CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
2.3. QUY TRÌNH CHẾ TẠO GEOPOLYMER
2.3.1. Tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt
Tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt (DWS) lấy tại nhà máy đốt rác Đồng Văn, Hà Nam với kích thước hạt nhỏ hơn 0,66 mm, tỷ trọng 2,25 tấn/m3.
2.3.2. Xỉ lò cao
Xỉ lò cao (BFS) được lấy tại nhà máy thép Việt-Trung, khu công nghiệp Tằng Loỏng với tỷ trọng 2,95 tấn/m3, kích thước hạt trung bình 1,5- 3,5 µm.
2.3.3. Dung dịch hoạt hóa
Dung dịch kiềm hoạt hóa là hỗn hợp của dung dịch kiềm mạnh (NaOH) và thuỷ tinh lỏng (Na2SiO3). Dung dịch kiềm mạnh NaOH điều chế từ NaOH dạng vảy khô (độ tinh khiết trên 98%) pha với nước để đạt được nồng độ mol yêu cầu. Dung dịch Natri silicat được đặt mua có tỷ lệ SiO2 từ 26,8 – 18,3%; Na2O từ 6,88 – 8,78%.
2.3.4. Phương pháp tạo mẫu
Nhào trộn khô các thành phần nguyên liệu sau khi định lượng trong thời gian khoảng 3 - 5 phút bằng máy trộn.
Hỗn hợp dung dịch kiềm hoạt hóa bao gồm sodium silicate và sodium hydroxide đã chuẩn bị trước được đổ vào hỗn hợp đã trộn khơ. Q trình nhào trộn ướt trong khoảng 3 phút bằng máy.
Hình 2.2 Quy trình chế tạo geopolymer
Sau khi trộn đều, thành phần hỗn hợp geopolymer được tạo khn với kích thước 160 x 40 x40 mm, tiếp theo đặt trên máy rung lắc trong thời gian 30 phút. Sau đó lấy ra và dưỡng hộ ở điều kiện thường.
Sau 14 ngày dưỡng hộ, mẫu được xác định cường độ nén theo TCVN 7570-2006 về cốt liệu cho bê tông và vữa – yêu cầu kỹ thuật.
Sau 28 ngày đánh giá sự thôi nhiễm kim loại nặng theo EA NEN 7375 (Tiêu chuẩn Hà Lan). Phương pháp khối phổ nguyên tử plasma ICP-MS của shimadzu (Nhật Bản) được sử dụng để phân tích thành phần kim loại nặng.
Hình 2.3 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu chế tạo Geopolymer
Chuẩn bị nguyên vật liệu
Thí nghiệm 1: Chuẩn bị 6 khn với kích thước 160 x 40 x40 mm, cấp phối mẫu Geopolymer với tỉ lệ DWS:BFS = 8/2, 7/3, 6/4, 4/6, 3/7, 2/8.
Sau 14 ngày xác định cường độ nén, để tìm ra tỉ lệ thích hợp nhất.
Thí nghiệm 2: Tiếp tục chuẩn bị 5 mẫu Geopolymer với tỉ lệ đã chọn ở thí nghiệm 1, NaOH nồng độ lần lượt là 8M, 10M, 12M, 14M, 16M.
Thí nghiệm 3: Sau khi đã chọn đc tỉ lệ cấp phối và nồng độ NaOH, tiến hành thực hiện đổ 5 khuôn Geopolymer với tỉ lệ NaOH/Na2SiO3 = 0,28 ; 0,32 ; 0,36 ; 0,40 ; 0,48.
Lựa chọn đc tỉ lệ thích hợp.
Thí nghiệm 4: Với các điều kiện ở trên, tiến hành đổ khuôn 3 mẫu Geopolymer ở 3 thời gian khác nhau 7 ngày, 14 ngày, 28 ngày để xác định cường độ chịu nén.
Thí nghiệm 5: Tiến hành chế tạo đổ 7 khuôn mẫu Vật liệu geopolymer với các điều kiện đã lựa chọn ở thí nghiệm 1,2,3,4.
Ngâm chiết 7 mẫu Geopolymer với nước khử ion với tỉ lệ 1 thể tích rắn:10 thể tích nước vào 7 xô chứa khác nhau. Lấy mẫu theo thời gian để đánh giá sự thôi nhiễm kim loại nặng độc hại.