Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu thử nghiệm sản xuất gạch không nung từ nguồn phế liệu của nhà máy xi măng Trung Sơn, Lương Sơn, Hòa Bình

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

------------ HOÀNG CẦM NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG

TỪ NGUỒN PHẾ LIỆU CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG

TRUNG SƠN – LƯƠNG SƠN – HÒA BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2017

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

------------ HOÀNG CẦM NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG

TỪ NGUỒN PHẾ LIỆU CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG

TRUNG SƠN – LƯƠNG SƠN – HÒA BÌNH

Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 60520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS ĐỒNG KIM LOAN Hà Nội – 2017

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô Khoa môi trường trường

ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN đã giảng dạy, tạo điều kiện trong quá trình học

tập và hoàn thành Luận văn thạc sĩ.

Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn đến PGS. TS Đồng Kim Loan, người đã trực tiếp

hướng dẫn tôi hoàn thành Luận văn này. Dưới sự hướng dẫn của cô, tôi đã tiếp thu

được thêm nhiều kiến thức bổ ích và học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên

cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho bản thân

trong quá trình học tập và công tác sau này.

Tôi xin cảm ơn sự ủng hộ, hỗ trợ kinh phí và tạo điều kiện được đi điều tra,

khảo sát, lấy thông tin và mẫu nghiên cứu từ một số cơ sở Khai thác và Chế biến đá

xây dựng tại Lương Sơn – Hòa Bình của Dự án Hợp tác song phương Việt –

Đức “Quản lý khai thác tài nguyên khoáng sản tỉnh Hòa Bình – Một đóng góp cho

phát triển bền vững tại Việt Nam”

Xin gửi lời cảm ơn đến các cán bộ, công nhân viên nhà máy xi măng Trung

Sơn, các cán bộ làm việc tại Viện Vật liệu xây dựng – Bộ xây dựng đã hỗ trợ tôi trong

quá trình thực hiện nghiên cứu.

Trong quá trình tính toán và lựa chọn các phương án đề suất, do còn hạn chế

về kiến thức cũng như hiểu biết về kiến thức thực tế còn hạn hẹp, Luận văn không

tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được sự chỉ bảo, hướng dẫn của các thầy cô

giáo giúp cho Luận văn được hoàn chỉnh hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 12/01/2017

Học viên

Hoàng Cầm

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. 3

DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................ 6

DANH MỤC HÌNH VẼ .............................................................................................. 7

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ....................................................................................... 3

1.1. KHÁI QUÁT VỀ GẠCH KHÔNG NUNG ................................................... 3

1.1.1. Phân loại gạch không nung ........................................................................ 3

1.1.2. Vai trò của gạch không nung trong xây dựng ........................................... 5

1.1.3. Thực trạng sản xuất gạch không nung trên Thế giới và Việt Nam............ 6

1.1.4. Những ưu điểm và hạn chế của gạch không nung hiện nay ...................... 9

1.2. NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG CHO SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG . 11

1.2.1. Chất kết dính ............................................................................................ 11

1.2.2. Cốt liệu ..................................................................................................... 12

1.2.3. Phụ gia khoáng ........................................................................................ 14

1.2.4. Các nguồn vật liệu khác ........................................................................... 15

1.2.5. Nước cho sản xuất gạch không nung ....................................................... 15

1.3. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG ................... 16

1.3.1. Công nghệ sản xuất gạch bê tông bọt ...................................................... 16

1.3.2. Công nghệ sản xuất gạch bê tông khí chưng áp ...................................... 18

1.3.3. Sản xuất gạch không nung từ đất đá thải ................................................. 19

1.3.4. Sản xuất gạch không nung từ đá mạt ....................................................... 20

1.3.5. Sản xuất gạch không nung tự dưỡng ....................................................... 20

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 21

2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .......................................... 21

2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................... 21

2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu .................................................................. 21

