Nghiên cứu sử dụng bùn thải đô thị đã xử lý chế tạo gốm tường theo phương pháp dẻo

Tóm tắt Nghiên cứu sử dụng bùn thải đô thị đã xử lý chế tạo gốm tường theo phương pháp dẻo: ...8 CaO 6,38 6,86 5,62 7,23 Fe2O3 5,25 5,64 2,13 2,74 K2O 2,47 1,95 0,96 3,33 MgO 1,81 2,65 2,59 1,24 MnO 1,16 0,14 0,68 0,04 P2O5 0,63 1,25 0,29 0,87 TiO2 0,13 0,68 0,03 0,38 MKN 6,93 - 22,21 - Σ oxit, % 100 100 100 100 25 Hòa, N. N., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Từ kết qu... 20B 30B 40B 50B SiO2 1,1145 1,1163 1,1180 1,1198 1,1215 Al2O3 0,1319 0,1253 0,1188 0,1122 0,1056 CaO 0,0322 0,0413 0,0504 0,0595 0,0686 Fe2O3 0,0390 0,0383 0,0376 0,0369 0,0362 MgO 0,0387 0,0412 0,0437 0,0462 0,0487 K2O 0,0232 0,0228 0,0224 0,0219 0,0215 P2O5 0,0037 0,0042 0,0047 0,0052 0,00...o dỡ ra khỏi lò nung. Sau đó, tiến hành đánh giá tính chất về hình dáng, màu sắc và các tính chất cơ lý của mẫu. a. Tính chất ngoại quan Tính chất này đánh qua quan sát hình dáng, màu sắc. Nhận thấy, tất các mẫu gạch có sử dụng bùn thải bề mặt phẳng nhẵn hình dáng vuông vắn, hình dạng đẹp vuô...

pdf12 trang | Chia sẻ: Tài Phú | Ngày: 21/02/2024 | Lượt xem: 26 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Nghiên cứu sử dụng bùn thải đô thị đã xử lý chế tạo gốm tường theo phương pháp dẻo, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
i đất sét để sản xuất gốm tường
tạo hình theo phương pháp dẻo. Sản phẩm chế tạo có các tính chất cơ lý đạt được theo Tiêu chuẩn
Việt Nam (TCVN) 1451:1998 [9] với hàm lượng bùn đô thị này đưa vào hợp lý.
2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Nguyên liệu bùn đô thị, bùn thải xử lý
Bùn đô thị: Bùn đô thị được lấy nạo vét từ các sông, kênh mương đô thị Hà Nội để chuẩn bị
nguyên liệu bùn. Bùn này được xử lý tách nước qua lắng trọng lực, loại bỏ rác cỡ lớn, sau đó xử lý
cho lọt qua sàng 1,25 mm, đảm bảo yêu cầu sản xuất gạch nung [6, tr53]. Bùn ban đầu (B) là bùn sau
tách nước và để khô tự nhiên 1÷2 ngày, nhưng độ ẩm vẫn rất cao. Bùn B sau đó được xử lý giảm độ
ẩm bằng cách trộn với vỏ trấu nghiền (cỡ hạt < 0,63 mm), theo tỷ lệ nhất định, đảm bảo yêu cầu đồng
nhất ở Hình 1.
24
Hòa, N. N., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
(a) Bùn thải khi ướt (b) Bùn lấy xử lý khô tự nhiên
(c) Bùn B sau chuẩn bị (d) Vỏ trấu nghiền
Hình 1. Bùn thải và chuẩn bị bùn thải
Trong xử lý làm khô bùn thải, có thể thực hiện bằng cách sấy, phơi tự nhiên hay trộn với nguyên
liệu khác như bột đá, bột trấu, bột rơm rạ, ... Do trấu chứa chủ yếu và SiO2 và chất hữu cơ xenlulô nên
trong nghiên cứu này, nhóm sử dụng 02 loại bùn: Bùn B; và bùn B51 là bùn B được trộn với vở trấu
theo tỷ lệ bùn : bột vỏ trấu = 5:1 (tỷ lệ vật liệu khô về khối lượng).
