Gạch xi măng cốt liệu (XMCL): Còn được gọi là gạch blốc (block) được tạo thành từ xi măng và một trong các hoặc nhiều trong các cốt liệu sau đây: mạt đá, cát, xỉ than, phế thải công nghiệp….. Loại gạch này được sản xuất và sử dụng nhiều nhất trong các loại gạch không nung. Loại gạch này thường có cường độ chịu lực tốt (trên 80 kgcm2), đây là loại gạch được khuyến khích sử dụng nhiều nhất và được ưu tiên phát triển mạnh nhất. Nó đáp ứng rất tốt các tiêu chí về kỹ thuật, kết cấu, môi trường, phương pháp thi công,..Vì vậy mà trong tương lai của gạch không nung, gạch XMCL sẽ được sử dụng phổ biến hơn cho các công trình dân dụng cũng như những công trình xây dựng lớn khác. Gạch không nung theo công nghệ “đất hóa đá”: Dựa trên những nguyên lý cơ bản và cơ sở khoa học của việc tổng hợp từ nguyên liệu thô là đất và những vật liệu trơ như cát, mạt đá, phế thải xây dựng … qua xử lý và phối trộn với phụ gia hoạt tính dạng keo theo tỷ lệ hợp lý tạo thành sản phẩm có độ kết dính cao, có thể thay thế hoàn toàn những vật liệu xây dựng truyền thống.
Trang 1Phần thứ nhất:
GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT GẠCH KHÔNG NUNG
1 Định nghĩa, phân loại về gạch không nung
a Định nghĩa
- Gạch không nung là loại gạch mà sau khi tạo hình thì có khả năng tự đóng rắn và đạt các chỉ số về cơ học như: Cường độ nén, độ uốn, độ hút nước
mà không cần qua quá trình xử lý nhiệt.
b Phân loại
Hiện nay một số loại gạch không nung, thông thường, dựa vào thành phần nguyên vật liệu, gạch không nung có thể được chia ra một số loại chính như sau:
- Gạch xi măng cốt liệu (XMCL): Còn được gọi là gạch blốc (block) được tạo thành từ xi măng và một trong các hoặc nhiều trong các cốt liệu sau đây: mạt đá, cát, xỉ than, phế thải công nghiệp… Loại gạch này được sản xuất
và sử dụng nhiều nhất trong các loại gạch không nung Loại gạch này thường có cường độ chịu lực tốt (trên 80 kg/cm2), đây là loại gạch được khuyến khích sử dụng nhiều nhất và được ưu tiên phát triển mạnh nhất Nó đáp ứng rất tốt các tiêu chí về kỹ thuật, kết cấu, môi trường, phương pháp thi công,
Vì vậy mà trong tương lai của gạch không nung, gạch XMCL sẽ được sử dụng phổ biến hơn cho các công trình dân dụng cũng như những công trình xây dựng lớn khác
- Gạch không nung theo công nghệ “đất hóa đá”: Dựa trên những
nguyên lý cơ bản và cơ sở khoa học của việc tổng hợp từ nguyên liệu thô là đất
và những vật liệu trơ như cát, mạt đá, phế thải xây dựng … qua xử lý và phối trộn với phụ gia hoạt tính dạng keo theo tỷ lệ hợp lý tạo thành sản phẩm có độ kết dính cao, có thể thay thế hoàn toàn những vật liệu xây dựng truyền thống
Nguyên liệu để sản xuất sẵn có phổ biến vì nguyên liệu chính là đất, gạch này chủ yếu được sử dụng cho các công trình nhỏ như nhà cấp 4, tường dào, hoặc các công trình xoá nhà tạm ở các vùng sâu, vùng xa Nhược điểm của loại gạch này khá nặng, khó thi công, vận chuyển, cường độ chịu lực kém so với gạch xi măng cốt liệu
- Gạch bê tông bọt: Sản suất bằng công nghệ tạo bọt, khí trong kết cấu
nên tỷ trọng viên gạch giảm đi nhiều và nó trở thành đặc điểm ưu việt nhất của loại gạch này Thành phành cơ bản: Xi măng, tro bay nhiệt điện, cát mịn, phụ gia tạo bọt hoặc khí, vôi,
Trang 2- Gạch bê tông khí chưng áp (AAC) – gạch siêu nhẹ: Là một loại vật
liệu xây không nung được tạo hình bằng phương pháp đổ rót như đúc bê tông, cắt định hình bằng máy cắt tự động và được dưỡng hộ cưỡng bức trong lò chưng hấp áp suất cao Thành phành cơ bản: Xi măng, tro bay nhiệt điện, cát mịn, phụ gia tạo bọt hoặc khí, vôi, Loại gạch này có trọng lượng chỉ bằng 1/2 đến 1/3 so với gạch đất nung do kết cấu bọt khí chiếm 80% toàn bộ cấu tạo viên gạch, có khả năng cách âm, cách nhiệt tốt
Tuy nhiên nhược điểm lớn của gạch bê tông bọt và gạch bê tông khí chưng áp AAC đó là cường độ chịu lực (khoảng 45kg/cm2) kém hơn gạch xi măng cốt liệu, phải dùng vữa xây chuyên dụng Gạch có độ co ngót cao hơn các loại khác và chất lương sản phẩm phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, việc làm chủ công nghệ sản xuất cũng gặp nhiều khó khăn và vốn đầu tư cao