2.2.2. Phương pháp điều tra và khảo sát thực tế ................................................ 22

2.2.3. Phương pháp thực nghiệm ....................................................................... 22

2.2.4. Phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu ................................................... 26

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 27

3.1. KẾT QUẢ KHẢO SÁT HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC ĐÁ VÔI VÀ SẢN

XUẤT XI MĂNG CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG TRUNG SƠN .......................... 27

3.1.1. Sơ lược về Nhà máy xi măng Trung Sơn, Lương Sơn, Hòa Bình ........... 27

3.1.2. Quy trình công nghệ khai thác mỏ đá vôi Lộc Môn ................................ 28

3.1.3. Quy trình công nghệ sản xuất xi măng .................................................... 31

3.1.4. Kết quả xác định các thành phần thải trong quá trình khai thác và quá trình

sản xuất xi măng ................................................................................................ 34

3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM GẠCH KHÔNG

NUNG TỪ NGUỒN PHẾ THẢI CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG TRUNG SƠN .. 36

3.2.1. Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M1 ................... 38

3.2.2. Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M2 ................... 39

3.2.3. Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M3 ................... 40

3.2.4. Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M4 ................... 41

3.2.5. Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M5 ................... 41

3.2.6. Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M6 ................... 42

3.3. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG CHO NHÀ

MÁY XI MĂNG TRUNG SƠN – LƯƠNG SƠN – HÒA BÌNH ......................... 43

3.3.1. Quy trình sản xuất gạch không nung từ phế thải chứa đất ...................... 43

3.3.2. Quy trình sản xuất gạch không nung từ đá mạt ....................................... 47

3.4. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ ............................................................. 50

3.4.1. Tính chi phí sản xuất cho 1 viên gạch không nung theo cấp phối M2 .... 50

3.4.2. Tính chi phí sản xuất cho 1 viên gạch không nung theo cấp phối M5 .... 52

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 56

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 – Bảng tỉ lệ cấp phối thành phần nguyên liệu (% khối lượng) .................. 23

Bảng 3.1 – Bảng kết quả sản xuất thử nghiệm gạch không nung sau 28 ngày ......... 36

Bảng 3.2 – Quy định cường độ nén và độ hút nước theo TCVN 6477:2011 – Gạch bê

tông và TCVN 6355:2009 – Gạch xây – Phương pháp thử ...................................... 37

Bảng 3.3 - Tương quan giữa cấp độ bền chịu nén của bê tông và mác bê tông theo

cường độ chịu nén – TCVN 5574:2012 – Kết cấu bê tông và cốt thép – Tiêu chuẩn

thiết kế ....................................................................................................................... 37

Bảng 3.4 – Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M1 .................. 38

Bảng 3.5 – Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M2 .................. 39

Bảng 3.6 – Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M3 .................. 40

Bảng 3.7 – Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M4 .................. 41

Bảng 3.8 – Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M5 .................. 42

Bảng 3.9 – Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M6 .................. 42

Bảng 3.10 – Cấp phối cho gạch không nung từ phế thải chứa đất ............................ 45

Bảng 3.11 – Cấp phối cho gạch không nung bê tông cốt liệu từ đá mạt .................. 49

Bảng 3.12 – Danh mục đầu tư cơ sở vật chất............................................................ 51

Bảng 3.13 – Chi phí sản xuất cho 1 viên gạch không nung theo cấp phối M2 ......... 51

Bảng 3.14 – Chi phí sản xuất cho 1 viên gạch theo cấp phối M5 ............................. 53

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 3.1 – Vị trí Nhà máy xi măng Trung Sơn ....................................................... 27

Hình 3.2 – Sơ đồ quy trình khai thác mỏ đá vôi Lộc Môn ....................................... 29

Hình 3.3 – Mỏ đá vôi Lộc Môn................................................................................. 30

Hình 3.4 - Sơ đồ công nghệ sản xuất nhà máy xi măng Trung Sơn ......................... 31

Hình 3.5 – Một phần nhà máy xi măng Trung Sơn .................................................. 34

