Nghiên cứu thiết kế và chế tạo dây chuyền sản xuất tấm lợp AMIĂNG

Nghiên cứu thiết kế và chế tạo dây chuyền sản xuất tấm lợp AMIĂNG

Bộ công nghiệp

Viện Công nghệ

25 Vũ Ngọc Phan, Đống Đa, Hà Nội

Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài:

Nghiên cứu thiết kế và chế tạo dây chuyền sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng

Bản quyền 2005 thuộc Viện Công nghệ

Đơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Viện trưởng Viện Công nghệ, trừ trường hợp sử dụng cho mục đích nghiên cứu

BCN VCN

BCNVCN

Danh sách những người thực hiện Bài tóm tắt

Lời nói đầu

Nội dung chính báo cáo

chương 1: Tình hình nghiên cứu, sản xuất tấm lợp trên thế

1.1 Tình hình nghiên cứu, sản xuất tấm lợp trên thế giới 9

1.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất tấm lợp trong nước 23

1.2.2 Về chủ trương cấm sử dụng amiăng trong sản xuất tấm lợp ở Việt Nam 25

1.2.3 Tình hình nghiên cứu sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng 26

1.2.4 Hướng sử dụng vật liệu lai ghép (hybrid) với mục tiêu kinh tế 27

1.2.5 Một số vấn đề môi trường-xã hội liên quan 28

chương 2: Công nghệ và Vật liệu thay thế amiăng trong sản

2.1 Một số đặc điểm của vật liệu amiăng sử dụng trong công nghệ xeo cán 31

2.1.1 Đặc điểm của công nghệ sản xuất tấm lợp sử dụng amiăng ximăng 31

2.1.3 Các loại amiăng dùng trong công nghệ Hatscheck 34

2.1.4 Sơ đồ công nghệ Hatscheck và quy trình sản xuất tấm lợp amiăng ximăng 352.2 Yêu cầu chung của công nghệ xeo cán đối với vật liệu không sử dụng

2.3.2 Độc tính của vật liệu thay thế (Sợi PVA) 43

2.3.3 Đặc tính của sợi PVA trong công nghệ xeo cán 452.4 Sợi cellulose và khả năng gia cường cho vật liệu nền ximăng 46

2.4.2 Nguồn sợi cellulose 47

2.4.3 Khả năng sử dụng sợi cellulose trong sản xuất tấm lợp 48

3.2 Nguyên tắc chung về thiết kế các thiết bị của dây chuyền sản xuất tấm lợp

3.3 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và thử nghiệm cụm thiết bị chuẩn bị liệu

3.3.1 Nghiên cứu chế độ nghiền bột giấy thích hợp cho sản phẩm tấm lợp 76

3.3.2 Nghiên cứu và xác định tỷ lệ cấp phối tối −u đảm bảo tính xeo và tính kinh

3.3.3 Chế tạo và thử nghiệm cụm nghiền cellulose 803.4 Nghiên cứu, thiết kế chế tạo và thử nghiệm thiết bị đánh tơi và phun sợi

3.5 Các loại thiết bị trong dây chuyền sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng 89

3.5.2 Cụm thiết bị xeo cán và tạo hình sản phẩm 92

chương 4: Thử nghiệm sản xuất trên hiện trường 104

4.2.1 Thử nghiệm tại Công ty Ximăng Hệ Dưỡng 105

4.2.2 Thử nghiệm trên dây chuyền sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng chế

Chương 5: Kiểm tra cơ lý tính mẫu sản phẩm tấm lợp không

5.4 Phân tích hàm lượng sợi Amiăng trong sản phẩm tấm lợp mới 1255.5 Thử thẩm thấu của tấm mẫu theo TCVN 4434: 2000 1255.6 Thử nghiệm đánh giá độ lão hoá theo phương pháp gia tốc thời gian 1265.7 Thử nghiệm tấm lợp trong môi trường tự nhiên 1275.8 Một số nhận xét về các kết quả thử nghiệm chất lượng tấm lợp 129

6.1.1 Một số khó khăn trong công tác thực hiện đề tài 130

6.1.3 Các kết quả về phương pháp và đội ngũ nghiên cứu, công tác đào tạo 132

6.1.5 Xây dựng quan hệ quốc tế trong lĩnh vực nghiên cứu, sản xuất tấm lợp

6.2 Một số kết quả về ấn phẩm đã công bố và đăng ký sở hữu trí tuệ 134

6.2.1 Một số kết quả về ấn phẩm đã công bố về các kết quả của đề tài 134

6.2.2 Một số sản phẩm thuộc đề tài đã đăng ký sở hữu trí tuệ 135

Tµi liÖu tham kh¶o 138

Nội dung trình bày trong đề tài là phần nối tiếp các ý tưởng và công việc liên

quan tới hướng nghiên cứu vật liệu compsite gia cường sợi của Nhóm Cơ học Vật

liệu - Viện Cơ học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam Tác giả và nhóm thực

hiện đề tài xin trân trọng cảm ơn TSKH Lê Khánh Châu và các thành viên của

Nhóm Cơ học Vật liệu, những người từ những năm 1990 đã khởi xướng hướng

nghiên cứu có nhiều ứng dụng thực tế và triển vọng

Tác giả xin chân thành cảm ơn KS Hoàng Tiến Dũng, Chủ tịch HĐQT Công ty VLXD Hạ Long về những cố gắng trong việc chế tạo lần đầu tiên các thiết bị của dây chuyền xeo cán tấm lợp Chúng tôi cũng chân thành cảm ơn ông Võ Tiến Dũng - Công ty VLXD Hạ Long là người đã góp phần không nhỏ trong việc triển khai các ý tưởng công nghệ vào thực tiễn

Trong thời gian tiến hành đề tài, tác giả đã nhận được nhiều lời khuyên bổ ích và sự giúp đỡ quý báu của Giáo sư Yoshihiko Ohama, Viện Nghiên cứu Kỹ thuật, Đại học Nihon, Nhật bản Đặc biệt, việc nghiên cứu cấu trúc vi mô của vật liệu trong đề tài đã được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Giáo sư Ohama

Đề tài cũng đã nhận được sự trợ giúp to lớn từ nhiều cá nhân và các tổ chức khác nhau:

TS Wayne Stone, TS Cao Duy Tiến và các cộng sự (Dự án Giảm thiểu ô nhiễm trong công nghiệp sản xuất Vật liệu xây dựng), Bà Shellia Shen (Công ty Hunan Xiangwei LTD., Co - China), KS Nguyễn Văn Điệp - Giám đốc Công ty Xi măng Hệ Dưỡng – Ninh Bình và các cộng sự, KS Chu Văn Hoè – Giám đốc Công ty Sản xuất Kinh doanh Vật liệu xây dựng Nghệ An và các cộng sự… Tác giả và nhóm thực hiện đề tài xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tất cả các cá nhân và tổ chức đã giúp đỡ để đề tài hoàn thành kế hoạch đúng thời hạn

Cuối cùng, chúng tôi cũng chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Văn Tân – Viện trưởng và các Phòng, Ban thuộc Viện Công nghệ đã có nhiều đóng góp to lớn cho công việc của đề tài từ khi hình thành các ý tưởng ban đầu và trong suốt quá trình thực hiện Đề tài

Do những ảnh hưởng xấu của amiăng tới môi trường và sức khoẻ của con người, đã có nhiều nước tiên tiến trên thế giới cấm sử dụng amiăng trong các ngành sản xuất công nghiệp và dân dụng Tại Việt nam, Chính phủ đã có Quyết định số 115/2001/QĐ-TTg ngày 01/8/2001 cấm sử dụng amiăng trong sản xuất tấm lợp, Quyết định có hiệu lực từ năm 2004 Đề tài này nhằm mục tiêu nghiên cứu, chế tạo và khảo nghiệm công nghệ và thiết bị sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng trên qui mô công nghiệp bằng phương pháp xeo cán

Qua các khảo sát và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, đề tài đã lựa chọn hệ vật liệu thay thế amiăng là sợi PVA và cellulose cùng với một số phụ gia vô cơ và hữu cơ Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cũng xác định được cấp phối định hướng nhằm đảm bảo cho huyền phù có tính ổn định và tính lọc tốt nhất cho quá trình xeo cán tấm lợp không sử dụng amiăng

Một nội dung khác của đề tài là chế tạo dây chuyền công nghệ sản xuất sản phẩm mới có năng suất thiết kế 0,5 triệu m2/năm Trong dây chuyền này, đã thiết kế, chế tạo hai cụm thiết bị mới là cụm Chuẩn bị liệu và Máy đánh - phun sợi PVA Các thiết bị này cho phép tạo hiệu quả cao cho việc sử dụng sợi cellulose và PVA thay thế cho amiăng trong sản phẩm tấm lợp mới

Quá trình thử nghiệm trên hiện trường đã được thực hiện trên các dây chuyền công nghệ mới tại Công ty Ximăng Hệ Dưỡng, Ninh Bình (năm 2003) và Vinh, Nghệ An (năm 2004) Trong quá trình này, đã khẳng định khả năng thay thế amiăng trong sản xuất tấm lợp bằng các vật liệu mới trên qui mô sản xuất công nghiệp Sản phẩm mới đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật theo dự kiến

Qua các test đối với sản phẩm tấm lợp sản xuất trong các đợt khảo nghiệm tại các phòng thí nghiệm trong và ngoài nước, bước đầu xác nhận cơ - lý tính của sản phẩm mới đảm bảo các chỉ tiêu chủ yếu của TCVN 4434:2000, tương đương với sản phẩm tấm lợp amiăng ximăng Các sản phẩm này cũng đã được sử dụng thử nghiệm tại một số địa phương khu vực đồng bằng và trung du Bắc bộ từ năm 2003 và cho các kết quả khả quan

