Nghiên cứu tận dụng xỉ than và tro bay tại nhà máy nhiệt điện duyên hải tỉnh trà vinh để sản xuất gạch không nung

Hiện tại hầu hết các loại vật liệu sử dụng để sản xuất gạch không nung tại Trà Vinh chủ yếu từ các loại vật liệu như cát đá mạt xi măng theo công thức kinh nghiệm mà chưa có nghiên cứu đề xuất thành phần thay thế cốt liệu nào khác vào thành phần cấp phối dẫn đến giá thành cao và độc quyền trong sản xuất Chính vì vậy việc khai thác cát xây dựng không tuân thủ các quy định Pháp luật đã đến mức báo động không những góp phần làm suy kiệt nguồn tài nguyên cát mà còn là nguyên nhân gây xói lở bờ sông bờ biển đất canh tác ảnh hưởng lớn đến sản xuất và sinh hoạt bình thường của nhân dân Vấn đề cấp thiết đặt ra là có thể sử dụng nguồn vật liệu nào khác để thay thế cát trong sản xuất gạch không nung? Hiện tại nhà máy nhiệt điện Duyên Hải tại Trà Vinh đã và đang hoạt động hàng năm thải ra môi trường trên một triệu tấn xỉ than và tro bay nguồn xỉ than và tro bay này nếu không được quy hoạch và cất giữ đúng quy định sẽ là nguyên nhân trực tiếp gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng rất rất lớn đến đời sống nhân dân xung quanh Đề tài Nghiên cứu tận dụng xỉ than và tro bay tại nhà máy nhiệt điện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh để sản xuất gạch không nung từ lý thuyết và kết quả thực nghiệm tác giả đề xuất cấp phối tối ưu nhất và đảm bảo về cường độ mong muốn giải quyết vấn đề đặt ra bằng cách sử dụng bột đá xỉ than và tro bay sẽ thay thế đáng kể nguồn cát xây dựng đang dần khan hiếm và ảnh hưởng đến môi trường giải quyết những vấn đề ô nhiễm môi trường đồng thời làm giảm giá thành sản phẩm thấp nhất rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐOÀN CƠNG CHÁNH ĐỒN CƠNG CHÁNH KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG XỈ THAN VÀ TRO BAY TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DUYÊN HẢI TỈNH TRÀ VINH ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP KHỐ 2016 Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐỒN CƠNG CHÁNH NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG XỈ THAN VÀ TRO BAY TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DUYÊN HẢI TỈNH TRÀ VINH ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Dân dụng Công nghiệp Mã số: 60 58 02 08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ KHÁNH TOÀN Đà Nẵng – Năm 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa tác giả công bố cơng trình nghiên cứu khoa học khác Tác giả Luận văn HV ĐỒN CƠNG CHÁNH ii MỤC LỤC MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH viii Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Bố cục đề tài CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG SỬ DỤNG XỈ THAN, TRO BAY TRONG SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG 1.1 Giới thiệu tổng quan gạch không nung 1.2 Các đặc trưng lý gạch không nung 1.3 Giới thiệu loại vật liệu chế tạo gạch không nung Trà Vinh 1.3.1 Các loại vật liệu sản xuất gạch không nung Trà Vinh a) Cát b) Đá mạt c) Xi măng d) Nước 1.4 Giới thiệu nguồn tro xỉ than tro bay nhà máy nhiệt điện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh 1.5 Các quy trình sản xuất gạch khơng nung 1.5.1 Quy trình làm gạch không nung 1.5.2 Dây chuyền công nghệ máy ép gạch không nung 10 1.5.3 Các bước làm gạch không nung 10 1.6 Kết luận chương 11 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA CÁC THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CỦA GẠCH KHÔNG NUNG 12 2.1 Các tiêu chuẩn, tài liệu có liên quan đến việc xác định đặc trưng lý gạch không nung 12 2.1.1 Kích thước mức sai lệch 12 2.1.2 Yêu cầu ngoại quan 12 2.1.3 Yêu cầu tính chất lý 13 2.2 Các phương pháp xác định đặc trưng lý thành phần cấp phối gạch không nung 13 2.2.1 Xi măng 13 2.2.2 Cát 14 2.2.3 Đá mạt 16 iii 2.2.4 Xỉ than 17 2.2.5 Tro bay 18 2.2.6 Nước 18 2.3 Xác định đặc trưng lý thành phần cấp phối sản xuất gạch khơng nung thí nghiệm 19 2.3.1 Thí nghiệm xi măng 19 2.3.2 Thí nghiệm cát 25 2.3.3 Thí nghiệm đá (đá mạt) 30 2.3.4 Thí nghiệm xỉ than 38 2.3.5 Thí nghiệm tro bay 43 2.3.6 Thí nghiệm nước 46 2.4 Kết luận chương 46 CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÍ CỦA GẠCH KHƠNG NUNG SỬ DỤNG XỈ THAN VÀ TRO BAY TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI 47 3.1 Thiết kế cấp phối để chế tạo mẫu 47 3.1.1 Khối lượng thành phần cấp phối 48 3.1.2 Tạo mẫu thí nghiệm vật liệu 48 3.2 Tiến hành thí nghiệm mẫu thử 49 3.2.1 Thiết bị thử 49 3.2.2 Chuẩn bị mẫu thử 50 3.2.3 Tiến hành thử 51 3.3 Các kết đạt thực thí nghiệm 52 3.3.1 Kết thí nghiệm cường độ cấp phối gạch 52 3.3.2 Kết thí nghiệm cường độ cấp phối gạch Nhà máy Nhật Anh 60 3.3.3 Xác định độ rỗng gạch không nung theo TCVN 6477: 2016 [5] 61 3.3.4 Xác định độ hút nước gạch xi măng cốt tiệu theo TCVN 6355 - 4: 2009[15] 63 3.3.5 Xác định khối lượng riêng mẫu gạch 64 3.4 Bình luận kết đạt thí nghiệm so với tiêu chuẩn hành 66 3.5 Đánh giá tính hiệu kỹ thuật, kinh tế môi trường gạch không nung 66 3.5.1 Hiệu kỹ thuật 66 3.5.2 Hiệu kinh tế 67 3.5.3 Hiệu môi trường 68 3.6 Kết luận chương 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC 72 iv NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG XỈ THAN VÀ TRO BAY TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DUYÊN HẢI TỈNH TRÀ VINH ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH KHƠNG NUNG Học viên: Đồn Cơng Chánh Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 Khóa:2016-2018, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Hiện hầu hết loại vật liệu sử dụng để sản xuất gạch không nung Trà Vinh chủ yếu từ loại vật liệu như: cát, đá mạt, xi măng theo công thức kinh nghiệm mà chưa có nghiên cứu đề xuất thành phần thay cốt liệu khác vào thành phần cấp phối, dẫn đến giá thành cao độc quyền sản xuất Chính việc khai thác cát xây dựng không tuân thủ quy định Pháp luật đến mức báo động, khơng góp phần làm suy kiệt nguồn tài nguyên cát mà nguyên nhân gây xói lở bờ sơng, bờ biển, đất canh tác, ảnh hưởng lớn đến sản xuất sinh hoạt bình thường nhân dân Vấn đề cấp thiết đặt là: sử dụng nguồn vật liệu khác để thay cát sản xuất gạch không nung? Hiện tại, nhà máy nhiệt điện Duyên Hải Trà Vinh hoạt động, hàng năm thải môi trường triệu xỉ than tro bay, nguồn xỉ than tro bay không quy hoạch cất giữ quy định nguyên nhân trực tiếp gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng rất lớn đến đời sống nhân dân xung quanh Đề tài “Nghiên cứu tận dụng xỉ than tro bay nhà máy nhiệt điện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh để sản xuất gạch không nung” từ lý thuyết kết thực nghiệm tác giả đề xuất cấp phối tối ưu đảm bảo cường độ mong muốn giải vấn đề đặt ra, cách sử dụng bột đá, xỉ than tro bay thay đáng kể nguồn cát xây dựng dần khan ảnh hưởng đến môi trường, giải