Hình 3.6 – Quy trình sản xuất gạch không nung từ phế thải chứa đất cho nhà máy xi

măng Trung Sơn ........................................................................................................ 44

Hình 3.7 – Quy trình sản xuất gạch không nung từ đá mạt cho nhà máy xi măng Trung

Sơn............................................................................................................................. 47

DANH MỤC KÝ HIỆU & TỪ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxy sinh học

BXD Bộ xây dựng

COD Nhu cầu oxy hóa học

QĐ Quyết định

QTVLXD Quy trình vật liệu xây dựng

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

VIBM Viện Vật liệu xây dựng

MỞ ĐẦU

Theo ước tính, mỗi năm nước ta tiêu thụ khoảng 20 tỉ viên gạch. Với đà phát

triển này, đến năm 2020, lượng gạch cần cho xây dựng là hơn 40 tỉ viên/năm. Việc

sử dụng đất nung làm nguyên liệu làm mất rất nhiều đất canh tác, ảnh hưởng nghiêm

trọng đến an ninh lương thực và phải sử dụng một lượng than hóa thạch khổng lồ;

kèm theo đó là lượng củi đốt rất lớn dẫn đến chặt phá rừng, mất cân bằng sinh thái,

hậu họa của thiên tai và nghiêm trọng hơn nữa là gây ô nhiễm môi trường nghiêm

trọng, ảnh hưởng đến môi trường vật nuôi, sức khỏe con người và hậu quả để lại lâu

dài. Khi sử dụng gạch đất sét, chúng ta phải sử dụng nguồn đất khai thác từ đất ruộng,

đất phù sa, … tức là nguồn tài nguyên rất quý hiếm của một quốc gia. Hiện nay,

nguồn tài nguyên này đã bắt đầu cạn kiệt và với đà này chắc chắn sẽ không còn nhiều

trong tương lai. Lượng đất sét này chúng ta có thể dùng vào việc sản xuất các sản

phẩm cao cấp hơn, thẩm mỹ hơn, mang lại giá trị kinh tế hơn thay cho việc sản xuất

gạch xây thông thường. Mặt khác, quá trình nung gạch làm từ đất sét gây ra tình trạng

ô nhiễm môi trường xung quanh.

Đứng trước nguy cơ cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên cũng như ô nhiễm

môi trường và an ninh lương thực mà các lò gạch đất sét nung mang lại, các cơ quan

quản lý nhà nước đã có lộ trình đưa vật liệu tương ứng vào thay thế. Để hạn chế việc

sử dụng gạch đất sét nung, đặc biệt là giảm thiểu ô nhiễm, Bộ xây dựng đã đề nghị

Chính phủ cũng như Quốc hội tăng thuế tài nguyên đối với nguyên liệu đất sét; đã đề

nghị các các tỉnh, thành có biện pháp để nhanh chóng xóa bỏ các lò gạch thủ công.

Các tỉnh thành trong cả nước đều đã có những biện pháp quản lý chặt chẽ hơn về đất

làm gạch. Nhiều tỉnh đã có những chế tài nghiêm khắc trong việc quản lý đất đai, đã

xóa bỏ hoàn toàn các lò gạch thủ công.

Theo quyết định số 1469/QĐ – TTg ngày 22/08/2014 của Thủ tướng Chính

phủ về việc “Phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam

1

đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030” đã đưa ra lộ trình sử dụng vật liệu xây

không nung thay thế gạch đất sét nung là: năm 2010: 10 – 15%, năm 2015: 20 – 25%,

năm 2020: 30 – 40% và giao Bộ Xây dựng xây dựng chương trình phát triển vật liệu

không nung đến năm 2020. Định hướng này là một phần của chương trình và được

dựa trên cơ sở kết quả khảo sát, điều tra về tình hình sản xuất sử dụng và nguồn

nguyên liệu làm vật liệu xây dựng không nung.

Đây là nội dung cơ bản nhất của dự án: "Điều tra, khảo sát, đánh giá tình hình

sản xuất và sử dụng vật liệu không nung ở Việt Nam và một số nước trong khu vực

để xây dựng Chương trình phát triển vật liệu không nung đến 2020 và định hướng

đến 2030" [7].