Các kết quả của đề tài đã được triển khai vào sản xuất tại một số cơ sở sản xuất tấm lợp trong nước từ năm 2004

Sản phẩm tấm lợp amiăng ximăng có lịch sử phát triển trên 100 năm nay Do các đặc tính kinh tế – kỹ thuật ưu việt nên sản phẩm này chiếm một thị phần khá lớn trong thị trường vật liệu xây dựng nói chung và chất lợp nói riêng ở Việt nam, hiện nay sản lượng tấm lợp đạt tới 70 triệu m2/năm và theo dự báo của Bộ Kế hoạch và Đầu tư, thị trường tấm lợp có thể đạt tới xấp xỉ 100 triệu m2/năm vào năm 2010 Chỉ riêng phía Bắc, đã có 37 dây chuyền sản xuất tấm lợp amiăng ximăng đang hoạt động tính đến năm 2003

Tuy nhiên, từ năm 1906, các nghiên cứu về y học và môi trường trên thế giới đã phát hiện mối nguy cơ dẫn đến bệnh ung thư đối với những người có tiếp xúc với các sản phẩm có chứa amiăng Do đó, từ năm 1980, các nước công nghiệp phát triển đã bắt đầu lộ trình thay thế amiăng trong các sản phẩm công nghiệp và dân dụng nói chung và trong sản xuất tấm lợp nói riêng Chính phủ Việt nam cũng đã có Quyết định số 115/2001/QĐ-TTg ngày 01/8/2001 cấm sử dụng amiăng trong sản xuất tấm lợp bắt đầu từ năm 2004 Trước tình hình này, việc nghiên cứu và đưa vào sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng là một vấn đề khá bức xúc và có tính thời sự cao

Mặc dù đã được bắt đầu nghiên cứu từ những năm 60 của thế kỷ XX nhưng việc thay thế amiăng trong sản xuất tấm lợp mới chỉ được ứng dụng trong thực tiễn sản xuất gần đây Trên thế giới có thể kể đến các hãng lớn như ETERNIT BUILDING MATERIALS (Châu Âu), SIEMPELKAMP (CHLB Đức), JAMES HARDIE (Australia)…đã phát triển sản phẩm tấm lợp không sử dụng amiăng rất có hiệu quả Đặc điểm của các dây chuyền thiết bị do các hãng kể trên cung cấp là có độ tự động hoá và chất lượng sản phẩm cao, tuy nhiên giá thành cũng rất cao, khó phù hợp với thị trường Việt nam

Các nghiên cứu trong nước cũng đã được tiến hành bước đầu như đề tài cấp Bộ

“Nghiên cứu công nghệ thích hợp sản xuất vật liệu tổ hợp ximăng – polime – sợi vô cơ - sợi hữu cơ để chế tạo cấu kiện nhẹ sử dụng trong xây dựng công trình ở vùng đất yếu và vùng có động đất” của Viện KHCN Vật liệu xây dựng – Bộ Xây dựng (năm 2003), đề tài

cấp Bộ “Nghiên cứu cải tiến thiết bị sản xuất tấm lợp Fibrô Ximăng theo công nghệ

không sử dụng amiăng” của Viện Công nghệ – Bộ Công nghiệp (năm 2003) Các đề tài

này mới chỉ dừng lại ở việc áp dụng trên qui mô nhỏ, chưa thực sự đáp ứng được yêu cầu đổi mới công nghệ đối với sản xuất Tuy nhiên, chúng cũng đặt ra các tiền đề quan trọng đối với hướng sử dụng các vật liệu tổ hợp mới thay cho amiăng trong sản xuất tấm lợp, phù hợp với điều kiện và hoàn cảnh của Việt nam

Công nghệ – Bộ Công nghiệp thực hiện đề tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo

và thử nghiệm dây chuyền sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng”, mã số KC.06.15 với

mục tiêu chính là chế tạo hoàn chỉnh và đưa vào khảo nghiệm dây chuyền pilot sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng trên qui mô công nghiệp Tuy mục tiêu chính của đề tài là xây dựng thiết bị công nghệ nhưng trên thực tế khi thực hiện đề tài, các nội dung vật liệu học của vật liệu tổ hợp nền ximăng, nghiên cứu công nghệ trong phòng thí nghiệm, khảo nghiệm trên qui mô sản xuất công nghiệp, tiến hành các test cơ học… phải tiến hành song song nhằm tìm ra các cấp phối, vật liệu phù hợp nhất về kinh tế - kỹ thuật cho sản phẩm mới

Mặc dù thời gian và kinh phí có hạn, nội dung thực hiện của đề tài trải rộng và khá phức tạp nhưng với sự quyết tâm cao, có sự giúp đỡ tích cực của các cá nhân, đơn vị sản xuất, các nhà khoa học trong và ngoài nước, đề tài đã kết thúc đúng thời hạn với một số kết quả bước đầu đã đạt được

Tuy nhiên, do còn có nhiều hạn chế về khả năng và phương tiện, các kết quả của đề tài chắc chắn không tránh khỏi các thiếu sót, hạn chế và cần sự đóng góp của người đọc, đặc biệt là các chuyên gia và các nhà sản xuất trong lĩnh vực này Với tinh thần cầu thị, chúng tôi đánh giá cao các ý kiến đóng góp để các kết quả của đề tài được hoàn thiện hơn và có thể áp dụng vào thực tiễn sản xuất

Dưới đây là trích lược các thông tin trong thuyết minh đề tài (số thứ tự theo biểu TMĐT):

không sử dụng amiăng

2 M∙ số: KC.06.15

3 Thời gian thực hiện: từ tháng 1 năm 2003 đến tháng 12 năm 2004

5 Tổng kinh phí thực hiện: 2.000 triệu đồng

Trong đó kinh phí từ NSNN: 2.000 triệu đồng

và sản phẩm chủ lực Mã số KC.06

7 Chủ nhiệm đề tài: TS Đỗ Quốc Quang

8 Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Công Nghệ - Tổng Công ty máy Động lực & máy Nông

nghiệp – Bộ Công nghiệp

không sử dụng Amiăng bằng phương pháp xeo cán năng suất 500.000 m2/ năm

Tương ứng với các vấn đề cần tiếp cận nghiên cứu được luận cứ trong mục 11, các nội dung nghiên cứu cần thiết bao gồm:

1 Nghiên cứu về sợi thay thế: 1.1 Sợi xenlulô:

- Nghiên cứu về thiết bị và sơ đồ công nghệ nghiền tinh xenlulô để đạt các mục tiêu công nghệ và tính kinh tế

- Tỷ lệ cấp phối tối ưu đảm bảo tính xeo và tính kinh tế

1.2 Sợi tổng hợp:

- Tỷ lệ cấp phối của sợi tổng hợp trong ma trận ximăng

- Phân bố của sợi tổng hợp trong quá trình sản xuất bằng phương pháp xeo cán: Nghiên cứu cấu tạo và sử dụng các các trục định hướng sợi trong bể xeo

- Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ cấp phối và phân bố sợi tổng hợp đến độ bền (độ bền toàn thể và độ dai va đập của sản phẩm) Cũng chú ý đến ảnh hưởng của sợi tổng hợp đến độ bền của tấm sản phẩm ướt – chỉ tiêu rất có ý nghĩa đối với quá trình công nghệ sản xuất tấm lợp

2 Nghiên cứu dây chuyền thiết bị công nghệ (nội dung nghiên cứu trọng tâm- xem Sơ đồ và mặt cắt công nghệ trong phần Phụ lục)

2.1 Thiết bị chuẩn bị sợi :

Bao gồm các loại máy nghiền thô và nghiền tinh xenlulô: - Nghiền thô: Máy khuấy trục đứng

- Nghiền tinh: Máy nghiền đĩa

Nghiên cứu tìm sơ đồ công nghệ phù hợp nhất nhằm giảm thiểu mức độ tiêu thụ năng lượng nhưng vẫn đảm bảo các chỉ tiêu công nghệ của sợi xenlulô

Sợi xenlulô sử dụng trong công nghệ xeo cán tấm lợp cần có độ mịn đạt từ 40-650SR

2.2 Các thiết bị của dây chuyền xeo cán sản phẩm: Được thiết kế và chế tạo với hai mục tiêu chính:

- Phù hợp với công nghệ xeo cán tấm lợp với sợi thay thế là xenlulô và sợi tổng hợp - Cho phép có sự điều chỉnh các thông số công nghệ trong diện rộng nhằm tìm

được các thông số phù hợp nhất về tốc độ, độ chân không, công suất - Năng suất đạt 500.000 m2/năm (tức là khoảng 350 sản phẩm/ca)

2.3 Khâu định hình sản phẩm:

Do đặc tính của sợi thay thế, độ bền của tấm sản phẩm ướt trước công đoạn định hình sản phẩm (ép sóng) sẽ khác so với tấm lợp sử dụng amiăng Khâu định hình sản phẩm (ép sóng) phải phù hợp nhằm đảm bảo loại trừ phế phẩm (nứt tế vi, nứt, vỡ ) đối với sản

tiết kiệm cho các cơ sở sản xuất trong trường hợp chuyển đổi sang công nghệ mới

2.5 Phương thức triển khai nghiên cứu công nghệ (triển khai dây chuyền pilot tại địa điểm sản xuất)

Kết hợp với một cơ sở sản xuất tấm lợp amiăng ximăng đang hoạt động để triển khai dây chuyền pilot Việc kết hợp như dự kiến sẽ tận dụng được nhân lực và các cơ sở hạ tầng của dây chuyền cũ, tiết kiệm kinh phí đầu tư nghiên cứu

