CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG VÀ NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG VÀ NGHIÊN CỨU
1.2. TỔNG QUAN VỀ VIỆC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XỈ THAN, TRO BAY TRONG SẢN XUẤT VẬT LIỆU X Y DỰNG TRONG SẢN XUẤT VẬT LIỆU X Y DỰNG
Ở nhiều nư c trên th gi i, tro than t các Nhà áy nhiệt iện ư c s dụng r t hiệu uả trong nhiều nh vực, ặc iệt à ây dựng. iệc s dụng rác thải công nghiệp như tro than trong ây dựng ường sá uôn ư c khuy n kh ch và ôi khi à t iều kiện t u c. Tại Pháp, 99 tro than ư c tái s dụng, tại Nhật Bản con số này 80 và tại Hàn Quốc à 85 . Trong công nghiệp i ăng, tro thô ư c d ng thay th t sét, t trong nh ng nguyên iệu ch nh sản u t i ăng, vì tro c thành ph n h a học g n như tương tự t sét. Ch nh vì vậy, ở các nư c tiên ti n ên cạnh nhà áy nhiệt iện uôn c các nhà áy i ăng s dụng tro than tại chỗ.
Hiện cả nư c c 21 nhà áy nhiệt iện than ang hoạt ng, thải ra hàng nă hơn 16 triệu t n tro , thạch cao. Dự ki n t i nă 2020 sẽ c thê 12 dự án nhà máy nhiệt iện than n a i vào hoạt ng, t ng ư ng tro ay, áy phát sinh ư c khoảng 22,6 triệu t n/nă .
Khu vực ng ng ông C u Long hiện c 3 cụ nhiệt iện như Duyên Hải, nhiệt iện Long Ph và nhiệt iện ông Hậu, trong các nhà áy ang vận hành à nhiệt iện Duyên Hải I, III thải ra khoảng 1,8 triệu t n tro, /nă . T sau nă 2020 n nă 2030 sẽ c thê 9 nhà áy hoạt ng sẽ thải ra khoảng 13,6 triẹ u t n tro, , thạch cao. Ở khu vực ph a B c c số ư ng n các nhà áy nhiệt iện than do g n v i ngu n cung. Th o áo cáo c a 2 Nhà áy nhiệt iện n à Phả Lại và ông B , t nă s dụng khoảng trên 4 triệu t n than ch y u à than cá 5 c a Mạo Khê và H n Gai và thải ra khoảng trên 1,1 triệu t n tro /nă . Nh ng nă trư c ây, than c a các Nhà áy ch t ph n nhỏ ư c nhân dân trong v ng tận dụng ng gạch c n ph n n không án ư c phải thải trực ti p ra các h ch a. ì vậy, các h ch a uôn trong tình trạng y ngập và c nguy cơ h t chỗ ch a. V i việc Quảng Ninh ư c ác nh là trung tâm nhiệt iện c a cả nư c nên v n ề quản lý và s dụng hiệu quả ngu n x than c n ư c ặc biệt chú trọng. Việc chôn l p x than không ch là sự lãng phí l n mà còn gây ô nhiễ ôi trường.
õ ràng, v n ề tro, , thạch cao c a các nhà áy nhà áy nhiệt iện than ang à thách th c ối v i việc phát tri n ền v ng nhà áy nhiệt iện than, tác ng u n ôi trường cũng như sự phát tri n kinh t ã h i c a t nư c và a phương nơi c nhà áy nhiệt iện. ì vậy, việc tái s dụng tro, , thạch cao à yêu c u c p thi t hiện nay. Tuy nhiên, hiện iệt Na vẫn thi u các cơ ch uản nên tro vẫn ư c ch t thải nguy hại.
Tại Khánh Hòa, có r t nhiều công ty dệt ay ang hoạt ng, các công ty này, trong quá trình sản xu t thường s dụng hệ thống hơi v i nguyên liệu ốt là than á tạo hơi nư c có nhiệt dùng cho các dây chuyền như: à, dệt, h p, giặt… Th o thống kê c a Sở Tài nguyên và Môi trường Khánh H a, nă 201 các hơi c a Công ty c ph n dệt ay Nha Trang ã thải ra ư ng tro x than à hơn 1600 t n, dự ki n sẽ tăng thêm trên 500 t n trong các nă ti p theo do nhu c u sản xu t tăng cũng như việc mở r ng nhà áy vào nă 2018. Cũng theo thống kê c a Sở Tài nguyên và Môi trường Khánh Hòa, n u ư ng thải tro x hơi c a các công ty dệt ay như: Nha Trang, Phong Phú, Tân Ti n, Khatoco, Khôi Nguyên… trên a àn g p thê vào, hàng nă ư ng x , tro thải ra ôi trường có th ên n 15.000 t n và tăng thê hàng nă .
