CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.6. Đánh giá khả năng gây ô nhiễm thứ cấp của vật liệu
C phối i u ao anh NaOH hay Ca(OH)2 ông nghi p ều à hóa h t vật i u ó hàm ư ng im o i nặng và As ũng như Fe ở ng vết; v thế thành phần ó th ó nh hưởng ến mơi trường hủ yếu nằm trong tro ay và xỉ y ủa nhà m y nhi t i n.
Về mặt thuyết hi tro xỉ ư óng rắn ưới ng như hối ê tông cùng với t nhân ố ịnh ó nguy ơ gây ơ nhiễm môi trường th sẽ ngăn n ư s thôi nhiễm ủa húng ra môi trường nướ và hông h . Trong nghiên ứu này hai t nhân à ộ iềm ion Ca2+ và qu tr nh a onat hóa à t nhân hủ yếu ư sử ụng ố ịnh yếu tố ó th gây ơ nhiễm mơi trường ủa vật i u
sau óng rắn. Với gi trị pH trên 10 hi trộn và gia ông vật i u t t im o i nặng trong tro xỉ hầu hết ở ng oxit ều hầu như ư ố ịnh. C n ối với anion như as nat photphat... hi ó mặt ủa Ca2+ sẽ ư huy n thành muối hầu như hông tan trong nướ . Riêng ối với P và một số im o i ó t nh ưỡng t nh sau hi óng rắn phần tử này sẽ huy n về ng muối a onat ó ộ tan ỳ th p.
Đ nh gi h năng gây ô nhiễm thứ p ủa vật i u viên vật i u ư óng rắn sau 28 ngày ưu ưỡng sẽ ư ngâm trong nướ mưa và nướ muối ó nồng ộ NaC 2 5%. Sau mỗi 24 giờ ung ị h nướ ư y i o thông số quan tâm và ết qu ư th hi n trên ng 3.18 và ng 3.19.
Bảng 3.18. pH pha nước khi ngâm vật liệu sau đóng rắn 28 ngày tuổi
Thời gian (giờ) pH mẫu
24 48 72 96 120
Nướ mưa nhân t o pH 6 5
TXCX 2 11,5 9,6 9,0 8,6 8,5 TXCV 2 8,1 7,5 7,32 7,32 7,32 TXCXV 2 10,4 9,0 8,8 8,4 8,2 Nướ muối 2 5% TXCX 2 11,2 8,8 8,4 8,1 8,0 TXCV 2 7,8 7,2 7,0 7,0 7,0 TXCXV 2 10,2 8,6 8,4 8,2 8,0
Hình 3.26 . pH pha nước khi ngâm vật liệu sau đóng rắn 28 ngày tuổi
Kết qu ho th y hầu như t t s n phẩm óng rắn tro xỉ hỉ sau ần thứ a tiếp xú với nướ (trong 24 giờ) pH ủa pha nướ ều < 9. Riêng ối với s n phẩm óng rắn hỉ ó sử ụng Ca(OH)2 th ngay ần ngâm trong nướ ầu tiên pH gần như trung t nh và s n phẩm ó mặt ủa Ca(OH)2 th hầu hết à sau ần ngâm thứ hai pH xuống gần như trung t nh.