Sử dụng công nghệ gạch không nung sẽ khắc phục được những nhược điểm

trên, đem lại công việc ổn định cho người lao động, phù hợp với chủ trương chính

sách của Đảng, nhà nước và nguyện vọng của nhân dân, tiết kiệm được thời gian và

tiền bạc, đem lại lợi ích cho xã hội.

Quá trình sản xuất gạch không nung không sinh ra chất gây ô nhiễm, không

tạo ra chất phế thải hoặc chất thải độc hại. Năng lượng sử dụng trong quá trình sản

xuất gạch không nung tốn ít hơn so với quá trình sản xuất các vật liệu khác.

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, việc chọn và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu

thử nghiệm sản xuất gạch không nung từ nguồn phế liệu của nhà máy xi măng

Trung Sơn, Lương Sơn, Hòa Bình” là cần thiết và có ý nghĩa thực tế.

Mục tiêu của đề tài nhằm:

 Xác định các chất thải rắn trong khai thác quá trình khai thác mỏ đá vôi Lộc

Môn và hoạt động sản xuất của nhà máy xi măng Trung Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh

Hòa Bình.

 Chế tạo thử nghiệm gạch không nung từ các chất thải rắn của quá trình khai

thác nguyên liệu và sản xuất xi măng của nhà máy.

 Tính toán chi phí và đánh giá hiệu quả kinh tế của việc sản xuất gạch không

2

nung từ nhà máy.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. KHÁI QUÁT VỀ GẠCH KHÔNG NUNG

Gạch không nung là loại gạch xây dựng mà sau khi gia công định hình không

cần phải sử dụng nhiệt nung nóng đỏ viên gạch cũng tự đóng rắn đạt để các chỉ số về

cơ học như cường độ nén, uốn, độ hút nước ... 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. Bản chất của sự liên kết tạo hình trong gạch không nung là do

các phản ứng hoá đá xảy ra trong hỗn hợp tạo gạch, nhờ đó sẽ làm tăng dần độ bền

block/blốc, gạch bê tông, gạch block bê tông ...; tuy nhiên với cách gọi này thì không

của gạch theo thời gian. Gạch không nung ở Việt Nam đôi khi còn được gọi là gạch

phản ánh đầy đủ khái niệm về gạch không nung. Mặc dù gạch không nung được dùng

phổ biến trên thế giới nhưng hiện ở Việt Nam gạch không nung vẫn chiếm tỉ lệ thấp.

1.1.1. Phân loại gạch không nung

Hiện nay trên thị trường trong nước, gạch không nung thường được phân loại

và gọi tên riêng chủ yếu dựa vào nguồn nguyên liệu và phụ gia chính sử dụng cũng

như công nghệ ép viên. Theo đó, có những loại gạch không nung sau [7]:

 Gạch xi măng cốt liệu: Gạch xi măng cốt liệu còn gọi là gạch blốc (block),

được tạo thành từ xi măng và một trong số hoặc nhiều các cốt liệu sau đây: mạt đá,

cát vàng, cát đen, xỉ nhiệt điện, phế thải công nghiệp, đất ... Loại gạch này thường có

cường độ chịu lực tốt (trên 80 kg/cm²), khả năng chống thấm và cách âm cách nhiệt

tốt, tỉ trọng lớn (thường trên 1.900 kg/m³, nhưng nếu tạo kết cấu lỗ thì sẽ có thể cho

khối lượng thể tích nhỏ hơn 1.400 kg/m³).

Đây là loại gạch được khuyến khích sử dụng nhiều nhất và được ưu tiên phát

triển mạnh nhất. Nó đáp ứng rất tốt các tiêu chí về kỹ thuật, kết cấu, môi trường,

phương pháp thi công. Loại gạch này dễ sử dụng, có thể dùng vữa thông thường để

3

gắn kết các viên gạch với nhau.

Gạch xi măng cốt liệu có tỉ trọng cao thường được sử dụng trong xây dựng

công trình cao tầng vì lý do chính là tạo đối trọng, kết cấu vững chắc với cường độ

cao. Với những công trình không cần đối trọng lớn, có thể dùng gạch xi măng cốt liệu

kết cấu lỗ có khối lượng thể tích nhỏ mà vẫn đảm bảo được độ bền, không nặng và

sự vững chãi cho công trình. Ví dụ: Những công trình cần sản phẩm gạch có cường

độ 75 kg/cm² với gạch đất nung phải dùng loại đặc tỷ trọng 1.800 kg/m³, nhưng nếu

dùng gạch không nung xi măng cốt liệu chỉ cần dùng loại kết cấu lỗ rỗng tỷ trọng

1.400 kg/m³ cường độ có thể đạt trên 100 kg/cm².

 Gạch không nung bê tông nhẹ: Có hai dòng sản phẩm hình thành khi sản xuất

gạch không nung bê tông nhẹ tùy thuộc vào quy trình sản xuất và nguyên liệu, đó là

gạch bê tông nhẹ bọt (CLC - Cellular Lightweight Concrete) và gạch bê tông khí

chưng áp (AAC - Autoclaved Aerated Concrete).

+ Gạch bê tông nhẹ bọt (CLC): Sản suất bằng công nghệ tạo bọt, khí trong kết

cấu nên tỷ trọng viên gạch giảm đi nhiều (từ 350 kg/m3 có khả năng cách ly nhiệt

hoàn toàn đến 800 kg/m3), nên nó đã trở thành đặc điểm ưu việt nhất của loại gạch

này. Thành phành cơ bản: Xi măng, tro bay nhiệt điện, cát mịn, phụ gia tạo bọt hữu

cơ hoặc vô cơ [14, 15]. Một số sản phẩm CLC của Việt Nam đã được kiểm định chất

lượng vượt TCXDVN: 2004 về cường độ chịu nén đối với tỷ trọng 800 kg/m3 (D800).

+ Gạch bê tông khí chưng áp (AAC): Được rất nhiều nước trên thế giới ứng

dụng rộng rãi với rất nhiều ưu điểm như thân thiện với môi trường, siêu nhẹ, bền, tiết

kiệm năng lượng hóa thạch do không phải nung đốt truyền thống, bảo ôn, chống cháy,

cách âm, cách nhiệt, chống thấm rất tốt so với vật liệu đất sét nung. Nó còn được gọi

là gạch bê tông siêu nhẹ vì tỷ trọng chỉ bằng 1/2 hoặc thậm chí là chỉ bằng 1/3 so với

gạch đất nung thông thường do kết cấu khí chiếm 80% thể tích viên gạch đó là lý do

nó có thể nổi trên mặt nước, cách âm vượt trội và cách nhiệt hay chống cháy tốt. Do

bề mặt viên gạch khá mịn nên khi xây xong tường thường không phải trát vữa mà bả

sơn luôn. Thành phành cơ bản của AAC cũng bao gồm: Xi măng, tro bay nhiệt điện,

4

cát mịn, vôi, nước và phụ gia tạo bọt [16].

Về độ chịu lực của gạch không nung bê tông bọt với gạch bê tông khí nếu có

cùng cường độ chịu lực (Mác) gạch bê tông bọt nặng 1000kg thì bê tông khí chưng

áp là 800kg.

Gạch bê tông nhẹ được sử dụng khá nhiều ở các công trình dân sự xây nhà hay

xây thêm tầng.

