(Đồ án tốt nghiệp) nghiên cứu chế tạo vật liệu nhẹ ứng dụng trong xây dựng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NHẸ ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG GVHD: Nguyễn Thúc Bội Huyên SVTH: Võ Minh Quí MSSV: 15128054 SKL006006 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH -  - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NHẸ ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG MÃ SỐ KHÓA LUẬN : PO.19.09 SVTH: Võ Minh Quí MSSV: 15128054 GVHD: TS Nguyễn Thúc Bội Huyên Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 ii iii iv v vi vii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, cô khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm Cảm ơn q thầy, tận tình quan tâm, giúp đỡ, truyền dạy kiến thức vô quý báu cho chúng em suốt năm học vừa qua Ngồi ra, em xin cảm ơn q thầy phụ trách phịng thí nghiệm hóa Polymer tạo điều kiện tốt để em hồn thành tốt đề tài Em xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc đến giáo viên hƣớng dẫn em TS Nguyễn Thúc Bội Huyên, giảng viên trƣờng Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM Cảm ơn cô ln nhiệt tình theo sát, góp ý giải đáp thắc mắc thời gian em thực đề tài Kính chúc ln mạnh khỏe để đào tạo nhiều hệ sinh viên tài giỏi góp phần vào phát triển đất nƣớc Cám ơn gia đình tạo điều kiện, động viên giúp đỡ suốt trình học tập thực luận văn Cùng với lời cảm ơn trên, em xin kính chúc q thầy khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm ln dồi sức khỏe gặt hái đƣợc nhiều thành công cơng việc Trong q trình thực đề tài, khó tránh khỏi sai sót nên em mong nhận đƣợc góp ý q thầy cơ, ý kiến kinh nghiệm vơ q báu giúp em hồn thiện đƣợc phần kiến thức để chuẩn bị hành trang bƣớc vào môi trƣờng công việc Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực đề tài Võ Minh Quí i LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan toàn nội dung đƣợc trình bày khóa luận tốt nghiệp em thực Em xin cam đoan nội dung đƣợc tham khảo khóa luận tốt nghiệp đƣợc trích dẫn xác đầy đủ theo qui định Sinh viên thực đề tài Võ Minh Quí ii 900000,0 Khối lượng (g) Khối lƣợng (g) 700000,0 45000,0 600000,0 40000,0 35000,0 500000,0 30000,0 400000,0 25000,0 300000,0 20000,0 200000,0 15000,0 100000,0 10000,0 Giá thành (VNĐ) 800000,0 50000,0 ,0 5000,0 ,0 Tấm cemboard STT/XM G/XM G/PU Mẫu Hình 3.16 Đồ thị khảo sát giá thành vật liệu Kết từ bảng 3.9 đồ thị hình 3.16 cho thấy: Các vật liệu composit e nhẹ tận dụng từ nguồn phế phẩm nhƣ xơ mƣớp, giấy bìa xốp PU có giá thành xơ xốp, giảm 12 lần số lƣợng sợi thủy rẻ hẳn tinh, giảm lƣợng nhựa cần sử dụng nên trọng so với lƣợng nhẹ giá thành rẻ cemboard thị Đặc biệt vật liệu composite gia cƣờng từ trƣờng Cụ STT/XM G/XM có tính tốt thể, ứng dụng làm cửa, vách ngăn vật liệu STT/XM có khối lƣợng nhẹ lần so với mẫu cemboard, mẫu G/XM nhẹ gần lần G/PU mẫu nhẹ lần Khi vật liệu đƣợc gia cƣờng 100% sợi thủy tinh (24 lớp) vật liệu cịn lại cần lớp sợi thủy tinh lớp giấy kết hợp với lõi 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Với tiêu chí ban đầu đƣợc đặt ra: - Chế tạo vật liệu composite nhẹ, kết cấu lõi xốp từ xơ mƣớp phế phẩm nông nghiệp xốp PU phế phẩm cơng nghiệp - Vật liệu có khả ứng dụng làm vách ngăn tƣờng thay cho vật liệu truyền thống Từ sở trên, em thực đƣợc kết nhƣ sau: - Chế tạo đƣợc số vật liệu composite nhẹ, có lõi xốp thân thiện với mơi trƣờng sở từ phế phẩm nông nghiệp phế phẩm công nghiệp - Xét vật liệu cấu trúc xốp: vật liệu STT/XM có khối lƣợng nặng (3,23 g) khối lƣợng nhẹ vật liệu G/PU (0,82 g) - Khảo sát tính cho thấy mẫu sau có tính tốt nhất: STT/XM (5,2 MPa), G/XM/XM (1,9 MPa) - Vật liệu composite có tỉ số tính lí/khối lƣợng cao G/PU (0,79) - Khảo sát cấu trúc lõi xốp vật liệu composite cho thấy vật liệu composite nhẹ gia cƣờng từ xốp PU có tính thấp cịn vật liệu gia cƣờng từ xơ mƣớp có tính cao - Sử dụng loại vật liệu để làm lớp biên: G STT Kết cho thấy lớp biên sợi thủy tinh giúp sản phẩm có tính tốt lớp biên giấy - Tính tốn chi phí dựa giá thành nguyên liệu cho thấy mẫu G/XM có giá thành ½ so với mẫu ván ép thị trƣờng - Tùy vào mục đích sử dụng mà mẫu vật liệu STT/XM, G/XM thay cho loại vật liệu truyền thống thị trƣờng Kiến nghị Do thời gian tìm hiểu thực hành cịn hạn chế nên em có số kiến nghị sau: - Chế tạo vật liệu nhẹ gia công từ số phế phẩm khác 76 - Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ NaOH xử lý phế phẩm đến tính vật liệu - Khảo sát độ bền kéo vật liệu - Đo SEM để xem khả thấm nhựa xơ mƣớp - Khảo sát khả cách âm cách nhiệt vật liệu 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Ích Thịnh, Vật liệu Composite NXB Giáo dục, 1994 [2] Nguyễn Phƣớc Hậu, Nhựa tổng hợp composite Biên dịch Nhà xuất trẻ, 2006 [3] Kim Sam Jung, et al, "Mechanical properties of polypropylene/natural fiber composites: Comparison of wood fiber and cotton fiber," (in E), vol 27, no 7, pp 801-806, 2008 [4] R.N.Flores, H.Y.Sanchez, D.L.J.Cruz, G.S.Vasquez, L.L.Domratcheva, and G L.G.F.Polymers, "Composites from water hyacinth (Eichhornea crassipe) and polyester resin," (in E), vol 16, no 1, pp 196-200, 2015 [5] R.Vinayagamoorthy, S Sivanarasimha, K Vinay Kumar, and V Padmanabhan, "Characteristic investigations on loofah, jute and glass fiber reinforced sandwich polymeric composites," in Applied Mechanics and Materials, 2015, vol 813, pp 1418: Trans Tech Publ [6] P.Nirupama, A.V Kumar, and S S I P Journal, "Banana fiber reinforced low- density polyethylene composites: effect of chemical treatment and compatibilizer addition," (in E), vol 25, no 3, pp 229-241, 2016 [7] D Sreeramulu and N Ramesh, "Synthesis, characterization, and properties of epoxy filled Luffa cylindrica reinforced composites," (in E), vol 5, no 2, pp 65186524, 2018 [8] Nguyễn Hữu Niếu, "Một số thay đổi tính chất sợi dứa Việt Nam phương pháp xử lý dung dịch sodium hydroxide," (in V), vol 10, no 03-2007 [9] Đoàn Thị Thu Loan, "Nghiên cứu vật liệu composite từ nhựa vinyl ester sợi đay," (in V), 2012 [10] Phạm Thị Phƣơng Dung, "Nghiên cứu chế tạo vật liệu composite từ trấu nhựa polypropylene," 2012 [11] Trần Thị Thu Hằng, "Nghiên cứu chế tạo vật liệu Composite nhựa [12] Đỗ Thị Nhi, "Khảo sát tính chất vật liệu polyurethan xốp gia cường sợi tre," (in V), vol 19, no 6T, pp 212-220 78 [13] Trần Vĩnh Diệu, Môi Trường Trong Gia Công Chất Dẻo Và Vật Liệu Composite Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, 2006 [14] Nguyễn Hữu Niếu - Trần Vĩnh Diệu, Kỹ thuật sản xuất chất dẻo NXB Đại Học Quốc Gia Tp.HCM, 2007 [15] S Dutton, D Kelly, and A Baker, Composite materials for aircraft structures American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2004 [16] Hồ Sĩ Tráng, Cơ sở hóa học gỗ xenluloza, Tập 1, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2003 [17] K.L.Loewenstein, The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fibers Elsevier Science Publisher, 1993 [18] W Gerhatz, Ullman Encyclopedia of Industrial Chemistry Vol – A11, VHC, 1998 [19] Phạm Thanh Bình, Hóa Học Và Hóa Lý Polyme Đại học Bách Khoa Thành Phố [20] T Masami, I Hiroyuki, and O Hideo, "Lightweight construction materials and articles made thereof," ed, 1976 [21] S Bartlett, D Negussey, M Kimble, and M Sheeley, "Use of geofoam as super- lightweight fill for I-15 reconstruction" in Proc., Transportation Research Board 79th Annual Meeting, 2000: Transportation Research Board Washington, DC [22] M.G and F.J.P.E S Knipschild, "Estimation of mechanical properties for rigid polyurethane foams," (in E), vol 15, no 8, pp 623-627, 1975 [23] H Meifeng and H Wenbin, "A study on composite honeycomb sandwich panel structure" (in E), vol 29, no 3, pp 709-713, 2008 [24] Lê Thị Khánh - Trƣơng Thị Hồng Hải, Tạp chí khoa học “Nghiên cứu tập đồn giống mướp trồng vụ xuân hè 2014 Thừa Thiên Huế”, số 07-2014, ISSN 08667586, trang 61 [25] V JackR, The behavior of sandwich structures of isotropic and composite materials Routledge, 2018 [26] Nguyễn Quốc Việt, "Khảo sát tính chất sợi xơ dừa máy dập tước liên hoàn Bến Tre nghiên cứu xử lí sợi NaOH," (in V), vol 17, no 2, pp 93 - 102, 2014 79 [27] ASTM Standard, D695 Standard Test Method for Compressive Properties of Rigid Plastics, 2008 [28] ASTM Standard, D790-10 Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials, 2010: p 1-11 [29] Clyne TW and Hull Derek, An introduction to composite materials, 2019: Cambridge university press 80 PHỤ LỤC Bảng Kích thƣớc mẫu đo uốn STT Loại vật liệu STT VE STT/XM G/XM G/GGS G/X 81 Bảng Kích thƣớc mẫu đo nén STT Loại vật liệu STT/XM G/XM G/GGS G/X 82 Bảng Kích thƣớc mẫu đo nén hỗn hợp lõi xốp STT Loại vật liệu G/XM/XM G/XM/X G/X/X 83 Bảng Kết tính giá thành vật liệu chế tạo STT Vật liệu Tấm Cemboard STT/XM G/XM G/PU 84 ... đề tài“ Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhẹ ứng dụng xây dựng? ?? với mong muốn góp phần tạo loại vật liệu hữu ích, đáp ứng tiêu chí ứng dụng lĩnh vực xây dựng Mục tiêu nghiên cứu Tận dụng nguồn phế... để chế tạo vật liệu composite ứng dụng xây dựng So sánh mặt khối lƣợng vật liệu composite lõi xốp chế tạo với vật liệu truyền thống Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Vật liệu. .. đánh giá đƣợc loại vật liệu tối ƣu ứng dụng ngành vật liệu xây dựng phù hợp với tiêu chí ban đầu đặt ix MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Từ lâu, vật liệu xây dựng chiếm vị trí đặc biệt cơng trình xây dựng