- NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÙN THẢI ĐÔ THỊ ĐÃ XỬ LÝ CHẾ TẠO GỐM TƯỜNG THEO PHƯƠNG PHÁP DẺO. - Gạch nung là vật liệu xây dựng truyền thống và nhu cầu sử dụng để xây rất lớn. - Nguyên liệu sản xuất gạch chủ yếu là đất sét dẻo, đất nông nghiệp, nguồn này đang dần cạn kiệt. - Trong khi đó bùn thải đô thị hàng năm rất lớn, gây ô nhiễm môi trường. - Đã có nhiều nghiên cứu xử lý, sử dụng bùn thải nhưng còn hạn chế. - Nhóm nhiên cứu sử dụng bùn thải nạo vét đã xử lý làm nguyên liệu để sản xuất gốm tường. - Kết quả nghiên cứu cho thấy hoàn toàn có thể sử dụng bùn thải, bùn thải đã xử lý để thay thế đất sét từ 10÷30% để chế tạo được gạch xây đạt theo TCVN cường độ chịu nén R n ≥ 75 kG/cm 2 , độ hút nước H p đạt 11÷16%, âm thanh tốt. - Từ khoá: bùn thải đô thị. - bùn thải xử lý với trấu. - tạo hình dẻo.. - Nguyên liệu sản xuất gạch nung chủ yếu là đất sét dễ chảy, nguồn cung cấp nguyên liệu này ngày một cạn kiệt, do sử dụng đất nông nghiệp [1]. - Bùn thải đô thị ở các sông, hồ, ở nhà máy xử lý nước thải. - và vấn đề xử lý bùn thải vẫn là mối quan tâm lớn của chính phủ và xã hội [3, 4]. - Một số biện pháp nghiên cứu xử lý bùn thải: Xử lý kim loại nặng trong đất bằng công nghệ sinh học để hấp thụ kim loại nặng qua các loại cỏ, tảo, lục bình. - Trong sản xuất gạch đất sét nung, nguyên liệu sử dụng chủ yếu là đất sét dễ chảy kết hợp với một phần nguyên liệu gầy hoặc phụ gia cháy [6]. - Do đó, các chất thải rắn bùn thải rất quan tâm vào chế tạo gạch nung là hướng nghiên cứu được nhiều nhà khoa học quan tâm [7–16]. - Bùn thải với nhiều nguồn gốc khác nhau được được nhào trộn với đất sét và một số phụ gia khác được chế tạo gạch xây. - Ở Đức, Hamer và Karius nghiên cứu với phối liệu có 50% bùn thải nạo vét sông, 40% đất sét và 10% mảnh vỡ, tạo hình dẻo, nung ở 1050 °C , cho sản phẩm có độ hút nước 12 ÷ 15% và cường độ nén hơn 18MPa [11]. - sử dụng bùn tới 10% và có phụ gia cát, tạo hình dẻo, sản phẩm có độ co lớn đến 12% và độ hút nước cao trên 20%, cường độ đạt khoảng 100 kG/cm 2 [12]. - Ở Thái Lan, Jiraporn Namchan và cộng sự nghiên cứu sử dụng bùn thêm 5 ÷ 7% phế thải nhà máy giấy, chế tạo được gạch có cường độ hơn 17 MPa, độ hút nước từ . - Ở nước ta, các nghiên cứu tái sử dụng bùn thải ứng dụng vào thực tế chưa có nhiều và kết quả còn hạn chế. - Năm 2017, Hoàng Vĩnh Long và cộng sự có nghiên cứu sử dụng bùn đô thị từ kênh mương để chế tạo gạch đất sét nung. - Kết quả cho thấy hàm lượng thay thế bùn thải có thể tới 30% để chế tạo gạch theo phương pháp dẻo đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật TCVN khi hàm lượng bùn cao cần sử dụng phụ gia thêm vào nhưng kết quả còn hạn chế [7]. - Năm 2020, Nguyễn Nhân Hòa và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng bùn thải nạo vét Sông Nhuệ để chế tạo gốm tường theo phương pháp bán khô. - Kết quả cho thấy có thể sử dụng tới 30 ÷ 40% bùn thải cùng với đất sét dễ chảy, cho sản phẩm có chất lượng tốt cường độ cao, màu sắc tốt, hình dạng vuông vắn [8]. - Như vậy, nguồn nguyên liệu đất sét ngày càng ít, nên việc tìm nguồn nguyên liệu thay thế đất sét cần thiết. - Bùn thải đô thị ngày một nhiều, cần được nghiên cứu sử dụng một cách có hiệu quả. - Do đó, nhóm nghiên cứu sử dụng bùn thải đô thị, bùn thải đã xử lý kết hợp với đất sét để sản xuất gốm tường tạo hình theo phương pháp dẻo. - Vật liệu và phương pháp nghiên cứu. - Nguyên liệu bùn đô thị, bùn thải xử lý. - Bùn thải và chuẩn bị bùn thải. - Do trấu