Nghiên cứu chế tạo chất kết dính từ trường thạch ứng dụng xử lý tro xỉ nhiệt điện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỖ THỊ HẠT NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT KẾT DÍNH BẰNG TRƢỜNG THẠCH ỨNG DỤNG XỬ LÝ TRO XỈ NHIỆT ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỖ THỊ HẠT NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT KẾT DÍNH BẰNG TRƢỜNG THẠCH ỨNG DỤNG XỬ LÝ TRO XỈ NHIỆT ĐIỆN Chuyên ngành: Hóa mơi trường Mã số: 8440112.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán hƣớng dẫn : TS Phƣơng Thảo Hà Nội - 2019 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, xin hướng m ơn ến TS Phương Th o n t o i u i n tốt nh t t n t nh h ho ng thời gian nghiên Tôi xin chân thành y truy n góp phần ho tiếp o ho tơi suốt u hoàn thành lu n văn m ơn tồn th thầy Khoa Hóa họ Trường Đ i họ Khoa họ T nhiên Đ i họ Quố gia Hà Nội gi ng tr t ho nh ng iến th qu n thân tơi hồn thành lu n văn nhi t t nh u suốt thời gian qua tốt Tôi xin gửi ời m ơn tới thầy ô anh hị n Ph ng th nghi m Hóa Mơi trường Khoa Hóa họ Trường Đ i họ Khoa họ T nhiên giúp ỡ tơi hồn thành lu n văn Tơi xin hân thành m ơn Học viên Đỗ Thị H t MỤC LỤC CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Geopolyme 1.1.1 Khái niệm lịch sử phát triển công nghệ geopolyme 1.1.2 Các chế điều chế geopolyme 1.1.3 Các nghiên cứu geopolyme 1.2 Tro, xỉ nhiệt điện 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Ứng dụng tro bay, xỉ nhiệt điện 12 1.2.3 Hiện trạng phát thải tro, xỉ nhiệt điện 15 1.2.4 Tình hình xử lý tro xỉ 16 1.3 Trƣờng thạch 21 1.3.1 Khái niệm thành phần trƣờng thạch 21 1.3.2 Nguồn gốc hình thành trƣờng thạch 22 1.3.3 Trữ lƣợng phân bố trƣờng thạch Việt Nam 23 1.3.4 Ứng dụng trƣờng thạch 25 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 27 2.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu 27 2.1.1 Mục tiêu 27 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 27 2.2 Hóa chất dụng cụ 27 2.2.1 Hóa chất 27 2.2.2 Dụng cụ 28 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 29 2.3.1 Xác định tính chất nguyên vật liệu 29 2.3.2 Nghiên cứu trình hòa tan nhơm, silic từ trƣờng thạch NaOH ………………………………………………………………………32 2.3.3 Nghiên cứu ảnh hƣởng chất kiềm hoạt hóa đến khả đóng rắn ……………………………………………………………………… 35 2.3.4 Tính tốn xử lý kết 38 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 Đặc trƣng, tính chất nguyên vật liệu 40 3.1.1 Đặc trƣng, tính chất tro bay xỉ nhiệt điện 40 3.1.2 Đặc điểm trƣờng thạch 41 3.2 Kết nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ NaOH đến khả hòa tan nhơm silic từ trƣờng thạch 44 3.3 Kết nghiên cứu ảnh hƣởng chất hoạt hóa hàm lƣợng đến khả đóng rắn 46 3.3.1 Phƣơng pháp kiềm NaOH 46 3.3.2 Phƣơng pháp xút vôi 48 3.3.3 Phƣơng pháp kiềm vôi 49 3.3.4 Phƣơng pháp xút- thủy tinh lỏng 52 3.4 Đánh giá thông số chất lƣợng vật liệu 54 3.4.1 Một số ảnh chụp SEM mẫu vật liệu 54 3.4.2 Độ hút nƣớc độ chịu nén sau ngâm 55 3.4.3 Độ kiềm dƣ 59 3.4.4 Giá trị pH mẫu ngâm 61 KẾT LUẬN 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các tính chất tro, xỉ nhiệt điện Cao Ngạn tro bay Phả Lại [7] 12 Bảng 1.2 Tổng hợp trữ lƣợng trƣờng thạch theo vùng kinh tế nƣớc 24 Bảng 2.1.Hóa chất sử dụng thực nghiệm 27 Bảng 2.2 Số liệu dựng đƣờng chuẩn phân tích nhôm 34 Bảng 2.3 Số liệu dựng đƣờng chuẩn phân tích silic 34 Bảng 2.4 Thành phần phối liệu vật liệu tro- xỉ- trƣờng thạch- NaOH 35 Bảng 2.5 Thành phần phối liệu vật liệu tro- xỉ- trƣờng