Tài liệu Công nghệ sản xuất gạch không nung từ đất và các chất phế thải công nghiệp

  • Số trang: 28 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 419 |
  • Lượt tải: 0

Mô tả:

Công nghệ sản xuất gạch không nung từ đất và các chất phế thải công nghiệp
C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG TỪ ĐẤT VÀ PHẾ THẢI CÔNG NGHIỆP “ ĐẤT HOÁ ĐÁ” ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Một số vấn đề xung quanh gạch xây sản xuất theo công nghệ nung: Gạch xây là một bộ phận cấu thành quan trọng của ngôi nhà hoặc 01 công trình kiến trúc dân sự. Một năm, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành xây dựng, cả nước ta tiêu thụ từ 20 - 22 (tỷ viên), nếu cứ với đà phát triển này, đến năm 2020 lượng gạch cần cho xây dựng là hơn 40 tỷ viên, một số lượng khổng lồ, để đạt được mức này, lượng đất sét phải tiêu thụ vào khoảng 600 triệu m3 đất sét tương đương với 30.000 ha đất canh tác.bình quân mỗi năm mất 2500 ha đất canh tác. Riêng năm 2020 mất 3150 ha đất. Không những vậy, gạch nung còn tiêu tốn rất nhiều năng lượng: Than, củi, đặc biệt là than đá, quá trình này thải vào bầu khí quyển của chúng ta cơ man là khí độc không chỉ ảnh hưởng tới môi trường sức khoẻ của con người mà còn làm giảm tới năng suất của cây trồng, vật nuôi. Có thể lấy một thí dụ điển hình về một làng nghề chuyên sản xuất gạch ngói nung ở huyện Bình Xuyên, tỉnh Vĩnh Phúc để chúng ta có thể thấy sự tàn phá thiên nhiên của nghề nung gạch ngói này. Với những vấn đề trên, gạch nung đang dần là một điểm yếu về công nghệ quan trọng trong công nghiệp xây dựng ở nước ta và rất cần được quan tâm. Chính vì vậy, theo quy hoạch tổng thể ngành công nghiệp vật liệu xây dựng đến 2010 và định hướng đến 2020 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt ngày 01/08/2001, phải phát triển gạch không nung thay thế gạch đất nung từ 10% - 15% vào năm 2005 và 25% - 30% vào năm 2010, xoá bỏ hoàn toàn gạch đất nung thủ công vào năm 2010. Vì vậy, Trung tâm Ứng dụng khoa học và chuyển giao công nghệ mới, chúng tôi nghiên cứu ứng dụng công nghệ “ đất hoá đá” để sản xuất gạch không nung từ đất. Đất để sản xuất gạch chiếm 30 - 50% phần nguyên liệu, sử dụng đa dạng các loại đất từ miền núi, đồng bằng, trung du và các vùng hải đảo…đồng thời tận dụng được các nguồn phế thải xây dựng và công nghiệp góp phần cải thiện môi trường xanh, sạch, đẹp. 2. Gạch không nung đã được sử dụng ở nước ta và trên thế giới như thế nào? Tại sao nó lại phát triển chậm? Tại Mỹ, Tây Âu, Nhật Bản tỷ lệ vật liệu xây dựng không nung chiếm tới hơn 70% thị phần, một số nước phát triển trên thế giới đang có xu hướng giảm gạch đất sét nung xuống chỉ còn 30% - 50% và xu hướng thay thế toàn bộ bằng gạch không nung. Ở nước ta, tỷ lệ sử dụng gạch không nung rất thấp, đến thời điểm này tỷ lệ gạch không nung mới chiếm 4% - 5% sản lượng gạch toàn quốc - mặt khác tỷ lệ gạch nung thủ công lại chiếm tới 70% - 100% tuỳ theo từng địa phương. Nguyên nhân tại sao ở nước ta sử dụng gạch không nung ít như vậy? - Quan điểm gạch nung để xây tường nhà đã có từ ngàn đời, việc loại bỏ nó ra khỏi đời sống nhân dân là một vấn đề xã hội rất khó khăn. 1 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... - Các dây chuyền gạch không nung đưa vào nước ta phần lớn là thiết bị quá đắt, công nghệ quá phức tạp, làm cho giá thành viên gạch không nung trở thành một loại hàng "xa xỉ" trong nhân dân và như vậy gạch nung vẫn thắng thế. - Điều quan trọng nhất là chưa có công nghệ sản xuất gạch không nung từ những vật liệu đơn giản, rẻ tiền, 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. 3. Vậy gạch không nung là gì? - 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…mà không cần qua nhiệt độ. Có nhiều loại gạch không nung hiện nay đang sử dụng: - Gạch papanh: Gạch không nung được sản xuất từ phế thải công nghiệp: Xỉ than, vôi bột được sử dụng lâu đời ở nước ta. Gạch có cường độ thấp từ 30- 50 kg/cm2 chủ yếu dùng cho các loại tường ít chịu lực. - Gạch đóng có to, dày, nặng (xây khó) Gạch block: Gạch được hình thành từ đá vụn, cát, ximăng có cường độ chịu lực cao có thể xây nhà cao tầng. Nhược điểm loại gạch này là nặng, to, khó xây chưa được thị trường chấp nhận rộng rãi. - Gạch ximăng - cát: Gạch được tạo thành từ cát và ximăng. - Gạch không nung: Từ các biến thể và sản phẩm phong hoá của đá bazan. Loại gạch này chủ yếu sử dụng ở các vùng có nguồn puzolan tự nhiên, hình thức sản xuất tự phát, mang tính chất địa phương, quy mô nhỏ. - Như vậy, gạch không nung hiện nay có nhiều chủng loại, nhưng vẫn chưa đưa vào thực tế một cách rộng rãi do các nguyên nhân đã đưa ra ở phần trên. - Trên cơ sở những vấn đề đã đưa ra dự án: "Ứng dụng công nghệ sản xuất Gạch không nung bằng công nghệ “đất hoá đá” từ nguyên liệu đất và phế thải công nghiệp, xây dựng" được hình thành. 4. Mục tiêu nghiên cứu: Hiện nay trên toàn bộ lãnh thổ Việt Nam, các lò gạch nung truyền thống ô nhiễm môi trường nặng nề đã được thế giới cảnh báo và nhà nước lên tiếng. Nó tàn hại các sinh vật như: Cây cối, các cánh đồng đến con người và các loài động vật đều bị tổn hại. Chúng ta tuy đã có một số công nghệ gạch không nung từ nước ngoài đưa vào song vẫn còn một số hạn chế. Chúng tôi đã được tiếp xúc với rất nhiều các nhà công nghệ và nhà đầu tư về ngành vật liệu xây dựng nước ta thì chung quy đều có các ý kiến sau: - Dây chuyền sản xuất gạch Bloc bằng cát, đá, xi măng tuy đã có song chưa được phát triển mạnh mà nguyên liệu đầu vào phải kén chọn là đất, cát sạch nên còn có hạn. - Dây chuyền sản xuất gạch ép từ đá và xi măng cũng vậy, vật liệu có hạn, mẫu mã không đẹp, mịn; nơi xây dựng nhà máy có hạn vì phụ thuộc nguyên liệu. - Dây chuyền sản xuất gạch bê tông nhẹ bằng phương pháp sủi bọt hoặc khí của Đức thì có ưu thế là gạch nhẹ, song nguyên liệu đầu vào cũng phải kén chọn là cát 2 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... sạch + tro bay + xi măng + phụ gia. Mà phụ gia phải ngoại nhập phụ thuộc. Dây chuyền thiết bị ngoại nhập quá đắt nên khó phù hợp để đầu tư… Tóm lại, để có một công nghệ sản xuất gạch không nung đạt được các tiêu chí: - Nguyên liệu đầu vào thuận lợi không kén chọn nhiều vô tận. - Máy móc thiết bị dây chuyền tự sản xuất chế tạo được cả trong và ngoài nước. - Xây dựng nhà máy ở khắp mọi địa hình từ hải đảo tới đỉnh núi cao. - Phụ gia vật tư sẵn có trên thị trường - Sản xuất từ thủ công tới tự động hóa hoàn toàn - Chất lượng viên gạch tiêu chuẩn tốt. - Giá thành hạ hơn so với gạch nung. Một công nghệ mà có các tiêu chí trên đây là việc rất khó, bởi vậy: Công ty Cổ phần Công nghệ Thương mại Huệ Quang cũng là Trung tâm ứng dụng khoa học và chuyển giao công nghệ mới thuộc Viện nghiên cứu hỗ trợ phát triển nông thôn bắt tay vào nghiên cứu, tìm tòi qua các tài liệu nước ngoài và trong nước cùng hợp tác với viện Địa lý tài nguyên thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu, ứng dụng thành công hai công nghệ sản xuất vật liệu không nung: *Một là: Công nghệ sản xuất gạch không nung từ đất cát, sạn sỏi , đá… đạt các tiêu chí trên đây. Công nghệ này đã hoàn chỉnh về thiết bị máy móc dây chuyền công nghệ *Hai là: Công nghệ gạch bê tông siêu nhẹ bằng phương pháp tự sinh bọt và khí đơn giản, tiện lợi hơn nhiều các công nghệ gạch nhẹ của nước ngoài, thiết bị và phụ gia tự sản xuất trong nước giá thành rẻ tiêu chuẩn gạch tốt tương đương và có phần vượt trội về cường độ chịu nén và chịu nhiệt. Nhằm đóng góp một phần cho Nghị quyết 115/QĐ – TTG ngày 01/08/2001 được thực hiện thành công và tháo gỡ một loạt các khó khăn về dân sinh. 3 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... PHẦN I CÔNG NGHỆ ĐẤT HOÁ ĐÁ I. Quy trình công nghệ sản xuất đất hoá đá: 1. Tình hình sử dụng công nghệ “ đất hoá đá” trên thế giới: - Cách đây 5000 năm công nghệ “ đất hoá đá” đã được ứng dụng vào ngành xây dựng, đó là Kim tự tháp Ai Cập nổi tiếng. Tới nay vẫn là một sản phẩm tuyệt tác của nhân loại. Ngay từ thời kỳ đó tổ tiên loài người đã biết sử dụng công nghệ “ đất hoá đá” làm thành những viên gạch khổng lồ xếp lên nhau. Ở Ai Cập cổ xưa người ta dùng đất sét trộn với đá nhỏ làm chất độn và dùng H20 có hàm lượng Na++, Ca++, Mg++ vv… phối trộn, đổ vào khuôn khô đầm chặt tạo thành các khối đá. Vậy dựa trên nghiên cứu về Kim tự tháp Ai Cập mà công nghệ “ đất hoá đá” được nghiên cứu phát triển trong thế giới hiện đại ngày nay. - Trên các nước đang phát triển công nghệ “ đất hoá đá” được ứng dụng rộng rãi vào phát triển giao thông, thuỷ lợi xây dựng. - Ở Đức đã phát minh ra công nghệ gia cố nền đường bằng hoạt chất RRP. Là một hợp chất của axít sunfurơ phối trộn vào đất và tạo ra một sự liên kết giữa các ion âm của đất với cation Ca++, Mg++, Fe++... Quá trình phối trộn lu lèn đạt tới K95, K98, thay thế lớp nền móng đường đồng thời kết hợp với các vật liệu làm như bê tông asphan tạo thành con đường hoàn hảo, tốt đẹp có sự liên kết bền chắc của các ion. Phạm vi sử dụng hoạt chất RRP trên toàn châu Âu. - Ở Mỹ đã có hợp chất SA44 – LS 40, cũng tương tự như hợp chất RRP ở Đức. Hợp chất SA 44 – SL 40 đã được đưa vào sử dụng ứng dụng làm đường ở nước ta và được Bộ giao thông vận tải cho phép ứng dụng theo QĐ số 734/QĐ - BGVT ngày 25/03/2004. Vào những năm 70 của thế kỷ 20, Mỹ đã đưa hợp chất SA44 – LS 40 vào sử dụng tại miền nam Việt Nam. - Và một loạt các nước trên thế giới họ sử dụng tới 70% gạch không nung vào ngành xây dựng. Các loại gạch không nung ở ấn độ, Pháp, Mỹ , Đức, Bỉ, Nam Phi… - Đặc biệt công nghệ “ đất hoá đá” đã phát triển tới tầm cao dùng làm một số bộ phận có tính chịu lực trong các thiết bị máy móc (máy bay của hãng Boing) 2. Nguyên lý cơ bản của công nghệ: Công nghệ sản xuất gạch không nung từ đất hóa đá dựa trên nguyên lý từ lực, dựa trên sự hiện diện của nguyên tố Silic (Si) làm cơ cấu và chất kết dính mạnh mẽ tạo ra hiện tượng ion hóa thành composit vô cơ một loại vật liệu vô cùng vững chắc. Do đặc tính vật liệu như: đất sét có tính âm (-), với vật liệu có nhiều chất (+) magie hay sét, nhờ được tiếp sức từ lực nén chúng với nhau, tạo ra một chất mới cứng như đá. Trong thực tế, người ta đã sử dụng hỗn hợp cả 2 công nghệ vô cơ và hữu cơ để chúng bổ sung độ bền cho nhau. Dùng composit vô cơ làm nền móng cho đường giao thông (nhất là đường giao thông nông thôn). Khi nền móng đường vừa cứng dải lên mặt một lớp composit chế tạo theo công nghệ hữu cơ (Atphan) bê tông nhựa, con đường sẽ chịu tải rất tốt. Đất sét do nước mưa phong hóa từ đá tràng phong hóa ra, đá acid và trung kiềm thường tạo ra đất sét 2 lá, mà trong tính khoáng học gọi là nhóm cao lanh, đá tràng kiềm và cực kiềm tạo ra sét 3 lá. Sét 2 lá có 1 lá nhôm và 1 4 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... silic, sét 3 lá gồm 2 lá silic và 1 lá nhôm. Cả lá silic và lá nhôm đều có điện tích âm (-). Nếu có điều kiện biến lá nhôm đổi thành dương tính (+), thì khoáng vật cao lanh sẽ có một đầu âm và một đầu dương. Nhờ sự hút vào nhau giữa hai vật chất mới tạo ra các sợi cực bé ngoằn ngoèo, gọi là Polymer. Một chất làm cứng vật liệu gọi là composit (hữu cơ) hay bê tông Polymer. Do đặc tính của nó, sét 2 lá kết dính với nhau theo nguyên lý tự lực (âm – dương). Đó là loại vật liệu kết dính với nhau bền chắc như đá. Thành phần Ion và khoáng chất trong đất Trạng thái bình thường của kết cấu đất khi chưa có phụ gia Polymer Bắt đầu quá trình tác động của phụ gia Polymer 5 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... Cấu trúc ổn định sau khi hoàn thành tác động của phụ gia Polymer Cấu trúc hoàn chỉnh sau khi đã được đầm nén Từ những đặc tính ưu việt của sản phẩm Polymer, người ta đã sử dụng nó làm chất kết dính, thay thế hoàn toàn xi măng chuyền thống, sản phẩm từ vật liệu Polymer. Cùng với các công trình nghiên cứu đất hóa đá của các giáo sư nổi tiếng trên thế giới Pattfort (Bỉ), Đavidovit (pháp), Wallah (Australia), Polymer sử dụng từ lực sẵn có của vật liệu có dấu âm (-) kết nối với vật liệu có dấu dương (+) nguyên liệu chủ yếu là đất. Mà đất sét, là loại đất tốt nhất. Đất sét là tên gọi để chỉ một loại đất có những đặc tính riêng của nó mà các loại đất khác không có, hoặc có không đầy đủ như nó. Kết cấu mịn nhất trong các loại đất, có tính dẻo khi ướt, sờ mịn khi khô, có tính hút nước và khuếch tán trong nước thành phần củ yếu của đất là các khoáng vật sét. Nó có nhiều các khoáng vật sét khác nhau tạo nên đặc tính riêng của đất sét. Công nghệ vô cơ có hai cơ chế kết dính: trực tiếp và gián tiếp. Cơ chế trực tiếp là vật liệu (không có từ tính) đó là vật liệu có các hạt bé (phân tử) tự hút với nhau giữa một phân tử âm và một phân tử dương trong một hay hai nhiều chủng loại vật liệu. Các nhà khoa học mỹ đã chứng minh bột lưu huỳnh (S) có tính âm (-) khi nung đến 140oC có một phần biến thành dương (+) tạo ra độ hút lẫn nhau. Công nghệ vô cơ biến một hạt cao lanh cơ bản Kaolinit có Silic và lá nhôm thành hạt nam châm rất nhỏ có đầu âm (lá silic) và một đầu dương (lá nhôm) các hạt nam châm này hút nhau tạo sự hóa đá của cao lanh. 6 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... C¬ chÕ ®ãng r¾n vËt liÖu Polymer v« c¬ Trong thực tế Ông cha ta đã sử dụng công nghệ vô cơ gián tiếp dùng đất sét cà cao lanh có kết cấu nhiều thành phần khác nhau thể hiện qua nhiều màu sắc, (loang lổ, đỏ, vàng, đen, xám…) trộn với vôi phơi khô để hóa đá, để chống nứt, họ thêm rơm rạ, cát vào đất sét sau khi phơi nắng khoảng 10 ngày đất sét trở thành bê tông. Các nhà khoa học Nhật Bản đã khám phá ra các tấm bê tông ấy có các sợi li ti đan bện với nhau. Đất sét – Vôi – Đất sét – Vôi – Đất sét Dựa trên những nguyên lý cơ bản và cơ sở khoa học của việc tổng hợp từ nguyên liệu thô là đất sét và những phế thải công nghiệp xây dựng. Qua xử lý và phối trộn với phụ gia hoạt tính với tỷ lệ hợp lý tạo thành sản phẩm có độ kết dính cao, có thể thay thế hoàn toàn những vật liệu truyền thống đã sử dụng từ trước đến nay. Cơ chế đóng rắn công nghệ vô cơ tương tự như cơ chế tổng hợp những khoáng felspat và zeolite nhân tạo. Thực chất của quá trình phản ứng trùng ngưng của các khoáng: Aluminossilicate (khoáng sét) xảy ra ở điều kiện thủy nhiệt từ 20 – 150oC trong môi trường có áp suất khí quyển cao. Ở nhiệt độ thấp hơn 100oC sự vô cơ hóa các khoáng vật sét là phản ứng hóa học giữa các Oxit aluminosilicate cấu trúc silico – aluminosilicate theo 3 chiều trong không gian thật bền chắc. 3. Một số loại đất Việt Nam và đặc điểm cơ lý hóa: Số liệu tham khảo các loại đất tại các tỉnh phía bắc Việt Nam - Sau khi xem xét, đánh giá chúng tôi chia ra các loại mẫu đất đặc trưng phù hợp với sản xuất gạch không nung cho khu vực Bắc Bộ đó là: 7 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... - Đất sét pha tại Hưng Hà – Thái Bình Đất sét đồi tại Mộc Châu – Sơn La Đất sét đồi tại Lục Ngạn – Bắc Giang Đất đá ong (Laterit): Ba Vì – Sơn Tây Tràng Thạch (Felspat Kali): Lập Thạch – vĩnh Phúc Tràng Thạch bán phong hóa – Phú Thọ Cao lanh: Chí Linh – Hải Dương Đất Puzolan: Thanh Mỹ - Sơn Tây Lấy 3 mẫu đất đặc trưng cho 3 vùng chính: + Đất sét pha cát: Hưng Hà – Thái Bình (Đồng bằng) + Đất đá ong: (Laterit): Ba Vì – Sơn Tây )Trung du) + Đất sét đồi: Mộc Châu – Sơn La (Miền núi) - Các miền đất trên có cùng đặc điểm chung là hàm lượng cao lanh (Al203) trong đất chiếm tỷ lệ cao từ 15 – 30% phù hợp với công nghệ Polymer. - Các nguồn đất sẵn có địa phương ít có giá trị về nông nghiệp - Phù hợp với việc phát triển vùng vật liệu xây dựng, hạn chế vận chuyển. 8 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... BẢNG THÀNH PHẦN KHOÁNG VẬT TRONG ĐẤT Ở CÁC TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM T T Ký hiệu mẫu 1 Trang thạch bán phong hóa – Phú Thọ 2 Đất sét – Phú Thọ 3 Thành phần khoáng vật và hàm lượng (%) Monmor Kaolin Clori Thạch Illit illonit i t anh Felspat Gơlit K.vật khác 35-37 16-18 4-6 21- 23 13- 15 ớt Am,Lep,Ca 6-8 43-45 28-30 5-7 9-11 3-5 5 Am,B,Ca,Tal (6) Đất sét pha- Thái Bình 4-6 11-13 8-10 6-8 54-56 3-5 4-6 Tal,Am,Ca 4 Cao lanh – Chí Linh, Hải Dương ít 15-17 25-27 4-6 30-32 4-6 6-8 Am,He,Ca,Tal (5) 5 Đất sét-lục ngạn, Bắc Giang ít 13-15 15-17 4-6 39-41 4-6 4-6 Ca(11-13) 6 Đất sét- Mộc Châu, Sơn La 3-5 16-18 13-15 1012 33-35 4-6 7-9 Am ít 7 Tro bay- Nhiệt điện Phả lại Vô định hình Thạch anh Mulit Tal Clorit 9 Nhiều 25 – 27 16 – 18 4–6 5-7 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... BẢNG THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÁC MỎ SÉT VIỆT NAM Loại đất Núi đôi (Bắc Thái) Hữu Lũng (Lạng Sơn) Bố Hạ (Bắc Giang) Sông Gấm(Hải phòng) Bỉm sơn(Thanh Hóa) Cầu Đước Sài sơn (Hà Tây cũ) Mộc châu (Sơn La) Ninh Bình Hòn Gai (quảng ninh) Si02 62,54 64,26 63,40 60,20 64,10 62,30 59,70 61,10 56,80 64,40 Thành phần hóa học % Al203 Fe MgO 16,85 7,60 1,10 15,50 6,67 16,50 7,30 1,40 15,90 6,80 2,70 16,20 5,80 19,20 7,50 2,50 19,50 5,90 16,20 7,60 18,95 8,35 0,91 19,40 2,80 0,10 CaO 1,80 1,60 0,60 1,86 0,70 BẢNG THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA CÁC MỎ ĐÁ MIỀN BẮC VIỆT NAM Địa điểm mỏ đá Kiện Khê Hệ Dưỡng Nho Quan Thanh Hoá Hải Phòng Quảng Ninh Hoà Bình Hà Tây cũ Nghệ Tĩnh Hà Tiên Hải Hưng Cao Bằng Bắc Thái Vĩnh Phú Sơn La Địa điểm mỏ đá Kiện Khê Hệ Dưỡng Nho Quan Thanh Hoá Hải Phòng SiO2 0,20 0,32 0,76 0,37 0,43 1,00 0,18 0,20 0,60 2,93 0,20 0,21 0,62 1,70 SiO2 0,20 0,32 0,76 0,37 0,43 Thành phần hoá học % Al2O3 Fe2O3 CaO 0,20 54,04 0,48 0,61 52,5 0,14 018 53,9 0,20 0,12 53,9 0,92 0,11 54,3 0,20 0,20 54,3 0,30 0,12 54,2 0,16 0,14 54,2 0,30 0,10 53,9 0,20 0,10 53,0 0,18 0,18 53,7 0,24 0,10 52,2 0,12 0,10 52,2 0,30 0,12 53,0 0,26 0,15 52,9 Thành phần hoá học % SiO2 0,20 54,04 0,48 0,61 52,5 0,14 018 53,9 0,20 0,12 53,9 0,92 0,11 54,3 10 MgO 0,80 0,94 0,90 1,00 0,60 0,75 0,62 0,70 1,60 1,60 1,40 1,20 1,20 3,00 1,30 SiO2 0,80 0,94 0,90 1,00 0,60 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... Quảng Ninh Hoà Bình Hà Tây cũ Nghệ Tĩnh Hà Tiên Hải Hưng Cao Bằng Bắc Thái Vĩnh Phú Sơn La 1,00 0,18 0,20 0,60 2,93 0,20 0,21 0,62 1,70 0,20 0,30 0,16 0,30 0,20 0,18 0,24 0,12 0,30 0,26 0,20 0,12 0,14 0,10 0,10 0,18 0,10 0,10 0,12 0,15 54,3 54,2 54,2 53,9 53,0 53,7 52,2 52,2 53,0 52,9 0,75 0,62 0,70 1,60 1,60 1,40 1,20 1,20 3,00 1,30 Tõ nh÷ng ®Ëc tÝnh −u viÖt cña s¶n phÈm c«ng nghÖ“ ®Êt ho¸ ®¸”. Ng−êi ta ® sö dông nã lµm chÊt kÕt dÝnh, thay thÕ hoµn toµn xi m¨ng truyÒn thèng. Bảng: TIÊU CHUẨN GẠCH ĐẶC ĐẤT SÉT NUNG TCVN 1451: 1998 Mác gạch Cường độ nén ( Kg/cm2 ) Cường độ uốn ( Kg/cm2 ) Độ hút nước % 50 50 16 6-18 75 100 75 100 18 22 6-18 6-18 Bảng: TÍNH CHẤT CƠ LÝ GẠCH KHÔNG NUNG TỪ ĐẤT ( Viện Vật liệu Xây dựng kiểm định) Cường độ nén ( Kg/cm2 ) Cường độ uốn ( Kg/cm2 ) Độ hút nước % Đất sét pha cát- Thái Bình 130 43 8,8 Đất đồi đá ong- Sơn Tây 131,1 43 8 132 43 8 Địa điểm Đất đồi Mộc Châu -Sơn La 11 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... II. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG Sơ đồ sản xuất - Tổ hợp được sơ hoạ theo sơ đồ sau: 1: Sân phơi khô đất tự nhiên  2: Tập kết chứa đất khô  3: Nghiền đất thô thành mịn  4: Thiết bị xi lô chứa lọc đất mịn  5: Băng tải chuyển liệu vào trộn ủ  6: Khu vực trộn ủ  7: Băng tải chuyển đất ủ và các chất độn  8: thiết bị định lượng  9: Định lượng phụ gia lỏng  10: Máy trộn hỗn hợp  11: Máy ép sản phẩm gạch  12: Hệ thống điện điều khiển  13: Tập kết gạch  14: Bảo dưỡng sản phẩm  15: Tiêu thụ thành phẩm Quy trình công nghệ sản xuất gạch khung nung từ đất, cát, vật liệu phế thải rắn được trình bày như sau: Bước 1: Vật liệu đầu vào: Đất, cát, chất thải rắn và các phụ gia khác được vận chuyển vào bãi để vật liệu. Bãi để vật liệu phụ thuộc vào dự trữ nhiều, ít khác nhau. Các vật liệu này được tập trung vào 01 khu vực và phân loại: Đất, cát, chất thải rắn khác...Yêu cầu không được lẫn các chất hữu cơ. Bước 2: Phơi khô vật liệu: là bước chuẩn bị quan trọng, vật liệu phơi hoặc sấy là đất hoặc chất thải rắn công nghiệp. Về mùa khô: có thể phơi vật liệuđất, cát... Về mùa mưa: Để có thể chủ động trong sản xuất, cần phải có nhà xưỏng trữ vật liệu. Bước 3: Sử lý đất theo kích thước tiêu chuẩn - Tuỳ thuộc vào độ ẩm và các loại nguyên liệu khác nhau, mà đất và chất thải được phơi khô sau đó đưa vào máy thành cốt liệu theo tiêu chuẩn kỹ thuật. Bước 4: Ủ đất khô sau khi xử lý : - Đất khô sau khi sử lý đưa qua băng tải vào máy trộn với phụ gia, nước sau đó được ủ với thời gian ít nhất là 24 giờ, tạo sự đồng đều về tổ chức hạt và thẩm thấu đều tất cả cốt liệu. Bước 5: Trộn và phối liệu Vật liệu trộn bao gồm: - Đất - Cát, đá… cốt liệu độn - Các phụ gia khoáng khác dạng keo hoặc chất lỏng (10 - 15%) 12 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... Bước 6: Tạo hình viên gạch bằng phương pháp ép bán khô - Việc ép định hình viên gạch ( bán khô) được thực hiện trên máy ép thủy lực. Máy này được ghép nối với máy trộn để tạo ra 01dây chuyền sản xuất gạch thông qua băng tải cấp liệu. - Nếu thiết lập dây chuyền khép kín tự động hoá càng cao thì sản phẩm càng tốt và hạ giá thành. Bước 7: Phơi khô sản phẩm. Gạch ép xong được đưa ra ngoài bằng các loại xe chở gạch hoặc băng tải. Sau đó, được xếp thành các chồng (kiện), mỗi chồng có thể từ 100- 150 viên để hong khô, thời gian hong khô khoảng 7- 10 ngày trong bóng mát, tránh nước và ánh sáng mặt trời trực tiếp. Sau khi đã để trong nhà từ 7- 10 ngày, gạch được xếp ra ngoài trời để lưu hoá ( thời gian phát triển cường độ). Thời gian xuất xưởng từ 18- 25 ngày Lưu ý: Trong thời gian gạch phát tiển cường độ, nên xếp chồng gạch kiện khoảng < 20 hàng, tránh phá vỡ các liên kết đang hình thành. III. DÂY CHUYỀN THIẾT BỊ A. Bản vẽ thiết kế dây chuyền: 13 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... B. Các thiết bị cơ bản của hệ thống dây chuyền TT I 1 2 3 4 II 1 2 3 4 5 6 7 8 9 III 1 2 IV 1 2 V 1 2 Tên thiết bị Số lượng Hệ thống cấp liệu đầu vào 01 Băng tải số 1 chuyển đất thô 01 Phễu chứa hỗn hợp đất và vôi 01 Băng tải xiên số 2 chuyển hỗn hợp đất + vôi 01 Băng tải xiên số 3 chuyển cát 01 Hệ thống trung tâm của dây chuyền 01 Băng tải ngang cân cốt liệu B650, L=6.500mm 01 − Năng suất − Động cơ HGT kéo băng tải − Kh¶ n¨ng c©n lín nhÊt Phễu chứa liệu trước định lượng 2 khoang 01 Băng tải xiên số 4 B650, L=11.500mm 01 − Năng suất − Động cơ HGT kéo băng tải Xi lô chứa phụ gia khô 01 Thùng cân phụ gia bột) 01 Hệ thống cấp và định lượng phụ gia lỏng 02 01 − Bơm từ thùng chứa vào thùng cân 01 − Bơm xả phụ gia vào cối − Khả năng cân phụ gia ướt lớn nhất Cối trộn trục đứng 750 lít đến 1.500 lít 01 Khung đỡ cối trộn trung tâm 01 Ca bin điều khiển Hệ thống khí nén, điều khiển 01 bộ Máy nén khí VA80 01 Hệ thống tủ điện điều khiển, quản lý theo dõi và thống 01 kê Hệ thống nghiền Máy nghiền mịn 01 Máy nghiền thô kiểu búa đập 01 Hệ thống máy ép gạch gồm có Máy ép kiểu thủy lực nhiều viên ( loại máy thứ nhất ) Tùy theo nhà đầu tư mà sử dụng các - Công suất 105 Kw máy ép và hệ - Năng suất 6.000 – 7.000 viên/h thống dây chuyền Máy ép kiểu trục khủy cơ kết hợp với thủy lực cho phù hợp với - Công suất 30 Kw: điều kiện của - Năng suất 3.000 viên – 3.600 viên/h 14 3 4 VI 1 2 3 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... Máy ép kiểu đĩa quay trục khủy - Công suất 18 Kw - Năng suất từ 1.800 – 2000 viên/h Máy ép cơ trục khủy kiểu đứng - Công suất 25 Kw - Năng suất 2.000 viên/h Hệ thống vận chuyển sản phẩm và cung ứng đầu vào Xe nâng 2.5 tấn Xe đẩy Xe xúc lật doanh nghiệp 01 04 01 C. Các model của dây chuyền: Các loại model được thiết lập dựa trên cơ sở máy ép mà thiết lập ra dây chuyền cho phù hợp với từng thiết bị và nhà đầu tư. Chúng tôi có thể đưa ra các loại dây chuyền như sau: 1. Dây chuyền HQ-I:8 triệu viên /năm/1dây chuyền - Các hệ thống cấp liệu đầu vào,hệ thống trung tâm, hệ thống, hệ thống điều khiển, khí nén, hệ thống vận chuyển thì cơ bản là giống nhau các thiết bị đã lập ở trên - Máy ép kiểu cơ trục khủy đĩa quay, mỗi lần ép được 1 viên, nếu đóng gạch đặc thì nhanh, nếu gạch lỗ thì chậm hơn - Máy ép cơ trục khủy kiểu đĩa được 1800 viên tới 2000 viên /giờ (Xem hình ảnh 1) 2. Dây chuyền HQ-II :10 triệu viên /năm/1dây chuyền - Các hệ thống cấp liệu đầu vào,hệ thống trung tâm, hệ thống, hệ thống điều khiển, khí nén, hệ thống vận chuyển thì cơ bản là giống nhau các thiết bị đã lập ở trên - Máy ép kiểu cơ trục khủy,mỗi lần ép được 2 viên-3viên gạch ra luôn băng tải, nếu đóng gạch đặc thì nhanh , nếu gạch lỗ thì chậm hơn (Xem hình ảnh 2) 3. Dây chuyền HQ-III: 15 triệu viên /năm/1dây chuyền - Các hệ thống cấp liệu đầu vào, hệ thống trung tâm, hệ thống, hệ thống điều khiển, khí nén, hệ thống vận chuyển thì cơ bản là giống nhau các thiết bị đã lập ở trên - Máy ép kiểu cơ trục khủy kết hợp với thủy lực, mỗi lần ép được 2 viên gạch ra luôn băng tải, nếu đóng gạch đặc thì nhanh, nếu gạch lỗ thì chậm hơn, - Năng xuất của dây chuyền này là 3000 viên – 3500 viên /giờ - Máy ép cơ trục khủy kiểu ép đứng được 2000 viên tới 2500 viên /giờ (Xem hình ảnh 3) 15 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... 4. Dây chuyền HQ-IV (tự động hóa hoàn toàn): từ 18 triệu viên tới 30 triệu viên /năm/ một dây chuyền - Các hệ thống cấp liệu đầu vào,hệ thống trung tâm, hệ thống, hệ thống điều khiển, khí nén, hệ thống vận chuyển thì cơ bản là giống nhau các thiết bị đã lập ở trên song các thiết bị phải lớn và tương thích - Máy ép kiểu ép thủy lực trục đứng một lần ép được từ 15 - 40 viên tùy theo gạch đặc hay lỗ mù, tùy theo công xuất thiết kế do nhà đầu tư yêu cầu - Hệ thống lấy gạch ra tự động hóa hoàn toàn, gắp gạch để lên panet, một lần gắp bằng số gạch của khuôn đóng (Xem hình ảnh 4) CÁC HÌNH ẢNH DÂY CHUYỀN THIẾT BỊ Ảnh 1 16 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... Ảnh 2 Ảnh 3 17 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... Ảnh 4 Nhà máy chế tạo dây chuyền 18 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... D. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ THỐNG 1. Về nguồn gốc xuất xứ thiết bị: - Các hệ thống đầu đo cân điện tử, hệ thống điều khiển PLC S7-200 Nhập ngoại của CHLB Đức & các nước công nghiệp tiên tiến khác. - Hệ thống các thiết bị chấp hành: Máy nén khí, Xi lanh khí nén, van điện khí & thiết bị điện động lực ... nhập của Nhật, Hàn Quốc, Đài loan, ... - Kết cấu thép sản xuất tại Việt Nam trên cơ sở sử dụng vật liệu của Nga, Hàn quốc, Việt Nam. - Các động cơ hộp giảm tốc kéo Băng tải được nhập khẩu từ CHLB Đức. - Hệ thống máy ép, máy nghiền, xe nâng, xe xúc lật có xuất xứ từ Trung quốc do các hãng nổi tiếng về máy gạch không nung sản xuất theo tiêu trí kỹ thuật công nghệ của Công ty Huệ Quang và đơn đặt hàng của công ty . 