chứa chủ yếu và SiO 2 và chất hữu cơ xenlulô nên trong nghiên cứu này, nhóm sử dụng 02 loại bùn: Bùn B. - Thành phần hóa của bùn thải, bùn thải xử lý với trấu. - Từ kết quả phân tích thành phần hóa của các bùn, ta thấy bùn thải chứa hàm lượng lớn là SiO 2 , chứng tỏ bùn chứa nhiều cát, ngoài ra trong bùn còn các oxit Al 2 O 3 , CaO, Fe 2 O 3 , K 2 O. - 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 <. - (a) Đất sét ban đầu (b) Đất sét được nghiền nhỏ. - Nguyên liệu đất sét Hữu Hưng. - Đất sét ban đầu lấy từ nhà máy có độ ẩm khá cao, có kích thước khá lớn. - Đất sét được kiểm tra các tính chất ban đầu ở Bảng 2. - Trị số dẻo của đất sét xác định theo TCVN được kết quả trị số dẻo I d đạt 24, là loại đất sét có độ dẻo cao theo phân loại TCVN 9362-2012.. - Một số tính chất đất sét. - 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. - Hàm lượng SiO 2 , Al 2 O 3 và các một số oxit khác cũng nằm trong yêu cầu cho phép của đất sét sản xuất gạch nung TCVN 4353:1986.. - Thành phần hóa của nguyên liệu đất sét Hữu Hưng. - 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. - Sau đó, phối liệu được trộn đều thêm nước sao cho phối liệu đảm bảo độ ẩm tạo hình. - 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. - Việc chọn nhiệt đô nung lớn nhất là do sử dụng đất sét dễ chảy.. - Kết quả nghiên cứu và bàn luận. - 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 ở Bảng 4. - Các phối liệu được khảo sát để tìm độ ẩm tạo hình phù hợp cho phương pháp tạo hình dẻo trong Bảng 6.. - Các cấp phối nghiên cứu. - Đất sét Bùn thải Bùn B Bùn B51. - 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. - Với phối liệu sử dụng loại bùn B51. - Độ sụt kim vica và độ ẩm tạo hình của phối liệu. - Phối liệu. - Độ ẩm tạo hình xác định được,. - Nhóm đề tài đã tiến hành xác định độ ẩm tạo hình của từng phối liệu theo TCVN . - 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. - Kết quả tính chất của mẫu tạo hình. - Việc tạo hình đảm bảo phối liệu được lèn chặt đầy góc, cạnh của khuôn. - (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 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. - 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]. - Kết quả xác định độ co của các cấp phối Đất sét-bùn thải. - Loại bùn Phối liệu. - 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 . - 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.. - Điều này cho thấy khả năng kết khối của mẫu giảm đi khi tăng bùn thải.. - 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 . - 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 . - 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.. - 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. - Các mẫu chế tạo từ phối liệu 40%, 50% hàm lượng. - 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.. - 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. - 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 . - 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.. - Công nghệ tái chế bùn thải làm vật liệu xây dựng. - xử lý bùn thải. - Xử lý bùn thải đô thị bài toán khó. - Những giải pháp xử lý bùn thải nguy hại. - Nghiên cứu sử dụng bùn thải từ nạo vét kênh mương để chế tạo gạch đất sét nung. - Nghiên cứu sử dụng bùn thải Sông Nhuệ chế tạo gốm tường theo phương pháp bán khô. - Gạch đặc đất sét nung- yêu cầu kỹ thuật. - Đất sét để sản xuất gạch ngói nung - Phương pháp thử cơ lý
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt