III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 1 Ảnh hưởng của phụ gia đến đến cơ tính
3. Đánh giá mức độ nguy hiểm của sản phẩm
Đánh giá mức độ nguy hiểm của sản phẩm tới sức khỏe của con người, thơng thường được kiểm nghiệm qua nguồn nước. NGW cĩ chứa nhiều kim loại nặng, đây là một vấn đề đáng lo ngại cho người dân. Phương pháp đánh giá là lấy mẫu nước sau khi ngâm các mẫu trước và sau khi xử lý để so sánh và phân tích các chỉ tiêu kim loại trên thiết bị phân tích quang phổ phát xạ nguyên tử ICP. Tác giả đã sử dụng các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước mặt - QCVN 08:2008/BTNMT, nước ngầm - QCVN 09:2008/BTNMT, nước ven bờ - QCVN 10:2008/BTNMT và nước thải cơng nghiệp - QCVN 24:2008/BTNMT [9-12]. Các Quy chuẩn này quy định giá trị giới hạn của nhiều thơng số về chất lượng nước. Tuy nhiên trong bài báo này, tác giả chỉ tập trung vào mức giới hạn hàm lượng tổng số của một số kim loại nặng như Sắt (Fe), Asen (As), Cadimi (Cd), Đồng (Cu), Chì (Pb), Kẽm (Zn), Thủy ngân (Hg) và Crơm (Cr) cĩ trong nước ngâm mẫu cĩ chứa NGW.
Hình 9. Sự dính kết giữa vữa với cốt liệu lớn của mẫu B2 (trái) và mẫu B3 (phải) sau khi nén
Bảng 6. Nồng độ các kim loại nặng trong các dung dịch ngâm mẫu Mẫu Nguyên tố [µg/l] M1 (Mẫu nước cất) M2 (Mẫu NGW) M3 (Mẫu NGW nung 1000oC) M4 (Mẫu vữa cĩ chứa NGW sử dụng PCB40) M5 (Mẫu vữa cĩ chứa NGW sử dụng polymer) M6 (Mẫu bê tơng
khơng cĩ NGW)
M7(Mẫu bê tơng (Mẫu bê tơng
cĩ NGW) Fe 9,00 44,00 374,00 168,00 215,00 36,2 50,30 Zn 0,31 1121,40 37,10 23,80 20,20 0,37 0,52 Cu 0,64 6200,00 20,40 23,20 12,45 1,22 2,58 Pb 0,15 1,70 1,50 1,30 1,20 0,25 0,22 Cd 0,01 0,16 0,37 0,13 0,22 0,01 0,01 Cr 0,33 16,40 15,70 15,10 13,20 3,64 3,87 Hg 0,15 0,02 0,03 0,02 0,02 0,15 0,21 As 0,00 18,6 5,60 12,60 0,20 0,00 0,06
Từ các kết quả trong bảng 6 và so sánh với các quy chuẩn Việt Nam của Bộ TN và MT về chất lượng nước, ta cĩ thể nêu ra một số nhận xét như sau:
- Các mẫu khơng sử dụng hạt nix cũng phĩng thích một lượng kim loại nặng vào nước ngâm mẫu.
- Các mẫu sau khi xử lý 1000 oC cũng đã phần nào khống chế sự phát tán kim loại nặng
vào trong nước. So với Quy chuẩn 09:2008 về chất lượng nước ngầm thì cách xử lý này cũng đã đạt yêu cầu. Tuy nhiên nĩ cũng chưa xử lý triệt để đối với Fe và As, nồng độ của các chất này cịn cao nếu đối chiếu với Quy chuẩn nước biển ven bờ 10:2008.
- Từ hình 8 (phải) ta dễ dàng nhận thấy rằng, mẫu M4 là mẫu vữa cĩ chứa NGW dùng xi măng PCB40 và M5 là mẫu vữa cĩ chứa
NGW dùng vật liệu polymer thì nồng độ của Fe vẫn cịn cao hơn so với quy chuẩn về chất lượng nước ven bờ QCVN 10:2008/BTNMT. Cịn đối với mẫu M7 là mẫu bê tơng cĩ cốt liệu lớn chứa NGW cho kết quả tốt, nồng độ của các kim loại nặng đều rất nhỏ và nằm trong khoảng cho phép so với tất cả các quy chuẩn, kể cả quy chuẩn khắc khe nhất là chất lượng nước ven bờ.