Thành phần hóa của bùn thải, bùn thải xử lý với trấu. Kết quả phân tích và xác định được nêu
trong Bảng 1.
Bảng 1. Thành phần hóa của bùn và bùn xử lý với trấu
Cấu tử
Mẫu bùn B Mẫu bùn B51
Có MKN Bỏ MKN Có MKN Bỏ MKN
SiO2 67,81 72,86 61,91 79,59
Al2O3 7,42 7,97 3,56 4,58
CaO 6,38 6,86 5,62 7,23
Fe2O3 5,25 5,64 2,13 2,74
K2O 2,47 1,95 0,96 3,33
MgO 1,81 2,65 2,59 1,24
MnO 1,16 0,14 0,68 0,04
P2O5 0,63 1,25 0,29 0,87
TiO2 0,13 0,68 0,03 0,38
MKN 6,93 - 22,21 -
Σ oxit, % 100 100 100 100
25
Hòa, N. N., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Từ kết quả phân tích thành phần hóa của các bùn, ta thấy bùn thải chứa hàm lượng lớn là SiO2,
chứng tỏ bùn chứa nhiều cát, ngoài ra trong bùn còn các oxit Al2O3, CaO, Fe2O3, K2O, . . . các oxit
này tương tự như trong đất sét, phù hợp để sản xuất gạch. Trong bùn cũng chứa một lượng mất khi
nung (MKN) lớn, với bùn B51 thì MKN tăng thêm là do từ vỏ trấu đưa vào. MKN thường là chất hữu
cơ, nó sẽ bị cháy khi nung và nó sinh nhiệt một phần, rất phù hợp tận dụng khi nung sản phẩm gốm.
Ngoài ra trong bùn có các thành phần rất nhỏ vi lượng các chất khác.
2.2. Nguyên liệu đất sét
Nguyên liệu dẻo là đất sét dễ chảy (ĐS) lấy từ nhà máy sản xuất gạch ngói Hữu Hưng – Hoài Đức,
Hà Nội ở Hình 2(a) Sau đó đất sét được gia công cơ học cỡ hạt < 0,63 mm [6] ở Hình 2(b).
(a) Đất sét ban đầu (b) Đất sét được nghiền nhỏ
Hình 2. Nguyên liệu đất sét Hữu Hưng
Đất sét ban đầu lấy từ nhà máy có độ ẩm khá cao, có kích thước khá lớn. Nó được phơi khô tự
nhiên. Đất sét được kiểm tra các tính chất ban đầu ở Bảng 2. Sau đó được sấy khô và nghiền nhỏ đến
cỡ hạt bé hơn 0,63 mm ở Hình 2(b).
Trị số dẻo của đất sét xác định theo TCVN 4197:2012, được kết quả trị số dẻo Id đạt 24, là loại
đất sét có độ dẻo cao theo phân loại TCVN 9362-2012.
Bảng 2. Một số tính chất đất sét
TT Tính chất Đơn vị Kết quả Tiêu chuẩn kiểm tra
1 Độ ẩm ban đầu % 18,63 TCVN 4196:2012 [17]
2 Độ ẩm để phơi khô tự nhiên % 8,54 TCVN 4196:2012 [17]
3 KLTT tự nhiên g/cm3 0,80 TCVN 4202:2012 [18]
4 KLTT bột khô g/cm3 1,17 TCVN 4202:2012 [18]
5 Khối lượng riêng g/cm3 2,60 TCVN 4915:2012 [19]
6 Độ ẩm giới hạn Wgh % 45 TCVN 4345:1986 [20]
7 Độ ẩm lăn vê Wlv % 21 TCVN 4345:1986 [20]
8 Chỉ số dẻo - 24 TCVN 4345:1986 [20]
Thành phần hóa của đất sét được xác định cho kết quả ở Bảng 3. Kết quả phân tích cho thấy, đất
sét sử dụng trong nghiên cứu đảm bảo các yêu cầu thành phần hóa để sản xuất gạch đất nung theo
26
Hòa, N. N., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
TCVN 4353:1986. Hàm lượng oxit Fe2O3 cao, sẽ giúp cho sản phẩm sau khi nung có màu đỏ. Hàm
lượng SiO2, Al2O3 và các một số oxit khác cũng nằm trong yêu cầu cho phép của đất sét sản xuất gạch
nung TCVN 4353:1986.
Bảng 3. Thành phần hóa của nguyên liệu đất sét Hữu Hưng
Cấu tử Oxyt Hàm lượng, % Quy đổi về 100% Bỏ MKN quy về 100%
SiO2 65,42 66,77 70,72
Al2O3 13,84 14,12 14,96
CaO 1,27 1,30 1,37
Fe2O3 6,22 6,34 6,72
MgO 1,43 1,46 1,55
SO3 0,52 0,53 0,56
K2O 2,18 2,22 2,37
P2O5 0,44 0,45 0,48
TiO2 0,36 0,37 0,39
Na2O 0,82 0,84 0,89
MKN 5,48 5,50 -
Tổng 97,98 100 100
a. Phối liệu và chế tạo mẫu thí nghiệm
Các nguyên liệu sau khi chuẩn bị, được định lượng theo khối lượng tùy thành phần mỗi phối liệu
nghiên cứu. Các nguyên liệu được trộn đều, đồng nhất. Sau đó, phối liệu được trộn đều thêm nước sao
cho phối liệu đảm bảo độ ẩm tạo hình. Tiếp đó, phối liệu được ủ trong túi nilon thời gian tối thiểu 2
ngày. Sau khi ủ, phối liệu được đem tạo hình mẫu dạng tấm trong khuôn 50×50×10 mm, và mẫu dạng
khối trong khuôn 50×50×50 mm. Quá trình chế tạo mẫu, phải đảm bảo mẫu được đầy các góc cạnh,
không có bọt khí, không bị phân lớp, mẫu không bị méo, biến dạng.
b. Lựa chọn chế độ gia công nhiệt
Trong nghiên cứu này, nhóm thực hiện chế độ gia công nhiệt sấy và nung như sau: Mẫu thí nghiệm
được tạo hình từ phối liệu đạt độ dẻo, độ ẩm tạo hình. Mẫu sau tạo hình được hong tự nhiên trong
(a) Sấy mẫu (b) Lò nung mẫu
Hình 3. Gia công nhiệt sấy và nung mẫu
27
Hòa, N. N., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
1 ngày, sau đó sấy khô ở 105 °C đến khối lượng không đổi trong lò điện ở Hình 3(a). Sau đó, các
mẫu được đem nung trong lò điện ở nhiệt độ cao nhất đến 970 °C ở Hình 3(b) với tốc độ nâng nhiệt
100÷200 °C/h, thời gian hằng nhiệt 2 giờ và làm nguội tự nhiên (tắt lò). Việc chọn nhiệt đô nung lớn
nhất là do sử dụng đất sét dễ chảy.
3. Kết quả nghiên cứu và bàn luận
3.1. Kết quả tính chất của phối liệu
Để nghiên cứu ảnh hưởng của bùn thải, bùn xử lý đến một số tính chất của sản phẩm gạch nung,
đề tài đã sử dụng 02 loại bùn, trộn với đất sét với tỷ lệ ĐS/BT là 90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50
ở Bảng 4. Với thành phần hóa nguyên liệu Bảng 1, Bảng 3 và tỷ lệ thành phần phối liệu ta xác định
được bảng thành phần hóa của phối liệu, rồi thông qua thành phần mol của từng oxit xác định điểm
biểu diễn phối liệu (X,Y) ở Bảng 5. Với X là tổng số mol của các oxit dễ chảy, Y là tỷ lệ mol phần
Al2O3/SiO2. Các điểm này đều nằm trong vùng 6 vùng sản xuất gốm tường [6, tr54]. Các phối liệu
được khảo sát để tìm độ ẩm tạo hình phù hợp cho phương pháp tạo hình dẻo trong Bảng 6.