vấn đề ô nhiễm môi trường , đồng thời làm giảm giá thành sản phẩm thấp có ý nghĩa khoa học thực tiễn Từ khóa - Gạch khơng nung, xỉ than, tro bay, sản xuất gạch không nung, xỉ than tro bay Nhiệt điện Duyên Hải Trà Vinh STUDY ON UTILIZATION OF COAL SLAG AND FLY ASH AT DUYEN HAI COAL THERMAL POWER PLANT IN TRA VINH PROVINCE TO PRODUCE NON-FIRED BRICKS Abstract - Nowadays, Most of the materials have been used to produce non-fired bricks in Tra Vinh which are made from mainly materials such as sand, clay, cement according to the experimental formula, there is not any researches to propose element substitute by other mainly materials, leading to high cost and monopoly in production Therefore, the exploitation of buiding sand does not comply with the law has reached the warning level In addition, it not only contributes to the depletion of sand resources but also causes erosion of river banks, coastline,farmland It affects the production and normal activities of the people The urgent issue is: what alternative materials can be used to replace sand in the production of non-fired bricks? At the moment, Duyen Hai coal thermal plant in Tra Vinh has been operating, annually it emits more than million tons of coal slag and fly ash, if the source of coal slag and fly ash can not control and storage follow the regulation will be a direct cause of environmental pollution, affecting a lot to the life of people around The thesis “Study on utilization of coal slag and fly ash at Duyen Hai coal thermal power plant in Tra Vinh province to produce non-fired bricks” From theory and experimental results, the researcher suggests the optimal gradation and ensures the desired intensity of problem solving by using rock dust, coal slag and fly ash will be considerable substitution of building sand resources that are scarce and affecting the environment, solving environmental problems and reducing product lowest costs that are very useful and valuable for science and reality Key words - Unbaked brick, coal slag, fly ash, non-fired brick production, coal slag and fly ash, Duyen Hai coal thermal power plant in Tra Vinh province v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam ASTM: Tiêu chuẩn Mỹ QCVN: Quy chuẩn Việt Nam B: Cấp độ bền M Mác gạch CP: Cấp phối Rn: Cường độ chịu nén Ru Cường độ chịu uốn N: Niuton γ: Khối lượng riêng vi DANH MỤC BẢNG Số hiệu bảng 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 2.26 2.27 2.28 Tên bảng Các tiêu chuẩn xác định đặc trưng lý gạch không nung Khuyết tật ngoại quan cho phép Yêu cầu cường độ chịu nén, độ hút nước độ thấm nước Các tiêu chuẩn xác định đặc trưng lý xi măng Xác định đặc trưng lý cát dựa vào TCVN 7572:2006 Hàm lượng tạp chất cát Hàm lượng ion CL- cát Thành phần hạt đá mạt Hàm lượng tạp chất mạt đá Hàm lượng ion CL- mạt đá Xác định đặc trưng lý xỉ than dựa vào TCVN 7572:2006 Các tiêu – lý – hóa tro bay Hàm lượng tối đa cho phép muối hịa tan, ion sunfat, ion clo cặn khơng tan nước trộn bê tông vữa Giới hạn cho phép thời gian ninh kết cường độ chịu nén hồ xi măng bê tông Kết thí nghiệm độ mịn xi măng PCB40 Holcim Kết thí nghiệm khối lượng riêng xi măng PCB40 Holcim Kết thí nghiệm độ dẻo thời gian đơng kết xi măng PCB40 Holcim Kết thí nghiệm nén mẫu vữa ngày tuổi Kết thí nghiệm nén mẫu vữa 28 ngày tuổi Kết thí nghiệm thành phần hạt cát Kết thí nghiệm hàm lượng bụi, bùn, sét cát Kết thí nghiệm khối lượng thể tích xốp cát Kết thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước cát Kết thí nghiệm thành phần hạt mạt đá Kết thí nghiệm hàm lượng thoi dẹt mạt đá Kết thí nghiệm hàm lượng bụi, bùn, sét mạt đá Kết thí nghiệm độ mài mịn mạt đá Kết thí nghiệm hàm lượng hạt mềm yếu phong hóa Trang 12 12 13 14 14 15 15 16 16 17 17 18 18 19 20 21 22 23 24 25 27 28 29 30 32 33 34 35 vii 2.29 2.30 2.31 2.32 2.33 2.34 2.35 2.36 2.37 2.38 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 mạt đá Kết thí nghiệm khối lượng thể tích xốp mạt đá Kết thí nghiệm khối lượng riêng độ hút ẩm mạt đá Kết thí nghiệm độ nén dập xilanh mạt đá Kết thí nghiệm khối lượng riêng, độ hút nước xỉ than Kết thí nghiệm khối lượng thể tích xốp xỉ than Kết thí nghiệm thành phần hạt xỉ than Kết thí nghiệm thành phần hóa xỉ than Kết thí nghiệm tính lý tro bay Kết thí nghiệm tính hóa tro bay Kết thí nghiệm nước Bảng thiết kế cấp phối Bảng thành phần cấp phối Kết thí nghiệm cường độ nén R3 Kết thí nghiệm cường độ nén R7 Kết thí nghiệm cường độ nén R14 Kết thí nghiệm cường độ nén R28 Kết thí nghiệm cường độ nén mẫu gạch R28(cấp phối 0) Kết thí nghiệm độ rỗng gạch Kết thí nghiệm độ hút nước Xác định trọng lượng riêng mẫu gạch Kết thí nghiệm độ rỗng cấp phối gạch Nhà máy Nhật Anh Kết thí nghiệm độ hút nước cấp phối gạch Nhà máy Nhật Anh Kính phí vật liệu thực tế theo cấp phối gạch Nhà máy Nhật Anh Kính phí vật liệu thực tế cấp phối gạch đề tài Bảng so sánh hiệu kinh tế sản phẩm 35 37 38 39 39 40 41 43 43 46 48 48 52 54 56 58 60 62 64 64 65 65 67 68 68 viii DANH MỤC HÌNH Số hiệu hình 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Tên hình Trang Gạch Papanh Gạch Block bê tông Gạch bê tông chưng áp Gạch bê tông bọt Một số loại gạch không nung Nguyên liệu chế tạo gạch không nung thông thường Trà Vinh Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải hoạt động Một góc Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải Một góc bãi chứa xỉ than Nhiệt điện Duyên Hải Trà Vinh Quy trình sản xuất gạch khơng nung Sơ đồ máy ép gạch khơng nung bán tự động Thí nghiệm khối lượng riêng xi măng Trộn hồ xi măng Thử nghiệm độ mịn độ dẻo Tạo mẫu xi măng Bảo dưỡng mẫu Nén mẫu vữa Sàng cát Biểu đề thành phần hạt Thí nghiệm thể tích xốp cát Biểu đồ thành hạt mạt đá Cân mẫu mạt đá Thử độ mài mịn đá Các dạng hình khối cốt liệu Biểu đồ thành phần hạt xỉ than Phiếu thử nghiệm xỉ than Phiếu thử nghiệm tro bay Tạo mẫu gạch Vận chuyển gạch phòng thí nghiệm dưỡng hộ Máy thử cường độ gạch Gia công mặt mẫu thử Nén mẫu gạch không nung R3 Nén mẫu gạch không nung R14 5 5 6 9 10 21 22 22 23 23 24 25 26 28 31 32 33 36 41 42 45 49 49 50 50 51 56 ... [3] Có thể sử dụng xỉ than, tro bay bột đá chế tạo gạch xây không nung? Đề tài ? ?Nghiên cứu tận dụng xỉ than tro bay nhà máy nhiệt điện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh để sản xuất gạch không nung? ?? mong muốn... bay nhà máy nhiệt điện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh để sản xuất gạch không nung? ?? Từ kết tính tốn, học viên đề xuất, kiến nghị áp dụng vào thực tế nhằm tiêu thụ chất thải xỉ than tro bay nhà máy nhiệt. .. ĐOÀN CÔNG CHÁNH NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG XỈ THAN VÀ TRO BAY TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DUYÊN HẢI TỈNH TRÀ VINH ĐỂ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp