.

b Phương pháp xác định cường độ uốn của gạch xây

Nguyên tắc: Đặt mẫu thử lên 2 gối đỡ của phụ kiện thử uốn Tác dụng lựclên mẫu qua gối lăn truyền lực ở giữa mẫu thử Từ lực phá hủy lớn nhất, tínhcường độ uốn của mẫu thử

Thiết bị thử: Máy thử uốn hoặc máy nén có phụ kiện để thử uốn Đườngkính các gối lăn không nhỏ hơn 20 mm, chiều dài các gối lăn không nhỏ hơnchiều rộng mẫu thử

Chuẩn bị mẫu thử: Số lượng mẫu thử là 5 viên gạch nguyên Chiều thử uốn

là chiều có kích thước nhỏ nhất của mẫu thử Ngâm mẫu vào nước từ 2 – 5 phút,trộn hồ hoặc vữa xi măng – cát sao cho có cường độ nén ở tuổi 3 ngày ≥ 16N/mm2 Xi măng phù hợp với TCVN 2682:1992 Dùng hồ và vữa vừa trộn đểtrát (trét) phẳng 3 vị trí của gối lăn Sau đó dùng miếng kính để là (ủi) phẳng cácchỗ trát (trét) sao cho không còn vết lõm và bọt khí Chiều dày lớp trát không lớnhơn 3 mm, chiều rộng lớp trát từ 20 – 30 mm Sau khi trát, mẫu được đặt trongphòng thí nghiệm không ít hơn 72 giờ rồi đem thử Khi uốn, mẫu có độ ẩm tựnhiên

Tiến hành thử: Đo kích thước mẫu thử chính xác đến 1 mm Chiều cao mẫuthử là giá trị trung bình cộng 2 lần đo chiều cao của 2 mặt cạnh ở khoảng giữamẫu thử (không tính lớp trát), chiều rộng của mẫu là giá trị trung bình cộng 2 lần

đo chiều rộng mặt trên và mặt dưới Đặt mẫu thử trên 2 gối lăn, sao cho các gốilăn tiếp xúc hết vào phần vữa trát, khoảng cách L = 180 – 200 mm Gối lăntruyền lực phải ở giữa 2 gối lăn đó

c Phương pháp xác định độ hút nước của gạch xây

Nguyên tắc: Ngâm mẫu thử đã được sấy khô vào nước cho tới khi bảo hòa.Xác định tỷ lệ % lượng nước mẫu thử đã hút và so với mẫu khô

Thiết bị thử: Tủ sấy đến 2000C có khống chế được nhiệt độ, cân kỹ thuậtchính xác đến 1g, thùng hay bể để ngâm mẫu.

Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử: Số lượng mẫu thử là 5 viên gạch trên mỗi lầnthử Trước khi thử, các viên gạch được dùng bàn chải quét sạch và sấy khô đếnkhối lượng không đổi ở nhiệt độ = 105 – 1100C (thông thường thời gian sấykhông ít hơn 24 giờ) Khối lượng không đổi là hiệu số giữa 2 lần cân liên tiếpkhông lớn hơn 0,2%, thời gian giữa 2 lần cân liên tiếp không nhỏ hơn 3 giờ.Tiến hành thử: Đặt mẫu thử đã khô và nguội theo chiều thẳng đứng vàothùng hoặc bể nước có nhiệt độ = 27 ± 20C Khoảng cách giữa các viên gạch vàcách thành bể 10 mm Nước phải ngập mẫu thử ít nhất 20 mm Thời gian ngâmmẫu là 24 giờ Khi vớt mẫu ra, dùng khăn ẩm lau bề mặt mẫu và cân mẫu đã bảohòa nước Thời gian từ khi vớt mẫu cho tới khi cân không quá 3 phút

d Phương pháp xác định khối lượng riêng của gạch

Nguyên tắc: Đổ bột mẫu vào bình và đo thể tích chất lỏng dâng lên để xácđịnh thể tích của lượng mẫu đó, từ đó tính được khối lượng

Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử: Số lượng mẫu thử là 2 viên gạch Đập nhỏviên gạch để lấy khoảng 150 g (từ 8 đến 10 mảnh vỡ) Nghiền mịn các mảnhmẫu cho lọt qua sàng có kích thước lỗ 0,25 mm Sấy khô đến khối lượng khôngđổi ở nhiệt độ 105 – 1100C (thường thời gian sấy khô nhỏ hơn 6 giờ) Khốilượng không đổi của mẫu thử là khối lượng mà hiệu số giữa 2 lần cân kế tiếpnhau không lớn hơn 0,01 g, thời gian giữa 2 lần cân kế tiếp nhau không nhỏ hơn

3 giờ Sau đó mẫu thử được để nguội đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm vàgiữ mẫu đó cho đến khi đem thử

Tiến hành thử: Đổ dầu hỏa vào bình đến vạch “0”, đặt bình khối lượng riêngvào chậu nước có nhiệt độ = 27 ± 20C, mức nước trong chậu ngang với mức dầutrong bình Sau 10 phút lấy ra đọc mức dầu trong bình

Cân khoảng 60 g chính xác đến 0,01 g mẫu đã được chuẩn bị Dùng muỗngnhỏ đổ từ từ lượng nhỏ qua phễu vào bình cho đến khi mức chất lỏng lên đến