2 Gạch không nung xu hướng tất yếu trong phát triển công nghệ sạch.
Phát triển sản xuất và sử dụng vật liệu không nung để thay thế gạch đất sét nung, tiết kiệm đất nông nghiệp, góp phần đảm bảo an ninh lương thực quốc gia, giảm thiếu khí phát thải gây hiệu ứng nhà kính và ô nhiễm môi trường, giảm chi phí xử lý phế thải cảu các ngành công nghiệp, tiết kiệm nhiên liệu hoá thạch, đem lại hiệu quả kinh tế chung cho toàn xã hội Đây là chủ trương của Chính phủ được ban hành tại Quyết định số 567/QĐ-TTg ngày 28-4-2010, Chỉ thị số 10/CT-TTg ngày 16-4-2012, theo đó Bộ Xây dựng ban hành Thông tư số 09/2012/TT-BXD ngày 28/11/2012 quy định cụ thể việc sử dụng vật liệu xây không nung trong công trình xây dựng với mục tiêu lộ trình đến sau năm 2015
sử dụng 100% vật liệu xây không nung cho các công trình xây dựng được đầu tư bằng nguồn vốn nhà nước
Thực hiện các văn bản chỉ đạo, hướng dẫn thực hiện chương trình phát triển vật liệu xây dựng không nung của Thủ tướng Chính phủ và Bộ xây dựng,
UBND tỉnh Phú Thọ đã ban hành một số văn bản về chủ trương phát triển vật liệu không nung như: Quyết định số 12/2012/QĐ-UBND Ngày 26/3/2012 của
UBND tỉnh về việc phê duyệt Quy hoạch phát triển công nghiệp vật liệu xây
dựng tỉnh Phú Thọ giai đoạn 2012-2020; Chỉ thị số 29/CT-UBND ngày
10/10/2012 của UBND tỉnh Phú Thọ về việc tăng cường sử dụng vật liệu xây không nung và hạn chế sản xuất, sử dụng gạch đất sét nung trên địa bàn tỉnh Phú
Thọ; Kế hoạch số 3608/KH-UBND ngày 29/8/2014 của UBND tỉnh tăng cường
sử dụng vật liệu xây không nung và hạn chế sản xuất, sử dụng gạch đất sét nung trên địa bàn tỉnh Phú Thọ
Trang 3Trong Kế hoạch 3608/KH-UBND đã đề ra:
- Phát triển sản xuất VLXKN đảm bảo thay thế nguồn cung cho thị trường
vật liệu xây đạt tỷ lệ 20% - 25% VLXKN vào năm 2015 và 30% - 40% VLXKN vào năm 2020 trong tổng số vật liệu xây sản xuất trên địa bàn tỉnh;
- Các cơ sở sản xuất gạch xây đất nung công nghệ lò đứng liên tục: Giảm dần ở các xã thuộc các địa bàn trong tỉnh; Vùng nội thành, nội thị chấm dứt hoạt động trong năm 2015; Khu vực thị trấn, thị tứ thuộc các huyện và ngoại thành thành phố Việt Trì chấm dứt hoạt động trước năm 2020
- Sản xuất bằng công nghệ lò vòng sử dụng nhiên liệu hóa thạch: Thành phố Việt Trì, thị xã Phú Thọ chấm dứt hoạt động trong năm 2015; Giảm dần và tiến tới chấm dứt hoạt động vào năm 2020 ở các huyện
- Từ năm 2015, không cho phép đầu tư sản xuất gạch xây đất nung công nghệ lò đứng liên tục, công nghệ lò vòng sử dụng nhiên liệu hóa thạch trên địa bàn tỉnh
Một trong những đơn vị tiên phong trong việc thực hiện chủ trương của