Với kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy, bê tơng cĩ cốt liệu lớn là NGW cĩ thể áp dụng được trong thực tế mà khơng ảnh hưởng đến sức khỏe người dân.
IV. KẾT LUẬN
Nhìn chung kết quả ban đầu cho thấy chất lượng các mẫu nước sau khi ngâm các mẫu bê tơng đều đạt yêu cầu theo QCVN về chất lượng nước khi phân tích các kim loại nặng trên ICP. Đồng thời thơng qua thử nghiệm cơ tính thì các mẫu cốt liệu lớn cũng như các mẫu bê tơng đều đạt yêu cầu.
- Với tỉ lệ NGW 60 %, xi măng 35 % và muội silic 5% thì cho vữa, cốt liệu lớn đạt cường độ chịu uốn và chịu nén cao sau 90 ngày lần lượt là 1,60 MPa và 47 MPa đạt vữa mác M400.
- Bước đầu đã tìm được kích thước và hình dạng của cốt liệu lớn, hình lập phương cĩ kích thước Dmax = 20 mm cho cường độ chịu nén của bê tơng là lớn nhất sau 28 ngày khoảng 35 MPa gần bằng cường độ của bê tơng M400. Như vậy, nếu những cơng trình xây dựng yêu cầu về chỉ tiêu cường độ thấp hơn M350 thì cĩ thể dùng cốt liệu lớn này để thay thế cho đá dăm truyền thống.
- Muội silic cĩ kích thước siêu mịn nên cĩ khả năng bao quanh các hạt xi măng, lắp đầy các lỗ vi rỗng mà các hạt xi măng khơng lọt vào được.
Do đĩ cốt liệu lớn được đặc chắc, hình thành một mơi trường liên tục và đồng nhất, làm tăng khả năng chịu lực và độ bền của cốt liệu lớn lẫn bê tơng.
- Qua kết quả phân tích mẫu nước và so sánh với các Quy chuẩn kỹ thuật về chất lượng nước mặt, nước ngầm, nước ven bờ và nước thải cơng nghiệp thì sản phẩm bê tơng cĩ cốt liệu lớn là NGW khơng ảnh hưởng gây hại đến sức khỏe con người và như vậy cĩ thể áp dụng rộng rãi trong xây dựng dân dụng.
- Về chỉ tiêu kinh tế, 1 m3 bê tơng tươi sử dụng cốt liệu lớn là NGW vào khoảng 1,2 triệu/m3
gần bằng giá so với bê tơng tươi trộn bằng tay. Nếu sắp tới sản xuất hàng loạt cốt liệu lớn thì giá của sản phẩm sẽ giảm, đồng thời cĩ thể thay thế các vật liệu đá dăm tự nhiên nhằm hạn chế khai thác tài nguyên, bảo vệ mơi trường, tạo việc làm cho người lao động và giảm chi phí quản lý chất thải...
- Hiện nay nhĩm nghiên cứu đã ứng dụng dùng cốt liệu lớn để đổ cấp phối bê tơng cho ghế đá và thay 100 % đá dăm, bước đầu cho ra sản phẩm đẹp, khơng gây ơ nhiễm mơi trường và cĩ độ bền cao.
Nghiên cứu bước đầu đã cĩ nhiều kết quả đáng khích lệ, hy vọng các nghiên cứu này cĩ thể mở ra cho ngành vật liệu một hướng đi mới vơ cùng khả quan vì những tính năng mà bê tơng đạt được.
LỜI CẢM ƠN
Tác giả chân thành cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài cấp Trường 04/2014/ĐTTR và sự giúp đỡ của Trường ĐH kỹ thuật Liberec, phịng TN VLXD Trường ĐH Nha Trang và Viện Hải Dương Học trong việc chế tạo và phân tích mẫu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Hà, S. Vì sao Hyundai thích “cơng nghệ hạt nix”? [cited 28.6.2014], Available from: http://bienvabo.vnweblogs. com/print/11484/207274.
2. Khánh, N.Q., Methods to minimize environment pollution of used NIX particle [Giải pháp giảm thiểu ơ nhiễm mơi trường do hạt NIX đã qua sử dụng gây ra tại Cơng ty đĩng tàu biển Hyundai – Vinashin], 2006.
4. Phương, P.T., Nghiên cứu sử dụng hạt Nix thải của Nhà máy tàu biển Hyundai Vinashin – Khánh Hồ dùng thay cho cát để chế tạo bê tơng ximăng trong xây dựng đường ơtơ. Trường Đại học Giao thơng vận tải, 2007. 5. Hà Yên, SAVACO thành cơng trong sử dụng hạt Nix, [cited 25.6.2014], Available from: http://baokhanhhoa.
com.vn/kinh-te/200407/savaco-thanh-cong-trong-su-dung-hat-nix-1830044/. 6. Hữu, P.D., Vật liệu xây dựng mới, NXB Giao thơng vận tải, 2011.
7. Muội silic, [cited 20.1.2015], Available from: https://vi.wikipedia.org/wiki/ Mu%E1%BB%99i_silic. 8. Tiêu chuẩn về vật liệu xây dựng, NXB Xây dựng, 2005.
9. QCVN 08 : 2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (National technical regulation on surface water quality). Bộ Tài nguyên và Mơi trường, Tổng cục Mơi trường, 2008.
10. QCVN 09 : 2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm (National technical regulation on underground water quality). Bộ Tài nguyên và Mơi trường, Tổng cục Mơi trường, 2008.
11. QCVN 10 : 2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ (National technical regulation on c oastal water quality). Bộ Tài nguyên và Mơi trường, Tổng cục Mơi trường, 2008.
12. QCVN 24: 2009/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải cơng nghiệp (National Technical Regulation on Industrial Wastewater). Bộ Tài nguyên và Mơi trường, Tổng cục Mơi trường, 2008.
Tiếng Anh
13. Swennen, R., Copper slag used for abrasive blasting and heavy metal contamination, case study Van Phong bay, Vietnam, 2009.
14. D.Brindha, Assessment of Corrosion and Durability Characteristics of Copper Slag Admixed Concrete. International journal of civil and structural enigneering, 2010. Volume 1, No 2.
15. Pradeep, V., The Behaviour of Concrete in Terms of Flexural, Tensile & Compressive Strength Properties by Using Copper Slag as an Admixture, International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT), 2013. Volume 3, No 4.
16. Erdem, S., Chloride-Ion Penetrability and Mechanical Analysis of High Strength Concrete with Copper Slag, Journal of Engineering Research and Applications, 2014. Volume 4, No 5.
17. Mobasher, B., Effect of copper slag on the hydration of blended cementitious mixtures, Materials Engineering Conference, Materials for the New Millenium, 1996.
18. Alnuaimi, A., Effects of Copper Slag as a Replacement for Fine Aggregate on the Behavior and Ultimate Strength of Reinforced Concrete Slender Columns. TJER, Volume 9, No 2, 2012.
19. Biswas, S., Erosion Wear Behaviour of Copper Slag Filled Short Bamboo Fiber Reinforced Epoxy Composites. IACSIT International Journal of Engineering and Technology, Vol. 6, No. 2, 2014.
20. Patnaik, B., An Experimental Investigation on Optimum Usage of Copper Slag as Fine Aggregate in Copper Slag Admixed Concrete. International Journal of Current Engineering and Technology, Volume 4, No 5, 2014. 21. Selvi, T., Experimental Study on Concrete Using Copper Slag as Replacement Material of Fine Aggregate. Civil
& Environmental Engineering, Volume 4, No 5, 2014.
22. M.Fadaee, Investigation on using copper slag as part of cementitious material in self compacting concrete. Asian journal of civil engineering, Volume 16, No 3, 2015.
23. marku, J., Optimization of copper slag waste content in blended cement production. Zastita materijala, Volume 51, 2010.
24. C. Lavanya, A review on utilization of copper slag in geotechnical applications. Proceedings of Indian Geotechnical Conference, 2011.
25. Pundhir, S., Use of copper slag as construction material in bituminous pavements Journal of Scientifi c & Industrial Research, Volume 64, 2005.
26. Singh, J., Use of copper slag in concrete. International Journal of Advanced Research in Engineering and Applied Sciences, Volume 3, No 12, 2014.
27. R.Gupta, Utilization of copper slag and discarded rubber tyres in construction. International journal of civil and structural engineering, Volume 3, No 2, 2012.