thạch- vôi 36 Bảng 2.6 Thành phần phối liệu vật liệu tro- xỉ- trƣờng thạch- vôi- NaOH 37 Bảng 2.7 Thành phần phối liệu vật liệu tro- xỉ- trƣờng thạch- thủy tinh lỏng- NaOH 37 Bảng 3.1 Thành phần hóa học tro bay, tro xỉ Phả Lại 40 Bảng 3.2 Thành phần hóa học theo khối lƣợng trƣờng thạch 42 Bảng 3.3 Kết phân tích nhơm, silic nồng độ kiềm 44 Bảng 3.4 Kết độ chịu lực mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ, trƣờng thạch, xút 46 Bảng 3.5 Kết độ chịu lực mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ, trƣờng thạch, 48 Bảng 3.6 Kết độ chịu lực mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ, trƣờng thạch, vôi 49 Bảng 3.7 Kết độ chịu lực mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ, trƣờng thạch, hỗn hợp xút- thủy tinh lỏng 52 Bảng 3.8 Kết đo độ hút nƣớc độ chịu nén sau ngâm 24h 55 Bảng 3.9 Kết đo độ kiềm dƣ (mM) ngày 59 Bảng 3.10 Kết đo pH ngày 61 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cơ chế polyme hóa trực tiếp Hình 1.2 Cơ chế polyme hóa gián tiếp Hình 1.3 Tứ diện SiO4 AlO4 Hình 1.4 Ảnh SEM tro bay 10 Hình 1.5 Lƣợng phát thải tro bay số quốc gia 19 Hình 1.6 Phần trăm tro bay đƣợc sử dụng số quốc gia [30] 20 Hình 1.7 Sơ đồ pha khống khoáng vật trƣờng thạch 22 Hình 2.1 Máy nén khn đúc để đóng rắn vật liệu 29 Hình 2.2 Nguyên lý phát huỳnh quang tia X [11] 32 Hình 2.3 Đồ thị phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ nhơm 34 Hình 2.4 Đồ thị thể phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ silic 35 Hình 3.1 Giản đồ XRD mẫu tro bay Phả Lại 41 Hình 3.2 Giản đồ XRD mẫu tro xỉ Phả Lại 41 Hình 3.3 Kết phân tích thành phần khống XRD trƣờng thạch trƣớc hoạt hóa NaOH 43 Hình 3.4 Kết phân tích thành phần khống XRD trƣờng thạch sau hoạt hóa NaOH 7,5M 43 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc nồng độ Al3+ (ppm) vào tỉ lệ rắn/lỏng khác nồng độ dung dịch NaOH tăng dần từ 2M, 5M 7,5M sau ngày 44 Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc nồng độ Si4+ (mg/L) vào tỉ lệ rắn/lỏng khác nồng độ dung dịch NaOH tăng dần từ 2M, 5M 7,5M sau ngày 45 Hình 3.7 Phổ IR trƣờng thạch trƣớc hoạt hóa sau hoạt hóa 3, 7, 14, 21, 28 35 ngày 45 Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn cƣờng độ nén mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ, trƣờng thạch, xút 47 Hình 3.9 Mẫu vật liệu đóng rắn NaOH 5M 47 Hình 3.10 Mẫu vật liệu đóng rắn NaOH 7,5M 47 Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn cƣờng độ nén mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ, trƣờng thạch hỗn hợp xút- vôi 48 Hình 3.12 Mẫu vật liệu đóng rắn xút- vơi 49 Hình 3.13 Mẫu vật liệu đóng rắn vơi (V10) 50 Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn cƣờng độ nén mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ, trƣờng thạch vôi 51 Hình 3.15 Đồ thị biểu diễn cƣờng độ nén mẫu đóng rắn tro bay, xỉ, trƣờng thạch hỗn hợp xút- thủy tinh lỏng 53 Hình 3.16 Một số ảnh chụp SEM mẫu vật liệu 54 Hình 3.17 Đồ thị thể độ hút nƣớc mẫu vơi 24h 56 Hình 3.18 Đồ thị thể độ hút nƣớc mẫu xút- thủy tinh lỏng 24h 57 Hình 3.19 Đồ thị thể độ hút nƣớc mẫu xút- vôi 24h 57 Hình 3.20 Đồ thị thể thay đổi cƣờng độ nén mẫu vôi trƣớc ngâm sau ngâm 24h 57 Hình 3.21 Đồ thị thể thay đổi cƣờng độ nén mẫu xút- thủy tinh lỏng trƣớc ngâm sau ngâm 24h 58 Hình 3.22 Đồ thị thể thay đổi cƣờng độ nén mẫu xút vôi trƣớc sau ngâm 24h 58 Hình 3.23 Đồ thị biểu diễn thay đổi độ kiềm dƣ mẫu vôi sau ngày đo 60 Hình 3.24 Đồ thị biểu diễn thay đổi độ kiềm