Nhìn chung, tro, than v i khối ư ng n ch y u sinh ra t các nhà áy nhiệt iện hoặc t các uá trình sản u t công nghiệp c s dụng than. iệc nghiên c u tái s dụng tro, than sản u t vật iệu c n r t hạn ch .
Tại iệt Na , việc nghiên c u tái s dụng , tro sản u t vật iệu ây dựng ã ư c thực hiện, nhưng chưa ạt nhiều k t uả. Hiện nay, m t số ch ề về tro, x nhà áy nhiệt iện ư c nghiên c u tại Việt Nam là: s dụng tro, x làm phụ gia khoáng cho sản xu t xi ăng, ê tông các loại; làm cốt liệu cho bê-tông và v a, ã ư c tiêu chu n h a thành Tiêu chu n iệt Na TCVN 8825:2011 - Phụ gia khoáng cho ê tông ăn, áp dụng cho tro ay, tro áyTC N 10302:2014 - Phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tông, v a ây và i ăng; TCVN 11586:2016 - X hạt lò cao nghiền m n cho bê tông và v a xây dựng). Ngày 12/4/201 th tư ng Ch nh ph ã an hành Quy t nh số 452/QĐ-TTg phê duyệt Đề án y mạnh x lý, s dụng tro, x , thạch cao c a các nhà máy nhiệt iện, nhà máy hóa ch t, phân bón làm nguyên liệu sản xu t vật liệu xây dựng và trong các công trình xây dựng. Đây à nh ng cơ sở pháp uan trọng y ạnh việc nghiên c u s dụng , than trong sản u t vật iệu ây dựng. u th tái dụng tro, sau khi tái ch tuy n ư c tập trung vào các ảng nghiên c u sau:
- Sử dụng tro tuyển làm phụ gia bê tông: tro bay nhiệt iện dùng làm phụ gia bê tông khối l n cho các công trình ập thu iện áp dụng công nghệ ê tông ăn.
- Sử dụng tro xỉ làm phụ gia xi măng có th d ng tro qua tr n vào i ăng v i t lệ trung bình 10÷20 %. Vì vậy, các công ty i ăng cũng c nhu c u khá l n dùng tro x làm phụ gia. V i mục ch giảm giá thành và cải thiện m t số tính
ch t c a i ăng à ê tông khối l n, chống th nư c, chống dãn nở nhiệt, nhẹ hơn ê tông thường) có th tr n ư ng tro ã ua t i 20÷40 %, tùy thu c vào loại i ăng c n sản xu t.
- Sử dụng tro xỉ để sản xuất bê tông: dụng tro tr n vào ê tông cải thiện t số t nh ch t c a ê tông chống th nư c, chống dãn nở nhiệt, giả trọng ư ng ản thân, ti t kiệ i ăng… à u hư ng ã và ang ư c nghiên c u.
- Sản xuất gạch không nung, bê tông nhẹ, bê tông chưng áp: Quy t nh 121/2008/QĐ-TTg ngày 29/8/2008 c a Th tư ng chính ph phê duyệt Quy hoạch t ng th phát tri n vật liệu xây dựng Việt Na n nă 2020 [11], ã nh hư ng quy hoạch phát tri n vật liệu ây không nung n nă 2020 như trong Bảng 1.2.
ảng 1.2. Nhu cầu vật liệu xây nung và không nung tỉ viên
TT Vật liệu xây 2010 2015 2020
1 T ng số 25,0 32 42
2 Gạch t sét nung 22,5 24 ÷ 25,6 25,2 ÷ 29,2
3 ật iệu ây không nung 2,5 6,4 ÷ 8,0 12,6 ÷ 16,8
4 T ệ không nung, 10 10 ÷ 25,0 30 ÷ 40,0
Hiện nay, nghiên c u dụng tro ay và than sản u t gạch không nung ở nư c ta c n r t t. M t số nhà áy nhiệt iện than, nhiều công ty, nghiệp sản u t gạch không nung ã ti n hành s dụng than và tro ay trong vào trong thành ph n c p phối sản u t gạch không nung v i số ư ng khá n, c th ên n hàng tră triệu viên ỗi nă . Tuy nhiên, chưa c nh ng nghiên c u y , ả ảo t nh khoa học trong việc sản u t gạch không nung t than và tro ay, t ệ tr n, các ch tiêu cơ c a viên gạch, oại gạch h u như không ư c công ố.
M t vài nghiên c u g n ây, ư c thực hiện trong ph ng th nghiệ cho th y:
khi tr n tro ay và than vào thành ph n c p phối sản u t gạch không nung v i nh ng t ệ nh t nh thay th t số thành ph n cốt iệu như cát, á ạt thành ph n c p phối sản u t gạch không nung ch y u à: i ăng, cát, á ạt và nư c c th tạo ra ư c viên gạch không nung c các ch tiêu cơ nh t nh, ạt ư c cường ch u nén. C th t ng h p các nghiên c u này như sau:
- Th o nghiên c u 7 , ti n hành c ẫu tạo viên gạch không nung 6 lỗ có k ch thư c 170×115×75, ác M50 t thành ph n c p phối g i ăng, cát, á ạt và nư c, sau thay th d n á ạt ng than t nhà áy nhiệt iện v i các t ệ thay th khác nhau như trong Bảng 1.3.