Các loại gạch không nung khác: Nguồn nguyên liệu để tạo ra các loại gạch

không nung khác sử dụng trong dân gian thường là xỉ than, đất đồi núi chất lượng

thấp, phế thải công nghiệp, phế thải xây dựng ... và phụ gia là vôi bột để tạo sự đông

kết, đóng rắn. Trong thực tế và tùy điều kiện kinh tế, người ta cũng có thể bổ sung

thêm xi măng để tăng độ bền cơ học của gạch. Công nghệ tạo viên thường là thủ

công, đổ khuôn và nén bằng tay hoặc nện chày gỗ nên các loại gạch này có độ chịu

lực yếu, lực nén thấp và độ hút nước cao. Ngoài ra, cũng có thể trực tiếp sử dụng một

số đá khoáng có sẵn trong tự nhiên để làm gạch như từ đá chẻ, đá ong, đá silicat …

1.1.2. Vai trò của gạch không nung trong xây dựng

Theo Quyết định 1469/QĐ-TTg ngày 22/08/2014 về việc Phê duyệt Quy hoạch

phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030,

việc đầu tư dây chuyền công nghệ sản xuất vật liệu xây không nung nói chung và

gạch không nung nói riêng có mức độ cơ giới hóa và tự động hóa cao, tiết kiệm năng

lượng, giảm ô nhiễm môi trường.

Định hướng đầu tư vật liệu không nung: Tiếp tục đầu tư mới và mở rộng các

cơ sở sản xuất vật liệu không nung để có tổng công suất thiết kế trên toàn quốc đạt

khoảng 6 tỷ viên quy tiêu chuẩn/năm. Giai đoạn 2016 – 2020, tiếp tục đầu tư mới và

mở rộng các cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng không nung để đạt tổng công suất thiết

kế trên toàn quốc đạt khoảng 13 tỷ viên quy tiêu chuẩn/năm.

Gạch không nung, gạch nhẹ, có khả năng chống thấm, chống nóng, chống ồn,

không bị rêu mốc, ăn mòn bởi thời tiết. Quá trình sản xuất gạch không nung ít thải ra

khí độc hại, sử dụng ít nguyên liệu mà chủ yếu dùng phế thải làm nguyên liệu, giảm

5

chi phí, tiết kiệm nguyên liệu than.

Một trong những lợi thế lớn nhất của loại gạch này là nó cho phép người xây

dựng có thể thu nhỏ trước khi chúng được đặt lên tường. Nguy cơ co rút, nứt rất thấp

và có khả năng chịu nước tốt, giúp tăng năng suất ngành xây dựng.

So với gạch nung truyền thống, gạch không nung ưu việt hơn rất nhiều vì vốn

đầu tư ban đầu chỉ bằng 30 – 40% so với gạch nung lò tuynel và mặt bằng để phục

vụ sản xuất hoặc lưu kho chỉ bằng 1/5 so với gạch nung truyền thống (Trích “Vật liệu

không nung – Yếu tố cơ bản của ngành xây dựng xanh”, Báo Kinh tế và Dự báo –

Báo điện tử của Bộ kế hoạch và Đầu tư). Thời gian từ lúc viên gạch được sản xuất và

đưa vào sử dụng chỉ bằng 1/3 so với gạch nung. Điều quan trọng là yếu tố tiết kiệm

năng lượng và hiệu suất sử dụng dây chuyền thiết bị của gạch không nung cao hơn

hẳn. Được tích hợp nhiều yếu tố thuận lợi cộng với những nghiên cứu, thử nghiệm

dây chuyền công nghệ ngày càng được cải tiến nên giá thành sản xuất có thể cạnh

tranh so với gạch nung thông thường. Gạch không nung được ưu đãi về thuế và các

chính sách của Nhà nước. Đặc biệt, việc lắp đặt, tháo dỡ dây chuyền, thiết bị sản xuất

cực kỳ năng động, tiện dụng và nhanh gọn, có thể lắp đặt và sản xuất ở bất cứ đâu,

gần công trình xây dựng – từ đó giảm tối đa thời gian sản xuất và chi phí vận chuyển.