2. Về kỹ thuật: - Kết cấu hệ thống dạng mô đạt tiêu chuẩn. - Kiểu dáng công nghiệp hiện đại. - Cối trộn có dung tích 750/500 lít do CIE1 sản xuất theo thiết kế của CHLB Nga. - Chương trình điều khiển có giao diện trực tiếp với người sử dụng thông quan màn hình máy tính, ngôn ngữ sử dụng bằng tiếng Việt. - Vận chuyển dễ dàng. - Tháo lắp nhanh chóng, thuận tiện. - Thao tác vận hành đơn giản. - Hệ thống có tính an toàn và ổn định cao. - Hệ thống được cơ quan đo lường Nhà nước kiểm định & cấp giấy chứng nhận kiểm định các cân định lượng. 3. Phần điều khiển định lượng và điều khiển toàn trạm: a. Hệ thống điều khiển điện tử: Toàn trạm được điều khiển bằng 01 bộ máy vi tính kết hợp với bộ điều khiển chuyên dùng PLC S7-200 của CHLB Đức với các tính năng của thiết bị : - Điều khiển phần định lượng có tự động bù khối lượng dòng liệu trễ. - Cho phép kiểm tự động số mẻ theo từng cấp phối chọn trước . - Có tính năng phối ghép tự động hệ thống điều khiển phụ gia lỏng (do bên bán phụ gia cấp miễn phí) vào hệ thống điều khiển chung của trạm. Thiết bị điều khiển PLC S7- 200 Siemens - CHLB Đức, gồm: b. Phần cứng: - CPU 226 của Hãng Siemens - Model Analog EM 231 với 4 đầu vào của Hãng Siemens - Các Model mở rộng vào ra của Hãng Siemens. - 01 màn hình OP77A cho 3 cân của Hãng Siemens. 19 C«ng nghÖ s¶n xuÊt G¹ch kh«ng nung tõ ®Êt ……………………………………………………………………………………………... - 03 hộp chỉnh và 01 bộ nguồn cấp cho đầu đo CIE1 thiết kế chế tạo trên cơ sở chuyển giao công nghệ của CHLB Đức. Tất cả các thiết bị điều khiển cho 03 cân như: màn hiển thị, các môdun vào - ra, CPU, ... của hãng Siemens - CHLB Đức c. Phần mềm cân định lượng và điều khiển: Phần mềm chuyên dụng cho cân và điều khiển do CIE1 phát triển trên cơ sở chuyển giao công nghệ và kinh nghiệm của CHLB Đức với tính năng như sau: + Tiếp nhận tín hiệu từ đầu đo. + Hiển thị đầy đủ, trung thực khối lượng, trạng thái của 02 cân trong quá trình làm việc. + Kiểm soát được số mẻ trộn của từng xe theo số mẻ đặt trước. + Điều khiển phần định lượng có tự động bù khối lượng dòng liệu trễ. + Tự động qui "0" tránh sai số bám dính của vật liệu. + Có khả năng nối ghép sang máy tính, máy in phục vụ cho công tác quản lý. 4. Phần điện động lực điều khiển: Tủ điện động lực với cấu hình điều khiển PLC, do CIE1 thiết kế và lắp đặt với các linh kiện tiêu chuẩn, chất lượng cao nhập của Hàn quốc. Cáp điện động lực cho các loại động cơ nhập của Hàn quốc, loại tiêu chuẩn cho công trường. Tự động điều khiển các phần tử đóng mở các cửa nạp cốt liệu, xi măng, nước. Có khả năng làm việc ở 3 chế độ: - Tự động hoàn toàn. - Tự động cân các thành phần. - Điều khiển bằng tay. Có khả năng chuyển từ chế độ tự động sang chế độ bằng tay và ngược lại trong một chu kỳ hoạt động vào bất kỳ thời điểm nào theo ý muốn. Đảm bảo cho toàn trạm hoạt động đồng bộ, nhịp nhàng, an toàn hiệu suất cao. + Có khả năng nối ghộp sang máy tính, máy in phục vụ cho công tác quản lý. Xử lý, lưu trữ, thống kê theo dõi lượng tiêu thụ vật liệu trong từng giai đoạn một cách linh hoạt. Xử lý, lưu trữ, thống kê theo dõi từng mác beton trong mỗi giai đoạn một cách linh hoạt. Thống kê theo sản lượng trong từng giai đoạn một cách linh hoạt. E. Kết luận tổng thể dây chuyền: Dây chuyền sản xuất gạch không nung bằng công nghệ Polymer hóa khoáng “ đất hóa đá” của Công ty CPCNTM Huệ Quang - Viện nghiên cứu HTPTNT là một dây chuyền hoàn toàn mới mẻ so với ngành vật liệu của đất nước ta. Nhưng với sự đam mê nghiên cứu tìm tòi và phối kết hợp với các chuyên gia cơ khí hàng đầu Việt Nam cũng như nước ngoài nên dây chuyền sản xuất gạch không nung của Huệ Quang qua nâng cấp tới nay đã hoàn chỉnh và có thể nói rất khả quan cho các nhà đầu tư Việt Nam vì có mấy đặc điểm sau: 20
- Xem thêm -