Bảng 4. Các cấp phối nghiên cứu
Tỉ lệ nguyên liệu Kí hiệu cấp phối theo loại bùn
Đất sét Bùn thải Bùn B Bùn B51
90% 10% 10B 10B51
80% 20% 20B 20B51
70% 30% 30B 30B51
60% 40% 40B 40B51
50% 50% 50B 50B51
Bảng 5. Thành phần mol của từng oxit trong các phối liệu
Số mol theo Tỷ lệ ĐS:BT tương ứng với các loại bùn sử dụng
Với phối liệu sử dụng loại bùn B
Oxit 10B 20B 30B 40B 50B
SiO2 1,1145 1,1163 1,1180 1,1198 1,1215
Al2O3 0,1319 0,1253 0,1188 0,1122 0,1056
CaO 0,0322 0,0413 0,0504 0,0595 0,0686
Fe2O3 0,0390 0,0383 0,0376 0,0369 0,0362
MgO 0,0387 0,0412 0,0437 0,0462 0,0487
K2O 0,0232 0,0228 0,0224 0,0219 0,0215
P2O5 0,0037 0,0042 0,0047 0,0052 0,0057
TiO2 0,0049 0,0053 0,0056 0,0059 0,0063
MnO 0,0002 0,0004 0,0006 0,0007 0,0009
Na2O 0,0121 0,0108 0,0094 0,0081 0,0067
Y 0,1184 0,1123 0,1062 0,1002 0,0942
X 0,1455 0,1548 0,1641 0,1734 0,1827
28
Hòa, N. N., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
Với phối liệu sử dụng loại bùn B51
Oxit 10B51 20B51 30B51 40B51 50B51
SiO2 1,1047 1,0966 1,0885 1,0804 1,0723
Al2O3 0,1281 0,1178 0,1074 0,0971 0,0867
CaO 0,0309 0,0386 0,0463 0,0541 0,0618
Fe2O3 0,0370 0,0344 0,0318 0,0291 0,0265
MgO 0,0350 0,0338 0,0325 0,0313 0,0301
K2O 0,0241 0,0244 0,0248 0,0252 0,0256
P2O5 0,0033 0,0035 0,0036 0,0038 0,0040
TiO2 0,0045 0,0044 0,0043 0,0042 0,0041
MnO 0,0000 0,0001 0,0001 0,0002 0,0002
Na2O 0,0121 0,0108 0,0094 0,0081 0,0067
Y 0,1160 0,1074 0,0987 0,0898 0,0809
X 0,1392 0,1421 0,1450 0,1480 0,1509
Bảng 6. Độ sụt kim vica và độ ẩm tạo hình của phối liệu
Phối
liệu
Độ sụt kim
vica, cm
Độ ẩm tạo hình xác định được, %
Khối lượng vật liệu ẩm, g Khối lượng vật liệu khô, g Độ ẩm tạo hình, %
10B 3,1 100 77,92 22,08
20B 3,3 100 77,47 22,53
30B 3,5 100 78,14 21,86
40B 3,8 100 77,68 22,32
50B 3,9 100 78,75 21,25
10B51 3,2 100 77,87 22,13
20B51 3,6 100 78,11 21,89
30B51 3,5 100 77,59 22,41
40B51 3,8 100 76,35 23,65
50B51 3,6 100 76,94 23,06
Nhóm đề tài đã tiến hành xác định độ ẩm tạo hình của từng phối liệu theo TCVN 4345:1986 [20].
Mỗi phối liệu sẽ được trộn đều, đồng nhất với lượng nước nhất định tương ứng độ ẩm tạo hình, rồi
được ủ kín trong túi. Kết quả thí nghiệm của từng phối liệu ở Bảng 6.