ảng 1.3. Cấp phối chế tạo gạch không nung từ nghiên cứu [7] cho 1m3 v a
CẤP PHỐI XI MĂNG CÁT ĐÁ MẠT XỈ THAN NƯỚC
CP1 100 (kg) 200 (kg) 700 (kg) 0 (kg) 50 lýt
CP2 100 (kg) 200 (kg) 650 (kg) 50 (kg) 52 lýt CP3 100 (kg) 200 (kg) 600 (kg) 100 (kg) 54 lýt CP4 100 (kg) 200 (kg) 550 (kg) 150 (kg) 56 lýt CP5 100 (kg) 200 (kg) 500 (kg) 200 (kg) 58 lýt CP6 100 (kg) 200 (kg) 450 (kg) 250 (kg) 60 lýt CP7 100 (kg) 200 (kg) 400 (kg) 300 (kg) 62 lýt
Bi u phát tri n cường c a viên gạch không nung th o thời gian khi n ư t thay th á ạt ởi than cho các ẫu t 2 n tương ng t ệ % thay th à 7,1; 14,2; 21,4; 28,5 35, 42,8 như trên Hình 1.1. K t uả ác nh cường c a viên gạch cho th y, khi thay th á ạt ởi than th o nh ng t ệ nh t nh thì cường ch u nén c a viên gạch tăng th o t ệ thay th tăng c a than cho á ạt. Tuy nhiên, k t uả nghiên c u i d ng ở t ệ thay th á ạt ởi than à 42,8%.
ình 1.1. Biểu đồ phát triển cường độ gạch của các cấp phối theo thời gian [7]
- Th o nghiên c u 8 , ti n hành c ẫu tạo viên gạch không nung 6 lỗ có k ch thư c 90 190 390 v i t ệ c p phối an u à c p phối 0 như Bảng 1.4. Mục ch c a nghiên c u à ưa than và tro bay c a nhà máy nhiệt iện Duyên Hải, Trà Vinh vào trong thành ph n c p phối, thay th t lệ nh t nh cát và mạt á. Cố nh t ệ than và cho ay, iều ch nh hà ư ng á ạt và cát như các c p phối t 1 6
trong Bảng 1.4. Khối ư ng thành ph n c p phối cho trong Bảng 1.5.
ảng 1.4. Cấp phối gạch không nung từ nghiên cứu [8] th o tỉ lệ cho 1m3 v a C p phối Xi măng Mạt đá Cát vàng X than Tro bay Nước Ghi chú
0 15% 55% 30% 0 0 iều ch nh Tha khảo
1 10% 20% 40% 15% 10% 5%
2 10% 30% 30% 15% 10% 5%
3 10% 40% 20% 15% 10% 5%
4 10% 45% 15% 15% 10% 5%
5 10% 50% 10% 15% 10% 5%
6 10% 55% 0% 20% 10% 5%
Bi u th o dõi sự phát tri n cường c a gạch như Hình 1.2.
ình 1.2. iểu đồ phát triển cường độ gạch của các cấp phối theo thời gian [8]
T i u cho th y, khi thay th cát và ạt á ởi than và tro ay, trong hà ư ng tro ay cố nh than thay th ở c p phối 6 v i việc ch s dụng trong thành ph n c p phối g i ăng, á ạt và than, tro ay cho cường viên gạch ạt ư c cao hơn so v i các c p phối khác. Như vậy, sự tha gia c a than và tro ay trong thành ph n c p phối c th cải thiện cường c a viên gạch. Tuy nhiên, trong nghiên c u i ch s dụng hạn ch ư ng than và tro ay nhỏ than không
uá 20 , tro ay à 10 thay th cát.
ảng 1.5. hối lượng thành phần cấp phối cho 1m3 v a C p
phối
Xi măng (kg)
Mạt đá (kg)
Cát vàng (kg)
X than (kg)
Tro bay (kg)
Nước (lýt)
CP0 196,200 788,700 374,100 - - Điều
ch nh CP1 130,800 286,800 498,800 138,750 95,800 50,000 CP2 130,800 430,200 374,100 138,750 95,800 50,000 CP3 130,800 573,600 249,400 138,750 95,800 50,000 CP4 130,800 645,300 187,050 138,750 95,800 50,000 CP5 130,800 717,000 124,700 138,750 95,800 50,000
CP6 130,800 788,700 - 185,000 95,800 50,000