Khác với các thử nghiệm theo TCVN 4434:2000, các thử nghiệm theo chuẩn

RILEM (Technical Recomendations for the Testing and Use of Construction Materials –International Union of Testing and Research Laboratories for Materials and Structures)cho phép đánh giá cơ-lý tính của mẫu vật liệu một cách trực tiếp (chứ không phải đánh giá qua sản phẩm tấm sóng) Chủ yếu triển khai thử nghiệm mẫu bằng các test:

- Thử bằng phương pháp va đập - Thử độ xuyên nước của mẫu

Mục tiêu của các thử nghiệm này nhằm đánh giá độ bền của mẫu thử một cách toàn diện hơn so với phương pháp thử sản phẩm-tấm sóng theo chỉ dẫn của TCVN 4434:2000 Mẫu thử được đánh giá độ bền, độ dai va đập của vật liệu thông qua giá trị

năng lượng phá huỷ xác định từ các test

3.2 Chế tạo và thử nghiệm dụng cụ thử mẫu theo phương pháp va đập:

Dự kiến chế tạo 01 mẫu dụng cụ thử nghiệm theo phương pháp va đập có kết cấu

đơn giản và phù hợp với các mẫu vật liệu mới về thang đo Dụng cụ này có thể trang bị

cho các cơ sở sản xuất để dùng trong quá trình sản xuất sau này

3.3 Thử sản phẩm theo các chỉ dẫn của TCVN 4434:2000

Như đã nêu trong mục 11, các sản phẩm mới cũng cần được thử bằng các chỉ dẫn

của TCVN 4434:2000 nhằm đánh giá các chỉ tiêu về độ chịu lực, xuyên nước Các số liệu của các thử nghiệm này cũng có thể dùng để xây dựng một tiêu chuẩn mới phù hợp hơn đối với các tấm lợp không sử dụng amiăng

3.4 Đánh giá sản phẩm và hiệu chỉnh công nghệ qua các kết quả thử nghiệm: Dự kiến sản xuất khoảng 2.000 sản phẩm trong giai đoạn sản xuất pilot Có hai

phạm vi điều chỉnh công nghệ cần chú ý tách biệt:

a - Điều chỉnh các thông số công nghệ của dây chuyền: Được thực hiện liên tục nhằm tìm các thông số làm việc của thiết bị phù hợp nhất với vật liệu mới Sản phẩm tấm lợp trong giai đoạn này được đánh giá định tính hoặc thử nhanh qua các chỉ dẫn của TCVN 4434:2000

b - Các lô sản phẩm theo các cấp phối khác nhau sẽ được lấy mẫu để thử theo cả hai phương pháp nêu trong mục 3.1 và 3.3 Kết quả của các phép thử này sẽ sử dụng để hiệu chỉnh cấp phối cho công nghệ mới chủ yếu về định lượng các thành phần sợi thay thế

Thời gian (BĐ-KT)

Người, cơ quan thực

khảo sát, phân tích, đánh giá và xây dựng báo cáo tổng quan về hiện trạng của đề tài nghiên cứu

Bản báo cáo tổng quan chi tiết

2/2003–6/2003 Nhóm đề tài - Viện Công Nghệ

plastic Sản xuất thử sợi xen lulô đã nghiền tinh trên thiết bị thí nghiệm của Viện Công nghiệp giấy và Xenluylô

xenlulô nghiền tinh theo yêu cầu

Viện Công nghiệp giấy và

Xenluylô 4 Hội thảo Trình bày các kết quả

khảo sát Qui trình công nghệ SX sợi xenlulô Các vấn đề liên quan đến sợi plastic

6/2003-7/2003 Viện Công Nghệ + Viện Công nghiệp giấy và

Xenluylô 5 Thiết kế thiết bị dây chuyền

sản xuất tấm lợp sử dụng sợi Plastic:

- Cụm thiết bị SX bột giấy - Máy nghiền kiểu Hà Lan - Máy khuấy chuyển liệu - Máy khuấy phân phối - Các thiết bị trong giàn

xeo cán tạo phôi sản phẩm

- Băng tải cao su - Xe goòng đỡ tấm - Hệ thống dao cắt ba via - Máy đánh ba via

- Hệ thống côn nước lắng lọc, hồi lưu và hệ thống đường ống công nghệ - Hệ thống hút chân không

cao, thấp

- Hệ thống phun rửa băng lưới

Hệ thống tủ bảng điện điều khiển, hệ thống điện động lực

Bộ tài liệu thiết kế dây chuyền pilot năng suất 0,5 triệu m2/năm

5/2003–9/2003 Viện Công Nghệ +

Viện Công nghiệp giấy và

Xenluylô

6 Chế tạo dây chuyền :

Chế tạo các cụm thiết bị đã thiết kế ở trên

Dây chuyền pilot sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng năng suất 0,5triệu m2/năm

8/2003 – 4/2004 Viện Công Nghệ và một số cơ sở chế tạo máy khác 7 Thiết kế, chế tạo dụng cụ thử

độ dai va đập mẫu vật liệu composite sợi nền ximăng

Dụng cụ thử độ dai va đập

3/2004 - 5/2004 Viện Công Nghệ

8 Triển khai xuống địa điểm sản xuất

Lắp đặt, chạy thử dây chuyền

4/2004 -6/2004 Viện Công Nghệ

chỉnh các thông số công nghệ của dây chuyền

chuẩn cơ bản của TCVN 4434:200, số lượng 2.000 sản phẩm

Nam Long và một số cơ sở khác 10 Nghiên cứu, xây dựng và hiệu

chỉnh qui trình công nghệ sản xuất tấm lợp sử dụng sợi Xenlulo & Plastic

Qui trình công nghệ sản xuất tấm lợp sử dụng sợi Plastic

6/2004– 8/2004 Viện Công Nghệ

11 Kiểm tra, thử nghiệm các mẫu vật liệu mới theo chuẩn RILEM, thử nghiệm các sản phẩm mới theo TCVN 4434:2000

Xác định cơ lý tính của sản phẩm mới Hiệu chỉnh công nghệ phù hợp với các tỷ lệ cấp phối khác nhau

8/2004–11/2004 Viện Công Nghệ + Viện KH vật liệu

12 Hội thảo Đánh giá về tình hình thiết kế, chế tạo dây chuyền Kết quả sản xuất thử nghiệm tấm lợp sử dụng Plastic

9/2004 Viện Công Nghệ

13 Viết báo cáo tổng kết đề tài Bản báo cáo tổng kết, các số liệu sản xuất thử, số liệu đo đạc, kiểm tra đánh giá mẫu sản phẩm

10/2004-12/2004 Viện Công Nghệ

14 Nghiệm thu đề tài cấp cơ sở và nghiệm thu chính thức

Nghiệm thu xong đề tài

12/2004-1/2005 Viện Công Nghệ

I II III

♦ Mẫu (model, maket) ♦ Quy trình công nghệ X ♦ Sơ đồ ♦ Sản phẩm X ♦ Phương pháp ♦ Bảng số liệu ♦ Vật liệu ♦ Tiêu chuẩn ♦ Báo cáo phân tích ♦ Thiết bị, máy móc ♦ Quy phạm ♦ Tài liệu dự báo ♦ Dây chuyền công nghệ

X

♦ Đề án, qui hoạch triển khai

♦ Giống cây trồng ♦ Luận chứng kinh tế-kỹ thuật, nghiên cứu khả thi ♦ Giống gia súc ♦ Chương trình máy tính

♦ Khác (các bài báo, đào tạo NCS, SV, )

TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học Chú thích

1 Bộ tài liệu thiết kế Dây chuyền sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng

Một bộ tài liệu thiết kế hoàn chỉnh, có các thông số kỹ thuật phù hợp với công nghệ SX tấm lợp không sử dụng Amiant

2 Qui trình công nghệ chế tạo tấm lợp không sử dụng Amiăng

Có 01 bộ qui trình công nghệ đầy đủ, rõ ràng, phù hợp điều kiện SX ở Việt nam

17 Yêu cầu kỹ thuật, chỉ tiêu chất lượng đối với sản phẩm tạo ra (dạng kết quả I)

TT và chỉ tiêu chất lượng chủ yếu Tên sản phẩm

Đơn vị đo

Mức chất lượng

Dự kiến Số lượng sản phẩmCần

với công nghệ SX tấm lợp không Amiăng

- Máy nghiền kiểu Hà lan - Máy khuấy chuyển liệu - Máy khuấy phân phối

- Các thiết bị trong giàn xeo cán tạo phôi sản phẩm

- Băng tải cao su

- Hệ xe goòng vận chuyển và đỡ tấm

- Hệ thống dao cắt ba via - Máy đánh ba via

- Hệ thống côn nước lắng lọc, hồi lưu và hệ thống đường ống công nghệ

- Hệ thống hút chân không cao, thấp - Hệ thống phun rửa băng lưới - Hệ thống tủ bảng điện điều khiển,

hệ thống điện động lực

2 Tấm lợp không sử dụng amiăng có kích thước 1520x920x5mm (profile 177/51),

chịu lực > 300 Kg

tấm TCVN 4434

: 2000

chịu lực >300 Kg

2.000

TT Nguồn kinh phí Tổng số Trong đó

Thuê khoán chuyên

môn

Nguyên,vật liệu, năng

l−ợng

Thiết bị, máy móc

Xây dựng, sửa chữa

Chương I

Tình hình nghiên cứu, sản xuất tấm lợp trên thế giới và Việt Nam

1.1 Tình hình nghiên cứu, sản xuất tấm lợp trên thế giới

1.1.1 Tấm lợp amiăng ximăng

Sản phẩm tấm lợp amiăng ximăng đã được sản xuất trên qui mô công nghiệp ở hàng chục quốc gia trên thế giới với lịch sử phát triển hơn 100 năm nay Do các tính năng ưu việt về cơ lý tính, giá rẻ, tuổi thọ theo thời gian rất cao (tới hàng chục năm) nên loại sản phẩm này đã được sử dụng rất rộng rãi với các tính năng như làm tấm lợp gợn sóng, vách ngăn phẳng, ống dẫn nước (kể cả ống chịu áp lực) và nhiều loại sản phẩm phục vụ trong dân dụng và công nghiệp khác [1]

Ưu điểm mà loại vật liệu này có được là do amiăng có các đặc tính công nghệ và chịu lực tốt Amiăng - một loại khoáng vật dạng sợi - có mô đun đàn hồi khá cao nên có tác dụng tốt với vai trò làm cốt sợi gia cường trong vật liệu tổ hợp (composite) nền ximăng Trong ma trận ximăng, amiăng có sự phối hợp rất tốt về mặt cơ học và hoá học nên làm tăng cường độ chịu của sản phẩm

Về mặt công nghệ sản xuất, tuyệt đại đa số các sản phẩm tấm lợp amiăng ximăng được sản xuất bằng phương pháp xeo cán (Hatschek Process - Hình 1.1) Do các sợi amiăng có cấu trúc dạng búi, có tính trương nở tốt trong môi trường kiềm nên hỗn hợp amiăng ximăng trong môi trường nước tạo ra dạng huyền phù đảm bảo tính lọc rất tốt trong quá trình xeo Các đặc tính của huyền phù amiăng ximăng đã làm đơn giản khá nhiều các công đoạn của công nghệ xeo cán nên trên thực tế, các dây chuyền công nghệ xeo cán sản phẩm amiăng ximăng hoạt động khá ổn định, năng suất cao, chi phí năng lượng thấp Vì đã có một khoảng thời gian dài được sản xuất ở qui mô công nghiệp nên sản phẩm tấm lợp amiăng ximăng được nghiên cứu cả về lý thuyết và thực nghiệm rất kỹ càng Đặc điểm quí báu của tấm lợp amiăng ximăng là có tính chất cơ lý tính tốt, đặc biệt là có độ dai va đập cao và độ bền ít bị suy giảm theo thời gian Đặc điểm này cho phép người ta chế tạo ra dạng tấm lợp amiăng ximăng lượn sóng khá mỏng (tới 5mm) nhưng vẫn có thể chịu lực tương đối tốt khi vận chuyển và khi lợp

Hình 1.1: Sơ đồ sản xuất tấm lợp theo công nghệ xeo cán (nguồn: John Wiley & Sons., [2])

1 Thùng khuấy, trộn 6 Dàn xeo 2 Tang xeo 7 Dao cắt

3 Băng xeo 8 Máy đập làm sạch băng 4 Lớp ximăng amiăng 9 Bơm rửa băng

5 Hộp hút chân không

Các ưu điểm trên kết hợp với tính kinh tế cao (cho đến nay, nhiều mỏ amiăng đều được khai thác bằng phương pháp lộ thiên hoặc phương pháp hầm lò có độ sâu không lớn) nên các sản phẩm amiăng nói chung và tấm lợp amiăng ximăng nói riêng có giá thành rẻ hơn so với các loại vật liệu khác có công dụng tương tự Amiăng là một loại khoáng vật phân bố tương đối rộng, trên thế giới có khoảng 40 quốc gia phát hiện có amiăng nhưng chỉ có một số ít mỏ amiăng có trữ lượng công nghiệp và có chất lượng đảm bảo ở Việt Nam hiện nay, ngành sản xuất tấm lợp nhập amiăng chủ yếu từ nguồn Liên xô cũ hoặc từ Dimbabue (Châu Phi), một số ít được nhập từ Trung Quốc, Canada

1.1.2 Tấm lợp không sử dụng amiăng

Từ năm 1906, các nghiên cứu về y học và môi trường đã phát hiện mối nguy cơ dẫn đến bệnh ung thư đối với những người có tiếp xúc với các sản phẩm có chứa amiăng Nguy cơ này đối với các loại amiăng trắng (chrysotile) và xanh (crocidolite), nâu

(amosite) có khác nhau Theo một số tài liệu, tấm lợp amiăng ximăng sử dụng loại amiăng trắng ít độc hại hơn cả Mặt khác, do tính bền của amiăng nên nó có thể tồn tại hầu như vĩnh viễn trong môi trường từ các nguồn thải, chủ yếu là các nguồn thải trong sản xuất nên có khả năng duy trì nguồn phế thải ô nhiễm lâu dài Vấn đề cấm hay không cấm việc sử dụng amiăng đã gây ra những cuộc tranh cãi kéo dài gần 100 năm nay Tới cuối những năm 1980, ở hầu hết các nước công nghiệp phát triển đã bắt đầu cấm sử dụng amiăng trong sản xuất các sản phẩm công nghiệp và dân dụng Nhiều nước thuộc châu á cũng đã cấm sử dụng amiăng trong công nghiệp Theo tài liệu của Công ty Kuraray, Nhật bản đã quan tâm tới việc hạn chế sử dụng amiăng từ rất lâu và gần đây Nhật bản đã hoàn toàn cấm sử dụng amiăng trong việc sản xuất vật liệu xây dựng Bảng 1.1 minh họa lộ trình giảm dần việc sử dụng amiăng trong công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng của Nhật bản trong những năm gần đây và hoàn toàn không sử dụng amiăng trong ngành công nghiệp này từ năm 2005 Hình 1.2a và 1.2b minh họa tình hình sử dụng amiăng ở các khu vực khác nhau trên phạm vi toàn cầu, kể cả khu vực châu Phi Tới thời điểm hiện tại, hầu hết các nước ở châu Âu và châu Đại dương đã hoàn toàn cấm sử dụng amiăng Các nước ở các khu vực còn lại, kể cả châu Phi, đã cấm hoặc đã đưa ra lộ trình không sử dụng amiăng

(nguồn: Kuaray, [5])

Năm Lượng tiêu thụ (tấn)

2001 2002 2003 2004 2005

79 463 43 318 24 653 8 162

0

H×nh 1.2a: T×nh h×nh cÊm sö dông ami¨ng t¹i c¸c n−íc kh¸c nhau trªn thÕ giíi (nguån: Kuraray, [5])

H×nh 1.2b: T×nh h×nh cÊm sö dông ami¨ng t¹i c¸c n−íc kh¸c nhau trªn thÕ giíi (nguån: Kuraray, [5])

Như vậy, tuy chưa có câu trả lời cuối cùng nhưng có thể thấy việc cấm sử dụng

amiăng đã trở thành xu thế không thể đảo ngược được Vấn đề đặt ra hiện nay là cần thay thế amiăng trong các sản phẩm truyền thống như thế nào chứ không phải là có hay không sử dụng amiăng cho các sản phẩm công nghiệp và dân dụng – trong đó có sản phẩm tấm lợp amiăng [6]

Tới thời điểm hiện tại, tồn tại hai hướng cơ bản để thay thế sợi amiăng trong sản xuất tấm lợp nền ximăng:

A Sử dụng các loại sợi thiên nhiên thuần tuý:

Trong thời kỳ thập kỷ 1980, xu hướng này đã phát triển ở một số nước đang phát triển như ấn độ và một số nước châu Phi nhằm sản xuất các sản phẩm rẻ tiền, dễ tổ chức sản xuất [3] Xuất phát từ một số dạng vật liệu sợi thực vật như các sợi đay, dứa dại, cỏ người ta trộn các nguyên liệu này với ximăng, cát, một số chất độn khác và sử dụng các công cụ tương đối thủ công để tạo hình sản phẩm cuối cùng rồi đem dưỡng hộ Ưu điểm của phương pháp này là dễ sản xuất, giá thành hạ Tuy nhiên, phương pháp sử dụng sợi thiên nhiên này có nhiều nhược điểm, trong đó nhược điểm lớn nhất là sản phẩm có độ bền, tuổi thọ kém và khó sản xuất trên qui mô công nghiệp Ngoài ra, do sử dụng hoàn toàn sợi tự nhiên chỉ qua chế biến sơ bộ nên khó kiểm soát được chất lượng sản phẩm (Hình 1.3)

ở Việt Nam, trong những năm cuối của thập kỷ 1980 cũng có một số mô hình sản xuất loại sản phẩm này, nhưng do sản phẩm có tuổi thọ kém và chất lượng không ổn định

nên không tiếp tục phát triển được

B Sử dụng các loại sợi nhân tạo:

Sự phát triển của công nghệ bê tông sợi (fibre concrete)

Vật liệu bê tông sợi được con người biết đến khá sớm Các nghiên cứu về bê tông sợi thường nhắc đến kinh nghiệm của người xưa biết sử dụng lông súc vật (ngựa, cừu ) trộn vào vữa khi xây nhà nhằm tránh chế các nứt vỡ khi vữa khô Bản chất của hiện tượng này là tạo ra một loại vật liệu tổ hợp (vật liệu composite) làm tăng một số chỉ tiêu cơ lý tính của vật liệu nền, chủ yếu là tăng độ dai va đập Tuy nhiên, việc ứng dụng bê tông sợi hiện đại lại xuất hiện muộn hơn nhiều Vào khoảng những năm 1970, việc sử dụng các sợi nhân tạo trong sản xuất bê tông mới bắt đầu trở nên phổ biến và bê tông sợi được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong các ngành xây dựng công nghiệp và dân dụng