Chính phủ, chủ trương của tỉnh về tăng cường sử dụng VLXKN và hạn chế sản xuất, sử dụng gạch đất sét nung Từ năm 2010, trung tâm Ứng dụng tiến bộ Khoa học và Công nghệ đã sớm tìm hiểu công nghệ trong và ngoài nước, phối hợp với nhiều chuyên gia cơ khí có kinh nghiệm, doanh nghiệp cơ khí trong và ngoài nước nghiên cứu, chế tạo thử nghiệm thành công dây chuyền sản xuất gạch không nung đất hoá đá, gạch cốt liệu, đã chuyển giao công nghệ, cung cấp máy móc thiết bị cho nhiều doanh nghiệp trong tỉnh và ngoài tỉnh như: Công ty TNHH Nguyên Bình – Thanh Ba, Phú Thọ; Công ty Cổ phần Xây dựng và thương mại An Phát – tỉnh Sơn La; Công ty TNHH LENGTECH – tỉnh Hưng Yên; Công ty TNHH tư vấn kiến trúc xây dựng AYB Yên Bái …
Trang 4Phần thứ 2:
CÔNG NGHỆ, DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG XI MĂNG CỐT LIỆU CHẤT LƯỢNG CAO
I NGUYÊN LÝ, CÔNG NGHỆ KẾT DÍNH LÀM GẠCH XMCL
* Cơ chế đóng rắn bê tông truyền thống
Thành phần chính của xi măng portland là các silicate - canxi Để sản xuất
xi măng người ta nung hỗn hợp chứa cacbonat canxi (đá vôi) và alumosilicat (đất sét) ở 1450oC để tạo thành clinke Nghiền clinke và trộn với phụ gia để sử dụng Thành phần hóa học của clinke biểu thị bằng hàm lượng % các oxit có trong clinke, dao động trong giới hạn theo bảng 1
Bảng 1 % các ôxyt thường có trong clinke
Na2O, K2O, Ti2O,
Cr2O3,
Thành phần khoáng chất trong clinke thường có 4 loại chính: alit (3CaO SiO2 – viết tắt là C3S) , belit (2CaO SiO2 – C2S), alminate- tricanxi (3CaO Al2O3 – C3A), và fero aluminate tetracanxi (4CaO.Al2O3.Fe2O3 – C4AF)
Quá trình đóng rắn của xi măng portland chia làm 3 giai đoạn: Giai đoạn hoà tan, hoá keo và kết tinh
Khi nhào trộn xi măng với nước, xảy ra phản ứng thuỷ hoá giữa C3S và C2S
và nước tạo ra các sản phẩm hydrosilicate canxi và Ca(OH)2 Pha alumo (chủ yếu là aluminate tricanxi 3CaO Al2O3) tạo thành hydro aluminate ngậm nước Các sản phẩm mới sinh ra tạo thành dung dịch bão hoà Trong giai đoạn hoá keo,
từ dung dịch bão hoà các sản phẩm Ca(OH)2, 3CaO Al2O3 6H2O, CSH mới tạo thành tồn tại ở trạng thái keo phân tán Nước mất dần, các sản phẩm ở thể keo liên kết với nhau thành thể ngưng keo
Trang 5Đến giai đoạn kết tinh, nước ở thể ngưng keo vẫn tiếp tục mất đi, các sản phẩm mới ngày càng nhiều chúng kết tinh lại thành tinh thể, rồi chuyển sang thể liên tinh làm cho cả hệ thống hoá cứng và cường độ tăng
Như vậy quá trình đóng rắn của xi măng portland thực chất là quá trình phản ứng hydrate hóa của các khoáng silicate canxi Trong phản ứng có sự tham gia của H2O
Thông thường, nếu theo phương pháp đóng rắn truyền thống, thành phần phối liệu chỉ có cát và xi măng, thì việc tạo hình sản phẩm theo phương pháp ép bán khô cực khó, vì hỗn hợp vữa xi măng – cát hút hết nước sẽ bở rời, không kết dính Việc kết hợp hai cơ chế đóng rắn làm cho vữa có độ dẻo cao và nhờ lực ép rất lớn từ trên xuống và từ dưới lên (Lực ép tối đa 1400KN ) từ máy ép Thủy lực đồng thời cũng thúc đẩy nhanh quá trình đóng rắn Từ đó sản phẩm ra đời có chất lượng cao, ít bị khuyết tật do sứt mẻ
II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU
1 Đặc điểm công nghệ
- Công nghệ sản xuất với các nguyên liệu chính, gồm: xi măng và một trong các hoặc nhiều trong các cốt liệu sau đây: mạt đá, cát, xỉ than, phế thải công nghiệp…
- Dây chuyền thiết bị công nghệ đồng bộ được chế tạo bởi Trung tâm Ứng dụng tiến bộ Khoa học và Công nghệ Phú Thọ
- Là công nghệ có nhiều tính ưu việt so với các công nghệ SX vật liệu khác
2 Tính tiến tiến của công nghệ
Tính tiên tiến của công nghệ được thể hiện ở các điểm sau:
- Kiểu dáng gọn, không sử dụng nhiệt nên tiết kiệm năng lượng
- Có thể tự động hoặc bán tự động hóa, có độ ổn định cao; tháo lắp, thao tác vận hành nhanh chóng thuận tiện, đơn giản; việc thay thế, sửa chữa đơn giản, sẵn có…
- Năng suất dây chuyền từ 3 triệu đến 20 triệu viên /năm có thể mở rộng năng suất đến 25 - 30 triệu viên
- Dây chuyền, công nghệ đạt các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật - cạnh tranh với thiết bị nhập ngoại
Trang 6- Đảm bảo tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường: không phát thải khí CO2 lên khí quyển, không gây ô nhiễm xung quanh khu vực sản xuất Tận dụng được các phế thải công nghiệp nhứ Bãi thải khai thác khoáng sản, sỉ than, gạch vỡ,…
- Hình thức, kích thước: Kiểu gạch tuynel gạch rỗng 02 lỗ, 04 lỗ, 06 lỗ
- Chất lượng viên gạch tương đương hoặc hơn so với gạch tuynel truyền thống đã được cơ quan có chức năng kiểm định
STT Tên chỉ tiêu ĐVT Chỉ số Tiêu chuẩn thử
1 Kích thước cơ bản (DxRxC) Mm 220x105x60
2 Cường độ nén N/mm 2 ≥ 50 TCVN 6355 - 3:2009
3 Cường độ uốn N/mm 2 ≥ 1.4 TCVN 6355 - 3:2009
- Dây chuyền hoạt động đồng bộ từ khâu cân định lượng, trộn hỗn hợp ép cho đến ép định hình thành viên gạch Các thiết bị trong dây chuyền được thiết kế hoạt động tự động theo chương trình điều khiển
- Sử dụng ít nhân công, bộ máy quản lý gọn nhẹ
- Giá thành sản phẩm thấp từ 600 đến 750 đồng/viên tuỳ theo nguyên liệu đầu vào và bài phối liệu, đảm bảo tính cạch tranh của sản phẩm trên thị trường
3 Tính thích hợp của công nghệ áp dụng
- Công nghệ và sản phẩm gạch không nung được tạo ra phù hợp với chủ trương, định hướng của chính phủ, của tỉnh và xu thế phát triển thân thiện môi trường ở Việt Nam
- Yêu cầu về mặt bằng nhỏ gọn, có thể đặt ở các địa hình khác nhau
- Nguyên liệu đầu vào sẵn có ở địa phương và trên thị trường
- Có nhiều loại quy mô công suất khác nhau đáp ứng yêu cầu thị trường
- Mẫu mã sản phẩm đẹp, kích thước tiêu chuẩn, đồng đều, phong phú có thể đặc hoặc rỗng
- Gạch XMCL được xây dựng cho các công trình lớn nhỏ khác nhau:
Trang 7Nhà cao tầng
Nhà sàn Nhà cấp 4
Tường dào
Trang 84 Quy trình công nghệ:
Sơ đồ quy trình công nghệ.
Bước 1: Xử lý nguyên liệu.
Xử lý nguyên liệu
Cát, mạt đá,
xỉ than Xi măng Nước
Cân định lượng
Phối trộn nguyên liệu
Ép định hình
Bảo dưỡng sản phẩm, xuất xưởng
Trang 9+ Nguyên liệu Mạt đá, xỉ than, cát đen được phân loại, hạt thô sẽ được nghiền nhỏ tới độ hạt mịn (kích thước hạt ≤3mm) Sau khi nghiền thì được dữ trữ ở kho bãi tập kết để tiện cho việc trộn cấp phối;
+ Xi măng, sử dụng loại PC40 chất lượng theo TCVN 2682-2008 hoặc PCB40 theo TCVN 6260-2008 Tỷ lệ sử dụng thay đổi từ 10 – 20% theo khối lượng hỗn hợp nguyên liệu, tùy theo yêu cầu chất lượng sản phẩm
+ Nước, theo tiêu chuẩn nước trộn bêtông Dùng nước máy hoặc nước giếng khoan …
Bước 2: Cấp nguyên liệu:
Định lượng phối liệu sẽ được điều chỉnh cho phù hợp với chủng loại nguyên liệu có tại địa phương: Cát, mạt đá hoặc xỉ than
Sử dụng các phễu chứa liệu, băng tải liệu, cân định lượng, bộ phận cài đặt phối liệu Sau khi nguyên liệu được cấp đầy vào các phiễu, chỉ một phần nguyên liệu được đưa xuống ban cân theo công thức phối trộn đã cài đặt từ trước (cấp phối đã quy định) Toàn bộ quá trình cấp phối nguyên liệu được tiến hành hoàn toàn tự động Qua khâu này, nguyên liệu được cấp theo công thức phối trộn đã cài đặt
Bước 3: Trộn nguyên liệu:
Sau khi cấp phối được pha trộn theo tỷ lệ đã được tính sẵn qua hệ thống tự động hóa, hỗn hợp nguyên liệu đưa vào máy trộn Nguyên liêu được trộn đều theo thời gian qui định, máy sẽ tự động mở phun nước để máy trộn đều hỗn hợp nguyên liệu Hỗn hợp sau phối trộn được tự động đưa vào máy ép gạch nhờ hệ thống băng tải
Bước 4 : Ép định hình viên gạch:
Tại máy ép thủy lực, khi phễu chứa của máy chính đã được cấp đầy nguyên vật liệu, một pallet (Pallet có thể bằng gỗ, nhựa hoặc kim loại) được đẩy vào bằng xi lanh thủy lực và được định vị trên bàn máy Khuôn dưới hạ xuống mặt pallet Hộp nạp liệu tiến vào và nạp liệu cho khuôn Cánh khuấy quay được dẫn động qua bộ mô tơ - bộ truyền xích, nhằm đảm bảo cho việc nạp liệu được hoàn hảo Sau khi nạp liệu xong, hộp nạp liệu rút ra và khuôn trên sập xuống thực hiện quá trình rung ép tạo hình Sau đó khuôn dưới được nhấc lên bằng một
xi lanh thủy lực để dỡ khuôn Khi khuôn dưới ra khỏi chiều cao viên gạch thì khuôn trên cũng tự động được nhấc lên theo Tiếp đó xi lanh thủy lực sẽ đẩy một
Trang 10pallet rỗng vào bàn máy và đẩy pallet có gạch thành phẩm ra ngoài băng tải xích của thiết bị xếp gạch tự động Một chu trình ép tạo hình mới lại bắt đầu
Bước 5: Bảo dưỡng, xuất xưởng;
Viên gạch sau khi ép sẽ được chuyển và xếp từng khay vào vị trí định trước một cách tự động Một xe nâng sẽ đưa giá thép đầy ra khu dưỡng hộ sản phẩm, xe nâng sẽ chở giá có pallet gạch khô lại và đặt lên thiết bị chở giá Các pallet gạch được Thiết bị dỡ gạch tự động hạ lần lượt xuống băng tải xích và đưa đến Thiết bị tách gạch Tại đây gạch được tách tự động ra khỏi các tấm pallet và đẩy sang băng tải chở sản phẩm số Nhờ đó mà ta có thể chuyển gạch vừa sản xuất ra khu vực bảo dưỡng
Trong thời gian bảo dưỡng gạch sẽ được phun ẩm Sau khi gạch được xếp đầy lên các giá, xe nâng sẽ đưa các giá vào khu bảo dưỡng Tại đây, gạch được bảo dưỡng trong vòng 12 - 24 giờ Tại bãi thành phẩm, gạch tiếp tục được phun nước bảo dưỡng hàng ngày và chờ xuất xưởng
II DÂY CHUYỀN, THIẾT BỊ SẢN XUẤT GẠCH XI MĂNG CỐT LIỆU
1 Những hệ thống thiết bị chính trong dây chuyền đồng bộ:
3 Hệ thống trộn nguyên liệu
5
Hệ thống ép và tạo hình sản
phẩm
- Công nghệ ép tĩnh và công nghệ ép rung
- Khuôn gạch rỗng 02 lỗ kiểu tuynel, 04 lỗ,
06 lỗ …Số viên/khuôn ép tuỳ theo công suất của dây chuyền
Hệ thống ép và tạo hình sản phẩm:
02 công nghệ ép, gồm:
- Công nghệ ép tĩnh: Là công nghệ ép cưỡng bức bằng thuỷ lực với lực
ép rất lớn, ưu điểm viên gạch rắn chắc, bề mặt nhẵn đẹp sắc nét Tuy nhiên công