dƣ mẫu xút- thủy tinh lỏng sau ngày đo 60 Hình 3.25 Đồ thị biểu diễn thay đổi độ kiềm dƣ mẫu xút- vơi 60 Hình 3.26 Đồ thị biểu diễn thay đổi pH mẫu vôi sau ngày 62 Hình 3.27 Đồ thị biểu diễn thay đổi pH mẫu xút- vôi sau ngày đo 62 Hình 3.28 Đồ thị biểu diễn thay đổi pH mẫu xút- thủy tinh lỏng sau ngày đo 62 MỞ ĐẦU Theo thống ê Tổng ụ Năng ng (Bộ Công thương) 2019 ến ầu năm nhà m y nhi t i n than ang ho t ộng th i ng tro x th i ho ng 14 tri u t n/năm D iến ến năm 2022 ó ho ng 43 nhà m y nhi t i n h y than với ng tro x th i ho ng 29 tri u t n/năm Lư ng tro x ngày àng tăng gây o ng i v vi hông ủ hi n ng tro x tiêu thụ sử ụng àm v t i u hông nung n n ó i h a tro x nhiễm môi trường v ho ng a ến ốn tri u t n/năm hủ yếu p thủy i n nướ ph t tri n phần ớn tro x nhi t i n ường giao thông nghiên Trong hi u t i sử ụng làm bê-tông phụ gia xi-măng… Lư ng tiêu thụ tro x công ngh ph ốt nhà m y nhi t i n Vi t Nam i ng than tro x n ao; qu tr nh xử t p hi ph ớn Tùy theo o i than ông ngh n từ ến 27% uộ ph i t h họn ọ ốt ó th n t o ng than ng than o i ỏ than xuống ưới 5% ó th sử ụng tro x àm v t i u ng ụng s n xu t xi-măng v t i u xây hơng nung san p ơng tr nh Ngồi àm thêm ng ớn xi-măng àm h t ết nghiên xây u sử ụng tro x v t i u từ tro x ph i sử ụng nh hiến hi ph s n xu t tăng Đ ó t h họn ọ than àm ê-tông ầm ăn ng nhà m y thủy i n o nhu ầu xây ph tăng o ph i sử ụng xi-măng àm h t ết ng thủy i n gi m ần hi nh hiến hó mở rộng ng ụng Xu t phát từ nh ng i u trên, lu n văn c th c hi n với tiêu “Nghiên cứu chế tạo chất kết dính từ trƣờng thạch ứng dụng xử lý tro xỉ nhiệt điện” Nghiên c u lu n văn sử dụng công ngh mới, phù h p xử lý tro x nhà máy nhi t i n hi n ó sử dụng ch t kết nh vơ t o tro x thành khối rắn, gọi bê tông geopolyme Công ngh không sử dụng xi măng hông o i bỏ than ưới 5%, mà ch sử dụng trường th ch làm ch t kết nh qu tr nh óng rắn tro x trường th ch khống aluminosilicat có kh t o geopolyme hi c ho t hóa ki m Vi c sử dụng ch t kết nh vô từ trường th ch kỳ vọng mở hướng công ngh xử lý tro x nhi t i n CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Geopolyme 1.1.1 Khái niệm lịch sử phát triển công nghệ geopolyme Geopolyme hay gọi polyme vơ s n ph m s liên kết ch t vô i với từ l c gi a phần tử t h i n trái d u Đây s liên kết m ộ phân tử, polyme t o thành ó ộ b n r t cao v chịu l c ũng v thời gian Trong t nhiên, d ng huy n phù s t eo si i thường phần tử mang i n tích; i u ki n phù h p nh t ịnh, chúng h nh thành polyme ùng với h t thành tầng t, cát, sỏi nguồn gốc polyme hóa từ ưới l c ép t nhiên chúng t o eo vô t Qu tr nh có th th c hi n nhân t o cách dùng ho t ch t polyme trộn vào qu tr nh polyme ho Khi c nén l i với chúng t o thành t t o ng ng i u ki n hô; ây h nh ê tông polyme 1.1.2 Các chế điều chế geopolyme 1.1.2.1 Cơ chế polyme hóa trực tiếp GS Plattfort Đ i học Bruxelles (B ) ho ng s t ao anh tên kaolinit, gồm ó : h ng minh h t tinh si i nhơm C hai u ó i n tích âm Bằng cách dùng xút NaOH hoặ tương ương người ta huỷ c u nhôm, biến i n tích âm thành i n t h ương Tinh th kaolinit l i ó ầu âm ương ối nghị h h t nam châm c c nhỏ Chúng ộng kết nối l i với t ầu âm (-) với ầu ương (+) t o phân tử s i ài vô t n, lớn 10 000 lần phân tử àm nên kaolinit, gọi polyme vô Đây i u mà ngành ho học cổ i n hưa h m ph V ch t ng, s ho th ùng t o ộ c ng hông thua g t xi măng C i t t p t i chỗ vừa ch a cát bùn, vừa polyme vô àm ê tông polyme s phát minh d a khoa họ ts t ùng i qu tr nh ó t h t ho t hóa thay ho ê tông xi măng Port an n mới, t Do ê tông t o thành o ết nối i n tích ch khơng ph i qu tr nh ết tinh nên c cơng nh n công ngh xây d ng, giao thông, y tế, công nghi p 21 XT06 82,64 86,85 5,09 32,13 22,03 22 XT07 70,33 74,76 6,30 20,196 10,09 23 XT08 74,24 81,00 9,11 18,36 9,64 24 XT09 68,36 75,74 10,80 14,688 7,34 25 XV01 58,83 65,81 11,86 13,77 10,10 26 XV02 71,46 78,61 10,01 23,868 22,95 27 XV03 63,36 69,45 9,61 28,917 23,41 28 XV04 67,01 73,07 9,04 28,458 26,62 29 XV05 68,11 74,01 8,66 33,507 18,36 30 XV06 71,68 77,35 7,91 32,13 13,77 31 XV07 76,06 82,38 8,31 23,868 14,69 32 XV08 79,69 92,05 10,51 10,098 9,18 33 XV09 79,00 87,02 10,15 11,475 8,26 18 16 Độ hút nƣớc (%) 14 12 10 Hình 3.17 Đồ thị thể độ hút nƣớc mẫu vôi 24h 56 Độ hút nƣớc (%) 14 12 10 Hình 3.18 Đồ thị thể độ hút nƣớc mẫu xút- thủy tinh lỏng 24h Độ hút nƣớc (%) 14 12 10 Hình 3.19 Đồ thị thể độ hút nƣớc mẫu xút- vôi 24h 16 Cƣờng độ nén (MPa) 14 Cường ộ n n trướ ngâm 12 10 Cường ộ n n sau ngâm 24h Hình 3.20 Đồ thị thể thay đổi cƣờng độ nén mẫu vôi trƣớc ngâm sau ngâm 24h 57 Cƣờng dộ nén (MPa) 35 30 25 Cường ộ n n trướ ngâm Cường ộ n n sau ngâm 24h 20 15 10 XT01 XT02 XT03 XT04 XT05 XT06 XT07 XT08 XT09 Hình 3.21 Đồ thị thể thay đổi cƣờng độ nén mẫu xút- thủy tinh lỏng trƣớc ngâm sau ngâm 24h 40 Cường ộ n n trướ ngâm Cƣờng độ nén (MPa) 35 30 Cường ộ n n sau ngâm 24h 25 20 15 10 XV01 XV02 XV03 XV04 XV05 XV06 XV07 XV08 XV09 Hình 3.22 Đồ thị thể thay đổi cƣờng độ nén mẫu xút vôi trƣớc sau ngâm 24h Độ hút nước m u v t li u ó iên quan ến vi c u trúc v t li u, v t li u có c u trú àng ặ h t th ộ hút nước th p Sau 24 ngâm ộ hút nước m u ê tông ao ộng từ 4,15 – 16,05% Độ hút nước trung bình m u có thủy tinh lỏng th p so với m u khác t o gel thủy tinh lỏng liên kết chặt chẽ với h t làm cho c u trúc v t li u trở nên ặ h t Độ hút nước m u vôi ao m u có ch a xút ( m u vơi 13%, m u khác x p x 10% có th xuống r t th p ến 4%) Cường ộ n n sau ngâm nướ tương ồng với ộ hút nước, nh ng m u ó ộ hút nước cao th ường ộ nén gi m m nh 58 3.4.3 Độ kiềm dƣ Các m u sau hi c kh o s t ộ ki m ngày c th hi n kết qu ưới b ng 3.9 ưới ây thị từ 3.23 ến 3.25 Bảng 3.9 Kết đo độ kiềm dƣ (mM) ngày Mẫu V01 V02 V03 V04 V05 V06 V07 V08 V09 V10 V11 V12 V13 V14 V15 XT01 XT02 XT03 XT04 XT05 XT06 XT07 XT08 XT09 XV01 XV02 XV03 XV04 XV05 XV06 XV07 XV08 XV09 Ngày 0,63 1,73 2,31 2,31 2,31 1,89 2,52 3,15 4,41 1,16 2,31 1,73 1,73 1,73 2,52 20,98 22,12 21,64 23,31 23,46 22,95 22,05 22,39 23,83 21,69 21,04 22,68 25,72 26,21 27,36 30,06 59,85 60,48 Ngày 0,58 1,42 1,26 1,87 1,73 1,52 2,03 2,54 3,55 1,05 1,73 1,67 1,52 1,68 2,31 16,35 19,05 16,21 18,78 20,32 19,99 17,76 20,90 20,81 19,88 18,76 20,54 23,43 24,00 24,54 28,98 48,21 48,72 Ngày 0,51 1,12 1,16 1,26 1,26 1,26 1,89 1,73 2,31 0,78 0,63 1,52 1,26 1,54 2,03 12,01 16,42 12,60 14,72 15,23 16,01 15,12 17,34 17,23 17,34 16,82 18,27 20,33 20,12 20,13 24,85 28,35 39,88 Ngày 0,45 0,63 1,02 1,02 1,02 1,16 1,73 1,35 1,73 0,63 0,58 1,46 1,02 1,19 1,73 10,14 12,39 10,94 10,71 11,56 12,29 11,56 12,09 12,36 15,76 13,98 16,92 16,42 17,23 16,13 23,35 28,35 35,28 59 Ngày 0,34 0,56 0,95 0,95 0,95 1,03 1,34 1,16 1,16 0,58 0,51 1,16 0,63 0,63 1,26 8,13 9,90 8,30 8,67 8,09 9,14 8,98 8,51 8,78 13,83 10,57 14,34 13,23 13,23 11,63 20,23 26,59 35,28 Ngày 0,23 0,51 0,47 0,63 0,54 0,95 1,16 0,78 0,63 0,51 0,42 0,80 0,47 0,48 1,26 5,56 6,92 6,78 6,30 7,56 6,56 6,67 6,51 6,78 10,52 9,05 11,01 10,92 10,27 10,23 20,16 23,12 28,32 Ngày 0,11 0,37 0,23 0,23 0,26 0,56 0,75 0,53 0,58 0,23 0,27 0,63 0,23 0,23 0,58 4,55 4,76 5,31 4,89 4,05 5,45 4,19 4,93 5,04 8,72 8,31 8,23 8,75 8,01 8,65 20,16 17,92 18,58 Ngày 0,10 0,23 0,12 0,11 0,14 0,24 0,32 0,18 0,53 0,11 0,23 0,51 0,13 0,11 0,23 3,45 3,27 2,31 2,62 3,72 3,06 3,84 3,51 3,98 6,18 6,22 6,74 6,00 5,19 6,27 15,66 11,15 7,17 mM V01 V02 V03 V04 V05 V06 Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày V07 V08 mM Hình 3.23 Đồ thị biểu diễn thay đổi độ kiềm dƣ mẫu vôi sau ngày đo 30 25 20 15 10 XT01 XT02 XT03 XT04 XT05 XT06 XT07 Ngày Hình 3.24 Đồ thị biểu diễn thay đổi độ kiềm dƣ mẫu xút- thủy tinh lỏng sau ngày đo 70 XV01 60 XV02 mM 50 XV03 40 XV04 30 XV05 20 XV06 10 XV07 XV08 Ngày XV09 Hình 3.25 Đồ thị biểu diễn thay đổi độ kiềm dƣ mẫu xút- vôi sau ngày đo 60 Từ thị hình 3.26 ến 3.28, sau ngày quan sát m u xút vơi có nồng ộ ki m gi m nhanh qua ngày (từ x p x 30 mM ến kho ng 10mM), m u xútthủy tinh lỏng gi m từ kho ng 20mM xuống 3-4mM M u vơi ó ộ ki m r t th p gi m ch m xuống m c gần hông n i m 3.4.4 Giá trị pH mẫu ngâm Bảng 3.10 Kết đo pH ngày Mẫu V01 V02 V03 V04 V05 V06 V07 V08 V09 V10 V11 V12 V13 V14 V15 XT01 XT02 XT03 XT04 XT05 XT06 XT07 XT08 XT09 XV01 XV02 XV03 XV04 XV05 XV06 XV07 XV08 Ngày 9,60 9,83 11,02 10,44 10,48 11,26 11,81 11,90 12,01 10,20 10,00 10,26 10,08 10,00 10,76 11,68 12,17 11,12 11,13 10,76 11,19 11,20 10,91 10,76 11,56 11,84 11,82 12,01 12,30 11,89 11,77 11,72 Ngày 9,45 9,80 10,08 10,41 10,46 11,01 11,67 11,67 11,72 10,15 9,88 10,26 10,00 9,89 10,33 10,79 11,01 10,49 10,38 10,34 10,38 10,43 10,51 10,66 11,26 11,59 11,67 11,90 12,29 11,61 11,53 11,52 Ngày 9,19 9,77 10,08 10,40 10,45 10,81 11,31 11,46 11,42 10,06 9,85 10,25 9,94 9,83 10,31 10,78 10,87 10,35 10,27 10,33 10,37 10,38 10,50 10,55 11,17 11,29 11,15 11,72 12,20 11,43 11,48 11,14 Ngày 9,07 9,61 10,07 10,21 10,41 10,68 11,05 11,12 11,40 10,05 9,79 10,24 9,87 9,72 10,30 10,78 10,78 10,22 10,12 10,03 10,35 10,24 10,46 10,52 11,02 11,13 11,01 11,17 12,06 11,21 11,12 10,85 61 Ngày 8,89 9,75 10,00 10,05 10,12 10,51 10,34 11,04 11,11 10,00 9,52 10,03 9,82 9,67 10,04 10,52 10,61 10,01 10,00 10,33 10,22 10,18 9,92 10,09 10,88 10,92 10,95 10,73 11,16 11,09 10,89 10,77 Ngày 8,41 9,08 9,76 9,53 9,45 9,73 9,89 9,80 10,03 8,96 9,32 9,77 9,37 8,73 9,73 10,38 10,41 9,80 10,00 9,96 10,17 10,00 9,90 10,07 10,86 10,90 10,85 10,71 11,11 11,00 10,82 10,63 Ngày 7,53 9,06 9,76 9,40 9,06 9,56 9,40 9,77 10,00 8,93 9,18 9,73 9,34 8,72 8,71 10,24 10,38 9,80 9,90 9,89 10,15 10,00 9,89 9,90 10,54 10,52 10,45 10,32 10,97 10,85 10,37 10,51 Ngày 7,06 7,73 8,33 8,26 8,41 8,78 8,61 8,93 9,86 8,22 9,11 9,60 8,93 8,71 8,54 10,22 10,35 9,68 9,81 9,77 10,10 9,88 9,83 9,89 10,11 10,05 10,12 9,67 10,51 10,42 9,65 9,90 XV09 12,22 12,05 11,87 11,25 11,13 11,10 14 12 pH 10 Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày 10,87 9,78 V01 V02 V03 V04 V05 V06 V07 V08 V09 V10 V11 V12 V13 V14 V15 pH Hình 3.26 Đồ thị biểu diễn thay đổi pH mẫu vôi sau ngày 14 12 10 XV01 XV02 XV03 XV04 XV05 XV06 XV07 XV08 Hình 3.27 Đồ thị biểu diễn thay đổi pH mẫu xút- vôi sau ngày đo 14 XT01 12 XT02 pH 10 XT03 XT04 XT05 XT06 XT07 XT08 XT09 Hình 3.28 Đồ thị biểu diễn thay đổi pH mẫu xút- thủy tinh lỏng sau ngày đo 62 Từ b ng 3.10 ta có th th y, m u v t li u chế t o vơi có pH th p m u v t li u có mặt xút Trong ó m u sử dụng xút kết h p với vơi có pH lớn nh t Từ thị hình 3.26 ến 3.28, có th th y sau ngày quan sát, m u vôi có pH xuống ến 8, m u xút vơi có