Hình 1.3: Quy trình sản xuất tấm lợp từ sợi thực vật (nguồn: John Wiley & Sons., [2])

Trong phần lớn các trường hợp, sợi gia cường sử dụng trong bê tông là sợi nhân tạo - sản phẩm của sản xuất công nghiệp – với các đặc tính được kiểm soát chặt chẽ và việc sản xuất các loại sợi này không phụ thuộc vào yếu tố địa lý như trường hợp sợi amiăng Các loại sợi sử dụng để gia cường gồm có các nhóm:

Sợi khoáng: Sợi badan, sợi thuỷ tinh

Sợi plastic: sợi PP, PVC, PE, PVA, Polyamide Sợi cacbon

Sợi kim loại

Việc sử dụng các loại sợi trên được quyết định bởi những yêu cầu của sản phẩm về đặc tính cơ lý, bởi phương pháp chế tạo và công nghệ sản xuất Bê tông sợi được sử dụng trong một số công dụng đặc biệt như nhằm gia cố sửa chữa các vết nứt của cầu, hầm, đường bộ, đường băng sân bay, gia cố vòm hầm ngầm Tuy nhiên, ở một số nước Bắc Âu như Nauy, Đan mạch, Thụy Điển bê tông sợi lại được sử dụng rất rộng rãi trong xây dựng công nghiệp và dân dụng, trong đó có cả việc sử dụng làm vật liệu lợp rất có hiệu quả Nhiều nước thuộc châu á, đặn biệt là Nhật bản, Trung Quốc đã sử dụng rộng rãi bê tông sợi trong lĩnh vực xây dựng các công trình dân dụng có chất lượng cao Năm 1996,

trong đợt khảo sát tại Khoa Xây dựng của trường Đại học Tongji - Thượng Hải, chúng tôi đã được giới thiệu hàng loạt các ứng dụng của bê tông sợi trong xây dựng các công trình đặc biệt (cầu đường, hầm, sân bay ) của Trung Quốc

Hình 1.4 và 1.5 cho ta thấy các đặc tính cơ học của bê tông được cải thiện rõ rệt khi ta thêm một lượng nhỏ sợi PVA với vai trò như sợi gia cường cho ma trận ximăng Độ bền kéo, uốn, đặc biệt là độ dai va đập của bê tông sợi cao hơn nhiền so với vật liệu bê tông truyền thống, và với các tính chất cơ lý này khả năng ứng dụng của bê tông sợi được mở rộng sang nhiều lĩnh vực khác nhau

Cơ chế của việc tăng các tính chất cơ lý của vật liệu bê tông sợi được giải thích bằng khả năng ngăn chặn các vết nứt vốn tiềm ẩn khắp nơi trong ma trận vật liệu nền xi măng Vật liệu nền xi măng, do bản chất của quá trình hình thành, được biết tới như là loại vật liệu chứa nhiều lỗ rỗng, giòn, có cường độ kéo và uốn thấp Dưới tác động của lực ngoài, kể cả sự thay đổi nhiệt độ, các lỗ rỗng, vết nứt phát triển, gặp nhau, dẫn tới phá vỡ sản phẩm Khi bê tông có sợi phân bố đều trong ma trận, các sợi đóng vai trò như các cấu nối giữa hai bờ của vết nứt Như vậy, để vết nứt tiếp tục phát triển ta cần tiêu hao một năng lượng đủ để rút các sợi ra khỏi ma trận xi măng hoặc đủ để dứt đứt sợi Theo ngôn ngữ của cơ học phá hủy, năng lượng hao tán cần thiết để phá hủy vật liệu bê tông sợi cao hơn nhiều so với bê tông thông thường và điều này giải thích vì sao bê tông sợi có các tính chất cơ lý ưu việt hơn bê tông truyền thống

Công nghệ sản xuất bê tông sợi từ các sợi nhân tạo chủ yếu dùng phương pháp phun nhằm đạt được hiệu quả cao nhất trong việc phân bố sợi trong ma trận nền Tuy nhiên, trong việc sản xuất các sản phẩm mỏng như trường hợp tấm lợp, người ta vẫn khuyến cáo sử dụng công nghệ xeo Trong trường hợp này, việc phân bố các sợi gia cường có một số khó khăn đòi hỏi các biện pháp đặc biệt như sử dụng phụ gia (phụ gia khuếch tán và một số phụ gia khác như phụ gia trợ lọc, phụ gia chống lắng ), cải tạo các thiết bị để đảm bảo các kết quả mong muốn và khắc phục các nhược điểm về công nghệ mà các loại sợi nhân tạo thường hay gặp phải

Theo nghiên cứu của Công ty Kuaray Nhật bản, các tấm mỏng xi măng gia cường bằng sợi PVA có độ bền uốn tương đối cao so với vật liệu gia cường bằng các sợi polypropylene, polyester, polyacrylonitrele… (Hình 1.6) Như ta thấy từ hình 1.7, mẫu vật liệu tổ hợp nền ximăng gia cường bằng sợi PVA có khả năng chịu biến dạng uốn rất

lớn, tương tự như mẫu vật liệu kim loại Như vậy, cùng với yếu tố kinh tế, sợi PVA là loại sợi có khả năng tốt để thay thế sợi amiăng trong việc sản xuất tấm lợp gợn sóng

Hình1.4: Quan hệ giữa ứng suất

và biến dạng đối với ma trận ximăng thuần tuý (không có sợi)

(nguồn: Concrete International,

[4])

và biến dạng đối với vật liệu composite ximăng, sợi PVA

(nguồn: Concrete International,

P2 through P5 are individual

H×nh 1.6: §é bÒn uèn cña vËt liÖu xi m¨ng gia c−êng b»ng c¸c sîi polyme kh¸c nhau

(nguån: Kuraray, [5])

H×nh 1.7: Thö søc bÒn uèn cña bª t«ng gia c−êng b»ng sîi PVA

(nguån: www.kuraray-ar.com )

Hình 1.8: Quan hệ lực, chuyển vị của tấm được gia cường bằng sợi PP trong điều kiện thời tiết tự nhiên Vf= 5 – 7% có tính đến yếu tố suy giảm theo độ bền thời gian

(nguồn: Mc Graw – Hill Inc., [8])

Hình 1.9: Quan hệ lực, chuyển vị của tấm được gia cường bằng sợi PP trong điều kiện tự

nhiên Vf= 4 – 5% có tính đến yếu tố suy giảm theo độ bền thời gian (nguồn:Mc Graw – Hill Inc., [8] )

Vấn đề tuổi thọ của bê tông sợi:

Tuổi thọ của bê tông sợi được các nhà kỹ thuật rất quan tâm vì đây là vấn đề then chốt, quan trọng nhất của sản phẩm bê tông sợi Việc thử nghiệm tuổi thọ của sản phẩm bê tông sợi mất nhiều thời gian và đòi hỏi những thiết bị phức tạp nên thường chỉ được tiến hành trong các phòng thí nghiệm tiên tiến của các nước phát triển Một số kết quả thử nghiệm đã được công bố có thể giúp đánh giá chỉ tiêu này Hình 1.8 và 1.9 minh họa sự thay đổi mối quan hệ giữa lực uốn và độ võng của vật liệu xi măng gia cường bằng sợi PP (polypropylene) trong điều kiện tự nhiên, với các hàm lượng sợi khác nhau Từ các Hình 1.8 và 1.9 ta thấy rằng vật liệu xi măng gia cường bằng sợi PP hầu như không bị suy giảm sau các khoảng thời gian kéo dài từ 1 tháng tới 10 năm.

Vì các đặc tính ưu việt đã được trình bày trên đây, ngày nay tại các nước phát triển việc

ứng dụng bê tông sợi trong thực tế sản xuất đã trở nên tương đối rộng rãi

Hình 1.10: So sánh chất lượng của các loại bê tông gia cường bằng sợi amiăng, sợi PP,

sợi thuỷ tính và sợi thép

(nguồn: Mc Graw - Hill Inc., [8])

Vấn đề độ bền của bê tông sợi:

Các nghiên cứu về bê tông sợi cho thấy các sản phẩm có đặc tính rất khác nhau tuỳ thuộc vào lượng sợi và đặc tính của sợi gia cường Trong phạm vi của đề tài, chúng tôi quan tâm đến một số loại sợi có thể thay thế amiăng trong ma trận ximăng

Từ hình 1.10 ta có thể thấy bêtông sợi gia cường bởi sợi amiăng có cường độ khá cao nhưng giòn hơn so với bêtông sợi gia cường bằng sợi PP Ngược lại, bêtông sợi gia cường bởi sợi PP lại có tính dai va đập tốt hơn, thể hiện bởi phần diện tích dưới đường cong quan hệ lực–chuyển vị trên hình 1.10 của từng trường hợp sợi PP lớn hơn Trong trường hợp tấm lợp, khả năng chịu dai va đập là rất quan trọng vì nó cho phép vận chuyển sản phẩm ít bị bể vỡ Mặt khác, tính dai va đập cũng cho phép sản phẩm tấm lợp chịu được các thay đổi về nhiệt độ do thời tiết gây ra, kết quả là ít xảy ra nứt vỡ do sự thay đổi nhiệt của môi trường Điều này đặc biệt quan trọng khi sản phẩm tấm lợp được sử dụng ở các vùng nhiệt đới có sự thay đổi nắng mưa thường xuyên như nước ta

Sản xuất tấm lợp trên cơ sở công nghệ bê tông sợi

Trong những năm gần đây đã có nhiều nghiên cứu nhằm thay thế amiăng trong sản xuất tấm lợp ở qui mô công nghiệp Các nghiên cứu được thực hiện ở các mức độ khác nhau, ở nhiều phòng thí nghiệm và các công ty sản xuất vật liệu xây dựng Có thể kể ra một số hãng đi đầu trên thế giới trong lĩnh vực này:

ư ETERNIT BUILDING MATERIALS: Hãng này đã từng đầu tư vào nhà máy amiăng ximăng Đồng Nai từ thập kỷ 1970 và đã sản xuất và đưa ra thị trường các sản phẩm tấm lợp không sử dụng amiăng có tuổi thọ tới 30 năm Các sản phẩm của ETERNIT BUILDING MATERIALS được sử dụng rộng rãi ở châu Âu và có thị phần không nhỏ trong xây dựng nông nghiệp, nhà chung cư, hệ thống thông gió trong chăn nuôi [16]

ư Hãng SIEMPELKAMP, Cộng hoà Liên bang Đức: cũng đã triển khai công nghệ tấm lợp không sử dụng amiăng tại nhiều nước châu Âu, gần đây nhất là việc thiết lập nhà máy sản xuất tấm lợp không sử dụng sợi amiăng tại Italia với năng suất đạt tới 5.000.000 m2/năm SIEMPELKAMP đã có một số công tác tiếp thị ở Việt nam để giới thiệu việc chuyển giao công nghệ thiết bị sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng Đặc điểm của công nghệ SIEMPELKAMP là có độ tự động hóa cao, sản lượng lớn nhưng giá thành đầu tư khá cao Dây chuyền do SIEMPELKAMP giới

(chỉ tính thiết bị và chuyển giao công nghệ) Theo đánh giá của các nhà sản xuất tấm lợp Việt Nam thì dây chuyền này cao hơn khoảng 20 - 30 lần mức đầu tư một dây chuyền tấm lợp amiăng ximăng công suất 2.000.000 m2/năm do trong nước chế tạo Tuy khó so sánh nhưng chắc chắn sản phẩm của dây chuyền này sẽ có giá thành khá cao so với tấm lợp amiăng thông thường và khó được thị trường Việt Nam chấp nhận [17]

ư James Hardie, Australia: Là hãng sản xuất và kinh doanh các sản phẩm không sử dụng amiăng như tấm lợp, tấm ngăn nhẹ, ống xả rác cho nhà cao tầng và rất nhiều loại sản phẩm nội, ngoại thất khác nhau Sản phẩm của James Hardie hiện đã có mặt tại Việt Nam, được sử dụng trong việc xây dựng một số chung cư cao tầng ở Hà Nội, TP Hồ Chí Minh [18]

Công nghệ sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng trong một số hãng kể trên có đặc điểm là sử dụng ximăng Pooclăng thông thường và gia cường theo phương pháp lai tạo (hybrrid) giữa một loại sợi thiên nhiên và một loại sợi tổng hợp, thay thế cho amiăng rất có hiệu quả Các kết quả trên cho thấy, nói chung việc thay thế amiăng trong sản xuất tấm lợp đã trở nên hiện thực với trình độ công nghệ hiện nay Nếu có sự lựa chọn công nghệ và mức độ đầu tư phù hợp thì việc sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng tại Việt Nam là có thể thực hiện được

1.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất tấm lợp trong nước

1.2.1 Tình hình sản xuất tấm lợp amiăng ximăng

Trước năm 1990, sản xuất tấm lợp amiăng ximăng trong nước chỉ tập trung tại hai nhà máy ở Biên Hoà và Thủ Đức với sản lượng tối đa là 10 triệu m2/năm, toàn bộ thiết bị của hai dây chuyền này được nhập ngoại từ trước năm 1975 Do các đặc điểm ưu việt về cơ lý tính và giá thành của loại vật liệu này nên nhu cầu của sản phẩm tấm lợp ximăng amiăng không ngừng tăng Đứng trước tình hình đó, vào những năm đầu của thập niên 1990, đã xuất hiện mô hình dây chuyền sản xuất công nghiệp mini với thiết bị hoàn toàn chế tạo trong nước bắt đầu từ hai mẫu:

ư Công ty Xây lắp luyện kim Thái Nguyên liên doanh với nhà máy amiăng ximăng Đồng Nai chế tạo dây chuyền theo mẫu của Đồng Nai, đặt tại Thái Nguyên (gọi tắt là mẫu 1)

phía bắc - việt nam

phân bố địa lý các dây chuyền tấm lợp Amiăng ximăng

hà giang (1)

thái nguyên (7)hà nội (4)

ninh bình (3)

quảng bình (1)- số tỉnh có lắp dây chuyền:

- tổng công suất: 50 - 70 triệu m2/năm

- tổng số dây chuyền: 38

Nghệ an (1)thanh hoá (1)sơn la

phú thọ (3)

nam định (2)hà nam (3)hoà bình (1)lào cai (1)

bắc ninh (4)

thái bình (1)

hải phòng (2)hải dương (2)

ư Viện Cơ học ứng dụng TP HCM liên kết với Viện Cơ học Hà Nội nghiên cứu chế tạo dây chuyền quy mô nhỏ (mini) theo nguyên lý công nghệ xeo cán, đặt tại TP.HCM (gọi tắt là mẫu 2)

Sau hơn 10 năm, các mô hình này đã được thực tế kiểm nghiệm là đúng đắn, sản phẩm được thị trường chấp nhận và đã hình thành một ngành công nghiệp mới Chỉ tính riêng phía Bắc Việt Nam, hiện có 37 dây chuyền đang hoạt động, trong đó có khoảng 30 dây chuyền theo mẫu 2 với tổng sản lượng lắp đặt đạt khoảng 70 triệu m2/năm giá trị sản lượng ước tính khoảng 800 tỷ đồng/năm (xem bản đồ phân bố hình 1.11), có hơn 5.000 công nhân trực tiếp sản xuất không kể đến khâu lưu thông phân phối Sản phẩm của các dây chuyền này nói chung đạt các yêu cầu của TCVN 4434: 2000 về tấm lợp amiăng ximăng

Hiện nay, sản lượng thực tế của ngành sản xuất tấm lợp ở Việt Nam đạt khoảng 65 70 triệu m2/năm, theo dự báo của Bộ Kế hoạch và Đầu tư (năm 2004), nhu cầu tấm lợp đến năm 2010 của Việt Nam sẽ tăng trưởng tới xấp xỉ 100 triệu m2/năm Như vậy, nhu cầu thị trường của ngành tấm lợp còn khá lớn trong vòng 5 năm tới với mức tăng trưởng khoảng 6 - 10% một năm

khu vực phía Bắc

(Nguồn: Lưu trữ Viện Công nghệ)

Ngành sản xuất tấm lợp amiăng ximăng đã có những đóng góp tích cực đối với nền kinh tế Việt Nam:

ư Đáp ứng một phần không nhỏ nhu cầu vật liệu lợp do công nghiệp trong nước tự sản xuất

ư Giải quyết việc làm cho một lực lượng lao động tương đối lớn của xã hội

ư Tấm lợp amiăng ximăng do VN sản xuất có giá thành rẻ (gần như rẻ nhất trong các chất lợp thông dụng) nên đã góp phần cải thiện điều kiện nhà ở của đồng bào khu vực khó khăn, vùng sâu vùng xa trong các chương trình xã hội của Nhà nước Phân tích một số đặc điểm công nghệ, kinh tế và phân bố địa lý của các dây chuyền ở phía Bắc ta thấy một số đặc điểm:

ư 100% các dây chuyền đều theo công nghệ xeo cán Đây là điểm cần lưu ý khi thiết kế dây chuyền công nghệ cho vật liệu thay thế amiăng

ư Hầu hết các dây chuyền sử dụng ximăng địa phương nhưng vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm

ư Độ tự động hoá không cao (đối với các dây chuyền mini) nhưng thiết bị làm việc tin cậy, dễ quản lý, sửa chữa Mức đầu tư về thiết bị của một dây chuyền năng suất 1 – 1,5 triệu m2/năm là khoảng 100.000 USD

ư Trừ một dây chuyền nhập ngoại (Ximăng Lào Cai-nhập của Trung Quốc), còn lại đều do công nghiệp trong nước sản xuất

ư Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đều đạt tốt, thậm chí khả năng thu hồi vốn tốt hơn rất nhiều so với các loại hình sản xuất vật liệu xây dựng khác

ư Phân bố địa lý khá đồng đều ở gần với thị trường, làm cho giá thành sản phẩm giảm vì chi phí vận chuyển thấp Năng suất dây chuyền từ 1-2 triệu m2/năm là phù hợp với thị trường và qui mô quản lý, đầu tư

1.2.2 Về chủ trương cấm sử dụng amiăng trong sản xuất tấm lợp ở Việt Nam

Cho tới tháng 7/2004, ngành sản xuất tấm lợp amiăng ximăng đứng trước một thực trạng rất đáng lo ngại, có nhiều nguy cơ đặt ra cho ngành này nếu không tìm ra vật liệu thay thế amiăng Do quyết định của Chính phủ cấm sử dụng amiăng trong sản xuất tấm lợp bắt đầu từ năm 2004 (Quyết định số 115/2001/QĐ-TTg ngày 01/8/2001), các nguy cơ

của ngành sản xuất tấm lợp amiăng ximăng là:

- Thị trường sẽ thiếu hụt khoảng vài chục triệu m2 chất lợp rẻ tiền, đặc biệt dùng cho người nghèo, các vùng sâu, vùng xa

- Nếu không tìm được vật liệu và công nghệ phù hợp thay thế cho amiăng thì đa phần các doanh nghiệp sản xuất tấm lợp sẽ phải đóng cửa, hàng ngàn người lao động mất việc làm

- Một số trang thiết bị, máy móc, nhà xưởng có nguy cơ phải bỏ đi gây ra lãng phí lớn cho xã hội

Tuy nhiên, ngày 20 tháng 7 năm 2004, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định 133/2004/ QĐ-TTg [18] cho phép tiếp tục sử dụng amiăng trắng trong sản xuất tấm lợp Đồng thời, tiếp tục cấm việc xây dựng dây chuyền sản xuất mới hoặc tăng công suất các dây chuyền đã có Như vậy, đối với các dây chuyền sản xuất tấm lợp amiăng ximăng cũ có thể tạm thời chưa cần chuyển sang vật liệu không có amiăng nhưng đối với các dây chuyền mới chuẩn bị được đầu tư xây dựng thì vấn đề công nghệ sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng vẫn còn là vấn đề thời sự

1.2.3 Tình hình nghiên cứu sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng

Tình hình nghiên cứu công nghệ và vật liệu phù hợp để thay thế amiăng tại Việt Nam tính đến cuối năm 2004 còn rất chậm chạp, có thể điểm qua một số nghiên cứu hiếm hoi như sau:

- Trong những năm cuối của thập kỷ 1990, một số nhà sản xuất tấm lợp đã sản xuất thử và đưa ra thị trường tấm lợp cốt sợi thuỷ tinh dưới dạng lưới dệt sẵn, trên nền ma trận đôlômit (công nghệ của Trung Quốc) Sản phẩm này còn có tên gọi là “ngói lưu ly” và được sản xuất bằng phương pháp thủ công Do có nhiều khiếm khuyết về chất liệu và phương pháp sản xuất nên chỉ sau một thời gian ngắn sản phẩm này đã ngừng sản xuất

- Năm 2001, Cty FPT thử nghiệm một loại sản phẩm thay thế amiăng của Nhật (tên thương phẩm là Unitunai) trên dây chuyền sản xuất tấm lợp amiăng của Cty cổ phần tấm lợp Nam Long – Hà Nội Chế phẩm này chỉ thay thế được một phần nhỏ amiăng trong sản xuất tấm lợp, sản phẩm có nhiều khuyết tật, thành phần chất thay thế không được nhà cung cấp tiết lộ

- Cuối năm 2001, hãng SIEMPELKAMP (Đức) đã thực hiện một số công tác tiếp thị bán thiết bị và công nghệ sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng Hoạt động này đến nay chưa có kết quả vì sự lo ngại của các nhà sản xuất về mức đầu tư cao và giá thành

sản phẩm cao sẽ không được thị trường chấp nhận Theo SIEMPELKAMP, giá một dây chuyền thiết bị năng suất 5,5 triệu m2/năm là 8,7 triệu Euro chưa tính tới xây dựng cơ bản.

- Năm 2004, nhà sản xuất SHOWA DENKO của Nhật Bản đã tiến hành thử nghiệm trên một số dây chuyền sản xuất tấm lợp tại Việt nam một chế phẩm thay thế amiăng có tên thương phẩm là Masky - một dạng sợi PE được xử lý bề mặt đặc biệt nên dễ dàng khuếch tán trong nước Theo dõi thử nghiệm tại Cty VLXD Hạ Long – TP.Hồ Chí Minh chúng tôi nhận thấy sản phẩm còn bị tách lớp, lượng ximăng bị thất thoát khá lớn, giá thành sản phẩm cao hơn 2 lần so với tấm lợp amiăng ximăng Các kết quả thử nghiệm bị hạn chế do giá thành sợi Masky khá cao, thử nghiệm được tiến hành trên dây chuyền chưa được cải tạo nên kết quả bị hạn chế [20].

- Năm 2003, Viện KHCN Vật liệu xây dựng tiến hành đề tài cấp bộ -Nghiên cứu công

nghệ thích hợp sản xuất vật liệu tổ hợp ximăng - polime- sợi vô cơ - sợi hữu cơ để chế tạo cấu kiện nhẹ sử dụng trong xây dựng công trình ở vùng đất yếu và vùng có động đất Các kết quả được công bố tương đối khả quan nhưng chưa đưa vào sản xuất được

cũng với một số hạn chế như trường hợp sợi Masky [23].

Một vài nhà sản xuất khác cũng đã có các thử nghiệm riêng lẻ vật liệu thay thế amiăng nhưng chưa có phương hướng rõ ràng và chưa có kết quả cụ thể nào có tính thuyết phục Xu hướng chung là thay thế sợi amiăng bằng sợi plastic, sợi thuỷ tinh (tính xeo của các loại sợi này tương đối kém) có kết hợp sử dụng sợi gỗ, nứa

1.2.4 Hướng sử dụng vật liệu lai ghép (hybrid) với mục tiêu kinh tế

Cho tới hiện tại, một số loại sợi tổng hợp như PVA, PE, Aramide, Polyamide, Polyacrylonitrile, sợi các bon, và sợi thuỷ tinh đã được thử nghiệm dùng làm gia cường cho vật liệu nền ximăng và đã được đưa vào ứng dụng trong công nghiệp Những loại sợi gia cường trên có yếu điểm là rất khó tương hợp với ma trận ximăng (tính bám dính kém) và khó kiểm soát quá trình thoát nước trong công nghệ xeo - điều rất cần thiết trong quá trình sản xuất tấm lợp theo phương pháp ướt Do vậy chúng không thể sử dụng đơn lẻ mà phải phối hợp với các loại sợi khác hoặc các vật liệu phụ trợ Sợi cellulose (sợi gỗ) là một trong những loại sợi có thể kết hợp cùng với sợi gia cường khác để thay thế toàn bộ hoặc một phần amiăng trong việc sản xuất tấm lợp gợn sóng

Với mục đích giảm bớt amiăng vì tính kinh tế, một số nhà sản xuất đã thay thế một phần amiăng bằng sợi cellulose và xu hướng này đã được thực hiện một cách khá “lặng lẽ” vì lý do cạnh tranh Thông thường, amiăng được sử dụng trong tấm lợp với tỷ lệ 15% (về khối lượng) nhưng một số nhà sản xuất đã có thể giảm tỷ lệ này xuống 7-8% hoặc thấp hơn Hệ quả của việc này là giá thành một số sản phẩm tấm lợp có thể giảm tới 30% so với các nhà sản xuất khác Đi đôi với việc giảm giá thành, chất lượng các sản phẩm này cũng rất khó kiểm soát với các lý do:

- Chất lượng nguyên liệu đầu vào không ổn định vì được cung cấp bởi các nhà sản xuất nguyên liệu cellulose địa phương với qui trình sản xuất đơn giản

- Không sử dụng các loại sợi gia cường thích hợp thay thế cho lượng amiăng giảm đi - Chưa kết hợp việc thay thế nguyên liệu đầu vào với việc cải tạo thiết bị cho phù hợp

Tuy nhiên, khía cạnh tích cực của xu hướng này là giảm sử dụng amiăng và tăng sử dụng một số loại nguyên liệu địa phương Nếu có sự đầu tư nghiên cứu thích đáng, xu hướng sử dụng nguyên liệu hybrid có thể giải quyết được việc hạn chế sử dụng amiăng trong sản xuất tấm lợp trong một phạm vi nhất định

1.2.5 Một số vấn đề môi trường - xã hội liên quan

Quyết định 133/2004/QĐ -TTg của Chính phủ đã cho phép các nhà sản xuất tấm lợp Việt Nam chưa phải trực tiếp đối mặt với vấn đề thay thế amiăng trong sản xuất tấm lợp nhưng vấn đề amiăng chưa phải đã được giải quyết triệt để Các nhà máy sản xuất tấm lợp

tại Việt Nam đều hoạt động với dây chuyền công nghệ xeo cán, nguyên liệu đầu vào là

amiăng trắng (chrysotile), ximăng và bột giấy nên nguy cơ gây ô nhiễm amiăng ra môi trường là khá lớn Khảo sát thực tế tại một số nhà máy cho thấy dây chuyền sản xuất bộc lộ một số yếu điểm như: xé bao thủ công, nghiền amiăng bằng thiết bị nghiền hở không có nắp đậy gây phát tán sợi amiăng vào môi trường làm việc, khu vực nạp ximăng còn phát sinh nhiều bụi ximăng, lượng nước thải trong sản xuất có chứa nhiều chất rắn và đặc biệt có độ kiềm cao Những vị trí có hàm lượng bụi sợi amiăng cao là khu vực máy nghiền amiăng và và trộn liệu là 1,85 sợi/cm3 cao hơn mức cho phép là 1 sợi/cm3 [20]

Mặt khác, do ý thức của người dân về việc chống ô nhiễm môi trường đã được nâng cao đáng kể nên đã xảy ra một số trường hợp khiếu kiện giữa dân địa phương và một số doanh nghiệp sản xuất tấm lợp sử dụng amiăng Điển hình cho việc này là trường hợp ngày 2 tháng 7 năm 2004 nhân dân địa phương khu vực xã Gia Thanh, huyện Gia Viễn,

tỉnh Ninh Bình chặn xe chở 40 tấn amiăng vào nhà máy TNHH Phôtôn (Báo lao động số

185 ngày 03-07-2004) Một số cơ sở sản xuất khác cũng gặp những vấn đề tương tự, đặc

biệt đối với việc sử dụng amiăng trong sản xuất, mặc dù gần đây họ đã có nhiều cố gắng cải tạo môi trường sản xuất theo hướng giảm thiểu lượng chất thải rắn có chứa amiăng Các dấu hiệu này cho thấy mặc dù Việt Nam vẫn cho phép sử dụng amiăng cho sản xuất tấm lợp nhưng đây là sự cho phép có điều kiện Vấn đề thay thế amiăng trong sản xuất tấm lợp vẫn giữ nguyên tính thời sự sau khi Quyết định 133/2004/QĐ-TTg của Chính phủ có hiệu lực