Đối với nguyên tố ó h năng gây ô nhiễm nướ từ s n phẩm óng rắn tro xỉ ết qu phân t h pha nướ ngâm s n phẩm (trên ng 3.19) cho th y nướ ngâm s n phẩm nồng ộ ủa nguyên tố quan tâm ều nằm ưới ngưỡng nguy h i th o quy huẩn ỹ thuật quố gia về ngưỡng h t th i nguy h i QCVN 07:2009/BTNMT. 0 2 4 6 8 10 12 14 24 48 72 96 120 pH TXCX2 (1) TXCV2 (1) TXCXV2 (1) TXCX2 (2) TXCV2 (2) TXCXV2 (2) Giờ
Bảng 3.19. Nồng độ các chất có khả năng gây ô nhiễm nước của vật liệu tro xỉ sau đóng rắn 28 ngày khi ngâm trong nước
Nguyên tố Nồng ộ (mg/L)
Fe Mn Ni Cr As Cd Cu Pb Hg
Nướ mưa nhân t o pH 6 5
TXCX2 0,05 <0,03 <0,01 <0,01 0,09 <0,0002 <0,02 <0,0006 <0,0002 TXCV2 0,04 <0,03 <0,01 <0,01 0,006 <0,0002 <0,02 <0,0006 <0,0002 TXCXV2 0,04 <0,03 <0,01 <0,01 0,045 <0,0002 <0,02 <0,0006 <0,0002 Nướ muối 2 5% TXCX2 0,08 0,05 <0,01 <0,01 0,10 <0,0002 <0,02 <0,0006 <0,0002 TXCV2 0,06 0,04 <0,01 <0,01 0,008 <0,0002 <0,02 <0,0006 <0,0002 TXCXV2 0,07 0,04 <0,01 <0,01 0,050 <0,0002 <0,02 <0,0006 <0,0002 Từ nh ng ết qu nghiên ứu tr nh ày ở trên ó th ho th y rằng s n phẩm óng rắn tro xỉ nhi t i n ằng h t ết dính cao lanh – iềm ho t hóa khơng gây ơ nhiễm môi trường thứ p hi s n phẩm tiếp xú với nướ mưa hay nướ mặn.
KẾT LUẬN
Qua quá trình tìm hi u và nghiên cứu, ề tài th rút ra một số kết luận sau:
Đ nghiên ứu nh hưởng của tác nhân kiềm ho t hóa (NaOH, Ca(OH)2) ến tính ch t của ch t dính vơ ơ trên ơ sở cao lanh.
Đ tiến hành óng rắn tro xỉ với 3 lo i ch t kết nh vô ơ h nhau trên ơ sở cao lanh – kiềm ho t hóa. Các mẫu sử dụng ch t kết dính cao lanh kiềm hỗn h p ho ường ộ kháng nén cao nh t ên ến 20,2 MPa (TXCXV4) và gi m m nh hi n tư ng mố như trên mẫu vật li u óng rắn bằng ch t kết dính cao lanh – NaOH, khơng cịn xu t hi n với mẫu ó hàm ư ng NaOH ≤ 3% so với tro xỉ.
Khi tăng hàm ư ng ch t kết dính theo tỷ l cao lanh từ 0 – 40% so với tro xỉ thì ường ộ kháng nén của vật li u tăng ên ng ( ên ến 447%).
C iều ki n tối ưu ho óng rắn tro xỉ: Tỷ l tro bay/tro xỉ là 80/20.
Áp l c nén ép tối thi u là 20MPa, tốt nh t là > 30MPa. Thời gian ưu sau hi trộn phối li u không nên quá 6 giờ. Cường ộ kháng nén của vật li u ổn ịnh sau 4 tuần.
Hàm ư ng a on ư (10 – 20%) ó t ộng tiêu c ến tính ch t của vật li u sau óng rắn nhưng hơng ớn.
S n phẩm sau óng rắn sử dụng ch t kết dính cao lanh – kiềm ho t hóa ều ó ộ hút nước nằm trong kho ng 9,05 – 14 28%; ộ bền nước cao nh t t ư c ở mẫu sử dụng ch t kết dính cao lanh – kiềm hỗn h p NaOH – Ca(OH)2 với h số hóa mềm > 0,9.
Các mẫu vật li u sau óng rắn khơng gây ơ nhiễm thứ c p khi tiếp xúc với nướ mưa pH 6 5 hay nước mặn 2,5% muối.
Như vậy, công ngh chế t o bê tông geopolyme sử dụng ch t kết nh vô ơ trên ơ sở cao lanh sẽ là gi i pháp hi u qu xử lý tro xỉ nhi t i n ó hàm ư ng cacbon ư ao >10%.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Doãn Huy Cầm, Nguyễn Phương Lê Đỗ Trí (2016), “Tiềm năng Kao in miền Đông Bắc Bộ và kh năng sử dụng trong các ngành cơng nghi p”, Tạp
chí Địa chất, lo i A(296), tr. 11-12.
2. Nguyễn Khắc Gi ng (2014), Giáo trình Khống vật sét Đ i học Mỏ - Địa
ch t, Hà Nội.
3. Lương Như H i (2015), Nghiên cứu ứng dụng tro bay làm chất độn gia cường cho vật liệu cao su và cao su blend, Luận án tiến sĩ hóa học, Vi n Hóa
học – Vi n Hàn lâm Khoa học và Công ngh Vi t Nam.
4. Nguyễn Văn Hoan (2012) Nghiên cứu sản xuất vật liệu không nung từ phế
thải tro bay và xỉ lò cao trên cơ sở chất kết dính geopolyme, Vi n Vật li u
Xây d ng.
5. Hust Vi t Nam (2015) Quang phổ huỳnh quang tia X: Đặc điểm và nguyên
lý phát, http://hust.com.vn/tin-tuc/chi-tiet/quang-pho-huynh-quang-tia-x-dac-
diem-va-nguyen-ly-phat.
6. TCVN 5574:2012 – Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết
kế, Vi n Khoa học Công ngh Xây d ng, Bộ Xây d ng.
7. TCVN 6355-4:2009 – Gạch xây – Phương pháp thử - Phần 4: Xác định độ
hút nước.
8. TCVN 6477 :2016 – Gạch bê tông (2016), Bộ Khoa họ và Công ngh Hà Nội.
9. TCVN 8262:2009 – Tro bay – Phương pháp phân tích hóa học Vi n Vật
i u Xây ng Bộ Xây ng.
10. TCVN 9362:2012 – Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và cơng trình, Vi n Khoa học Cơng ngh Xây d ng, Bộ Xây d ng.
11. Ximangvn (2011), Bê tông geopolymer – Một số sản phẩm thương mại. 12. Ximangvn (2012), Chế tạo thành công Bê tông chịu lửa không xi măng.
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. APHA Method 4500 SiO2: Automated Method for Molybdate-Reactive
Silica.
15. ASTM C618 – Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzalan for Use in Concrete.
16. Baogua Ma et al.(1999), “The compositions, surface texture, absorption, and binding properties of fly ash in China”, Environment International, 25(4),
pp. 423-432.
17. Davidovits J. (2002), “30 Years of Success and Failures in Geopolyme Applications”, Geopolymer 2002 Conference, Melbourne, Australia.
18. Davidovits J. (2002), “Environmentally Driven Geopolymer Cement Application”, Geopolymer Institute, 02100 Saint-Quentin,France.
19. Da-zuo Cao, Eva Selic, Jan-Dir H r (2008) “Uti ization of f y ash from coal-fir pow r p ants in China” Journal of Zhejiang University - Science A: Applied Physics & Engineering, 9(5), pp. 681-687.
20. D.Ian Barn s1; Lin on K A S ar (2006) “Ash Uti isation from Coa -Based Pow r P ants” Report No.COAL R274 DTI/Pub URN 04/1915, pp. 13-30. 21. European Coal Combustion Products Association, www.ecoba.com.
22. 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.
23. Hans Joachim Feuerborn (2011), “Coal combustion products in European update on production and utilization, standardisation and relulation”, World
24. Lloyd N. A. & Rangan B. V. (2010), “Geopolymer Concrete with Fly Ash”,
in 2nd Int. Conf. on Sustainable Construction Materials and Technologies, ed
J Zachar P Claisse, T R Naik, E Ganjian, Universita Politecnica delle Marche, Ancona, Italy, pp. 1-10.
25. Ministry of Environment and Forests (2003), Government of India – Utilisation of Fly Ash by Thermal power plants Notification, S.O.979(E)
Dated 27th August, 2003.
26. Ministry of Environment and Forests (2007), Government of India – Utilisation of Fly Ash by Thermal power plants Notification, S.O.513(E)
Dated 3rd April, 2007.
27. Palomo A, Mw Grutzek & Mt. Blanco (1999), “Alkali-activated fly ashes, A cement for the future”, Cement Concrete Research, Vol 29:1323-1329.
28. Standard Methods: 3500-Al B: Aluminum by Eriochrome Cyanine R Method 29. Suresh. G. Patil and Manojkumar (2013), “Factors influencing compressive strength of Geopolymer concrete”, International Journal of Research in
Engineering and Technology, pp. 372- 375.
30. Tildy Bayar(2015), “Best practices for managing power plant coal ash”,
Power engineering international news, pp. 1-4.
31. Varga, G. (2007), “The Structure of Kaolinite and Metakaolinite”,