pH kho ng 9- 10 m u xútthủy tinh lỏng pH kho ng 8-9 M u xút vơi ó ộ gi m pH nh t: từ 12 xuống kho ng 10 63 KẾT LUẬN Qua trình tìm hi u kết qu nghiên c u, phân tích thành phần, tính ch t tro bay, x , phân tích ch t ng m u v t li u tro, x sau óng rắn có th rút số kết lu n sau: Tro bay Ph L i thuộc tro bay lo i F theo tiêu chu n ASTM C618 Thành phần tro bay, tro x trường th ch Al2O3 SiO2 Tro bay có hàm ng Al2O3 SiO2 tương ng 19,92% 51,98% Tro x có hàm ng SiO2 Al2O3 tương ng 44,11% 18,83% Trường th h ó hàm ng SiO2 Al2O3 tương ng 70,9% 17% Đi u thu n l i ho qu tr nh óng rắn cơng ngh geopolyme Q trình ho t hóa trường th ch NaOH hòa tan tốt nhơm silic với t trường th ch/ NaOH theo khối ng 1/2 Khi tăng hàm ng ki m, l tăng nồng ộ NaOH từ 2,5M lên 7,5M, nhôm si i c tách khỏi c u trúc trường th h tăng Đồng thời kết qu nghiên c u ũng ho th y thời gian ho t hóa ki m àng âu àng t h c nhi u nhơm silic nhiên s chênh l ch qua ngày ũng hơng ớn Qu tr nh óng rắn tro, x cho th y hàm ng trường th h tăng th ường ộ chịu n n ũng tăng Hàm ng trường th ch chiếm 20% tổng ng rắn ( kho ng 50 gam trường th ch) tốt v mặt ường ộ chịu nén l n giá chi phí s n xu t Kh óng rắn tro, x ch t kết nh vô sở trường th ch c kh o sát phương ph p: phương ph p i m NaOH phương ph p i m vôi, phương ph p xút vôi phương ph p xút- thủy tinh lỏng - Phương ph p ki m NaOH ó ường ộ nén th p lớp cacbonat xu t hi n b mặt m u nhi u - Phương ph p i m vôi phương ph p xút- thủy tinh lỏng cho m u v t li u có giá trị ường ộ nén m c trung bình Bên ngồi v t li u v n xu t hi n lớp cacbonat 64 - Phương ph p xút vơi ho m u ó ường ộ nén tốt nh t phương ph p m u ó ường ộ nén cao nh t 33,507 MPa với hàm ng vôi bột 9% tổng khối ng tro x , nhiên b ngồi v n xu t hi n lớp cacbonat Khi hàm ng ki m tăng th ộ hút nướ gi m ường ộ hịu n n sau hi ngâm nướ tương ồng với ộ hút nướ : ộ hút nướ ngâm gi m m nh M u vơi ó ộ hút nướ àng ao th ường ộ nén sau ao m u có ch a xút nên ường ộ nén sau ngâm m u vôi th p nhi u nh ng m u có ch a xút M u xút vơi ó ường ộ nén cao nh t ó ộ hút nướ tương ối th p ( ưới 10%) Sau ngày kh o s t ộ ki m pH m u gi m ng M u tro x óng rắn phương ph p i m vơi sau hi ngâm nước ngày, pH có th gi m v kho ng 7-8 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Công Thương Quyết định quy hoạch ph n vùng thăm d hai th c chế biến sử dụng nh m ho ng chất nguyên liệu đ vôi trắng đ hoa fenspat cao lanh magnezit đến năm 2015 c x t đến năm 2015 Số 47/2008/QĐBCT Phan H u Quố Duy “Phân t h vi m y nhi t sử ụng tro x than th i từ i n Vi t nhà Nam” www.nsl.hcmus.edu.vn/greenstone/collect/hnkhbk/archives/HASH015b/16fa5 4b7.dir/doc.pdf Trịnh Ngọ Duy (2016) Nghiên cứu tính chất lý vữa Geopolymer để chế tạo gạch nhẹ Lu n văn Th sĩ Kỹ thu t xây ng ông tr nh ân ụng ông nghi p Trường Đ i họ Sư ph m Kỹ thu t Thành phố Hồ Ch Minh Nguyễn Văn Hoan (2012) Nghiên cứu sản xuất vật liệu hông nung từ phế thải tro bay xỉ l cao sở chất ết dính geopolymer B o ết tài Phan Đ o Tổng p ộ- RD25-15 Hùng Lê Anh Tu n (2015) Ảnh hưởng thành phần hoạt h a đến cư ng độ chịu uốn KHCN xây o gi n tiếp bê tông Geopolymer T p h ng Vi n V t i u xây ng – môi trường Số 3/2015 Tống Tôn Kiên Ph m Thị Vinh Lanh Lê Trung Thành (2013) Bê tông Geopolymer- thành tựu tính chất ứng dụng Hội nghị Khoa họ ni m 50 năm ngày thành p Vi n Khoa họ Công nghi p Xây Lương Đ ng Long Nguyễn Văn Đoàn Lưu Thị Hồng Lê Vi t Hùng Nguyễn M nh Tường (2010), “Nghiên c u sử dụng tro nhi t i n ốt than tầng sơi tuần hồn có