Dây chuyền, thiết bị sản xuất có thể lắp đặt ngay trong khu dân cư vì không ô nhiễm

môi trường và có thể sản xuất liên tục 3 ca/ngày. Viên gạch không nung có độ đồng

nhất cao và không biến dạng do không trải qua khâu nung nên tiết kiệm thời gian và

nâng cao năng suất lao động cho nhà thầu (giảm 1/3 thời gian, diện tích dây dựng và

giảm chi phí vật liệu gắn kết).

1.1.3. Thực trạng sản xuất gạch không nung trên Thế giới và Việt Nam

a. Xu hướng phát triển gạch không nung trên thế giới

Hiện nay các nước đã và đang phát triển đều xem sản xuất và sử dụng vật liệu

không nung là xu hướng tất yếu của xây dựng trong tương lai. Rất nhiều quốc gia trên

Thế giới đã có những chính sách riêng nhằm hỗ trợ cho việc phát triển loại vật liệu

6

thân thiện này dần thay thế vật liệu nung truyền thống.

Tại châu Âu và các nước phát triển ở châu Á, từ thập niên 60 của thế kỷ trước,

ngành sản xuất vật liệu không nung đã phát triển mạnh, đến nay đã gần thay thế hoàn

toàn gạch đất sét nung. Vật liệu không nung chiếm thị phần ngày càng lớn do chính

phủ nhiều quốc gia sớm có những chính sách hỗ trợ để loại vật liệu này có thể cạnh

tranh với vật liệu nung. Điển hình như Trung Quốc đã ban hành lệnh cấm sản xuất,

sử dụng gạch đất sét nung ở 170 thành phố từ năm 2003. Thái Lan không ban hành

chính sách khuyến khích vật liệu không nung, nhưng quản lý chặt việc sử dụng đất

đai, do đó vật liệu nung có giá cao hơn rất nhiều vật liệu không nung. Bên cạnh đó,

yếu tố thị trường điều tiết khiến công nghiệp vật liệu không nung ở Thái Lan rất phát

triển, như bê tông nhẹ đã có cách đây 10 năm. Tại Ấn Độ, gạch không nung đang có

xu hướng trở thành vật liệu phổ biến thứ hai sau gạch nung, chiếm khoảng 24% tổng

vật liệu xây dựng.

Tại các nước phát triển, vật liệu không nung chiếm khoảng 60% tổng vật liệu

xây dựng, gạch đất sét nung chỉ chiếm khoảng 10 – 15%. Tại Mỹ, những chương

trình xây dựng xanh đang có chiều hướng tăng với tốc độ đáng kể do chính sách ưu

đãi và khuyến khích của chính quyền địa phương và liên bang, có tới 1/3 các công

trình xây dựng thương mại mới là các công trình xanh, hoàn toàn xây dựng bởi vật

liệu thân thiện với môi trường như vật liệu không nung. Trong 5 năm tới, hoạt động

xây dựng xanh của khu vực thương mại dự kiến tăng gấp 3 lần, trị giá tới 120 – 145

tỷ USD trong xây dựng mới (Trích “Vật liệu không nung: Cần thay đổi thói quen sử

dụng”, Báo xây dựng – Báo điện tử Bộ xây dựng).

b. Nhu cầu vật liệu không nung ở Việt Nam

Theo thống kê của Vụ Vật liệu xây dựng, Bộ Xây dựng, sau 4 năm thực hiện

chương trình theo Quyết định số 1469/QÐ-TTg (trước đây là 567/QĐ-TTg) về việc

Phê duyệt Quy hoạch phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và định

hướng đến năm 2030, tổng công suất thiết kế vào ba loại sản phẩm chính, gồm: Gạch

xi măng cốt liệu, gạch bê tông khí chưng áp (AAC) và gạch bê tông bọt đạt 6 tỷ viên

7

quy tiêu chuẩn (QTC), trong đó có 13 nhà máy sản xuất AAC, 17 nhà máy sản xuất

bê tông bọt, hơn 1.000 dây chuyền sản xuất gạch xi măng cốt liệu công suất hơn 10

triệu viên QTC/năm và một số chủng loại VLXKN khác.