Có thể thấy độ ẩm tạo hình tăng nhẹ khi ta sử dụng bùn thải B, còn với bùn B51 thì độ ẩm này
tăng nhiều hơn. Các phối liệu này đều có độ ẩm tạo hình cao hơn chút so với độ ẩm tạo hình dẻo lý
thuyết 18÷22% [6]. Sự tăng này là do đặc tính của bùn, ở cùng khối lượng có tỷ diện tích bề mặt lớn
hơn và, đặc biệt vỏ trấu rất nhẹ, nên tăng thể tích lớn hơn.
3.2. Kết quả tính chất của mẫu tạo hình
Trong thí nghiệm này, nhóm nghiên cứu tạo hình các mẫu dạng tấm kích thước 50×50×10 mm,
và các mẫu hình lập phương 50×50×50 mm. Việc tạo hình đảm bảo phối liệu được lèn chặt đầy góc,
cạnh của khuôn. Mẫu tạo hình xong được đặt trên các tấm kính riêng biệt để đảm bảo mẫu không bị
biến dạng ở Hình 4(a), Hình 4(b).
29
Hòa, N. N., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
(a) Mẫu tạo hình từ phối liệu 10B51 (b) Mẫu tạo hình từ phối liệu 50B51
Hình 4. Mẫu tạo hình trong nghiên cứu
Trong quá trình tạo hình, nhóm nghiên cứu nhận thấy khi lượng bùn thải thay thế 10÷30%, khả
năng tạo hình tốt, bề mặt nhẵn. Khi hàm lượng bùn tăng lên 40÷50% khả năng tạo hình có khó khăn
hơn, bề mặt mẫu có vết rạn nhỏ, đặc biệt với các mẫu B51, nhưng vẫn có hình dạng tốt ở Hình 4(b).
Sự giảm khả năng tạo hình này là do bùn làm giảm tính dẻo của phối liệu, đặc biệt bột vỏ trấu là vật
liệu gầy, nó không có khả năng liên kết.
3.3. Tính chất co ngót
Độ co ngót của mẫu xác định theo TCVN 4345:1986 [20] trên các mẫu 50×50×10 mm. Các mẫu
thí nghiệm được gia công nhiệt khi sấy ở Hình 5(a), và gia công nhiệt nung ở Hình 5(b). Kết quả xác
định độ co khi sấy, khi nung thu được ở Bảng 7.
(a) Mẫu sau sấy (b) Mẫu sau nung
Hình 5. Mẫu sau gia công nhiệt
Khi tăng lượng bùn thải ta thấy độ co khi sấy và độ co khi nung đều giảm dần, dẫn đến độ co tổng
cũng giảm dần ở Bảng 7. Điều này cho thấy nguyên liệu bùn đưa vào có tính chất gầy vì nó làm giảm
co khi sấy và cả khi nung. Với mẫu tạo hình từ bùn B51 có độ co khi sấy còn giảm hơn một chút so
với phối liệu tương ứng của bùn B. Hiện tượng co khi sấy tăng lên là do bùn đưa vào làm giảm khả
năng liên kết, tức làm gầy đất sét, và khi bùn xử lý với bột trấu làm giảm tính liên kết đất sét, nhưng
co tăng do tính xốp và co của trấu. Độ co khi nung là do sự kết khối của mẫu khi nung, tức là khi
30
Hòa, N. N., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
nung ở nhiệt độ cao, sự hình thành pha lỏng, kéo các phần vật chất rắn lại. Khi tăng hàm lượng bùn,
độ co khi nung giảm có thể do nguyên nhân với nhiệt độ nung này sự kết khối mẫu hình thành lượng
pha lỏng ít để liên kết các phần vật chất rắn, lượng chưa đủ nhiều để lấp vào các lỗ rỗng do nước bay
hơi đi hay do MKN cháy hết tạo ra. Kết quả độ co này tương ứng và nhỏ hơn so với trong nghiên cứu
[7] cùng tạo hình dẻo, nhưng lớn hơn rất nhiều khi mẫu tạo hình bán khô [8]. Bởi, trong nghiên cứu
này, mẫu được tạo hình dẻo với độ ẩm cao và nhiệt độ nung lựa chọn là 970 °C, không phải là nhiệt
độ lớn.
Bảng 7. Kết quả xác định độ co của các cấp phối Đất sét-bùn thải
Loại bùn Phối liệu
Độ co ngót, %
Độ co sấy, % Độ co nung, % Độ co tổng, %
Bùn B 10B 4,83 2,26 7,09
20B 3,71 1,61 5,32
30B 3,47 0,97 5,44
40B 3,50 0,52 4,02
50B 2,25 0,42 2,67
Bùn B51 10B51 4,47 2,61 7,08
20B51 3,58 2,04 5,62
30B51 3,43 2,52 5,95
40B51 3,49 1,87 5,36
50B51 2,87 1,85 4,72
3.4. Kết quả tính chất ngoại quan và tính chất cơ lý của mẫu nung
Hình 6. Mẫu sau nung
Các mẫu sau khi nung được tháo dỡ ra khỏi lò
nung. Sau đó, tiến hành đánh giá tính chất về hình
dáng, màu sắc và các tính chất cơ lý của mẫu.
a. Tính chất ngoại quan
Tính chất này đánh qua quan sát hình dáng,
màu sắc. Nhận thấy, tất các mẫu gạch có sử dụng
bùn thải bề mặt phẳng nhẵn hình dáng vuông vắn,
hình dạng đẹp vuông thành, sắc cạnh theo Hình 6.
Màu sắc của mẫu có hiện tượng bị nhạt đỏ dần
khi tăng hàm lượng bùn thải trong phối liệu, và
không có vết tróc do vôi trên bề mặt tất cả các
mẫu, đảm bảo theo TCVN 1451:1998 [9]. Hiện
tượng bạc màu, đây cũng chính là nhược điểm của phương pháp dẻo. Nguyên nhân là do trong bùn
có những chất tan, nó bị đọng lại ở bề mặt sau quá trình gia công nhiệt [6]. Trong nghiên cứu này, do
mẫu được tạo hình phương pháp dẻo nên độ ẩm tạo hình khá lớn, tức là lượng nước đưa vào khá cao.
Dưới tác động của quá trình sấy, nung thì nước này di chuyển ra bề mặt mẫu kéo theo chất tan tới bề
mặt. Về tính âm thanh, cho tiếng đanh chắc khi gõ mẫu vào nhau, có xu hương giảm dần khi tăng hàm
lượng bùn trong phối liệu. Điều này cho thấy khả năng kết khối của mẫu giảm đi khi tăng bùn thải.
31
Hòa, N. N., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
b. Tính chất cơ lý của mẫu khi nung
Hai tính chất cơ lý rất quan trọng với sản phẩm gạch nung là độ hút nước bão hòa và cường độ
nén của mẫu. Độ hút nước của mẫu được xác định theo TCVN 6355-4:2009. Thí nghiệm và kết quả
độ hút nước bão hòa thể hiện ở Hình 7(a) và Hình 7(b).
(a) Thí nghiệm xác định độ hút nước (b) Độ hút nước của mẫu sau nung
Hình 7. Tính chất độ hút nước của mẫu khi nung
Kết quả cho thấy, với cả phối liệu của bùn B, bùn B51 thì độ hút nước của các mẫu có giá trị từ
khoảng 8% đến trên 18%, và độ hút nước bão hòa tăng lên khi sử dụng bùn vào phối liệu tăng từ 10
đến 50%. Khi hàm lượng bùn trong phối liệu 10÷30% thì độ hút nước của mẫu đều nhỏ hơn 16%,
đảm bảo yêu cầu TCVN 1451:1998 [9]. Tuy nhiên, với các cấp phối sử dụng 40% và 50% bùn thải, độ
hút nước bão hòa của mẫu đều lớn hơn 16%, không đảm bảo theo yêu cầu kỹ thuật TCVN 1451:1998
[9]. Nguyên nhân là do khi bùn thải sử dụng tăng lên, hàm lượng trấu tăng lên, thì MKN lớn hơn, nó
sẽ tạo ra độ rỗng cao hơn, nơi mà nước chui đầy vào khi ta ngâm mẫu bão hòa nước.
Cường độ nén của các mẫu thí nghiệm là giá trị tính bởi lực ép so với tiết diện của mẫu khi mẫu
bị ép vỡ xác định theo TCVN 6355-2:2009 ở Hình 8(a), kết quả thể hiện ở Hình 8(b).
(a) Thí nghiệm nén mẫu (b) Cường độ nén các mẫu
Hình 8. Tính chất cường độ nén của các mẫu chế tạo từ phối liệu sử dụng bùn
Khi hàm lượng bùn thải B, B51 trong phối liệu tăng lên từ 10 đến 50% thì cường độ của các mẫu
bị giảm. Áp theo TCVN 1451:1998 [9] về xác định mác gạch, thì với hàm lượng bùn 10% cho các
mẫu đạt mác 200, với hàm lượng bùn 20% cho mẫu đạt mác 150, với hàm lượng bùn 30% cho mẫu
đạt mác 100 với bùn B và đạt mác 75 với bùn B51. Các mẫu chế tạo từ phối liệu 40%, 50% hàm lượng
32
Hòa, N. N., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
bùn cường độ bị suy giảm mạnh, nhưng vẫn còn khá tốt: đạt trên 11 MPa với mẫu chứa 40% bùn B,
đạt 9,18 MPa với mẫu chứa 40% bùn B51 và đạt được 7,6MPa với mẫu chứa 50% bùn B và đạt 3,8
MPa với mẫu chứa 50% bùn B51. Sự thay đổi này nguyên nhân là do bùn thải liên kết kém, nhiều chất
hữu cơ làm tăng độ rỗng xốp của sản phẩm và ảnh hưởng đến sự kết khối của sản phẩm khi nung.
4. Kết luận
Trên cơ sở các nguyên vật liệu sử dụng và phương pháp nghiên cứu áp dụng, tác giả đưa ra một số
kết luận sau:
- Có khả năng sử dụng bùn đô thị đã xử lý trộn với bột trấu làm nguyên liệu thay thế một phần đất
sét trong sản xuất gốm tường theo phương pháp dẻo. Bùn đô thị đã xử lý với bột trấu tỷ lệ 5:1 gây ảnh
hưởng mạnh hơn với bùn tới các tính chất công nghệ, tính chất cơ lý: làm tăng độ ẩm tạo hình, làm
giảm độ co của mẫu khi sấy nung và làm tăng độ hút nước, làm giảm cường độ của mẫu sau nung và
gây sự bạc màu.
- Hàm lượng bùn thải đô thị đã xử lý trộn bột trấu sử dụng để thay thế đất sét là 10÷30% là khả
thi để chế tạo gạch đất sét nung đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật gạch đặc theo phương pháp dẻo, gạch
đạt mác 75 trở lên theo TCVN 1451:1998 [9].
- Khi hàm lượng bùn thải đô thị đã xử lý trộn với bột trấu thay thế đất sét là 40÷50%, làm giảm
khả năng tạo hình, đồng thời chất lượng sản phẩm không thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật TCVN 1451:1998
về độ hút nước.
Lời cảm ơn
Nhóm tác giả chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Phòng thí nghiệm và nghiên cứu vật liệu xây
dựng, Khoa Vật liệu Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội. Nghiên cứu này được tài trợ bởi
Trường Đại học Xây dựng Hà Nội trong đề tài 46-2021/KHXD và cảm ơn đề tài 01C-09/2019-3 đã
hỗ trợ, tạo điều kiện để chúng tôi thực hiện các thí nghiệm của nghiên cứu này.
Tài liệu tham khảo
[1] Chính phủ Việt Nam. Phê duyệt chương trình vật liệu không nung đến năm 2020. Truy cập ngày
02/7/2021.
