Thủy tinh từ chất thải điện – điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không...

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

---------------------

ĐẶNG TRUNG QUÝ

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THỦY TINH TỪ

CHẤT THẢI ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỂ SẢN XUẤT VẬT LIỆU NHẸ KHÔNG

NUNG ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2013

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

---------------------

ĐẶNG TRUNG QUÝ

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THỦY TINH TỪ

CHẤT THẢI ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỂ SẢN XUẤT VẬT LIỆU NHẸ KHÔNG

NUNG ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG

Chuyên ngành: Hóa vô cơ

Mã số : 60440113

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS NGHIÊM XUÂN THUNG

Hà Nội – Năm 2013

Luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Trung Quý – K22

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng

dụng trong xây dựng

LỜI CẢM ƠN

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS

Nghiêm Xuân Thung đã giao đề tài và tận tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi nhất

giúp em trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn đúng thời hạn cho phép.

Em xin chân thành cảm ơn Phòng Sau đại học, Bộ môn Hóa vô cơ, Phòng thí

nghiệm Hóa vô cơ, thƣ viện trƣờng Đại học khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà

Nội đã giúp đỡ trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu vừa qua.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ngƣời thân trong gia đình, bạn bè trong

lớp cao học K22 và các em sinh viên khoa Hóa đã luôn động viên, chia sẻ và giúp đỡ

tôi về mọi mặt trong thời gian vừa qua.

Hà nội, ngày 11 tháng 12 năm 2013

Tác giả:

Đặng Trung Quý




i

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cảm ơn

Mục lục i

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

Chƣơng 1: TỔNG QUAN 2

1.1. Giới thiệu về vật liệu 2

1.1.1. Vật liệu xây dựng truyền thống 2

a. Lò thủ công truyền thống 2

b. Lò Nung Tuynel 3

1.1.2. Vật liệu xây dựng nhẹ không nung 4

1.1.3. Tình hình sản xuất gạch siêu nhẹ không nung ở Việt Nam 9

1.2. Giới thiệu tổng quát về chất thải điện tử 10

1.2.1. Định nghĩa về chất thải điện tử (E - Waste) 10

1.2.2. Phân loại 11

1.2.3. Thành phần vật chất của chất thải điện - điện tử 12

a. Thành phần vật chất có giá trị 12

b. Thành phần vật chất gây nguy hại 13

1.2.4. Hiện trạng phát sinh chất thải điện tử ở Việt Nam 15

1.2.5. Tình hình thu gom và xử lý rác thải điện tử ở Việt Nam 17

1.3. Bóng đèn huỳnh quang và nguồn phát thải 18

1.3.1. Cấu tạo của bóng đèn huỳnh quang 18




ii

1.3.2. Nguồn phát sinh rác 19

1.3.3. Tính chất của thủy tinh bóng đèn huỳnh quang 20

1.4. Giới thiệu công nghệ sản xuất gạch bê tông xốp siêu nhẹ 20

Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

2.1. Các phƣơng pháp nghiên cứu 23

2.1.1. Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 23

2.1.2. Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM – Scanning Electron

Microscope) 24

2.1.3. Hệ số dẫn nhiệt 25

2.1.4. Cƣờng độ kháng nén 26

2.1.5. Độ rỗng 27

2.1.6. Khối lƣợng riêng 27

2.2. Thực nghiệm 27

2.2.1. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất 27

2.2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất 27

2.2.1.2. Dụng cụ và thiết bị 28

2.2.2. Thực nghiệm 28

2.2.2.1. Các công đoạn chính của quá trình thực nghiệm 28

2.2.2.1.1. Chuẩn bị phối liệu, dụng cụ 28

a. Chuẩn bị nguyên liệu 28

b. Khuấy trộn đồng nhất nguyên liệu 28

c. Chuẩn bị khuôn đổ mẫu 29

2.2.2.1.2. Gia công và hoàn thiện mẫu 29

a. Đổ khuôn 29

b. Tháo khuôn 29

2.2.2.2. Thực nghiệm chi tiết 29

a. Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc hạt thủy 29




iii

tinh

b. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ lỏng/rắn (L/R) 30

c. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của vật

liệu 31

d. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ xi măng/bột thủy tinh đối tính chất vật

liệu 31

e. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành mẫu vật liệu 32

f. Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian khuấy tới các tính chất của vật liệu 33

g. Khảo sát sự ảnh của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu 33

h. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu 34

i. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu 34

Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36

3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc của bột thủy

tinh 36

3.2. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ lỏng/rắn (L/R) 36

3.3. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của vật

liệu 37

3.4. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ xi măng/bột thủy tinh đối với tính chất

mẫu 39

3.5. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành vật liệu 40

3.6. Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian khuấy tới các tính chất của vật liệu 41

3.7. Khảo sát sự ảnh của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu 41

3.8. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu 42

3.9. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu 43

3.10. Nghiên cứu tính chất của mẫu vật liệu 45

3.10.1. Nghiên cứu tính chất của mẫu vật liệu bằng phƣơng pháp XRD 45

3.10.2. Nghiên cứu tính chất của mẫu vật liệu bằng phƣơng pháp SEM 48




iv

3.10.3. Xác định các thông số vật lý 52

a. Cƣờng độ kháng nén Rn (Kg/cm2) 52

b. Tỷ trọng d (g/cm3) 52

c. Hệ số dẫn nhiệt λ Kcal/m.0C.h 53

KẾT LUẬN 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55




v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

1 PVA Polyvinyl alcol

2 PVA (1.7%) Dung dịch Polyvinyl alcol 1,7%

3 TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam




vi

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Phân loại thiết bị điện và điện tử thải theo chỉ thị của Liên minh

Châu Âu về thiết bị điện và điện tử thải (EU, 2002) 11

Bảng 1.2. Các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử và tác hại của chúng 13

Bảng1.3.Khốilƣợngtrungbìnhchấtthảiđiện tửở các vùng trong cả nƣớc 16

Bảng 1.4. Các thông số của gạch bán trên thị trƣờng và tiêu chuẩn yêu cầu 22

Bảng 2.1. Hệ số đẫn nhiệt của một số vật liệu 26

Bảng 2.2. khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc hạt thủy

tinh 30

Bảng 2.3. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ lỏng/rắn (L/R) 31

Bảng 2.4. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của

vật liệu 34

Bảng 2.5. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ xi măng/bột thủy tinh đến tính chất

vật liệu 32

Bảng 2.6. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành vật liệu 32

Bảng 2.7. Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian khuấy tới các tính chất của vật

liệu 33

Bảng 2.8. Khảo sát sự ảnh hƣởng của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của

vật liệu 33

Bảng 2.9. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu 34

Bảng 2.10. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri silicat đến các tính chất của vật

liệu 35

Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc của

bột thủy tinh 36

Bảng 3.2. Kết quả Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ lỏng/rắn (L/R) 37




vii

Bảng 3.3. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của

vật liệu 38

Bảng 3.4. Kết quả khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ XM / TT đối với tính chất

mẫu 39

Bảng 3.5. Kết quả Khảo sát sự ảnh hƣởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành

mẫu 40


liệu 41

Bảng 3.7. Khảo sát sự ảnh của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu 42

Bảng 3.8. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu 43

Bảng 3.9. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu 44

Bảng 3.10. Hệ số dẫn nhiệt của các mẫu 53




viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Sản xuất gạch sét nung truyền thống 3

Hình 1.2. Sản xuất gạch sét nung lò Tuynel 4

Hình 1.3. LƣợngchấtthảithiếtbịđiệnvàđiệntửởViệtNamtừ2002-2006

vàƣớctínhđếnnăm2020.

15

Hình 1.4. Bóng đèn huỳnh quang và sơ đồ cấu tạo 19

Hình 2.1. Nhiễu xạ tia X theo mô hình Bragg 23

Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý kính hiển vi quét điện tử 24

Hình 3.1. Giản đồ XRD của mẫu A 45

Hình 3.2. Giản đồ XRD của mẫu B 46

Hình 3.3. Giản đồ XRD của mẫu C 46

Hình 3.4. Giản đồ XRD của mẫu D 47

Hình3.5. Giản đồ XRD của mẫu E 47

Hình 3.6. Kết quả hình ảnh SEM của các mẫu ở cỡ 10µm 49

Hình 3.7. Kết quả hình ảnh SEM của các mẫu ở cỡ 20µm. 50

Hình 3.7. Kết quả hình ảnh SEM của các mẫu C. 51

Hình 3.8. Cƣờng độ kháng nén của các mẫu nghiên cứu 52

Hình 3.9. Khối lƣợng riêng của các mẫu nghiên cứu 53




1

MỞ ĐẦU

Ngày nay với sự gia tăng chóng mặt của chất thải công nghiệp, một trong số

lƣợng lớn đó phải kể đến nguồn rác thải ngành điện - điện tử. Rác thải của ngành điện -

điện tử rất đa dạng nhƣ màn hình tivi (bao gồm màn thủy tinh CRT và màn hình phẳng

LCD), các thiết bị chiếu sáng, các vật liệu gia dụng trong gia đình,…vv.Vấn đề xử lý

rác thải công nghiệp nói chung, rác thải ngành điện tử nói riêng đã là một vấn đề nóng

hổi thu hút sự quan tâm của toàn nhân loại và đặc biệt là các nhà khoa học trên toàn thế

giới.Ở Việt Nam, bộ Tài nguyên môi trƣờng đang đƣợc thủ tƣớng giao soạn thảo quyết

định về trách nhiệm của các nhà sản xuất nhập khẩu phân phối và tiêu dùng phải thu

gom, xử lý các thiết bị điện tử hỏng, hết hạn sử dụng.

Bóng đèn huỳnh quang và màn hình thủy tinh CRT là những rác thải không

phân hủy chứa các kim loại và hợp chất độc hại. Khi thải chúngra môi trƣờng, chúng

sẽgây ô nhiễm môi trƣờng và gây độc cho con ngƣời. Tuy nhiên việc tái sử dụng các

vật liệu để sử dụng vào mục tiêu tiết kiệm nguồn nguyên liệu đồng thời giảm giá thành

và tăng sản phẩm cho xã hội. Thủy tinh đƣợc thu gom từ nguồn thải điện - điện tửcó

thể tận dụng để tái sản xuấtcũng nhƣ sử dụng làm nguyên liệu đầu cho sản xuất vật

liệu: gốm xốp, bê tông xốp, thủy tinh xốp, men gốm,.. phục vụ cho ngành xây dựng.

Với thực tế trên chúng tôi chọn đề tài cho luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu sử dụng thủy

tinh từ chất thải điện – điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng

trong xây dựng”.




2

Chƣơng 1: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu về vật liệu

1.1.1. Vật liệu xây dựng truyền thống

Xây dựng là một ngành công nghiệp sử dụng khối lƣợng vật liệu nhiều

nhất,khối lƣợng các vật liệu sử dụng cho ngành xây dựng là khổng lồ. Vật liệu sử

dụng chủ yếu và phổ biến trong xây dựng hiện nay là gạch sét nung, bê tông xi măng.

Để sản xuất ra những vật liệu xây dựng này cần một khối lƣợng nguyên liệu khổng lồ

và sản sinh ra một lƣợng lớn khí thải độc hại. Để sản xuất gạch sét nung thì chủ yếu

sản xuất bằng lò thủ côngtruyền thống và lò nung Tuynel.

a. Lò thủ công truyền thống

Lò thủ công truyền thống đƣợc sử dụng phổ biến ở Việt Nam từ lâu đời,đây là

loại hình công nghệ sản xuất đơn giản, lạc hậu nhất. Hiện nay sản lƣợng gạch đất sét

nung đƣợc sản xuất bằng lò đứng thủ công chiếm khoảng khoảng 35% - 40% tổng sản

lƣợng gạch đất sét nung. Sản phẩm của công nghệ này không đảm bảo về kích thƣớc,

chƣa phù hợp với độ co nguyên liệu, nên kích thƣớc sản phẩm thƣờng thiếu hụt, mẫu

mã sản phẩm đơn điệu [8].Gạch mộc sau khi tạo hình đƣợc phơi trên cáng thủ công

không có mái che, sau đó đƣợc nung trong lò gián đoạn. Nhìn chung, công nghệ sản

xuất chủ yếu là thủ công, hao phí nguyên, nhiên liệu lớn, gây ô nhiễm môi trƣờng, chất

lƣợng gạch còn hạn chế, đặc biệt là về kích thƣớc, hình dạng. Nếu đáp ứng nhu cầu 42

triệu viên gạch vào năm 2020 bằng gạch đất sét nung sẽ tiêu tốn khoảng 57-60 triệu m3

đất sét, tƣơng đƣơng với 2.800-3.000 ha đất nông nghiệp. Ứng với những con số này,

chúng ta còn tiêu tốn đến gần 6 triệu tấn than và thải ra môi trƣởng gần 17 triệu tấn khí

thải (CO, CO2), gây nên hiệu ứng nhà kính nghiêm trọng. Có thể liệt kê hàng loạt

nhƣợc điểm của công nghệ sản xuất gạch đất sét nung bằng lò thủ công nhƣ sau:

http://www.phudien.vn/san-pham/gach-tuynel.html








3

- Nung gián đoạn, không có hệ thống thiết bị kiểm soát nhiệt độ lò, ngƣời thợ kiểm

soát nhiệt độ lò đốt bằng kinh nghiệm.