khử khí sunfua (CFBC) Nhà máy Nhi t i n Cao Ng n cho s n xu t v t li u xây d ng”, Tạp chí Nghiên cứu phát triển vật liệu xấy dụng, số 1+2, pp.8-16 TCVN 10302:2014 – Phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tơng vữa x y 66 xi măng (2014) Bộ Khoa họ Công ngh Hà Nội TCVN 3803-83 Natri hidroxit ỹ thuật - Phương ph p so màu x c định hàm lượng nhôm 10 TCVN 6477:2016 – Gạch bê tông (2016), Bộ Khoa họ Công ngh Hà Nội 11 Trần Anh Tiến (2012) Nghiên cứu sản xuất Geopolymer từ h n hợp bùn đỏ tro bay B o o t i Hội nghị sinh viên nghiên u hoa họ ần th Đà Nẵng 12 Vi n Công ngh Địa h t Kho ng s n ông ty ổ phần t p oàn xây ng u ị h B nh Minh (2016) Đề n bảo vệ môi trư ng chi tiết nhà m y xi măng Trung Sơn xã Trung Sơn huyện ương Sơn t nh a B nh Tiếng Anh 13 Aakash Dwivedi and Manish Kumar Jain (2014), “Fly ash – waste management and overview: A review, Recent research in science and technology”, Recent Research in Science and Technology, 6(1), pp 30-35 14 A.F.-J (2005), “Microstructure development of Alkali-activated fly ash cement: a descriptive model”, Cement and Concrete Research, 35(6), pp 1204-1209 15 APHA Method 4500 SiO2: Automated Method for Molybdate-Reactive Silica 16 ASTM C618 – Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzalan for Use in Concrete 17 Ch Panagiotopoulou, E Kontori, Th Perraki, G Kakali (2007) “Dissolution of aluminosilicate minerals and by-products in alkaline media” J Mater Sci 42:2967–2973 18 Davidovits, J (2002), 30 Years of Success and Failures in Geopolymer Applications, Geopolymer 2002 Conference, Melbourne, Australia 19 Da-zuo Cao, Eva Selic, Jan-Dir Her e (2008) “Uti ization o 67 y ash rom coal-fired power plants in China” Journal of Zhejiang University - Science A: Applied Physics & Engineering, 9(5), PP 681-687 20 Department of Forests, Ecology and Environment, Government of Karnata a (2007) “Uti ity onanza rom ust” Parisara ENVIS Newsletter, 2(6), PP 1-8 21 D.Hardjito, B V Rangan (2005), “Development and properties of lowcalcium fly ash based Geopolymer concrete”, Research Report GC Faculty of Engineering Curtin University of Technology Perth, Australia, PP 9-18 22 D Ian Barnes1; Lin on K A Sear (2006) “Ash Uti isation rom Coa - Base Power P ants” Report No.COAL R274 DTI/Pub URN 04/1915, PP 13-30 23 Dr.Suhas V Patil, Suryakant C Nawle, Sunil J Kulkarni (2013), “In ustria app i ations o F y ash: A Review Internationa Journa o S ien e” Engineering and Technology Research (IJSETR), pp 1659-1663 24 Duxson P., et al (2007) “Geopolymer technology: the current state of the art”, Journal Materials Science, Vol 42, PP 2917–2933 25 European Coal Combustion Products Association, www.ecoba.com 26 Francisco J López, Satoshi Sugita, Motohiro Tagaya, Takaomi Kobayashi (2014), “Metakaolin-Based Geopolymes for Targeted Adsorbents to Heavy Metal Ion Separation”, Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 2(7), PP 16-27 27 Ameri an Coa Ash Asso iation (2003) “F y ash in aspha t pavements”, Fly Ash Facts for Highway Engineers, 8, p.8 28 Industrial Minerals Association , www.ima-na.org/page/what_is_trường th h 29 Institution, A C (1993), “State of the art of high strength concrete”, Journal Proceedings, Vol 81, Issue 4, PP 364-411 30 J.Davidovits, D., R., and James (1999), “The Proceeding of Geopolymer 99” Geopolymer International Conference, p 368 68 31 Jun-ho maeng, Dong-hwan Suh, Kwang-woo Cho (2015), A study on minimizing environmental impact