Sử dụng cốt liệu thủy tinh hạt nhỏ để chế tạo bê tông thủy tinh

Sử dụng cốt liệu thủy tinh hạt nhỏ để chế tạo bê tông thủy tinh

MỞ ĐẦU

1. Tên đề tài

Nghiên cứu sử dụng cốt liệu thủy tinh hạt nhỏ để chế tạo bê tông thủy tinh

2. Lý do chọn đề tài

Tỉnh Trà Vinh đang bước vào một thời kì đổi mới toàn diện trong đó các hoạt động đang chuyển từ tình trạng chậm phát triển sang một nhịp điệu mới sinh động và bước đầu đã đạt được nhiều hiệu quả kinh tế đáng khích lệ. Cùng với sự phát triển kinh tế – xã hội là quá trình cải tạo, nâng cấp đô thị hiện có, mở rộng các khu đô thị mới, quy hoạch và xây dựng các khu công nghiệp tập trung. Tỉnh Trà Vinh đang được mở rộng nhanh chóng, dân số đô thị ngày càng tăng vì thế kéo theo vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng đáng chú ý nhất là vần đề ô nhiễm rác thải y tế chai lọ thủy tinh.

Tuy nhiên cho đến nay công tác quản lý chất thải tại hầu hết các bệnh viện chưa thực hiện triệt để từ khâu thu gom, phân loại, vận chuyển và xử lý. Vì thế các chất thải y tế nguy hại phát sinh từ các hoạt động của bệnh viện đã và đang gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng gây ảnh trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng và xã hội.

Chính vì vậy mà việc nghiên cứu “Sử dụng cốt liệu thủy tinh hạt nhỏ để chế tạo bê tông thủy tinh” là một trong những đề tài góp phần làm rõ hơn về tính chất của vật liệu bê tông thủy tinh và góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường từ rác thải y tế.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

– Đối tượng nghiên cứu:

Cốt liệu thủy tinh (tận dụng chai lọ y tế) để chế tạo bê tông thủy tinh.

– Phạm vi nghiên cứu:

Tận dụng chai lọ thủy tinh từ rác thải y tế thu gom làm sạch, sau đó nghiền nhỏ nghiên cứu trộn với tỷ lệ thích hợp (thay đá dăm tự nhiên) để chế tạo bê tông thủy tinh..

4. Phương pháp nghiên cứu

– Phương pháp lí thuyết:

Nghiên cứu cơ sở lý thuyết dựa trên các tài liệu tham khảo có liên quan để tính toán phục vụ cho việc chế tạo bê tông thủy tinh.

– Nghiên cứu thực nghiệm:

+ Nghiên cứu tỉ lệ trộn mẫu 15x15x60 (cm) được đúc, bảo dưỡng và thí nghiệm trong phòng.

+ Đo đạc xử lý số liệu🡪 Xác định cường độ chịu kéo của bê tông thuỷ tinh theo cường độ chịu nén với cấp độ bền B15 và B20.

5. Bố cục luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, nội dung luận văn được trình bày gồm có 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về bê tông thủy tinh và định hướng phát triển bê tông thủy tinh trên thế giới

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm xác định khả năng chịu kéo của bê tông thủy tinh theo cường độ chịu nén.

1. CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG THỦY TINH

VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN BÊ TÔNG THỦY TINH TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

1.1. TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG THỦY TINH

1.1.1. Khái niệm cơ bản

Bê tông thủy tinh là hỗn hợp gồm: vật liệu thủy tinh ( hạt nhỏ), và các chất kết dính vô cơ như: xi măng, vôi silic, thạch cao,…,và nước cùng với những cốt liệu khác như cát được trộn theo một tỷ lệ thích hợp tạo thành một khối bê tông rắn chắc khi đông cứng.

1.1.2. Sơ lược về vật liệu thủy tinh

1.1.1.1. Định nghĩa: Thủy tinh là một dạng dung dịch rắn ở dạng vô định hình nhận được bằng cách làm nguội khối silicat nóng chảy. Quá trình chuyển đổi từ trạng thái lỏng sang trạng thái thủy tinh là một quá trình thuận nghịch. Đặc điểm trạng thái của thủy tinh là không có điểm chảy rõ nét, có độ đồng nhất và có tính đẳng hướng.

1.1.1.2. Nguồn gốc và sự phát triển của vật liệu thủy tinh

Thủy tinh là một vật liệu khá phổ biến và có nhiều ứng dụng trong đời sống xã hội xưa cũng như của con người ngày nay. Nhưng ít ai biết được quá trình lịch sử hình thành của vật liệu này với vẻ đẹp mong manh và trong suốt của nó.

Thủy tinh đầu tiên là một loại khoáng chất ốpxiđian được tạo ra tự nhiên từ những vụ nổ núi lửa. Thủy tinh được làm ra khoảng 1500 năm trước Công Nguyên ở Ai Cập và Mesopotamia. Những người thợ đầu tiên tạo hình cho thủy tinh bằng cách đắp thủy tinh lỏng xung quanh một cái lõi bằng cát hay đất sét, sau đó dỡ bỏ nguyên liệu làm lõi. Cuối cùng thủy tinh được đã nguội được cắt bẻ và mài bóng.

Trong niên kỉ tiếp theo những người thợ thủy tinh đã học cách cho thêm một số thành phần vào thủy tinh để tăng độ bền làm cho thủy tinh trong hơn và tạo ra màu sắc đặc biệt. Công nghiệp thủy tinh chứng kiến cuộc cách mạng đầu tiên khoảng 300 năm trước Công Nguyên, khi những người thợ thủy tinh Siri phát minh ra chiếc ống thỏi giúp cho việc tạo ra vô số sản phẩm khác nhau về hình dáng và độ dày.

1.1.3. Phân loại thủy tinh: Ta chỉ xem xét một số cách phân loại thủy tinh chủ yếu:

1.1.3.1. Phân loại theo thành phần cấu tạo thủy tinh: Tất cả thủy tinh thông thường có thể chia thành hai loại tùy thuộc vào các thành phần chứa trong thủy tinh

+ Thủy tinh hữu cơ

+ Thủy tinh vô cơ gồm 02 nhóm chính: nhóm thủy tinh kron

(chứa Na₂O, CaO) và nhóm thủy tinh flint (chứa PbO)

Từ 02 loại chính thủy tinh còn được chia thành khoảng 200 loại khác nhau với những tính chất hoàn toàn khác nhau.

• • 1. 1.3.2. Phân loại thủy tinh theo màu sắc (theo độ tán sắc ánh sáng):

+ Thủy tinh không màu: loại thủy tinh không lọc được ánh sáng thường có dạng trong suốt.

+ Thủy tinh có màu: có khả năng hấp thụ màu của ánh sáng tùy theo thành phần cấu tạo của nó và chỉ cho một số màu sắc ít bị hấp thụ đi qua tạo nên màu của tấm thủy tinh

Sản xuất thủy tinh màu khó hơn thủy tinh không màu nó đòi hỏi các chế độ kĩ thuật phải ổn định và chính xác.

1.1.3.3. Phân loại theo công dụng

+ Thủy tinh kĩ thuật: thủy tinh thí nghiệm hóa, thủy tinh ống…

+ Thủy tinh sinh hoạt: nồi, tô, chén…

+ Thủy tinh xây dựng: thủy tinh làm cửa, gạch thủy tinh…

1.2. ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN BÊ TÔNG THỦY TINH Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI

Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của đất nước, các sản phẩm thuỷ tinh xây dựng ngày càng được sử dụng rộng rãi. Nhu cầu về gạch gốm, sứ xây dựng ở thị trường trong nước vẫn đang phát triển song ngày càng đòi hỏi cao về chất lượng và sự đa dạng về mẫu mã của sản phẩm… 

1.2.1 Hiện trạng sản xuất

Hiện nay nước ta có 8 cơ sở sản xuất kính xây dựng với tổng công suất là 88,2 triệu m2/năm, và phân theo vùng lãnh thổ như sau : 

– Miền Bắc: 6 cơ sở với công suất 63,2 triệu m2/năm chiếm 71,65% tổng công suất 

– Miền Nam: 2 cơ sở với công suất 25 triệu m2/năm chiếm 28,35% 

Về công nghệ hiện nay nước ta đang tồn tại 3 loại công nghệ sản xuất kính xây dựng gồm: 

– Phương pháp kéo đứng: Đây là một phương pháp công nghệ lạc hậu trên thế giới, đến nay nước ta có 2 dây chuyền duy nhất sản xuất theo phương pháp này là của Công ty Kính Đáp Cầu công suất 4,6 triệu m2/năm. 

– Phương pháp kéo ngang: Phương pháp này có ưu điểm so với phương pháp kéo đứng song cũng là một công nghệ lạc hậu. Hiện đang có 6 dây chuyền sản xuất theo phương pháp này ở các địa phương Bắc Ninh, Hải Phòng, Quảng Ninh, Hưng Yên và Bà Rịa – Vũng Tàu với tổng công suất là 35,6 triệu m2/năm. 
– Phương pháp kính nổi Float: Đây là phương pháp công nghệ tiên tiến nhất trên thế giới, ở Việt Nam có 2 nhà máy sản xuất kính tấm theo phương pháp kính nổi là Công ty liên doanh kính nổi VFG Bắc Ninh công suất 28 triệu m2/năm và công ty kính nổi Bình Dương công suất 20 triệu m2/năm chiếm 54,5% tổng sản lượng. 
Về chất lượng: Sản phẩm kính được sản xuất bằng phương pháp kéo đứng và kéo ngang nhìn chung ở các cơ sở đều đạt tiêu chuẩn Việt Nam. Chất lượng kính nổi VFG Bắc Ninh và Bình Dương đạt tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản. 

Ngoài các dây chuyền kính tấm hiện nay các doanh nghiệp đã đầu tư nhiều dây chuyền gia công sau kính như kính gương tráng bạc, gương tráng nhôm, kính dán, kính tôi an toàn, kính mài trang trí và chậu rửa mặt bằng thuỷ tinh cao cấp… Sản phẩm sau kính do được sản xuất trên các dây chuyền tiên tiến nên đều đạt chất lượng tương đương với sản phẩm kính của các nước trên thế giới và khu vực. Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của đất nước, các sản phẩm thuỷ tinh xây dựng ngày càng được sử dụng rộng rãi. Thuỷ tinh xây dựng Việt Nam hiện nay đã đáp ứng phần lớn nhu cầu xây dựng trong nước và đã xuất khẩu ra thị trường thế giới, năm 2004 xuất khẩu kính xây dựng đạt 9,68 triệu USD. 

1.2.2. Hướng phát triển 

Hướng phát triển thuỷ tinh xây dựng Việt Nam nhằm thoả mãn nhu cầu xây dựng trong nước và tham gia thị trường thế giới trong giai đoạn tới như sau: 

– Về công nghệ:  Loại bỏ công nghệ lạc hậu trong sản xuất kính xây dựng, trước mắt là loại bỏ dây chuyền kéo đứng. Các dây chuyền kính chuẩn bị đầu tư chỉ lựa chọn công nghệ Float nhằm nâng cao khả năng cạnh tranh của kính sản xuất trong nước. 

– Về sản phẩm: Tiếp tục đầu tư để đa dạng hoá các sản phẩm sau kính như: kính an toàn dán 2 hoặc nhiều lớp, kính hấp thụ nhiệt, kính hoa văn và các sản phẩm thuỷ tinh xây dựng khác như: gạch block thuỷ tinh, chậu rửa thuỷ tinh, nghiên cứu phát triển các loại vật liệu trang trí từ kính mầu in lưới, kính tự rửa… kính siêu dày > 20 mm và kính siêu mỏng <1 mm. 

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG THỦY TINH

• 1. MỤC ĐÍCH XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG

Khi nói đến cường độ bê tông là nói đến khả năng chịu nén của mẫu bê tông. Theo tiêu chuẩn xây dựng cũ của Việt Nam (TCVN 3105:1993, TCVN 4453:1995), mẫu dùng để đo cường độ chịu nén là một mẫu bê tông hình lập phương có kích thước 150×150× 150mm và mẫu dùng để đo cường độ chịu nén là một mẫu bê tông có kích thước 150x150x150mm, được dưỡng hộ trong điều kiện tiêu chuẩn quy định trong TCVN 3105:1993, trong thời gian 28 ngày sau khi bê tông ninh kết. Sau đó được đưa vào máy nén để đo ứng suất nén phá hủy mẫu. Qua đó xác định được cường độ chịu nén của bê tông, đơn vị tính bằng MPa (N/mm²) hoặc daN/cm² (kG/cm²).

2.2. CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

2.2.1. Cường độ của bê tông

• Cường độ là một đặc trưng cơ bản, phản ánh khả năng của bê tông chống lại sự phá hoại gây ra dưới tác dụng của tải trọng.
  • 1. . Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông
       1. . Ảnh hưởng của cường độ đá ximăng
• Cường độ bê tông phụ thuộc vào cường độ cốt liệu, cường độ của đá X và cấu tạo bêtông, trong đó cường độ của đá ximăng có ảnh hưởng rất lớn. Cường độ của đá X lại phụ thuộc vào mác ximăng và độ đặc của đá ximăng, tức phụ thuộc vào tỷ lệ N/X.
  • • 1. . Ảnh hưởng của cốt liệu
• Xuất phát từ điều kiện đồng nhất về cường độ của các thành phần cấu trúc trong bê tông (đá xi măng và cốt liệu to, nhỏ hay vữa xi măng với cốt liệu to) thì cường độ của cốt liệu ảnh hưởng đến cường độ bê tông chỉ trong trường hợp cường độ của nó thấp hơn hoặc xấp xỉ cường độ của đá hay vữa xi măng.
  • • 1. . Ảnh hưởng của cấu tạo bê tông

Cường độ bê tông không những phụ thuộc vào cường độ đá X, chất lượng cốt liệu mà còn phụ thuộc vào độ đặc của bê tông, nghĩa là phụ thuộc vào sự lựa chọn thành phần và chất lượng thi công hỗn hợp bê tông. Nếu như trong bê tông có các lỗ rỗng, thì nó không những làm giảm diện tích làm việc của vật liệu, mà còn tạo ra trong bêtông những ứng suất tập trung hai bên lỗ rỗng. Ứng suất này sẽ làm giảm khả năng của bê tông chống lại ngoại lực tác dụng. Vậy để tạo hình được tốt, ngoài việc lựa chọn thành phần bê tông sao cho đặc chắc nhất, thì vấn đề quan trọng là chọn độ dẻo của hỗn hợp bê tông và phương pháp thi công sao cho phù hợp.

• • • 1. . Ảnh hưởng của phụ gia

Phụ gia tăng dẻo có tác dụng làm tăng tính dẻo cho hỗn hợp bêtông nên có thể giảm bớt lượng nước nhào trộn, do đó lượng nước của bê tông sẽ tăng lên đáng kể.

• • • 1. . Ảnh hưởng của điều kiện môi trường

LIÊN HỆ:

SĐT+ZALO: 0935568275

F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\LY LUAN VA PHUONG PHAP DẠY HOC VAT LY\XAY DUNG CONG TRINH DD&DN\TRA VINH\9. Tran Thi Tuyet Phuong\9. Tran Thi Tuyet Phuong