- Tổn thất nhiệt năng lớn, phát thải khí CO và CO2 nhiều, gây ô nhiễm môi trƣờng cao.

- Chất lƣợng gạch thấp, không đồng đều, mẫu mã đơn điệu, phụ thuộc vào kinh nghiệm

của ngƣời đốt lò, tỉ lệ gạch phế phẩm cao (trên 10%).

- Năng suất lao động thấp, điều kiện lao động nặng nhọc.

Hình 1.1. Sản xuất gạch sét nung truyền thống

b. Lò nung Tuynel

Gần đây Lò nung Tuynel đƣợc sử dụng phổ biến và có xu hƣớng dần dần thay

thế hoàn toàn cho lò nung truyền thống. Lò nung Tuynel đã khắc phục đƣợc một số

nhƣợc điểm của lò nung truyền thống [7]:




4

- Có hệ thống thiết bị kiểm soát nhiệt độ lò nên chất lƣợng gạch sau nung tốt và độ ổn

định giữa các lô sản xuất là rất lớn.

- Giảm thiểu đƣợc phế phẩm nên giảm thiểu nguồn phát sinh rác thải và nâng cao hiệu

quả kinh tế.

- Ít tổn thất nhiệt năng hơn, nên giảm thiểu phát thải khí CO, CO2 và ít gây ô nhiễm

môi trƣờng.

Hình 1.2. Sản xuất gạch sét nung lò Tuynel

1.1.2. Vật liệu xây dựng nhẹ không nung

Vì các nguyên nhân nêu ở trên nên việc sử dụng vật liệu xây dựng thân thiện với

môi trƣờng trở thành một xu hƣớng tất yếu trong ngành công nghiệp vật liệu xây dựng.

Trong đó vật liệu nhẹ không nung đƣợc coi là giải pháp hiệu quả cho vấn đề trên và




5

vẫn đáp ứng đƣợc hầu hết các yêu cầu kỹ thuật để làm vật liệu xây dựng thân thiện với

môi trƣờng.

Gạch không nung hay gạch block là một loại gạch mà sau gia công định hình thì

tự đóng rắn đạt các chỉsốvềcơhọc nhƣcƣờng độnén, uốn, độhút nƣớc mà không cần qua

nhiệt độ, không phải sửdụng nhiệt đểnung nóng đỏviên gạch nhằm tăng độbền của viên

gạch [9]. Độbền của viên gạch không nung đƣợc gia tăng nhờlực ép hoặc rung hoặc

cảép lẫn rung lên viên gạch và thành phần kết dính của chúng.

Gạch bê tông nhẹ có hai loại cơ bản là gạch bê tông nhẹ bọt và gạch bê tông nhẹ khí

chƣng áp. Sản suất bằng công nghệ tạo bọt, khí trong kết cấu nên tỷ trọng viên gạch

giảm đi nhiều và nó trở thành đặc điểm ƣu việt nhất của loại gạch này. Thành phần cơ

bản: Xi măng, tro bay nhiệt điện, cát mịn, phụ gia tạo bọt hoặc khí, vôi,....

Gạch bê tông nhẹ có hai loại cơ bản là gạch bê tông nhẹ bọt và gạch bê tông nhẹ

khí chƣng áp[12]. Thành phần cơ bản: Xi măng, tro bay nhiệt điện, cát mịn, phụ gia tạo

bọt hoặc khí, vôi,....

Các ƣu điểm vật liệu nhẹ không nung [10]:

- Trọng lượng nhẹ

Với hàng triệu bọt khí li ti có trong kết cấu, tỷ trọng của bê tông khí ở trong

khoảng từ 400kg/m3 đến 1.000kg/m

3, và thông thƣờng ngƣời ta sản xuất loại sản phẩm

có tỷ trọng từ 500 đến 700kg/m3. Tỷ trọng này chỉ bằng 1/3 so với gạch đặc và bằng

2/3 so với gạch rỗng đất sét nung. Do vậy, khi thay thế gạch xây thông thƣờng bằng

gạch bê tông khí cho phép giảm tải trọng, tiết kiệm chi phí kết cấu của công trình từ 10

http://www.gachsieunhe.vn/cac-uu-diem/153-trong-luong-nhe.html




6

đến 12%, hoặc vẫn kết cấu của công trình nhƣ vậy nhƣng cho phép tăng chiều cao của

công trình.

Cũng nhờ tỷ trọng của sản phẩm rất nhẹ nên cho phép tạo hình những sản phẩm

kích cỡ lớn hơn so với gạch xây mà không ảnh hƣởng đến thao tác của ngƣời thợ. Khi

xây bằng gạch bê tông khí, tốc độ xây của ngƣời thợ tăng gấp đôi so với gạch thông

thƣờng. Đây chính là một trong những yếu tố làm rút ngắn tiến độ thi công của công

trình.

- Cƣờng độ nén cao

Tỉ trọng của Gạch bê tông bọt siêu nhẹ rất đa dạng: từ 900 Kg/m3 đến 1.400

Kg/m3, với cƣờng độ nén tƣơng ứng là: 4,0 đến 12,5 N/mm

2.

- Khả năng cách âm tốt

Gạch bê tông bọt siêu nhẹ có khả năng cách âm tuyệt vời nên đƣợc xem là giải

pháp tối ƣu trong các công trình xây dựng có yêu cầu cao về cách âm hoặc chống ồn

nhƣ: bệnh viện, trƣờng học, khách sạn ... Đặc biệt, sản phẩm gạch bê tông bọt siêu nhẹ

http://www.gachsieunhe.vn/cac-uu-diem/154-cuong-do-nen-cao.html

http://www.gachsieunhe.vn/cac-uu-diem/162-kha-nang-cach-am-tot.html




7

rất phù hợp trong việc tạo vách ngăn, sàn, mái và tƣờng cách âm trong nhà hát, rạp

chiếu phim, nhà cao tầng.

- Khả năng chống thấm cực tốt

Gạch bê tông bọt siêu nhẹ có kết cấu bê tông với hàng triệu bọt khí li ti tạo nên

một hệ thống lỗ tổ ong kín với kích thƣớc siêu nhỏ, ngăn sự thẩm thấu của nƣớc. Do

đó, gạch bê tông bọt siêu nhẹ có đặc tính chống thấm rất cao, thƣờng đƣợc sử dụng

trong thi công bể bơi, bể chứa, sàn và mái chống thấm.

- Khả năng giảm thiểu ảnh hưởng của động đất

Với trọng lƣợng nhẹ hơn gạch đỏ truyền thống và bê tông thông thƣờng, gạch

bê tông bọt siêu nhẹ có khả năng kháng lại sức tàn phá của động đất và giảm tối đa tỉ

lệ thƣơng vong cho con ngƣời và thiệt hại về tài sản.

- Khả năng cách nhiệt và chống cháy

So với gạch đỏ truyền thống và bê tông thông thƣờng, gạch bê tông bọt siêu nhẹ

có khả năng cách nhiệt và chống cháy rất hiệu quả. Do đó, sử dụng sản phẩm gạch bê

tông bọt siêu nhẹ sẽ giảm đáng kể chi phí điều hoà nhiệt độ trong các công trình xây

dựng.

- Chất lượng vững bền theo thời gian

Gạch bê tông bọt siêu nhẹ vững bền theo thời gian trong mọi điều kiện thời

tiết, không bị mối mọt và chống cháy cao.

http://www.gachsieunhe.vn/cac-uu-diem/161-kha-nang-chong-tham-cuc-tot.html

http://www.gachsieunhe.vn/cac-uu-diem/160-kha-nang-giam-thieu-anh-huong-cua-dong-dat.html

http://www.gachsieunhe.vn/cac-uu-diem/159-kha-nang-cach-nhiet-va-chong-chay.html

http://www.gachsieunhe.vn/cac-uu-diem/157-chat-luong-vung-ben-theo-thoi-gian.html




8

- Dễ thi công

Gạch bê tông khí có thể sản xuất theo nhiều kích cỡ khác nhau tùy theo yêu cầu

của công trình. Các công trình thƣờng sử dụng loại gạch dày 22cm cho tƣờng ngoài và

gạch dày 10cm cho tƣờng ngăn, thậm chí những kích thƣớc phi tiêu chuẩn khác, khách

hàng chỉ cần đặt hàng trƣớc một ngày là nhà máy sản xuất có thể đáp ứng đƣợc.

Khi xây bằng gạch bê tông khí thì công tác hoàn thiện nhƣ lắp đặt điện nƣớc cực kỳ dễ

dàng, tƣờng bằng bê tông khí có thể cho phép khoan, doa, tạo rãnh, tạo hốc một cách

dễ dàng hơn nhiều so với gạch xây thông thƣờng mang lại sự tiện lợi và linh hoạt trong

thi công.

Bên cạnh những tính năng nổi trội so với gạch xây truyền thống, gạch bê tông

khí còn có đặc điểm là một loại vật liệu thân thiện với môi trƣờng. Trong quá trình sản

xuất không phát sinh khí thải, nƣớc thải cũng nhƣ chất thải rắn. Nguồn nguyên liệu để

sản xuất chủ yếu là cát, và đặc biệt có thể dùng phế thải của các nhà máy nhiệt điện.

- Tiết kiệm chi phí vật liệu xây

Sử dụng gạch bê tông bọt siêu nhẹ sẽ giảm hơn 50% chi phí vật liệu xây trong

toàn bộ kết cấu công trình so với gạch đỏ truyền thống. Với hình dáng đồng nhất và

kích thƣớc to hơn, gạch bê tông bọt siêu nhẹ còn giúp tiết kiệm đƣợc vữa xây và sơn

hoàn thiện.

http://www.gachsieunhe.vn/cac-uu-diem/158-de-thi-cong.html

http://www.gachsieunhe.vn/cac-uu-diem/156-tiet-kiem-chi-phi-vat-lieu-xay.html




9

- Thân thiện môi trường

Gạch bê tông bọt siêu nhẹ đƣợc sản xuất với nguyên liệu là tro bay hoặc bột

đá, là các loại chất thải trong các công trình khai khoáng mà hiện nay cần rất nhiều

chi phí để xử lý. Với mục tiêu thay thế gạch đỏ truyền thống trong lĩnh vực xây dựng,

gạch bê tông bọt siêu nhẹ góp phần giảm thiểu tình trạng mất đất nông nghiệp nói

riêng và ảnh hƣởng hiệu ứng nhà kính nói chung ở Việt Nam.

- Ứng dụng

+ Chung cƣ, nhà cao tầng cho ngƣời có thu nhập thấp.

+ Nhà đơn, nhà phố, biệt thự.

+ Nhà nghỉ dƣỡng, resort, hotel.

+ Trƣờng học, bệnh viện.

+ Nâng cấp, thêm tầng.

+ Phòng cách âm cách nhiệt...

1.1.3. Tình hình sản xuất gạch siêu nhẹ không nung ở Việt Nam

Tại Việt Nam, các loại vật liệu xây dựng công nghệcao này còn tƣơng đối mới mẻ,

nhƣng với tốc độphát triển của ngành xây dựng khá nhanh nhƣhiện nay thì các loại vật

liệu xây dựng xanh thân thiện môi trƣờng chắc chắn sẽcó cơhội rất lớn để phát triển.

Trong Quyết định 567/QĐ-TTg ngày 28/04/2010 của Thủtƣớng Chính phủ vềphê

duyệt tổng thểquy hoạch ngành vật liệu xây dựng ởViệt Nam, gạch bê tông bọt siêu

nhẹ đƣợc Chính phủViệt Nam chọn làm giải pháp từng bƣớc thay thếvật liệu xây dựng

bằng đất sét nung truyền thống nhằm mục đích bảo vệmôi trƣờng sống [7].Từ năm

2011, các công trình nhà từ 9 tầng trở lên sẽ sử dụng tối thiểu 30% vật liệu xây dựng

không nung loại nhẹ có khối lƣợng thể tích không lớn hơn 1.000kg/m3 trong tổng số

vật liệu xây. Ba chủng loại vật liệu xây dựng không nung đƣợc dùng là gạch xi

măngcốt liệu, gạch nhẹ và các loại gạch khác. Bên cạnh đó, nhiều chính sách khuyến

khích hỗ trợ chuyển đổi đầu tƣ sản xuất vật liệu mới (gạch không nung) nhƣ đƣợc miễn

giảm thuế thu nhập doanh nghiệp, đƣợc tranh thủ lãi suất ƣu đãi của chƣơng trình kích

http://www.gachsieunhe.vn/cac-uu-diem/155-than-thien-moi-truong.html




10

cầu của Chính phủ. Cụ thể, những doanh nghiệp hoạt động trên địa bàn TP HCM sẽ

đƣợc vay vốn thời hạn 7 năm, đƣợc TP hỗ trợ 50 - 100% lãi vay.

Trƣớc dự báo thuận lợi và chính sách hỗ trợ tích cực của Chính phủ, một số

công ty mạnh dạn đầu tƣ nhập các dây chuyền sản xuất gạch bêtông khí chƣng áp

(Autoclaved Aerated Concrete - gọi tắt là AAC). Khu vục phía Nam đang nhộn nhịp

với nhà máy ở Long An của Công ty CP gạch khối Tân Kỷ Nguyên. Ở phía Bắc, hàng

loạt dự án đầu tƣ nhà máy sản xuất bêtông khí chƣng áp đã và đang triển khai nhƣ: Nhà

máy sản xuất bêtông khí chƣng áp của Công ty Sông Đà 12, Viglacera.

Thông tƣ09/2012/TT-BXD quy định sử dụng vật liệu xây không nung trong các công

trình xây dựng:

- Điều 1. Phạm vi điều chỉnh và đối tƣợng áp dụng.

- Điều 2. Các công trình xây dựng bắt buộc sử dụng vật liệu xây không nung.

- Điều 3. Khuyến khích sử dụng vật liệu xây không nung trong các công trình xây

dựng.

- Điều 4. Trách nhiệm của các tổ chức, cá nhân có liên quan trong việc sử dụng vật liệu

xây không nung đối với công trình xây dựng.

1.2. Giới thiệu tổng quát về chất thải điện tử

1.2.1. Định nghĩa về chất thải điện tử (E- Waste)

Cho đến nay chƣa có một định nghĩa chính xác nào về chất thải điện tử do tính

đa dạng và phức tạp của sản phẩm điện tử. Mỗi quốc gia có một định nghĩa và giải

thích riêng về chất thải điện tử [18]. Theo OECD (tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế)

thì tất cả các thiết bị sử dụng năng lƣợng điện để vận hành, khi đã hết khả năng sử

dụng đều đƣợc coi là chất thải điện tử (E- Waste).

Một cách tổng quan: chất thải điện tử bao gồm toàn bộ các thiết bị, dụng cụ,

máy móc điện,điện tử cũ hỏng lỗi thời không sử dụng nữa cũng nhƣ các phế liệu, phế

phẩm thải ra trong quá trình sản xuất, lắp ráp và tiêu thụ.




11

1.2.2. Phân loại

Có thể phân loại chất thải điện - điện tử theo các thiết bị điện - điện tử theo

bảng 1.1 [13]:

Bảng 1.1: Phân loại thiết bị điện và điện tử thải theo chỉ thị của Liên minh Châu

Âu về thiết bị điện và điện tử thải (EU, 2002)

STT LOẠI VÍ DỤ

1 Thiết bị gia dụng cỡ lớn

Tủ lạnh,máy giặt, máy điều hòa máy rửa

bát...

2 Thiết bị gia dụng cỡ nhỏ Bàn là, máy hút bụi, máy pha cà phê...

3

Thiết bị công nghệ thông tin và

truyền thống

Máy in, máy vi tính, máy đánh chữ, máy

tính bỏ túi, điện thoại...

4 Thiết bị tiêu dùng

Đài, tivi, máy quay phim, máy ghi âm, âm

ly, nhạc cụ...

5 Thiết bị chiếu sáng

Đèn huỳnh quang, đèn compact, đèn natri hạ

áp...

6

Dụng cụ điện và điện tử(ngoại trừ

các dụng cụ cố định quy mô lớn)

Máy khoan, máy cƣa, máy khâu, dụng cụ

hàn...

7 Đồ chơi, thiết bị giải trí và thể thao

Tàu điện, ôtô đồ chơi, máy chơi điện tử cầm

tay...




12

8

Thiết bị y tế (ngoại trừ các sản

phẩm cấy ghép và truyền nhiễm)

Thiết bị phóng xạ, máy lọc máu, thiết bị tim

mạch, máy hô hấp...

9 Dụng cụ theo dõi và kiểm soát

Máy điều nhiệt, máy dò khói, thiết bị cân

đo...

10 Máy móc tự động Máy rút tiền tự động, máy pha nƣớc nóng...

1.2.3. Thành phần vật chất của chất thải điện - điện tử

Chất thải điện tử là một loại chất thải rắn không đồng nhất và phức hợp về vật

chất và thành phần. Để phát triển hệ thống tái chế thân thiện môi trƣờng và có hiệu quả

điều quan trọng là phân loại và nhận dạng vật liệu có giá trị, các chất nguy hại tiếp theo

là các đặc trƣng vật lý của luồng chất thải điện tử [14]. Chất thải điện và điện tử chứa

hơn 1000 chất khác nhau, trong đó có nhiều chất độc hại nhƣ: chì, thuỷ ngân, asen,

cadmium, selennium, chất chống cháy có khả năng tạo ra dioxin khi cháy. Theo quan

điểm tái chế có thể phân loại theo 2 nhóm:

a. Thành phần vật chất có giá trị

Theo Trung tâm các vấn đề Quản lý Tài nguyên và Chất thải Châu Âu

(ETC/RWM): sắt và thép là các nguyên liệu phổ biến nhất trong các thiết bị điện và

điện tử và chiếm hơn 50% tổng lƣợng chất thải điện và điện tử,nhựa là thành phần

nhiều thứ hai chiếm xấp xỉ 21%, nhiều thứ ba chiếm khoảng 13% là kim loại khác bao

gồm cả kim loại quý hiếm (Al, Zn, Cu, Pb, Sn, Cr, Au, Ag, Pt, Pd …) và thành phần

còn lại là thủy tinhchiếm khoảng 10% tổng trọng lƣợng chất thải điện - điện tử.




13

b. Thành phần vật chất gây nguy hại

Rác thải điện tử chứa rất nhiều các kim loại nặng hoặc những hợp chất độc hại

với con ngƣời và môi trƣờng sống. Rác thải điện tử làm ô nhiễm không khí, ô nhiễm

đất, ô nhiễm nguồn nƣớc, gây ra các căn bệnh nguy hiểm. Chất đôc san sinh ra nhƣ

nhƣng chât liêu không chay đƣơc va các kim loai năng co thê la m ối nguy cơ đối với

sƣc khỏe cua công nhân san xuât thiêt bi va nhƣng ngƣơi sinh sông gân cac “núi rác”

máy tính phế thải [17]. Rất nhiều trẻ em địa phƣơng và công nhân làm việc tại những

cơ sở tái chế kém chất lƣợng trên đã mắc những chứng bệnh liên quan đến đƣờng hô

hấp, bệnh ngoài da, thậm trí ung thƣ do linh kiện điện tử. Các nguồn thải độc hại tác

động đến môi trƣờng và con ngƣời đƣợc thể hiện ở bảng 1.2.

Bảng 1.2. Các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử và tác hại của chúng

STT Các chất độc hại có trong rác thải

điện, điện tử

Tác hại với môi trƣờng sống và cơ

thể sống

1 Polyclo biphenyl (PCB)Tụđiện,

máy biến thế

Gây ung thƣ, ảnh hƣởng đến hệ thần

kinh, hệ miễn dịch, tuyến nội tiết

2

Tetrabrombisphenol-

A (TBBA)Polybrombipchất chống

cháy cho nhựa (nhựa chịu nhiệt, cáp

cách điện)

Gây tổn thƣơng lâu dài đến sức khỏe,

gâyngộ độc sâukhi cháy

3 Flocacbontrong bộ phận làm lạnh,

bộtcách điện

Khi cháy gây nhiễm độc

Polyvinyl clorua (PVC)

4 Cáp cách điện Cháy ở nhiệt độ cao sinh ra

dioxin và furan




14

5 As(lƣợng nhỏ ở dạng gali asenua, bên

trong các diod phát quang) Gây ngộ độc cấp tính vàmãn tính

6 Ba - chất thu khí màn hình CRT Gây nổ nếu ẩm ƣớtbộ chỉnh lƣu, bộ

phận phát tia độc nếu nuốt phải

7

PinNi-Cd sạc lại, lớp huỳnh

quang (đèn hình CRT), mực

máy in và trống, máy

photocopy( trống máy photo)

Độc cấp tính và mãn tính

8 Cr(VI) Băng và đĩa ghi dữ liệu Độc cấp tính và mãn tính, gây dị ứng

9 Pb - màn hình CRT, pin, bảnmạchmáy

in

Gây độc với hệ thần kinh, thận, mất

trí nhớ đặc biệt với trẻ em

10 Li Pin liti Gây nổ nếu ẩm

11 Hg - trong đèn hình màn hình

LCD, pin kiềm và công tắc Gây ngộ độc cấp tính vàmãn tính

12 Pin Ni-Cd sạc lại hoặc trongmàn hình

CRT Gây dị ứng

13 Lớp huỳnh quang màn hình CRT Gây độc với da và mắt

14

Kẽmsunfuacác bộ phận bêntrong

màn hình CRT, trộn vớinguyên tốđất

hiếm

độc nếu nuốt phải




15

1.2.4. Hiện trạng phát sinh chất thải điện tử ở Việt Nam

Theo kết quả điều tra năm 2005 Việt Nam có khoảng 50 cơ sở sản xuất, lắp ráp

linh kiện, thiết bị điện tử. Định hƣớng phát triển ngành công nghiệp này đến năm 2020,

tổng số các cơ sở công nghiệp điện tử sẽ tăng lên khoảng 120 - 150 cơ sở. Hiện tại đã

hình thành một số các cơ sở sản xuất linh kiện điện tử nhƣ đèn hình ti vi, monitor, tụ

điện, điện trở, mạch in… và trong tƣơng lai không xa ngành công nghiệp vật liệu điện

tử - bán dẫn cũng sẽ ra đời. Bƣớc đầu công nghiệp điện tử ở Việt Nam cùng với các

ngành khác nhƣ bƣu chính viễn thông, tự động hóa, công nghệ thông tin đã mang lại bộ

mặt mới trong đời sống sinh hoạt xã hội, góp phần đáng kể vào thu nhập quốc dân.

Hình1.3.LƣợngchấtthảithiếtbịđiệnvàđiệntửởViệtNamtừ2002-2006

vàƣớctínhđếnnăm2020.

Hình1.3Môtảsựphátsinhmộtsốloại đồđiện,điệntửthảitừnăm2002-2006và

dựbáolƣợngchấtthảitƣơngứngcủacácthiếtbịnày vàonăm2020theo ƣớctínhcủa

côngtytráchnhiệmhữuhạnmộtthànhviênMôitrƣờngĐôthị(URENCO)

[19].Hình1.3chobiếtdựbáođếnnăm 2020,đángchúýnhấttrongviệcgiatăng




16

lƣợngthảilàmặthàngtivi(tăngkhoảng1230%sovớinăm2006),tiếpđếnlàđiệnthoại

diđộng(tăngkhoảng600%).Đâycũngchínhlàhailoạithiếtbịđiệntửđƣợcsửdụng

phổbiếnnhấttrong xãhộitạithờiđiểmhiệntại.

Tuy nhiên, đồng hành với sự phát triển công nghiệp điện tử là sự phát sinh một

lƣợng không nhỏ chất thải điện tử, bao gồm: chất thải công nghiệp điện tử và thiết bị

điện, điện tử thải sau sử dụng.

Chất thải công nghiệp điện tử (E- Waste) bao gồm vụn kim loại, dây dẫn điện,

bản mạch in hỏng, linh kiện hỏng, chất thải hàn, thủy tinh... Theo kết quả điều tra, ƣớc

tính tổng lƣợng chất thải công nghiệp điện tử trên toàn lãnh thổ Việt Nam là khoảng

1630 tấn/năm, khối lƣợng trung bình chất thải điện tử ở các vùng đƣợc trình bày tại

bảng 1.3.

Bảng1.3.Khốilƣợngtrungbìnhchấtthảiđiện tửở các vùng trong cả nƣớc

STT Vùng, miền

Khối lƣợng

(Tấn)

Phần trăm

(%)

I Khu vực kinh tế trọng điểm phía Bắc 1370,00 84,0

II Khu vực kinh tế trọng điểm miền Trung 6,00 0,4

III Khu vực kinh tế trọng điểm phía Nam 254,00 15,6

1 Thành phố Hồ Chí Minh 12,5

2 Đồng Nai 237,33

3 Long An, Bình Dƣơng 4,17

Tổng 1630,00 100




17

Loại chất thải này chứa một lƣợng lớn các hợp chất độc hại là tác nhân làm cho

các vấn đề môi trƣờng ngày càng trở nên nghiêm trọng. Theo số liệu thống kê qua

nghiên cứu cho thấy, lƣợng thiết bị điện, điện tử gia dụng thải tăng khoảng 15%/năm.

Táichếchấtthảiđiệntửkhôngđúng cách gây nhữngtácđộngtiêu cựclên môi trƣờng

vàsứckhỏeconngƣờivìtrongchất thảiđiệntửchứanhiềuchất độchại(đặcbiệt

làkimloạinặngnhƣthủyngân,chì,selen,cáctác nhângây cháysinhra dioxinkhi đốt).

Hiện nay lƣợng chất thải điện tử tại Việt Nam không hề nhỏ. Tuy nhiên vấn đề

tái chế cũng nhƣ xử lý an toàn lƣợng rác thải này vẫn chƣa nhận đƣợc sự quan tâm

đúng mức của các cơ quan chức năng.

Đốivới những phần không thểtáichế,tái sửdụng,cáchthứcxửlýphổbiến nhất

đƣợcsửdụngởViệtNamhiệnnaylàchôn lấpnhƣchấtthảirắn đôthịvà hoặcđốt tận

thunhiệt.Nhìnchungviệcxửlýchấtthảiđiện tửởViệtNam mới chủ yếutậptrungvào

thuhồicácphụtùng đểphục vụ cho thay thế, sửachữahoặctháo dỡlấycáclinh kiện, bộ

phậncógiátrịcao để bán lại.

1.2.5.Tình hình thu gom và xử lý rác thải điện tử ở Việt Nam

Việc tái chế thƣờng bao gồm các bƣớc sau:

- Phân loại rác thải nhập về.

- Tách riêng những nguyên liệu khác nhau (nhựa, kim loại, thủy tinh…), lấy ra những

thứ còn dùng đƣợc. Dây kim loại thì đốt nhựa để lấy kim loại, đối với nhựa thì nghiền

nhỏ, rửa sạch, phơi khô….

- Đóng gói và chuyển đến các nơi tiêu thụ (thƣờng dùng làm nguyên liệu đầu cho các

ngành sản xuất khác).

Hiện nay ở Việt Nam có nhiều hộ gia đình làm nghề thu gom và tái chế rác thải

điện tử, có những nơi cả làng cùng làm nghề này. Việc xử lý và tái chế rác thải điện tử

còn rất lạc hậu. Các công việc này đƣợc làm thủ công bằng tay và các thiết bị xử lý rất

thô sơ, thiết bị bảo hộ lao động cho những ngƣời tham gia làm hầu nhƣ không có, đồng




18

thời họ còn tận dụng ngay cả nhà mình là nơi chứa, xử lý, tái chế các loại rác thải này

[1]. Với các điều kiện làm việc này, chất độc có thể bám vào quần áo, dính vào tay,

ngoài ra chất độc còn có thể lọt qua đƣờng hô hấp. Các lao động thủ công đập vỡ các

thiết bị, làm chảy các mối hàn chì để tháo rời các chip máy tính đem bán lại. Chì đƣợc

gom lại, nung nóng trên chảo, từ đó làm bay các hơi kim loại độc nhƣ chì, cadimi, thủy

ngân… và giải phóng chúng vào không khí dƣới dạng hơi sƣơng độc hại. Sau khi các

“chip” đƣợc lấy ra, chì đƣợc “tự do” chảy xuống đất. Thế nhƣng, không mấy ngƣời

làm nghề này hay biết rằng, chì nằm trong số những chất độc thần kinh mạnh nhất, gây

tác hại đặc biệt lên trẻ em và những bé sơ sinh. Các phế liệu thừa và nƣớc thải của quá

trình ngâm rửa sau khi sử dụng không đƣợc xử lý mà thải ngay ra môi trƣờng. Để thu

hồi đồng và vàng trong biến thế máy tính, bo mạch chủ, chip vi tính, ngƣời ta cho nung

chảy các thiết bị này. Theo những ngƣời này giải thích “Chúng cho rất nhiều vàng”. Vì

vậy, hàm lƣợng các kim loại độc hại tích lũy trong đất ngày càng nhiều, không khí

cũng bị ô nhiễm nặng. Việc xử lý lạc hậu, không đúng cách đang làm ô nhiễm nghiêm

trọng môi trƣờng sống xung quanh, gây rất nhiều bệnh nguy hiểm.

Trong các loại rác thải điện tử đó, phải kể đến một phần không nhỏ các loại

bóng đèn huỳnh quang cháy không đƣợc xử lý đúng cách, gây nguy hại cho môi

trƣờng.

1.3. Bóng đèn huỳnh quang và nguồn phát thải

1.3.1. Cấu tạo của bóng đèn huỳnh quang

- Cấu tạo của bóng đền huỳnh quang gồm 3 phần chính: phần tạo dòng electron, phần

ống thủy tinh và phần bột huỳnh quang.

- Phần tạo dòng electron: đƣợc chế tạo bằng kim loại, đặt ở hai đầu của ống thủy tính.

- Phần ống thủy tinh: là một ống trụ đƣợc làm bằng thủy tinh có công thức hóa học là

2Na2O.CaO.6SiO2.




19

- Phần bột huỳnh quang: là phần bột nằm trong ống thủy tinh. Phần này chứa hơi thủy

ngân (khoảng 5mg/bóng) và chất phát quang (thƣờng là silicat kẽm). Phần này rất độc

nếu không đƣợc xử lý đúng cách.

Hình 1.4. Bóng đèn huỳnh quang và sơ đồ cấu tạo

1.3.2. Nguồn phát sinh rác

Do bóng đèn huỳnh quang là loại bóng đèn có khả năng tiết kiệm điện năng gấp

4-5 lần so với các loại bóng khác có cùng cƣờng độ chiếu sáng, nên nó đƣợc sử dụng

khá phổ biến trong các nhà máy - xí nghiệp, các cơ quan, trƣờng học và trong hầu hết

các hộ gia đình để nâng cao hiệu quả kinh kế và góp phần bảo vệ môi trƣờng. Nhƣng

cũng nhƣ các thiết bị chiếu sáng khác chúng cũng có tuổi thọ nhất định và khi bóng

hỏng chúng đƣợc thải ra ngoài môi trƣờng tạo thành rác [11]. Chúng thuộc loại rác thải




20

không phân hủy, chúng vô cùng nguy hiểm với môi trƣờng và con ngƣời nếu không

đƣợc xử lý đúng cách.

Ƣớc tính hiện nay ở Việt Nam ta có khoảng hơn 80 triệu bóng đèn huỳnh quang

đang đƣợc sử dụng. Vì thế mỗi năm lƣợng bóng đèn hỏng bị thải ra là rất lớn. Nếu

đƣợc thu gom và xử lý thì không những chúng ta có nguồn nguyên liệu mang lại hiệu

quả kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trƣờng.

1.3.3. Tính chất của thủy tinh bóng đèn huỳnh quang

Thủy tinh bóng đèn huỳnh quang có tất cả các tính chất của thủy tinh chứa natri

thông thƣờng nhƣ [16]: độ cứng và độ giòn cao, trơ với axit và kiềm ở điều kiện

thƣờng (trừ HF), dễ nghiền mịn và nóng chảy ở 1000oC.

Nhờ các tính chất đó, ngƣời ta tiến hành nghiên cứu để tận dụng nguồn SiO2

nhƣ một nguồn thay thế cát xây dựng để sản xuất gạch bê tông xốp nhẹ sử dụng trong

ngành xây dựng.

1.4. Giới thiệu công nghệ sản xuất gạch bê tông xốp siêu nhẹ

Bê tông siêu nhẹ xốp dùng nguyên liệu chính là xi măng có chứa các tế bào ổn

định, các tế bào khí này đƣợc phân bố đồng nhất trong cấu trúc bê tông, giữ vai trò nhƣ

một dạng cốt liệu [6]. Hỗn hợp bê tông xốp nhẹ đƣợc tạo than, từ xi măng, nƣớc phụ

gia tạo bọt, phụ gia dẻo, phụ gia khoáng, đặc biệt khi sản phẩm hoàn thiện có thể tự lèn

chặt, lèn đều, không cần đầm rung.

Công nghệ này có hai phƣơng thức sản xuất và sử dụng nguyên liệu khác nhau

có tên là bê tông siêu nhẹ bằng phƣơng pháp tự sinh bọt khí đó là:

- Phƣơng pháp sản xuất sử dụng nguyên liệu bằng: Cát + xi măng Portland + Xi măng

Polymer + Phụ gia + nƣớc.

- Phƣơng pháp sản xuất sử dụng nguyên liệu bằng: Tro bay + Xi măng Portland + Xi

măng Polymer + Phụ gia + Nƣớc.

Quy trìnhsản xuất đƣợcthực hiệnnhƣ sau:

- Cân chính xác từng thành phần theo bài phối liệu.




21

- Trộn đều.

- Đổ khuôn.

- Bảo dƣỡng ở nhiệt độ thƣờng 20 - 30oC trong vòng12 - 24h.

- Tháo khuôn.

- Bảo dƣỡng khuyết tật: từ 5-7 ngày.

- Để mẫu28 ngày rồi kiểm tra các thông số kĩ thuật.

Với ƣu điểm nhƣ khối lƣợng riêng 450 – 960kg/m3, so với bê tông thƣờng là

2300-2500 kg/m3, bền, ổn định, dễ dàng tạo hình, chịu đƣợc rung, không dẫn điện,

cách âm, chốngthấm… Công nghệ này có thể áp dụng cho những công trình xây dựng

có nền đất yếu, các công trình chắn sóng và chịu va đập.

Nếu so sánh với nhà máy sản xuất gạch Tuynel cùng công suất thì nhà máy sản

xuất bê tông nhẹ nổi trên mặt nƣớc giảm đƣợc 50% kinh phí đầu tƣ, giảm 60% diện

tích đất cho mặt bằng sản xuất và giảm 90% năng lƣợng sản xuất [8]. Đối với chủ đầu

tƣ các công trình xây dựng, sử dụng sản phẩm bê tông nhẹ sẽ giảm đƣợc 40% tổng tải

trọng truyền xuống móng công trình, từ đó giảm chi phí gia cố nền móng, tiết kiệm

đƣợc năng lƣợng điều hòa không khí cho nhà ở và các công trình công nghiệp do bê

tông nhẹ có tính năng cách âm, cách nhiệt tốt hơn so với gạch đất nung và bê tông

thƣờng. Đối với các nhà thầu xây dựng sử dụng bê tông nhẹ thay thế cho gạch đất nung

sẽ giảm đƣợc 70% vữa xây, tăng 150% năng suất lao động của thợ xây và giảm 50%

chi phí vận chuyển so với gạch đất nung và chi phí vận chuyển chỉ bằng 70% so với bê

tông thƣờng.

Sản xuất gạch bê tông siêu nhẹ là công nghệ thân thiện với môi trƣờng, nếu so

sánh với sản xuất gạch lò nung Tuynel hay lò nung thủ công thì nó có những ƣu điểm

vƣợt trội nhƣ sau:

- Do không nung nên giảm thiểu đƣợc việc thải các khí thải độc hại(CO, CO2, H2S…)

vào môi trƣờng sống và đóng góp tích cực hạn chế tối đa việc sử dụng nguồn nhiên

liệu hóa thạch - nguồn nhiên liệu không tái sinh và ngày càng cạn kiệt.




22

- Do sử dụng nguồn nguyên liệu từ các nguồn phế thải nên không làm mất đi đất canh

tác của nông dân, giải quyết đƣợc vấn đề ô nhiễm môi trƣờng sinh thái và giải quyết

đƣợc nguồn lao động đang dƣ thừa tại các địa phƣơng, góp phần mang lại hiệu quả

kinh tế cao và sự nghiệp phát triển đất nƣớc.

- Sử dụng thủy tinh của bóng đèn huỳnh quang làm vật liệu nhẹ không nung sử dụng

cho ngành xây dựng. Đây là hƣớng nghiên cứu phát triển công nghệ xử lý chất thải

theo khía cạnh tái chế thu hồi vật liệu giảm thiểu lƣợng chất thải trong môi trƣờng.

Bảng 1.4. Các thông số của gạch bán trên thị trƣờng và tiêu chuẩn yêu cầu

Mô tả Đơn vị Gạch bê tông

nhẹ

Tiêu chuẩn yêu cầu

(TCXDVN 316:2004)

TÍNH CHẤT CƠ HỌC

Trọng lƣợng khô Kg/m3

550 -950 300 - 1500

Cƣờng độ chịu nén Kg/cm2

30.5–40 10 - 40

Cƣờng độ chịu uốn Kg/cm2

6 - 8 Không yêu cầu

Độ hút nƣớc % 8 - 14 Không yêu cầu

TÍNH CHẤT CÁCH ÂM

10 cm Decibel 43 Cách âm cực tốt

20 cm Decibel 50

TÍNH CHẤT CÁCH NHIỆT

Hệ số dẫn nhiệt Kcal/m.0C.h 0,2 - 0,3 Chống nóng tối ƣu

TÍNH CHỐNG CHÁY

10 cm H 4 Giảm thiểu tối đa tổn

thất khi hỏa hoạn

20 cm H 4 - 8




23

Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Các phƣơng pháp nghiên cứu

2.1.1. Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD) [2]

Nhiễu xạ tia X là thiết bị dung để nghiên cứu, xác định pha cấu trúc tinh thể của

vật liệu. Nó là một trong những công cụ quan trọng nhất đƣợc sử dụng trong nghiên

cứu hóa học chất rắn và khoa học vật liệu. Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên hiện

tƣợng nhiễu xạ tia X. Khi chiếu chùm tia X vào hệ tinh thể, trong tinh thể ta chọn hai

mặt phẳng nút song song với nhau có khoảng cách là dhkl, góc hợp bởi tia tới với mặt

phẳng nút là . Nếu hiệu lộ trình của tia tới và tia phản xạ bằng một số nguyên lần

bƣớc sóng thì xảy ra hiện tƣợng nhiễu xạ tia X.

M1N1

M2N2

P

S T dhkl

Q

Hình 2.1. Nhiễu xạ tia X theo mô hình Bragg

Các tia X phản xạ từ hai mặt mạng cạnh nhau có hiệu quang trình:

∆ = M2QN2– M1PN1= 2dsinθ

Khi các tia này giao thoa với nhau ta sẽ thu đƣợc cực đại nhiễu xạ thỏa mãn

phƣơng trình Vulf-Bragg:M2QN2 – M1PN1= nλ = 2dsinθ

Trong đó:d: Khoảng cách giữa hai mặt mạng song song.

θ: Góc giữa tia X và mặt phẳng pháp tuyến.




24

n: Số bậc phản xạ (n=1,2,3,4…).

λ: Độ dài bƣớc sóng.

Chúng tôi tiến hành phân tích nhiễu xạ tia X trên máy D8ADVANCE

BRUKER-LB Đức tại khoa hóa trƣờng ĐHKHTN.

2.1.2. Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM – Scanning Electron

Microscope)

Phƣơng pháp này cho những bức ảnh về cấu trúc vật liệu đến cỡ hàng chục nm

(10-8

m). Nguyên tắc của phƣơng pháp [2]: một chùm tia điện tử đi qua các thấu kính

(điện tử) để tụ thành một điểm rất nhỏ chiếu lên mặt của mẫu nghiên cứu. Nhiều hiệu

ứng xảy ra khi các hạt điện tử của chùm tia va chạm với các nguyên tử ở bề mặt vật

rắn. Từ điểm ở bề mặt mẫu mà điện tử chiếu đến, có nhiều loại tín hiệu (loại hạt, loại

tia) phát ra. Mỗi loại tín hiệu phản ánh một đặc điểm của mẫu tại điểm đƣợc điện tử

chiếu đến. Cho chùm điện tử quét trên mẫu và quét một cách đồng bộ một tia điện tử

trên màn hình của màn hình, thu và khuyếch đại một loại tín hiệu nào đó từ mẫu phát

ra để làm thay đổi cƣờng độ ánh sáng của tia điện tử quét trên màn hình, ta có đƣợc

ảnh.

Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý kính hiển vi quét điện tử




25

2.1.3. Hệ số dẫn nhiệt

Tính dẫn nhiệt của vật liệu là tính chất để cho nhiệt truyền qua từ phía có nhiệt

độcao sang phía có nhiệt độ thấp.Khi chế độ truyền nhiệt ổn định và vật liệu có dạng

tấm phẳng thì nhiệt lƣợng truyền qua tấm vật liệu đƣợc xác định theo công thức [5]:

Trong đó :F : Diện tích bề mặt của tấm vật liệu (m2)

δ : Chiều dày của tấm vật liệu (m)

t1, t2 : Nhiệt độ ở hai bề mặt của tấm vật liệu (0C)

τ : Thời gian nhiệt truyền qua (h)

λ : Hệ số dẫn nhiệt, Kcal/m.0C.h

Khi F = 1m2; δ = 1m; t1 - t2 = 1

oC; τ = 1h thì λ = Q. Vậy hệ số dẫn nhiệt là nhiệt

lƣợng truyền qua một tấm vật liệu dày1m có diện tích 1m2 trong một giờ khi độ chênh

lệch nhiệt độ giữa hai mặt đối diện là 1oC. Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu phụ thuộc vào

nhiều yếu tố: Loại vật liệu, độ rỗng và tính chất của lỗ rỗng, độ ẩm, nhiệt độbình quân

giữa hai bề mặt vật liệu.Do độ dẫn nhiệt của không khí rất bé (λ = 0,02 Kcal/m.°C.h)

so với độ dẫn nhiệt của vật rắn vì vậy khi độ rỗng cao, lỗ rỗng kín và cách nhau thì hệ

số dẫn nhiệt thấp hay khả năng cách nhiệt của vật liệu tốt. Khi khối lƣợng thể tích của

vật liệu càng lớn thì dẫn nhiệt càng tốt. Trong điều kiện độ ẩm của vật liệu là 5÷7%, có

thể dùng công thức của V.P.Necraxov để xác định hệ số dẫn nhiệt của vật liệu:

Trong đó: ρvlà khối lƣợng thể tích của vật liệu,

T/m3.




26

Nếu độ ẩm của vật liệu tăng thì hệ số dẫn nhiệt tăng lên, khả năng cách nhiệt

củavật liệu kém đi vì nƣớc có λ = 0,5 Kcal/m.°C.h. Khi nhiệt độ bình quân giữa 2 mặt

tấm vật liệu tăng thì độ dẫn nhiệt cũng lớn, thể hiện bằng công thức của Vlaxov:

λt = λ0(1+0,002 t)

Trong đó: λ0- hệ số dẫn nhiệt ở 0°C

λt - hệ số dẫn nhiệt ở nhiệt độ bình quân t.

Nhiệt độ (t) thích hợp để áp dụng công thức trên là trong phạm vi dƣới

100°C. Trong thực tế, hệ số dẫn nhiệt đƣợc dùng để lựa chọn vật liệu cho các kết cấu

bao che, tính toán kết cấu để bảo vệ các thiết bị nhiệt [4]. Giá trị hệ số dẫn nhiệt của

một số loại vật liệu thông thƣờng đƣợc thể hiện ở bảng 2.1:

Bảng 2.1. Hệ số đẫn nhiệt của một số vật liệu

Bê tông nặng λ = 1,0 - 1,3 Kcal/m.0C.h

Bê tông nhẹ λ = 0,20 - 0,3 Kcal/m.0C.h

Gỗ λ = 0,15 - 0,2 Kcal/m.0C.h

Gạch đất sét đặc λ = 0,5 - 0,7 Kcal/m.0C.h

Gạch đất sét rỗng λ = 0,3 - 0,4 Kcal/m.0C.h

Thép xây dựng λ = 50 Kcal/m.0C.h

2.1.4. Cƣờng độ kháng nén

Cƣờng độ kháng nén đƣợc tinh theo công thức: n

PR

F

Trong đó: Rn – Cƣờng độ kháng nén P – Áp lực chịu

đƣợc cực đại

F – Diện tích tiết diện chịu nén.




27

Cƣờng độ kháng nén đƣợc tiến hành đo mẫu trên máy AG – TS 100

KNSSHIMADZU. Cƣờng độ kháng nén đƣợc tính bằng giá trị áp lực cực đại trên một

diện tích nén xác định.

2.1.5. Độ rỗng

Xác định bằng công thức: 01 .100%a

rP

Trong đó: 0:Là khối lƣợng thể tích đƣợc xác định bằng khối lƣợng chia cho thể

tích của vật thể - thể tích của vật thể đƣợc xác định bằng các kích

thƣớc hoặc bằng thể tích chất lỏng bị nó chiếm chỗ.

Pa: Khối lƣợng thể tích tuyệt đối – đƣợc xác định bằng khối lƣợng của nó chia cho thể

tích dạng đặc khít của nó. Thể tích đặc khít đƣợc xác định bằng thể

tích lỏng bị chiếm bởi bột của nó.

2.1.6. Khối lƣợng riêng

Khối lƣợng riêng d của vật đƣợc xác định bằng tỷ số của khối lƣợng m và thể

tích V (tại nhiệt độ t) của vật, tính bằng g/cm3.

2.2. Thực nghiệm

2.2.1. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất

2.2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất

- Thủy tinh bóng đèn: có thành phần hóa học 2NaO.CaO.6SiO2.

- Xi măng:

- Chất tạo bọt: Natri claurinsunfat

- Dầu nhớt bôi trơn khuôn

- Chất kết dính: PVA

- Natri silicat

- Tro bay




28

- Hóa chất rửa thủy tinh: dung dịch HCl 10%

- Nƣớc máy

2.2.1.2. Dụng cụ và thiết bị

- Cốc thủy tinh 500ml.

- Ống đong 100ml.

- Lọ nhựa tròn khuấy trộn phối liệu.

- Thìa, bát nhựa, đũa thủy tinh, que khuấy, chổi rửa và bay vét mẫu.

- Máy nghiền bi Fritsh (Đức).

- Cân khối lƣợng độ chính xác 10-2

g.

- Tủ sấy.

- Máy khuấy.

- Khuôn thép.

2.2.2. Thực nghiệm

2.2.2.1. Các công đoạn chính của quá trình thực nghiệm

2.2.2.1.1. Chuẩn bị phối liệu, dụng cụ

a. Chuẩn bị nguyên liệu

Ban đầu thủy tinh bóng đèn đƣợc đập nhỏ, ngâm trong HCl 10% với thời gian

12 giờ, sau đó đem rửa sạch bằng nƣớc cất, sấy khô, đập nhỏ và cuối cùng nghiền mịn

bằng máy nghiền bi Fritsch tới kích thƣớc hạt mong muốn.

b. Khuấy trộn đồng nhất nguyên liệu

- Cân đong thành phần chính xác theo đơn phối liệu.

- Bột thủy tinh và xi măng đƣợc trộn khô đều với nhau.

- Phụ gia tạo bọt và dính đƣợc hòa tan vào nƣớc để thu đƣợc dung dịch đồng nhất.




29

- Trộn bột và dung dịch phụ gia rồi khuấy trộn trên máy khuấy theo tốc độ và thời gian

theo yêu cầu của từng mẫu để thu đƣợc khối nhão đồng nhất.

c. Chuẩn bị khuôn đổ mẫu

Khuôn mẫu có kích thƣớc 5x5x5 cm đƣợc lắp vào khuôn, bề mặt khuôn đƣợc

bôi trơn bằng dầu nhớt mỏng với mục đích chống dính giữa khuôn với phối liệu khi

tháo dỡ mẫu.

2.2.2.1.2. Gia công và hoàn thiện mẫu

a. Đổ khuôn

Sau khi đã chuẩn bị xong phối liệu và khuôn, hồ nhão đƣợc đổ vào khuôn mẫu có đánh

dấu tránh nhầm lẫn giữa các mẫu khác nhau làm thí nghiệm.Tiếp đó mẫu đƣợcbảo

dƣỡng ở nhiệt độ thƣờng 20 - 30oC trong vòng 12 - 24h

b. Tháo khuôn

Mẫu sau khi đƣợc bảo dƣỡng sẽ đƣợc tháo khuôn và để 28 ngày sau đó đem

kiểm tra các thông số kĩ thuật cần thiết.

2.2.2.2. Thực nghiệm chi tiết

a. Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc hạt thủy tinh

Kích thƣớc hạt của thủy tinh có ý nghĩa quan trọng trong công nghệ gạch bê

tông nhẹ vì nó ảnh hƣởng đến nhiều tính chất kĩ thuật của nguyên liệu nhƣ tính ngậm

nƣớc, khả năng liên kết,… Các tính chất này thể hiện càng mạnh khi nguyên liệu chứa

càng nhiều hạt mịn. Thông thƣờng với gạch nhẹ không nung thì kích thƣớc hạt nhỏ hơn

100µm.

Quá trình nghiền có ảnh hƣởng lớn đến cấu trúc, kích thƣớc hạt của nguyên

liệu. Khi tăng thời gian nghiền thì kích thƣớc hạt trung bình của nguyên liệu giảm và




30

diện tích bề mặt của nguyên liệu tăng. Chính vì vậy trong nghiên cứu này tôi tiến hành

khảo sát ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc hạt của thủy tinh.Thủy tinh

sau khi đã rửa sạch, sấy khô và tán thô đƣợc nghiền mịn trong máy nghiền hành

tinhFritsh với bi corundum. Để khảo sát thời gian nghiền đến kích thƣớc hạt thủy tinh,

tiến hành nghiền 100.00g thủy tinh, 3 viên bi corundum (308.40g) và tốc độ 250

vòng/phút, với các thời gian nghiền từ 25 đến 50 phút. Thủy tinh sau khi nghiền đƣợc

sàng qua các sàng có kích thƣớc tƣơng ứng để tính lƣợng trên sàng (sót sàng). Thí

nghiệm chi tiết đƣợc thực hiện theo bảng 2.2.

Bảng 2.2.Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc hạt thủy

tinh

STT Thời gian (phút) Sót sàng (g)

Sàng 100µm Sàng 50µm

1 25

2 30

3 35

4 40

5 45

6 50

b. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệlỏng/rắn (L/R)

Tỷ lệ L/R rất quan trọng trong công nghệ sản xuất gạch bê tông nhẹ vì không

những nó ảnh hƣởng đến sự trơn chảy của hồ liệu xuống khuôn mẫu mà nó ảnh hƣởng

tới khả năng hình thành mẫu, độ xốp và thời gian đóng rắn của mẫu. Do đó, tiến hành

khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ L/R đến khả năng hình thành mẫu bê tông nhẹ. Thí

nghiệm chi tiết đƣợc thực hiện theo bảng 2.3.




31

Bảng 2.3. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệlỏng/rắn (L/R)

Tên mẫu A1 A2 A3 A4 A5

Tỷ lệ L/R(theo khối lƣợng) 2.0: 10 2.5 : 10 3.0 : 10 3.5 : 10 4.0:10

c.Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của vật liệu

Natri claurinsulfat là chất phụ gia có vai trò tạo bọt xốp cho hồ liệu, vừa làm

trơn bề mặt nên có thể làm giảm khối lƣợng thể tích, giảm lƣợng nƣớc cho hồ liệu nên

nó tạo điều kiện hình thành nên vật liệu xây dựng nhẹ. Thí nghiệm chi tiết đƣợc thực

hiện theo bảng 2.4. Khối lƣợng phối liệu là 600.00g

Bảng 2.4. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của vật

liệu

Tên mẫu B1 B2 B3 B4 B5 B6

Claurinsunfat (%) 0.10 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25

Khối lƣợng (g) 0.60 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50

d. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ xi măng/bột thủy tinh đến tính chất vật liệu

Nhƣ chúng ta đã biết: Xi măng là chất kết dính có khả năng làm tăng cƣờng độ

kháng nén, nhƣng lại tạo ra vật liệu có tỷ trọng cao và thủy tinh là chất có khả năng kết

dính kém hơn, nhƣng lại tạo ra vật liệu có tỷ trọng thấp. Chính vì vậy cần phải cân đối

giữa 2 thành phần này để thu đƣợc vật liệu có tính chất mong muốn. Thí nghiệm chi

tiết đƣợc thực hiện theo bảng 2.5.




32

Bảng 2.5. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ xi măng/bột thủy tinh đến tính chất vật

liệu

Tên mẫu C1 C2 C3 C4 C5 C6

Tỷ lệ XM/TT 1 : 3 1 : 2 1: 1 2 : 1 3: 1 1:1

Khối lƣợng (g) 150:450 200:400 300:300 400:200 450:150 300:300

H2O (ml) 180 180 180 180 180 0

PVA(1.7%) (ml) 0 0 0 0 0 180

e. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành vật liệu

Tốc độ khuấy có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong việc hình thành vật liệu

do nó ảnh hƣởng tới các tính chất nhƣ: độ đồng đều của hồ liệu, khả năng tạo xốp cho

hồ liệu có ảnh hƣởng đến liên kết và độ rỗng của vật liệu. Vì vậy, tiến hành khảo sát sự

ảnh hƣởng của tốc độ khuấy tới các tính chất của vật liệu. Thí nghiệm chi tiết đƣợc

thực hiện theo bảng 2.6.

Bảng 2.6. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành vật liệu

Tên mẫu D1 D2 D3

Tốc độ khuấy (vòng/ phút) 300 500 1000




33

f. Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian khuấy tới các tính chất của vật liệu

Thời gian khuấy có ý nghĩa trong việc tạo độ đồng nhất cho hồ liệu và tạo độ

xốp, hình thành liên kếtcho vật liệu. Do vậy, tiến hành khảo sát sự ảnh hƣởng của thời

gian khuấy tới các tính chất của vật liệu. Thí nghiệm đƣợc thực hiện theo bảng 2.7.


liệu

Tên mẫu E1 E2 E3 E4 E5 E6

Thời gian khuấy (phút) 1 3 5 7 10 15

g.Khảo sát sự ảnh hƣởngcủa cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu

Cấp hạt của thủy tinh cũng ảnh hƣởng đến thời gian nghiền và khối lƣợng

riêng của vật liệu. Do vậy, tiến hành khảo sát sự ảnh hƣởng của cấp hạt thủy tinh

đếncác tính chất của vật liệu. Thí nghiệm chi tiết đƣợc thực hiện theo bảng 2.8.

Bảng 2.8.Khảo sát sự ảnh hƣởngcủa cấp hạt thủy tinh đến tính chất của vật liệu

STT Tên Nguyên liệu Thí nghiệm

F1 F2 F3

1 Xi Măng (%) 50.00 50.00 50.00

2 Thủy tinh (<100µm) (%) 50.00 0 0

3 Thủy tinh (<50µm) (%) 0 50.00 0

4 Thủy tinh (100µm ÷200 µm) (%) 0 0 50.00

5 Natri claurinsulfat (%) 0.75 0.75 0.75

6 Dung dịch PVA (1.7%) (%) 30.00 30.00 30.00




34

h. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu nhẹ

Tro bay là phế thải của các ngành công nghiệp có kích thƣớc nhỏ, do có kích

thƣớc nhỏ nên nó có thể len vào giữa các hạt có kích thƣớc to hơn và làm chất gắn kết

giữa các hạt nên nó có thể thay thế cho xi măng trong thành phần công thức. Do vậy,

tiến hành thí nghiệm nghiên cứu sự thay thế của tro bay cho xi măng.Thí nghiệm chi

tiết đƣợc thực hiện theo bảng 2.9.

Bảng 2.9.Khảo sát sự ảnh hƣởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu


G0 G1 G2 G3 G4 G5

1 Thủy tinh (%) 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00

2 Xi măng (%) 50.00 48.00 46.00 44.00 42.00 40.00

3 Tro bay (%) 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00

4 Natri claurinsulfat (%) 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75

5 Dung dịch PVA (1.7%) (%) 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00

i. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu

Natri silicat là một chất có khả năng kết dính có thể thay thế cho xi măng

trong việc tạo nên độ cứng chắc cho vật liệu. Trong luận văn này tiến hành thí nghiệm

nghiên cứu sự thay thế của natri silicat cho xi măng. Thí nghiệm chi tiết đƣợc thực

hiện theo bảng 2.10.




35

Bảng 2.10.Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu


H0 H1 H2 H3 H4 H5

1 Thủy tinh (%) 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00

2 Xi măng (%) 50.00 48.00 46.00 44.00 42.00 40.00

3 Natri silicat (%) 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00


5 Dung dịch PVA (1.7%) (%) 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00




36

Chƣơng3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc của bột thủy tinh

Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc của bột thủy

tinh đƣợc trình bày ở bảng 3.1.

Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian nghiền đến kích thƣớc của

bột thủy tinh

STT Thời gian (ph) Sót sàng (g)

Sàng 100µm Sàng 50µm

1 25 39.50 54.95

2 30 23.17 47.72

3 35 18.56 42.68

4 40 12.45 38.31

5 45 7.12 34.27

6 50 3.12 29.14

Từ kết quả trên cho chúng ta thấy thời gian để nghiền 100.00g thủy tinh với tỷ lệthủy

tinh/bi theo khối lƣợng bằng 1/3và tốc độ máy nghiền 250 vòng/phút để thu đƣợc kích

thƣớc hạt nhƣ mong muốn từ 45 ÷ 50 phút. Vậy chúng tôi quyết định thông số để

nghiền thủy tinh thành bột cho cho các thí nghiệm tiếp theo là 50 phút, tỷ lệ thủy

tinh/bi theo khối lƣợng bằng 1/3và tốc độ 250 vòng/phút cho 100g thủy tinh thô.

3.2.Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệlỏng/rắn (L/R)

Thực hiện quá trình trộn mẫu với các tỷ lệ Lỏng/Rắn khác nhau, ta thu đƣợc

kết quả trình bày ở bảng chi tiết ở bảng3.2.




37

Bảng 3.2. Kết quả Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệlỏng/rắn (L/R)

Tên mẫu A1 A2 A3 A4 A5

Tỷ lệ L/R (theo

khối lƣợng)

2.0 : 10 2.5 : 10 3.0 : 10 3.5 : 10 4.0:10

Hiện tƣợng

Mẫu khô

khó khuấy

tạo hồ liệu

đồng nhất

và tạo xốp

Mẫu hơi

khô khó

khuấy tạo

hồ liệu

đồng nhất

và tạo xốp

Lƣợng

nƣớc hợp lí

để khuấy

trộn tạo hồ

liệu đồng

nhất và xốp

Thừa nƣớc,

mẫu khó

đông và bị

lún khi tháo

dỡ khuôn

Thừa nƣớc,

mẫu khó

đông và bị

lún khi tháo

dỡ khuôn

Rn (Kg/cm2) - 38.0 29.5 - -

d (g/cm3) - 1.123 0.823 - -

Để đảm bảo cho tính lƣu biến của xi măng và lƣợng nƣớc tiêu chuẩn cho quá

trình đóng rắn của công nghệ điều chế vật liệu nhẹ vì nƣớc đóng vai trò quan trọng.

Nếu thiếu nƣớc thì tính lƣu biến không đạt cho thi công, nếu lƣợng nƣớc dƣ quá làm

ảnh hƣởng xấu đến cƣờng độ của vật liệu. Dựa vào bảng 3.2 chúng ta thấy tỷ lệ

L/Rbằng 3.0:10 thu đƣợc mẫu có thông số tốt, do vậy tôi chọn tỉ lệ này để tiến hành

nghiên cứu tiếp các yếu tố khác.

3.3.Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của vật liệu

Chất hoạt động bề mặt có vai trò tạo nên sự trơn trƣợt giữa các hạt xi măng

làm ngăn cản các hạt kết dính vào nhau, nhằm tăng tính lƣu biến của xi măng đồng thời

tạo nên các bọt khí li ti, khi xi măng đông cứng các bọt vẫn giữ nguyên trong vật liệu.




38

Do đó, chất hoạt động bề mặt làm cho vật liệu có khối lƣợng thấp và điều này đã đƣợc

giải thích ở phần tổng quan mục 1.4.

Bê tông nhẹ khi sử dụng chất tạo bọt thì hạt xi măng có chứa các tế bào ổn

định đó là các bọt khí do chất tạo bọt sinh ra từ các tế bào khí phân bố.

Với nghiên cứu này chúng tôi chọn tỷ lệ L/Rbằng 3.0 : 10 để thí nghiệm với

sựthay đổi thành phần của chất tạo bọt Natri claurinsulfat, thu đƣợc kết quả đƣợc trình

bày ở bảng 3.3 dƣới đây.

Bảng 3.3. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của vật

liệu

Tên mẫu B1 B2 B3 B4 B5 B6

Claurinsunfat (%) 0.10 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25

Khối lƣợng (g) 0.60 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50

Hiện tƣợng Mẫu

không

tạo

xốp

đƣợc

Mẫu

tạo

xốp

kém

Mẫu tạo

xốp tƣơng

đối, tỷ

trọng hơi

cao

Mẫu

tạo xốp

tốt, tỷ

trọng

tốt

Độ xốp

cao, mẫu

bị sụt

lún

Độ xốp

cao, mẫu bị

sụt lún quá

mức

Rn (Kg/cm2) 39.5 36.5 33.5 29.5 - -

d (g/cm3) 1.120 1.055 0.987 0.823 - -

Từ kết quả trên và theo bảng 1.4, nên chọnmẫu B4 (sử dụng chất tạo bọt

Natri claurinsulfat sử dụng với hàm lƣợng là 0.75% so với tổng khối lƣợng) để tiến

hành nghiên cứu tiếp.




39

3.4.Khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ xi măng/bột thủy tinh(XM/TT )đối với tính

chất mẫu

Qua quá trình khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ XM/TT đối với tính chất mẫu,

thu đƣợc kết quả trìnhbày ở bảng 3.4.

Bảng 3.4. Kết quả khảo sát sự ảnh hƣởng của tỷ lệ XM / TT đối với tính chất mẫu

Tên mẫu C1 C2 C3 C4 C5 C6

Tỷ lệ XM/TT 1 : 3 1 : 2 1: 1 2 : 1 3: 1 1:1

Khối lƣợng (g) 150 : 450 200 : 400 300 : 300 400 : 200 450 : 150 300:300

H2O (ml) 180 180 180 180 180 0

Dung dịch

PVA(1.7%)

(ml)

0 0 0 0 0 180

Hiện tƣợng

Độ xốp

quá cao,

dễ bị vỡ

khi bóp

nhẹ bằng

tay

Độ xốp

cao, bị vỡ

khi bóp

mạnh hơn

so với

mẫu B1

Độ xốp

tƣơng đối

cao,

cƣờng độ

kháng

nén hơi

thấp

Độ xốp

hơi kém,

cƣờng độ

kháng

nén

tƣơng đối

cao

Độ xốp

kém, mẫu

nặng và

cƣờng độ

kháng

nén cao

Độ xốp

tốt và

cƣờng

độ

kháng

nén tốt

Rn (kgf/cm2) - - 29.5 34.5 43 31.5

d (g/cm3) - - 0.823 0.910 1.172 0.867




40

Dựa vào bảng 3.4cho thấy tỷ lệ XM/TT bằng 1:1 với phụ gia PVA(1.7%) thu đƣợc

mẫu có thông số tốt, do vậy chọn tỉ lệ này để tiến hành nghiên cứu tiếp.

3.5.Khảo sát sự ảnh hƣởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành vật liệu

Qua quá trình khảo sát sự ảnh hƣởng của tốc độ khuấy đối với tính chất vật

liệu, chúng tôi chọn mẫu C6để nghiên cứu với các tốc độ khuấy khác nhauthu đƣợc kết

quả trình bày ở bảng 3.5 dƣới đây.

Bảng 3.5.Kết quả khảo sát sự ảnh hƣởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành vật

liệu

Tên mẫu D1 D2 D3

Tốc độ khuấy (vòng/ phút) 300 500 1000

Hiện tƣợng Hồ liệu không

đƣợc khuấy đồng

nhất và không

tạo đƣợc bọt

Hồ liệu đƣợc

khuấy tƣơng đối

đều nhƣng khả

năng tạo bọt kém

Hồ liệu đƣợc

khuấy đều, tạo

bọt tốt và dễ đổ

khuôn

Rn (Kg/cm2) - - 31.5

d (g/cm3) - - 0.867

Thông qua kết quả trên cho thấy khuấy với tốc độ 1000 vòng/phút cho hồ

liệu đồng nhất, dễ dàng đổ khuôn và mẫu cho các tính chất tốt, do đó chọn tốc độ

khuấy này để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo.




41

3.6. Khảo sát sự ảnh hƣởng của thời gian khuấy tới các tính chất của vật liệu

Để tiến hành nghiên cứu chúng tôi chọn mẫu C6 với tốc độ khuấy

1000vòng/phút đểthay đổi thời gian khuấy từ 1 ÷ 15 phút, thu đƣợc kết quả trình bày ở

bảng 3.6 dƣới đây


liệu

Tên mẫu E1 E2 E3 E4 E5 E6

Thời gian (phút) 1 3 5 7 10 15

Hiện tƣợng Độ đồng đều

kém, chƣa

tạo đƣợc hồ

liệu

Độ đồng

đều kém,

hồ liệu

chƣa xốp

Độ

xốp

tƣơng

đối

Độ

xốp

tốt

Độ

xốp

tốt

Độ xốp cao

mẫu bị sụt

nếu không

đổ ngay

Rn(kgf/cm2) - - 32 31.0 -

d (g/cm3) - - 0.932 0.867 0.865 -

Từ kết quả thu đƣợc trên bảng 3.6, với thời gian khuấy là 7 phút cho tính

chất của vật liệu tốt nhất. Nên chúng tôi chọn thời gian khuấy tối ƣu là 7 phút.

3.7. Khảo sát ảnh của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu

Từ kết quả nghiên cứu trên chúng tôi chọn mẫu C6 với thời gian khuấy 7

phút để khảo sát ảnh hƣởng của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu, thu

đƣợc kết quả trình bày ở bảng 3.7 dƣới đây.




42

Bảng 3.7.Khảo sát sự ảnh của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu


F1 F2 F3

1 Xi Măng (%) 50.00 50.00 50.00

2 Thủy tinh (<100µm) (%) 50.00 0 0

3 Thủy tinh (<50µm) (%) 0 50.00 0

4 Thủy tinh (100µm ÷200 µm) (%) 0 0 50.00

5 Natri claurinsulfat (%) 0.75 0.75 0.75

6 Dung dịch PVA (1.7%) (%) 30.00 30.00 25.00

7 Hiện tƣợng Hệ phân tán đều, dễ

chảy, dễ đổ khuôn.

Chảy lỏng nên

giảm tỉ lệ nƣớc

8 Rn(Kg/cm2) 31.5 32.5 -

9 d (g/cm3) 0.867 0.865 1.095

Qua thí nghiệm trên cho thấy ảnh hƣởng của cấp hạt rất rõ rệt lên các tính

chất của vật liệu nếu dùng thủy tinh có cấp hạt 100µm ÷200 µm. Do vậy để làm vật

liệu nhẹ ta phải nghiền mịn sao cho cấp hạt của thủy tinh <100µm và càng nhỏ càng

tốt. Cấp hạt nhỏ dễ khuyếch tán trong môi trƣờng chất hoạt động bề mặt làm cho các

hạt khó kết tụ mà ở dạng bông nên khi hình thành vật liệu nhẹ có khối lƣợng riêng nhẹ.

Nhƣng phải cân đối giữa thời gian nghiền vì sẽ tiêu hao nhiều năng lƣợng khi vận hành

ngoài thực tế (làm tăng giá thành cho sản phẩm).

3.8.Khảo sát sự ảnh hƣởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu

Với nghiên cứu này chúng tôi chon mẫu C6 và thời gian khuấy 7 phút để

khảo sát sự ảnh hƣởng của hàm lƣợng tro bay đến các tính chất của vật liệu, kết

quảđƣợc trình bày ở bảng 3.8.




43

Bảng 3.8. Khảo sát sự ảnh hƣởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu


G0 G1 G2 G3 G4 G5

1 Thủy tinh (%) 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00

2 Xi măng (%) 50.00 48.00 46.00 44.00 42.00 40.00

3 Tro bay (%) 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00


5 Dung dịch PVA (1.7%) (%) 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00

6 Hiện tƣợng Hệ phân tán đều, dễ chảy, dễ đổ khuôn.

7 Rn(Kg/cm2) 31.5 31.5 31.0 30 28.5 28.0

8 d (g/cm3) 0.867 0.878 0.872 0.882 0.892 0.885

Từ kết quả trên cho thấy nếu thay thế từ 2-6% xi măng bằng tro bay thì tính

chất vật liệu không thay đổi nhiều lắm, nên có thể chọn thay thế 4% xi măng bằng tro

bay để nghiên cứu tiếp.

Tro bay có thành phần tƣơng tự xi măng trong đó SiO2, Al2O3 hoạt tính,

ngoài ra còn có Fe2O3 và pha thủy tinh,vì vậy nó có vai trò tƣơng tự xi măng. Mục đích

của việc sử dụng tro bay thay thế cho xi măng nhằm mục đích giảm giá thành và giảm

thiểu đƣợc những sản phậm phụ góp phần làm sạch môi trƣờng.

3.9. Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu

Với nghiên cứu này chúng tôi chọn mẫu C6 và thời gian khuấy 7 phút để

khảo sát sự ảnh hƣởng của hàm lƣợng Natri silicat đến các tính chất của vật liệu, thu

đƣợc kết quảtrình bày ở bảng 3.9 dƣới đây.




44

Bảng 3.9.Khảo sát sự ảnh hƣởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu


H0 H1 H2 H3 H4 H5

1 Thủy tinh (%) 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00

2 Xi măng (%) 50.00 48.00 46.00 44.00 42.00 40.00

3 Natri silicat (%) 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00


5 Dung dịch PVA (1.7%) (%) 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00 30.00

6 Hiện tƣợng Hệ phân tán đều, dễ chảy, dễ đổ khuôn.

7 Rn(Kg/cm2) 31.5 31.0 31.5 30.5 30.5 29.5

8 d (g/cm3) 0.867 0.871 0.878 0.901 0.912 0.923

Qua các kết quả nêu ở thí nghiệm trên, cho thấy khi thay thế 2-8% xi măng

bằng Natri silicat thu đƣợc vật liệu có Rn và d không khác nhau nhiều lắm, nên có thể

chọn giá trị 2-8% Natri silicat để thay thế cho lƣợng xi măng.

Natri silicat có vai trò nhƣ một chất kết dính vì nó kết hợp với pha C2S

(2CaO. SiO2) của xi măng tạo CaH2SiO4- là pha kết dính. Ngoài ra Natri silicat còn có

vai trò tạo nên hệ keo chống sa lắng, vì vậy hệ huyền phù đƣợc ổn định và việc phân

tán các hạt ở trong dung dịch đồng đều tạo nên độ bền vững ổn định cho sản phẩm vật

liệu khi đóng rắn làm tăng tính chất của vật liệu. Kết quả này thu đƣợc khá phù hợp với

tác giả Fitel trong giáo trình Hóa học silicat giải thích vai trò của chất điện giải

Na2SiO3 làm tăng điện thế mạch là chất điện giải tốt làm thay đổi lực hút và lực đẩy

giữa các mixel tích điện, vì vậy mà làm giảm độ nhớt của hệ dẫn đến các hạt xi măng

dễ kết dính với nhau.




45

3.10. Nghiên cứu tính chất của mẫu vật liệu

Từ các kết quả nghiên cứu chúng tôi chọn một số mẫu G2, H2, F2, C6, C3 và

đƣợc kí hiệu thay thế lần lƣợt là mẫu A, B, C, D, E để tiến hành phân tích XRD và

chụp SEM, thông số vật lý (độ dẫn điện, cƣờng độ kháng nén và khối lƣợng riêng).

3.10.1.Nghiên cứu tính chất của mẫu vật liệu bằng phƣơng pháp XRD

Kết quả phân tíchXRD các mẫu đƣợc trình bày trên hình 3.1, 3.2, 3.3, 3.4,

3.5 dƣới đây.

Hình 3.1. Giản đồ XRD của mẫu A

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample A

01-072-0156 (C) - Portlandite, syn - Ca(OH)2 - Y: 5.42 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 3.58530 - b 3.58530 - c 4.89500 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P-3m1 (164) - 1

00-033-1161 (D) - Quartz, syn - SiO2 - Y: 29.55 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 4.91340 - b 4.91340 - c 5.40530 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P3221 (154) - 3 - 113.

01-085-1108 (C) - Calcium Carbonate - CaCO3 - Y: 27.89 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Rhombo.H.axes - a 4.98032 - b 4.98032 - c 17.01869 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - R-3c

00-042-0551 (D) - Calcium Silicate - Ca3SiO5 - Y: 9.34 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Monoclinic - a 12.23300 - b 7.03400 - c 24.96000 - alpha 90.000 - beta 90.100 - gamma 90.000 - Primitive - P (0) - 18 - 21

File: Quy K22 mau A.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° -

Lin

(Cps

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

2-Theta - Scale

10 20 30 40 50 60 70

d=3.

296

d=4.

909

d=4.

259

d=3.

863

d=3.

341

d=3.

032

d=2.

775

d=2.

743

d=2.

967

d=2.

629

d=2.

605

d=2.

488

d=2.

452

d=2.

281

d=2.

180

d=2.

092

d=1.

980

d=1.

921

d=1.

872

d=1.

761

d=1.

604

d=1.

539

d=3.

184

d=2.

308

d=1.

815

d=1.

669

d=1.

632




46

Hình 3.2. Giản đồ XRD của mẫu B

Hình 3.3. Giản đồ XRD của mẫu C

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample B

01-072-0156 (C) - Portlandite, syn - Ca(OH)2 - Y: 15.07 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 3.58530 - b 3.58530 - c 4.89500 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P-3m1 (164) -




File: Quy K22 mau B.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 14 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° -

Lin

(Cps

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

2-Theta - Scale

10 20 30 40 50 60 70d=

2.59

7

d=2.

949d=

4.89

5

d=4.

256

d=3.

845 d=

2.73

5

d=3.

338

d=3.

026

d=2.

771

d=2.

626

d=2.

498

d=2.

446

d=2.

281

d=2.

224

d=2.

180

d=2.

090

d=1.

981

d=1.

926

d=1.

909

d=1.

874

d=1.

815

d=1.

758

d=1.

684

d=1.

654

d=1.

624

d=1.

540

d=1.

406

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample C





File: Quy K22 mau C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° -

Lin

(Cps

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

2-Theta - Scale

10 20 30 40 50 60 70

d=4.

917

d=4.

257

d=3.

851

d=3.

340

d=3.

181

d=3.

033

d=2.

743

d=2.

606

d=2.

490

d=2.

453 d=

2.28

2

d=2.

091

d=1.

977

d=1.

923

d=1.

875

d=1.

815

d=1.

600

d=1.

486

d=1.

372

d=1.

354d=

2.77

1

d=2.

183

d=2.

164

d=1.

764

d=1.

669

d=1.

383




47

Hình 3.4. Giản đồ XRD của mẫu D

Hình3.5. Giản đồ XRD của mẫu E

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample D





File: Quy K22 mau D.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 14 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° -

Lin

(Cps

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

2-Theta - Scale

10 20 30 40 50 60 70

d=4.

926

d=4.

254

d=3.

857

d=3.

343

d=3.

036

d=2.

771

d=2.

749

d=2.

695 d=

2.63

3d=

2.60

6

d=2.

491

d=2.

281

d=2.

091

d=2.

047

d=2.

181

d=2.

128

d=1.

875

d=1.

818

d=1.

764

d=1.

623

d=1.

603

d=1.

538

d=1.

511

d=1.

491

d=1.

452

d=1.

928

d=1.

371

d=1.

907

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample E




File: Quy K22 mau E.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° -

Lin

(Cps

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

2-Theta - Scale

10 20 30 40 50 60 70

d=4.

236

d=3.

829

d=3.

331

d=3.

026

d=2.

599

d=2.

492

d=2.

279

d=2.

173

d=2.

087

d=1.

905

d=1.

871

d=1.

816

d=1.

624

d=1.

600

d=1.

539

d=1.

520

d=1.

488

d=1.

452

d=1.

372

d=2.

763

d=2.

731

d=2.

306

d=1.

761




48

Qua kết quả phân tích XRD hình 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5thấy các mẫu đều xuất

hiện các khoáng Ca3SiO5, CaCO3, SiO2 và Ca(OH)2.

Ở đây cho ta thấy rằng pha khoáng C3S, C2S, C3A, C4AF đã tham gia phản

ứng thủy phân tạo thành các hidrat CaxSiy(H2O)z, CaxAly(H2O)z, CaxAlyFez(H2O)t ở

dạng gel vô định hình và các pha tinh thể Ca(OH)2, CaCO3, SiO2(tt). Tuy nhiên pha

pooclandit Ca(OH)2còn lại một lƣợng rất nhỏ vì Ca(OH)2 đã tham gia phản ứng với

SiO2 hoạt tính tạo thành Ca3SiO5và CaCO3, phản ứng xảy ra nhƣ sau:

3Ca(OH)2 + SiO2 = Ca3SiO5 + 3H2O

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

Vì vậy trong giản đồ XRD xuất hiện pic Ca3SiO5 và CaCO3 với cƣờng độ lớn. Pha SiO2

tồn tại ở trạng thái tinh thể do lƣợng SiO2 đƣợc đƣa vào ban đầu ở trạng thái tinh thể

kém hoạt động nên không tham gia phản ứng với Ca(OH)2 vẫn ở lại trạng thái SiO2 ở

dạng hạt lấp đầy vào các lỗ trống mao quản tạo cho vật liệu chắc đặc vì vậy cƣờng độ

của vật liệu tăng lên.

3.10.2.Nghiên cứu tính chất của mẫu vật liệu bằng phƣơng pháp SEM

Kết quả phân hình ảnh SEM các mẫu đƣợc trình bày trên hình 3.6, 3.7, 3.8

dƣới đây:




49

Mẫu A Mẫu B

Mẫu C Mẫu E

Mẫu E

Hình 3.6. Kết quả hình ảnh SEM của các mẫu ở cỡ 10µm.




50

Mẫu A Mẫu B

Mẫu C Mẫu D

Mẫu E

Hình 3.7. Kết quả hình ảnh SEM của các mẫu ở cỡ 20µm.




51

Mẫu C

Hình 3.8. Kết quả hình ảnh SEM của các mẫu C.

Từ kết quả phân hình ảnh SEM các mẫu đƣợc trình bày trên hình 3.6, 3.7, 3.8

cho thấy việc phân bố cấp hạt trong vật liệu tƣơng đối đồng đều và độ rỗng nhỏ, tuy

nhiên các hạt đƣợc tích tụ ở một số mẫu không đều và có hạt to hạt nhỏ khác nhau. Vì

thế từ hình ảnh SEM cho thấy rằng, các hạt chứa trong vật liệu đƣợc sắp xếp có ảnh

hƣởng đến tính chất của vật liệu về cƣờng độ cũng nhƣ khối lƣợng riêng. Các hạt càng

lớn sắp xếp chặt chẽ cho vật liệu có cƣờng độ cao và khối lƣợng riêng lớn, ngƣợc lại

mẫu có kích thƣớc hạt nhỏ sắp xếp chồng lên nhau để khoảng trống lớn cho cƣờng độ

thấp và khối lƣợng riêngbé. Vì thế các mẫu ở đây có kích thƣớc hạt dải đều trong

khoảng <100µm nên đã sắp xếp xen kẽ lẫn nhau để tạo nên các lỗ trống nhỏ đều.




52

3.10.3.Xác định các thông số vật lý

a. Cƣờng độ kháng nén Rn (Kg/cm2)

Cƣờng độ kháng nén của các mẫu nghiên cứu đƣợc trình bày ở hình 3.8 dƣới

đây:

Hình 3.8.Cƣờng độ kháng nén của các mẫu nghiên cứu

Từ kết quả hình 3.8 cho thấyvật liệu thu đƣợc có cƣờng độ kháng nén vẫn đạt

TCVN theo bảng 1.4, tuy nhiên mẫu E (mẫu B3) có Rn thấp do không có chất kết dính

PVA.

b. Khối lƣợng riêng d (g/cm3)

Tỷ trọng của các mẫu nghiên cứu đƣợc trình bày ở hình 3.9 dƣới đây:

28.00

28.50

29.00

29.50

30.00

30.50

31.00

31.50

32.00

32.50

33.00

Mẫu A Mẫu B Mẫu C Mẫu D Mẫu E

Cƣờng độ kháng nén Rn (Kg/cm2)

Kg/cm2

Mẫu




53

Hình 3.9.Khối lƣợng riêng của các mẫu nghiên cứu

Từ kết quả hình 3.9 cho thấy các mẫu vật liệu thu đƣợc đều có khối lƣợng

riêng nhỏ hơn 1g/cm3 đạt TCVN theo bảng 1.4.

c. Hệ số dẫn nhiệt λ Kcal/m.0C.h

Hệ số dẫn nhiệtlý thuyết của các mẫu đƣợc tính gần đúng theo công thức

V.P.Necraxov(mục2.1.3),đƣợc trình bày ở bảng 3.10 dƣới đây

Bảng 3.10: Hệ số dẫn nhiệt của các mẫu

Tên mẫu A B C D E

Hệ số dẫn nhiệt λ (Kcal/m.0C.h) 0.292 0.295 0.289 0.290 0.271

Từ đây thấy vật liệu thu đƣợc có hệ số dẫn nhiệt λ của các mẫu nghiên cứu đều

đạt tiêu chuẩn qui định của TCVN (0.2÷0.3 Kcal/m.0C.h) theo bảng 1.4.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Mẫu A Mẫu B Mẫu C Mẫu D Mẫu E

Khối lƣợng riêng (g/cm3)

Mẫu

g/cm3




54

KẾT LUẬN

Qua thời gian nghiên cứu có thể đƣa ra đƣợc một số kết luận sau:

1. Thủy tinh bóng đèn đƣợc nghiền bởi máy nghiền bi để có kích thƣớc hạt thích

hợp cho sản xuất gạch bê tông nhẹ là <100 µm với thời gian nghiền 100g thủy tinh, tỷ

lệ thủy tinh/bi theo khối lƣợng bằng 1/3 với tốc độ 250 vòng/ phút là50 phút.

2. Vật liệu nhẹ không nung đƣợc chuẩn bị với tỉ lệ khối lƣợnglỏng/rắn là 3.0 :

10, tỉ lệ XM/TT =1: 1, hàm lƣợng natri claurinsunfat 0.75%, dung dịch PVA(1.7%),

tốc độ khuấy 1000 vòng/ phút, thời gian khấy 07 phút thu đƣợc vật liệu nhẹ có khối

lƣợng thể tíchd = ~0.869 g/cm3, cƣờng độ kháng nén Rn = ~31.5 Kg/cm

2 và hệ số dẫn

nhiệt λ = ~0.3 (Kcal/m.0C.h)đạt tiêu chuẩn làm vật liệu xây dựng.

3. Vật liệu nhẹ không nung đƣợc thay thế 4% khối lƣợng xi măngbởi Natri

silicat thu đƣợc vật liệu có khối lƣợng thể tích d = ~0.878 g/cm3, cƣờng độ kháng nén

Rn = ~31.5 Kg/cm2 và hệ số dẫn nhiệt λ = ~0.3 (Kcal/m.

0C.h)đạt tiêu chuẩn làm vật

liệu xây dựng.

4. Vật liệu nhẹ không nung đƣợc thay thế 4% khối lƣợng xi măng bởi tro bay

thu đƣợc vật liệu có khối lƣợng thể tích d = ~0.872 g/cm3, cƣờng độ kháng nén Rn =

~31.0 Kg/cm2 và hệ số dẫn nhiệt λ = ~0.3 (Kcal/m.

0C.h)đạt tiêu chuẩn làm vật liệu xây

dựng.




55

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Hà Vĩnh Hƣng, Huỳnh Trung Hải, Jae – Chun Lee (2009),Chất thải điện tử và công

nghệ tái chế, Tạp chí môi trƣờng số 4.

2. Nguyễn Hoàng Nghị (2002),Lý thuyết nhiễu xạ tia X, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà

Nội.

3. Nguyễn Tấn Quí, Nguyễn Thiên Ruê (2000),Giáo trình công nghệ bê tông,xi măng.

Các phương pháp tổng hợp gốm, NXB Giáo Dục.

4. Nguyễn Nhƣ Quý (2002),Công nghệ vật liệu cách nhiệt, NXB Xây Dựng.

5. Phạm Văn Tƣờng (2007),Vật liệu vô cơ, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội.

6. http://dmcgroup.vn/gkn-wiki/gach-be-tông-nhe/.

7. http://www.baoxaydung.com.vn

8.http://www.decc.com.vn/moi-truong/19-decc-moi-truong-/153-vt-liu-xay-dng-than-

thin-moi-trng.

9. http://www.gachkhongnungtet.com.vn

10. http://www.gachsieunhe.vn/cac-uu-diem/153-trong-luong-nhe.html.

11. http://www.mtx.vn/diendan/chat-thai-ran/xu-ly-bong-den-huynh-quang.

12. http://www.tatgroup.vn/san-pham/gach-be-tong-bot.

http://dmcgroup.vn/gkn-wiki/gach-be-tong-nhe/

http://www.decc.com.vn/moi-truong/19-decc-moi-truong-/153-vt-liu-xay-dng-than-thin-moi-trng



http://www.gachsieunhe.vn/cac-uu-diem/153-trong-luong-nhe.html




56

Tiếng Anh

13. Fernanda Andreola, Luisa Barbieri, Anna Corradi, Isabella Lancellotti

(2007),"Journal of the European Ceramic Society 27",CRT glass state of the art

A case study, Recycling in ceramic glazes,page 1623–1629.

14. Higashiyama. Y, Asano. K (1998),Recent progress in electrostatic separation

technology, Particul. Sci. Technol.16, page 77-90.

15. Nguyễn Quang Đức, Eiji Yamasue, Hideyuki Okumura, Keiichi N.

Ishihara(2009),Use and disposal of large home electronic appliances in Vietnam.

Journal of Material Cycles Waste Management, Vol.11, No.4: pp 358-366.

16. Matamoros-Veloza. Z, Yanagisawa.K, Rendon-Angeles.J.C and Oishi.S (2007),The

effect of hydrothermal hot-pressing parameters on the fabrication of porous

ceramics using waste glass

17. Project code (2004), "The Waste and Resource Action Programe", Materials

recovery from waste cathode ray tubes (CRTs), ICER, UK

18. UNEP(2007), E-waste Vol I: Inventory assessment manual.

19. URENCO(July 2007),The development of e-waste inventory in Vietnam (Final

Report), Hanoi.

Thủy tinh từ chất thải điện – điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không...

Documents

Transcript of Thủy tinh từ chất thải điện – điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không...