Nghiên cứu sử dụng mụn dừa ở tỉnh Bến Tre để sản xuất gạch không nung
1. Lý do chọn đề tài
Công nghệ sản xuất gạch trong nước hiện nay chủ yếu là gạch đất nung, đã và đang gây ra những hệ lụy xấu cho môi trường sinh thái. Đó là việc sử dụng ngày càng nhiều tài nguyên đất mà chủ yếu lại là đất nông nghiệp, kèm theo việc sử dụng các nguyên liệu khác phục vụ cho việc nung gạch như than đá, củi, v.v. đã gây ra những hậu quả nghiêm trọng, làm cạn kiện nguồn tài nguyên và gây ô nhiễm môi trường.
Hiện nay, gạch nung đang là một điểm yếu về công nghệ quan trọng trong công nghiệp xây dựng ở nước ta và rất cần được quan tâm. Tuy nhiên, nhu cầu về cát để phục vụ cho san lấp, xây dựng công trình nhà ở, hạ tầng giao thông, sản xuất gạch không nung, v.v. luôn ở mức cao, điều đáng nói là khả năng cung ứng cát đang ngày càng khan hiếm, trong khi nhu cầu sử dụng lại không ngừng tăng lên, việc khai thác cát quá mức đang gây cạn kiệt nguồn tài nguyên. Đến nay, trữ lượng cát sỏi lòng sông tự nhiên là có hạn, đang ngày càng cạn kiệt, ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. Tìm kiếm nguồn nguyên liệu thay thế để sản xuất vữa, bê tông xây dựng, các loại gạch không nung được xem là nhu cầu bức thiết.
Tại Bến Tre, mụn dừa là nguồn nguyên liệu tiềm năng, song để khai thác thì phải có sự nghiên cứu, thẩm định, đánh giá mẫu nguyên liệu. Kết quả điều tra năm 2016 có khoảng 300 cơ sở sản xuất chỉ sơ dừa trên toàn tỉnh. Sản xuất chỉ xơ thải ra lượng mụn dừa dao động từ 500-600 tấn/ngày, tập trung nhiều nhất vào khoảng tháng 4 đến tháng 9 hằng năm. Phần lớn mụn dừa không có bãi chứa hoặc có bãi chứa khi quá tải thì chủ cơ sở thải đổ trực tiếp xuống sông gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt của người dân và huỷ diệt nguồn lợi thuỷ sinh vật.
Một vài ứng dụng khác cho thấy mụn dừa có tính cách âm, cách nhiệt, độ bám dính tốt, tạo ra sản phẩm có trọng lượng nhẹ, v.v.. Ngoài các ứng dụng trên, mụn dừa còn được dùng trong sản xuất vật liệu xây dựng (vật liệu xây dựng nhẹ không nung Lamai sản phẩm được sử dụng cho tấm tường, sàn, trần và mái…).
Đề tài “Nghiên cứu sử dụng mụn dừa ở tỉnh Bến Tre để sản xuất gạch không nung” kì vọng sẽ mở ra hướng nghiên cứu mới nhằm tạo ra sản phẩm gạch không nung đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, tận dụng được nguồn vật liệu địa phương, thân thiện với môi trường. Do đó đề tài rất có ý nghĩa thực tiễn và khoa học.
2. Mục tiêu của đề tài
Xác định một số tính chất cơ lý của gạch không nung sử dụng mụn dừa trong thành phần cấp phối theo những tỉ lệ nhất định.
3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Gạch không nung sử dụng mụn dừa trong thành phần cấp phối.
Phạm vi nghiên cứu: Xác định một số đặc trưng cơ lí trong phòng thí nghiệm của gạch không nung khi sử dụng nguồn mụn dừa ở tỉnh Bến Tre trong thành phần cấp phối để sản xuất gạch không nung.
4. Phương pháp nghiên cứu
– Nghiên cứu lí thuyết.
– Nghiên cứu, phân tích thực nghiệm.
– Tổng hợp, phân tích rút ra kết luận.
5. Nội dung của luận văn
Chương 1. Tổng quan về gạch không nung.
Chương 2: Cơ sở khoa học xác định đặc trưng cơ lý của gạch không nung.
Chương 3: Thí nghiệm, xác định các tính chất cơ lý của gạch không nung có sử dụng mụn dừa làm chất độn trong thành phần cấp phối.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG
1.1. TỔNG QUAN VỀ GẠCH KHÔNG NUNG
1.1.1. Một số đặc điểm.
– Gạch không nung là loại gạch xây, sau khi được tạo hình thì tự đóng rắn đạt các chỉ số về cơ học: cường độ nén, uốn, độ hút nước, độ ẩm, v.v. mà không cần qua nhiệt độ. Độ bền của viên gạch không nung được gia tăng nhờ lực ép hoặc rung hoặc cả ép lẫn rung lên viên gạch và thành phần kết dính của chúng.
– Về bản chất của sự liên kết tạo hình, gạch không nung khác hẳn gạch đất nung. Quá trình sử dụng gạch không nung, do các phản ứng hoá đá của nó trong hỗn hợp tạo gạch sẽ tăng dần độ bền theo thời gian.
– Gạch không nung ở Việt Nam đôi khi còn được gọi là gạch block, gạch blốc, gạch bê tông, gạch block bê tông,v.v. tuy nhiên với cách gọi này thì không phản ánh đầy đủ khái niệm về gạch không nung.
– Mặc dù gạch không nung được dùng phổ biến trên thế giới nhưng ở Việt Nam gạch không nung vẫn chiếm tỉ lệ thấp. Tuy nhiên, hiện nay gạch không nung cũng đã khẳng định chỗ đứng vững chắc trong các công trình, nó đang dần trở nên phổ biến hơn và được ưu tiên phát triển. Có rất nhiều công trình sử dụng gạch không nung, từ công trình nhỏ lẻ, phụ trợ cho đến các công trình dân dụng, đình chùa, nhà hàng, sân golf, khu nghỉ dưỡng, cao ốc, v.v..
1.1.2. Ưu điểm, nhược điểm của gạch không nung.
+ Ưu điểm:
– Độ cứng cao, cách nhiệt tốt có thể thay thế hoàn toàn các loại vật liệu cách nhiệt hiện có trên thị trường, phòng hoả, chống thấm, chống nước tốt, kích thước chuẩn xác, quy cách hoàn hảo, v.v., nâng cao hiệu quả kiến trúc, rút ngắn thời gian thi công, tích kiệm vữa xây, giá thành hạ.
– Sản phẩm gạch không nung có nhiều chủng loại trên một loại gạch để có thể sử dụng rộng rãi từ những công trình phụ trợ nhỏ đến các công trình kiến trúc cao tầng, giá thành phù hợp với từng công trình. Có nhiều loại dùng để xây tường, lát nền, kè đê và trang trí.
– Gạch không nung được sản xuất từ công nghệ, thiết bị tiên tiến của quốc tế, nó có các giải pháp khống chế và sự đảm bảo chất lượng hoàn thiện, quy cách sản phẩm chuẩn xác. Có hiệu quả trong xây dựng rõ ràng, phù hợp với các TCVN do bộ xây dựng công bố. Nó đã tổng hợp được các tính năng ưu việt, là loại vật liệu xây dựng mới tiết kiệm năng lượng, hiện nay nước ta đang đẩy mạnh mở rộng sử dụng loại vật liệu này.
+ Nhược điểm:
– Sử dụng cát làm nguyên liệu nên làm cho nhu cầu khai thác cát tăng cao.
– Có giá thành cao hơn so với gạch nung truyền thống.
– Trong quá trình sản xuất và thi công không gây ô nhiễm nhưng lại sử dụng rất nhiều những nguyên liệu thứ phẩm gây ô nhiễm như xi măng, bột nhôm, bột đá, v.v..
– Khả năng chịu kéo yếu dễ làm cho viên gạch có hiện tượng nứt ngang, không linh hoạt khi thiết kế kiến trúc với nhiều góc cạnh, khả năng chống thấm không tốt, dễ gây nứt tường do co giãn nhiệt và các nguyên nhân khác.
1.1.3. Tình hình sản xuất gạch không nung ở Việt Nam.
Tại Việt Nam, các loại vật liệu xây dựng công nghệ cao này còn tương đối mới mẻ, nhưng với tốc độ phát triển của ngành xây dựng khá nhanh như hiện nay thì các loại vật liệu xây dựng xanh thân thiện môi trường chắc chắn sẽ có cơ hội rất lớn để phát triển. Trong Quyết định 567/QĐ-TTg ngày 28/04/2010 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt tổng thể quy hoạch ngành vật liệu xây dựng ở Việt Nam, gạch bê tông bọt siêu nhẹ được Chính phủ Việt Nam chọn làm giải pháp từng bước thay thế vật liệu xây dựng bằng đất sét nung truyền thống nhằm mục đích bảo vệ môi trường sống.
1.2. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG
1.2.1. Độ ngậm nước và khả năng chống thấm nước của gạch xi măng cốt liệu.
Độ ngậm nước của gạch xi măng cốt liệu rất thấp, đạt dưới 8% trong khi gạch đất sét nung có thể ngậm nước từ 14% đến 18%.
+ Lưu ý: Gạch có khả năng chống thấm tốt sẽ đảm bảo cường độ, độ bền tường xây và hạn chế tối đa khả năng nấm mốc, bong sơn, nứt dăm hoặc bục lớp vữa trát…
1.2.2. Khối lượng thể tích của gạch xi măng cốt liệu
– Do có cốt liệu chính là mạt đá, nên gạch xi măng cốt liệu có khối lượng thể tích đặc khoảng 2.050kg/m3. Công nghệ sản xuất hiện đại đã cho ra thị trường các loại gạch xi măng cốt liệu có lỗ rỗng lớn, thành vách mỏng. Khối lượng thể tích của gạch xi măng cốt liệu hoàn toàn phù hợp với các công trình xây dựng, kể cả nhà cao tầng.
– Kết cấu kiến trúc của tòa nhà luôn phải tính đến tải trọng tĩnh, hoạt tải và tải trọng động. Tải trọng tĩnh là yếu tố liên quan đến trọng lượng bản thân của toàn bộ kết cấu. Hoạt tải là yếu tố liên quan đến người, xe, thang máy, đồ đạc di chuyển trong tòa nhà. Tải trọng động như gió, bão, động đất, v.v..
– Tòa nhà càng cao thì yếu tố tải trọng động càng lớn. Khi kết cấu của tòa nhà cao tầng đảm bảo chịu được tải trọng động thì khối lượng thể tích của gạch không còn là vấn đề phải lưu tâm.
1.2.3. Vữa dùng cho gạch xi măng cốt liệu.
Cốt liệu chính của gạch xi măng là mạt đá, xi măng. Cường độ chịu lực của gạch xi măng cốt liệu rất cao nên không gặp rủi ro với bất kỳ loại vữa nào.
Gạch xi măng cốt liệu được hình thành từ việc liên kết các hạt đá nhỏ nên khi thi công khoan cắt tường, gạch không bị rạn hoặc vỡ loang.
1.3. GIỚI THIỆU CÁC LOẠI VẬT LIỆU CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG TẠI TỈNH BẾN TRE
1.3.1. Vật liệu sản xuất gạch không nung
Những nguyên liệu thích hợp cho việc sản xuất vật liệu không nung đó là: các loại quặng, cát, xỉ, vôi, đá, chất thải công nghiệp, chất thải xây dựng, v.v..
Yêu cầu một số nguyên liệu chính sản xuất gạch không nung:
1.3.2. Cát
Thường là cát núi, cát sông, cát nhân tạo cũng có thể được sử dụng hoặc cát thải từ công nghiệp nghiền đá, v.v.. Nhưng nguyên liệu cát phải đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật như sau: cát sử dụng là cát thô và kích thước hạt tương đối đồng nhất, hạt nhỏ hơn 0.75cm.
1.3.3. Đá mạt
Là nguyên liệu chính để sản xuất gạch không nung, đây là phế phẩm được tạo ra từ quá trình sản xuất đá xây dựng.
1.3.4. Xi măng
Sự kết hợp của xi măng thông thường, có thể cải thiện cường độ và khả năng kháng nước của gạch, giúp không bị ảnh hưởng sau khi lũ lụt, v.v.. Nếu không, sẽ có hiện tượng gạch bị nứt.
1.3.5. Nước
Mức nước thích hợp làm cho gạch có độ bền cao. Lượng nước vừa đủ sẽ tạo ra sự khác biệt độ bền của gạch, kháng nấm mốc. Nên chọn cát có độ ẩm từ 3-5%.
1.4. GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN MỤN DỪA TẠI BẾN TRE
1.4.1. Tổng quan về mụn dừa
Ngành sản xuất chỉ xơ dừa đã được hình hành rất lâu và bắt đầu phát triển từ năm 1996, cho đến những năm gần đây ngành sản xuất chỉ xơ dừa mới thật sự phát triển mạnh. Theo tính toán của các nhà chuyên môn, để sản xuất một tấn chỉ xơ dừa thì có ít nhất 2,5 tấn mụn được thải ra. Phần lớn mụn dừa không có bãi chứa hoặc có bãi chứa khi quá tải thì chủ cơ sở thải đổ trực tiếp xuống sông Thơm gây ô nhiễm môi trường và lan rộng ra các nhánh của sông Thơm, ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt của người dân và huỷ diệt nguồn lợi thuỷ sinh vật.
1.4.2. Các ứng dụng của mụn dừa
Bên cạnh làm đất sinh học, đất sạch, phân hữu cơ vi sinh, ván ép, mụn dừa là nguyên liệu sản xuất chậu trồng cây, bầu trồng cây, bao bì tự hủy. Hiện nay việc nghiên cứu tấm gạch xây tường, tấm lót sàn, tấm trần, v.v. được sản xuất từ sản phẩm bỏ đi từ nông nghiệp có thể tạo nên một loại vật liệu bền chắc. Vật liệu xây dựng này là hỗn hợp của các phế liệu nông nghiệp gồm trấu, mụn dừa trộn với xi măng và được nén lại dưới áp lực cao.
Mụn dừa dùng để sản xuất đất sạch, phân hữu cơ vi sinh, đất sinh học, giá thể trồng nấm, chậu trồng kiểng, bao bì tự hủy, ván ép.
Mụn dừa còn là nguyên liệu tốt để làm giá thể trồng nấm rơm và nấm bào ngư.
1.5. QUY TRÌNH SẢN SUẤT GẠCH KHÔNG NUNG
1.5.1. Công nghệ Polime hóa kháng
1.5.2. Công nghệ sản xuất gạch xi măng cốt liệu (gạch block)
1.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG
Ứng dụng khoa học và chuyển giao công nghệ mới sử dụng công nghệ mới để sản xuất gạch không nung từ các nguyên liệu như: xỉ than, đất, phế liệu ceramic, v.v. vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường, vừa cung cấp cho thị trường nguồn VLXD mới, đồng thời tận dụng được các nguồn phế thải xây dựng và công nghiệp góp phần cải thiện mối trường xanh, sạch, đẹp. Điều quan trọng nhất là chưa có công nghệ sản xuất gạch không nung từ những vật liệu đơn giản, rẻ tiền, có sẵn tại địa phương, ít ảnh hưởng đến đất canh tác mà còn làm sạch môi trường khỏi các loại phế liệu xây dựng cùng thiết bị dây chuyền sản xuất với năng suất cao, nhưng giá thành hợp lý cho ra sản phẩm nhiều, rẻ phù hợp với nền kinh tế của ta hiện nay.
Việc sử dụng mụn dừa trong chế tạo bê tông hay chế tạo gạch không nung có thể sẽ là hướng ứng dụng mới đem lại hiệu quả cao, tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, dồi dào tại địa phương, giảm tác động có hại đến môi trường khi sử dụng các thành phần cốt liệu thiên nhiên đang dần cạn kiệt. Mặt khác, việc sử dụng mụn dừa trong thành phần cấp phối chế tạo gạch không nung kì vọng sẽ tạo ra loại gạch không nung có đầy đủ các tính chất và đặc trưng cơ lí như các loại gạch xây thông thường.
Tuy nhiên, để có thể sử dụng mụn dừa trong thành phần cấp phối sản xuất gạch không nung, cần có những nghiên cứu chuyên sâu. Chương 2 sẽ trình bày cơ sở xác định các đặc trưng cơ lí cơ bản của vật liệu chế tạo gạch không nung, của mụn dừa cũng như các phương pháp thí nghiệm để xác định đặc trưng cơ lí của gạch không nung. Đây là cơ sở để tiến hành nghiên cứu các đặc trưng cơ lí của gạch không nung có sử dụng mụn dừa trong thành phần cấp phối.
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG
2.1. CÁC TÀI LIỆU TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN ĐẾN VIỆC XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÍ CỦA GẠCH KHÔNG NUNG.
Theo TCVN 6477:2016 (Gạch bê tông), việc xác định các đặc trưng cơ lí của gạch không nung dựa vào những yêu cầu như dưới đây:
2.1.1. Kích thước và mức sai lệch
Yêu cầu kích thước của các loại gạch và mức sai lệch cho phép được quy định:
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\8. Truong Van Yen\8. Truong Van Yen