in accordance with the thermal power plant ash management, Journal of Korea Environment Institute, 50, P.15 32 Kriven Waltraud, Jonathon L Bell, Matthew Gordon (2003), “Microstructure and microchemistry of fully reacted geopolymes and geopolyme matrix composites”, Ceram Trans, 153, 227-250 33 Ksai ati K Sayiri S R K(2006) “Uti ization o Wyoming ottom ash in aspha t mixes” MPC Research Reports, PP 1-56 34 Kurama H Kaya M (2008) “Usage o oa om ustion bottom ash in on rete mixture” Construction and Building Materials, 22(9), PP 19221928 35 Lloyd N A.& Rangan B V (2010), “Geopolymer Concrete with Fly Ash” Proceedings of the Second International Conference on Sustainable Construction Materials and Technologies, PP 1-10 36 Ministry of Environment and Forests, Government of India (1999), “Utilisation of Fly Ash by thermal power plants Notification”, The Gazette of India Extraordinary, 763(E), PP 1-6 37 M.Liew, H Kamarudin, A M Mustafa Al Bakri, M Luqman, I Khairul Nizar and C Y Heah (2011), “Investigating The Possibility Of Utilization Of Kaolin And The Potential Of Metakaolin To Produce Green Cement For Construction Purposes – A Review”, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 5(9), PP 441-449 38 Mr.G Hemanaag (2014), “Geo-Polymer Concrete using Metakaolin , FlyAsh and their Comparision”, International Journal of Engineering Research & Technology, 3(8), PP 849-850 39 Olivia, M (2011), Durability Related Properties of Low Calcium Fly ash based Geopolyme Concrete, Doctoral Thesis, Curtin University, Australia 40 Pacheco-Torgal Fernando, Castro-Gomes João and Jalali Said (2008), “Alkali-activated binders: A review Part Historical background, 69 terminology, reaction mechanisms and hydration products”, Journal of Construction and Building Materials, Vol 22, Issue 7, pp 1305– 1314 41 Suresh G Patil and Manojkumar (2013), “Factors influencing compressive strength of Geopolymer concrete”, International Journal of Research in Engineering and Technology, PP 372- 375 42 Tildy Bayar (2015), “Best practices for managing power plant coal ash”, Power engineering international news, PP 1-4 43 Van Jaarsveld, J G S., Van Deventer J S J., and Lukey, G C (2002) , “The effect of composition and temperature on the properties of fly ash and kaolinite-based Geopolymers”, Chemical Engineering Journal, Vol 89, Issue 1-3, PP 63-73 44 Varga, G (2007), “The Structure of Kaolinite and Metakaolinite”, Epitoanyag, 59, pp 6-9 45 Yunping Xi Yue Li Zhaohui Xie an Jae S Lee “Uti ization o so i waste (waste g ass an ru er parti es) as aggregates in on rete” International Journal of the Physical Sciences, Vol 5(13), pp 1952-1963 46 Zongjin, L., Z Ding, and Z Yunsheng (2004), Development of Sustainable Cementitious Materials, International Workshop on Sustainable Development and Concrete Technology, Beijing, China 70 ... phát từ nh ng i u trên, lu n văn c th c hi n với tiêu Nghiên cứu chế tạo chất kết dính từ trƣờng thạch ứng dụng xử lý tro xỉ nhiệt điện Nghiên c u lu n văn sử dụng công ngh mới, phù h p xử lý tro. ..ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỖ THỊ HẠT NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT KẾT DÍNH BẰNG TRƢỜNG THẠCH ỨNG DỤNG XỬ LÝ TRO XỈ NHIỆT ĐIỆN Chun ngành: Hóa mơi trường Mã số: 8440112.05... 1.1.2 Các chế điều chế geopolyme 1.1.3 Các nghiên cứu geopolyme 1.2 Tro, xỉ nhiệt điện 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Ứng dụng tro bay, xỉ nhiệt điện 12