Công nghệ sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng sẽ dùng lượng sợi PVA (thay thế amiăng) chỉ bằng khoảng 1/7 – 1/10 (tính theo trọng lượng) so với amiăng nên sẽ giảm ô nhiễm môi trường hơn, chưa kể đến độc tính của PVA rất thấp so với amiăng Việc sử dụng công nghệ thay thế amiăng nhìn chung sẽ là giải pháp tốt cho vấn đề môi trường – xã hội như đã nêu trên Các chi tiết của công nghệ thay thế amiăng trong sản xuất tấm lợp sẽ được trình bày chi tiết trong Chương II

Mặt khác, quá trình hội nhập cũng bắt buộc Việt Nam phải có cái nhìn rộng ra các thị trường khác trên thế giới Trong khi các nước khác đã hạn chế hoặc cấm hẳn việc sử dụng amiăng thì các sản phẩm chứa amiăng của Việt Nam sẽ mất khả năng xuất khẩu vào các nước này hoặc ngay trong nước cũng không được sử dụng cho các công trình có vốn ODA của nước cấp viện trợ nếu tại bản xứ có chính sách cấm amiăng

1.3 Mục tiêu của đề tài

Qua một số tổng quan về công nghệ sản xuất tấm lợp trên thế giới và tại Việt Nam, đề tài xác định hai nhóm mục tiêu lớn như sau:

A - Xác định công nghệ và vật liệu thay thế amiăng trong sản xuất tấm lợp với các tiêu chí:

- Tạo ra sản phẩm không chứa amiăng đảm bảo các chỉ tiêu chủ yếu của tấm lợp cũ

- Sản phẩm thay thế có tính thân thiện với môi trường, không gây độc hại cho công nhân sản xuất và người sử dụng

- Thuận tiện cho sản xuất công nghiệp với năng suất cao

- Mức đầu tư thiết bị và công nghệ phù hợp với hoàn cảnh Việt Nam, cho phép chuyển đổi các dây chuyền sản xuất theo công nghệ cũ sang công nghệ mới

B - Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo, thử nghiệm một dây chuyền thiết bị sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng phù hợp với các tiêu chí nêu trong mục tiêu A, có các nội dung chủ yếu:

- Có tính kế thừa các thiết kế của các dây chuyền cũ Điều này cho phép giảm bớt suất đầu tư trong trường hợp các nhà sản xuất sản phẩm amiăng ximăng muốn chuyển đổi sang sản xuất các sản phẩm mới không chứa amiăng

- Đưa thêm vào các yếu tố thiết kế tiên tiến nhằm kiểm soát chặt chẽ hơn các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm mới

1.4 Giới hạn nghiên cứu của đề tài

Trong phạm vi thời gian và kinh phí của đề tài, đã xác định các giới hạn của đề tài nhằm đạt được các mục tiêu cụ thể có thể ứng dụng sớm vào sản xuất sau khi kết thúc pha nghiên cứu, thử nghiệm:

- Các nghiên cứu công nghệ, vật liệu và thiết bị thay thế cho sản phẩm mới chỉ tập trung vào công nghệ xeo cán cổ điển

- Sử dụng sản phẩm thay thế amiăng trên cơ sở các loại vật liệu thương phẩm sẵn có trên thị trường, dễ cung cấp Không đặt vấn đề nghiên cứu khả năng sản xuất các loại vật liệu này

- Thiết kế, chế tạo thiết bị trên cơ sở các dây chuyền mini (là loại dây chuyền chiếm thị phần lớn trên thị trường tấm lợp Việt Nam)

- Khảo nghiệm sản phẩm dựa trên các test có sẵn tại Việt Nam (chủ yếu các test liên quan tới TCVN 4434: 2000) Chưa đặt vấn đề đi sâu nghiên cứu cấu trúc hoặc đặc tính cơ - lý- hoá vật liệu mới theo quan điểm vật liệu học

- Các nghiên cứu sâu hơn (nâng cao chất lượng sản phẩm, hoàn thiện qui trình sản xuất và tính năng thiết bị, mở rộng khả năng sử dụng các loại vật liệu khác nhau thay cho amiăng…) không thuộc pha nghiên cứu, thử nghiệm của đề tài.

2.1.1 Đặc điểm của công nghệ sản xuất tấm lợp sử dụng amiăng ximăng

ở các nước công nghiệp phát triển, việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sản xuất sản phẩm amiăng ximăng đã được phát triển trên qui mô công nghiệp từ những thập kỷ đầu của thế kỷ 20 Sản phẩm chủ yếu là các dạng tấm kết hợp giữa ximăng với sợi gia cường amiăng Công nghệ tạo hình tấm amiăng ximăng dựa trên cơ sở sử dụng dung dịch huyền phù với những tỷ lệ, hàm lượng chất rắn khác nhau Đánh giá theo cách này thì sản xuất tấm amiăng ximăng cơ bản được thực hiện bằng hai công nghệ sau:

1 Công nghệ “ướt”: là phương pháp trong đó tấm sản phẩm được tạo hình từ dung dịch huyền phù amiăng ximăng có hàm lượng chất rắn khác nhau từ ~ 15- 17% đến ~ 30 - 40%; tiếp sau đó phải kèm theo giải pháp khử lượng nước thừa (gọi là quá trình lọc) Khi thay đổi hàm lượng chất rắn không chỉ đơn thuần là làm cho dung dịch huyền phù đặc hơn hay loãng ra mà phải xác định lại chế độ xeo bằng con đường thực nghiệm

2 Công nghệ “khô” hoặc “bán khô”: là phương pháp trong đó tấm sản phẩm được tạo hình từ hỗn hợp amiăng ximăng mà không cần khử nước, chỉ cần một lượng nước vừa đủ để ximăng thủy hoá Tại công đoạn ép tiếp sau đó trên máy ép không có sự tách nước (trong trường hợp này hàm lượng chất rắn chiếm ~ 90%)

Theo các tài liệu đã công bố ở nhiều nước, có rất nhiều phương pháp tạo tấm amiăng ximăng Hầu hết các phương pháp này đều phù hợp với cách phân loại công nghệ đã nêu ở trên, song chỉ có một số ít trong chúng được ứng dụng trên qui mô công nghiệp

ở nhiều nước, công nghệ được áp dụng phổ biến là công nghệ “ướt” với tên kỹ thuật là công nghệ Hatschek (Hatschek Process) Trong công nghệ này, các tấm amiăng ximăng được xeo từ bể dung dịch huyền phù có hàm lượng chất rắn trong khoảng 15-

17% Công nghệ “ướt” có ưu điểm nổi bật là tạo được sự đồng nhất cho dung dịch huyền

phù trong môi trường nước Đây là một yếu tố quan trọng quyết định chất lượng của sản phẩm Công nghệ này cho phép các sợi được phân bố thành nhiều lớp, trong mặt phẳng của từng lớp xeo, điều này làm tăng cơ-lý tính của tấm sản phẩm lên rất nhiều và do đó không cần đến khâu ép định hình tiếp theo Hơn nữa do bản chất của sợi amiăng (một loại sợi khoáng thiên nhiên) có thành phần tương thích với ximăng và có độ trương nở lớn trong môi trường nước kiềm hoá nên dung dịch huyền phù ximăng với amiăng là một dung dịch có độ đồng nhất cao

2.1.2 Đặc điểm của sợi amiăng

Để hiểu được tính công nghệ của amiăng thì trước tiên phải hiểu bản chất của nó Amiăng là tên gọi chung của nhóm khoáng thiên nhiên có gốc hydroxit magie silicat Loại amiăng quan trọng được sử dụng nhiều nhất là amiăng trắng (chrysotile) chiếm 95% tổng nhu cầu Công thức hoá học của amiăng là 3 MgO 2 SiO2 2H2O

Tỷ trọng khối của amiăng trắng dao động từ 2,2 đến 3,4 g/cm3 (kg/dm3) và nhiệt độ nóng chảy là 1.530oC

Độ dày của một sợi amiăng đơn xấp xỉ 5.10-5 mm và độ bền kéo của nó có thể đạt tối đa là 800 – 1.000 N/mm2( của thép là 5.600-7.500 N/mm2) [2]

Amiăng cũng là vật liệu có độ bền hầu như trơ trong môi trường kiềm Điều này giải thích tại sao các tấm amiăng ximăng có tuổi thọ cao hơn nhiều các sản phẩm làm bằng vật liệu tổ hợp nền ximăng gia cường bằng các sợi khác

Một tính chất đặc biệt nữa của sợi amiăng đó là cách các phần tử ximăng gắn chặt vào chúng Không giống như cấu trúc các sợi khác, sợi amiăng là tập hợp của mạng tinh thể hình trụ có hình dạng cong, không phẳng, bên trong có nhiều lỗ xốp chứa các phần tử amophos (liên kết chưa hoàn chỉnh) Sợi amiăng bám vào nhau bằng cách móc ngược với nhau trong một cấu trúc ma trận trên nền ximăng (Hình 2.1) Trong môi trường dung dịch huyền phù sợi amiăng trương nở có tương tác ion (tích điện) với các hạt ximăng nhờ vào các trung tâm ion Si4+, Mg2+ có trong cấu trúc, nó tạo điều kiện cho các hạt ximăng gắn chặt vào sợi amiăng