[2] Bộ Xây dựng. Công nghệ tái chế bùn thải làm vật liệu xây dựng. Truy cập ngày 02/7/2021.
[3] Học viện cán bộ quản lý xây dựng và đô thị, Bộ Xây dựng. Nóng" xử lý bùn thải. Truy cập 02/7/2021.
[4] Báo Tài nguyên môi trường, Bộ Tài nguyên Môi trường. Xử lý bùn thải đô thị bài toán khó. Truy cập ngày
02/7/2021.
[5] Liên hiệp các hội khoa học kỹ thuật Việt Nam, Mặt trận tổ quốc Việt Nam. Những giải pháp xử lý bùn
thải nguy hại. Truy cập ngày 02/7/2021.
[6] Đức, V. M. (1999). Công nghệ gốm xây dựng. Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội.
[7] Long, H. V., Bình, N. D. (2017). Nghiên cứu sử dụng bùn thải từ nạo vét kênh mương để chế tạo gạch đất
sét nung. Tạp chí Xây dựng, 5:38–42.
[8] Hòa, N. N., Hoàn, V. K., Quân, T. H. (2020). Nghiên cứu sử dụng bùn thải Sông Nhuệ chế tạo gốm
tường theo phương pháp bán khô. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Trường Đại học Xây dựng, mã số
59-2020/KHXD.
[9] TCVN 1451:1998. Gạch đặc đất sét nung- yêu cầu kỹ thuật. Bộ Xây Dựng, Việt Nam.
[10] Gouré-Doubi, H., Lecomte-Nana, G., Thery, F., Peyratout, C., Anger, B., Levacher, D. (2014). Character-
ization and valorization of dam sediment as ceramic materials. International Journal of Engineering and
Innovative Technology (IJEIT), 4(4):84–90.
33
Hòa, N. N., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
[11] Hamer, K., Karius, V. (2002). Brick production with dredged harbour sediments. An industrial-scale
experiment. Waste Management, 22(5):521–530.
[12] Jamshidi-Chenari, R., Rabanifar, H., Veiseh, S. (2015). Utilisation of Sepidrud dam basin sediments in
fired clay bricks: laboratory scale experiment. Materials of Construction, 65(320):e066.
[13] Mezencevova, A., Yeboah, N. N., Burns, S. E., Kahn, L. F., Kurtis, K. E. (2012). Utilization of Savannah
Harbor river sediment as the primary raw material in production of fired brick. Journal of Environmental
Management, 113:128–136.
[14] Tangprasert, W., Jaikaew, S., Supakata, N. (2015). Utilization of Dredged Sediments from Lumsai Canal
with Rice Husks to Produce Bricks. International Journal of Environment Science and Development, 6
(3):217–220.
[15] Xu, Y., Yan, C., Xu, B., Ruan, X., Wei, Z. (2014). The use of urban river sediments as a primary raw
material in the production of highly insulating brick. Ceramics International, 40(6):8833–8840.
[16] Namchan, J., Supakata, N. (2018). The Use of Dredged Sediment from the Watsongpeenong Canal with
Paper Mill Residue to Produce Facing Bricks. Applied Environmental Research, 13–22.
[17] TCVN 4196:2012. Đất xây dựng - Phương pháp xác định độ ẩm, độ hút ẩm trong phòng thí nghiệm. Tiêu
chuẩn quốc gia Việt Nam.
[18] TCVN 4202:2012. Đất xây dựng - Phương pháp xác định khối lượng thể tích trong phòng thí nghiệm.
Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam.
[19] TCVN 4915:2012. Đất xây dựng - Phương pháp xác định khối lượng riêng trong phòng thí nghiệm. Tiêu
chuẩn quốc gia Việt Nam.
[20] TCVN 4345:1986. Đất sét để sản xuất gạch ngói nung - Phương pháp thử cơ lý. Tiêu chuẩn quốc gia
Việt Nam.
34

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_su_dung_bun_thai_do_thi_da_xu_ly_che_tao_gom_tuon.pdf