Để có được kết quả đó, trong thời gian qua, nhiều địa phương, doanh nghiệp,

cơ sở sản xuất gạch ngói đã có nhiều nỗ lực trong việc chuyển đổi mô hình sản xuất

và thực hiện các dự án VLXKN.

Ví dụ, trên địa bàn huyện Tây Sơn – Bình Định đã có 191 lò gạch, ngói nung

thủ công tháo dỡ, chấm dứt hoạt động (gồm 190 lò có công suất dưới 650 ngàn

viên/năm; 1 lò có công suất trên 650 ngàn viên/năm); trong đó có 147 lò nằm trong

khu dân cư, 44 lò nằm trong khu sản xuất tập trung và trong cụm công nghiệp …

Tính đến thời điểm hiện tại, ở Bình Định đã có 16 dự án sản xuất gạch không nung

với tổng công suất hơn 250 triệu viên/năm, tổng vốn đăng ký đầu tư gần 50 tỉ đồng.

Trong số này đã có 3 nhà máy đi vào hoạt động, 12 dự án đang giải phóng mặt bằng

và triển khai xây dựng … Theo kế hoạch, đến hết ngày 31/12/2016 sẽ chấm dứt hoàn

toàn hoạt động của các lò nung thủ công trên địa bàn tỉnh Bình Định.

Tại Quảng Ninh, một số công trình nhà chung cư cũng đang được doanh

nghiệp sử dụng khoảng 30% là vật liệu gạch không nung. Tòa nhà thương mại cao

18 tầng do Công ty LICOGI 18.1 (Bộ Xây dựng) thiết kế và thi công ở Thành phố

Hạ Long, theo các kỹ sư, từ tầng thứ 3 trở lên, đơn vị đã sử dụng toàn bộ vật liệu

ngăn tường bằng gạch không nung. Nhiều hộ dân ở huyện Đông Triều – Quảng Ninh

cũng đang có xu hướng xây nhà có sử dụng gạch không nung.

Gạch không nung hiện nay đã hiện hữu trên rất nhiều công trình trọng điểm,

điển hình như Keangnam Hà Nội, Landmard Tower, Habico Tower, Khách sạn

Horison, Hà Nội Hotel Plaza, sân vận động Mỹ Đình, làng Việt kiều Châu Âu, …

Trước đó, các văn bản của Chính phủ, Bộ Xây dựng cũng quy định rõ, các

công trình xây dựng từ nguồn vốn ngân sách đều phải sử dụng gạch không nung. Khu

đô thị loại 3, các công trình cao 9 tầng trở lên đều được khuyến cáo sử dụng ít nhất

8

30% gạch không nung.

Với kết cấu nhẹ, chống thấm tốt, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và hiện trạng

không có nguồn nguyên liệu đất sét để sản xuất gạch nung như hiện nay thì gạch

không nung có những ưu điểm không hề nhỏ so với gạch nung truyền thống. (Theo

“Tình hình sản xuất và sử dụng vật liệu xây không nung tại một số địa phương”,

Trung tâm thông tin – Viện Vật liệu xây dựng – Bộ xây dựng (VIBM)).

1.1.4. Những ưu điểm và hạn chế của gạch không nung hiện nay

Gạch không nung là sản phẩm hiện đại và ngày càng được sử dụng nhiều trong

xây dựng để thay thế cho những loại gạch thông thường khác. Gạch không nung có

nhiều ưu điểm vượt trội hơn gạch nung thông thường. Ở trên thế giới gạch không

nung được sử dụng rất nhiều, nhưng ở Việt Nam, từ năm 2014 trở lại đây, gạch không

nung mới bắt đầu nở rộ và dần khẳng định vị trí của mình trong ngành xây dựng.

a. Ưu điểm của gạch không nung.

Khi sản xuất gạch không nung, nguyên liệu không sử dụng đất nông nghiệp,

do đó không ảnh hưởng đến diện tích đất nông nghiệp để canh tác. Ngoài ra, quy trình

sản xuất gạch không nung không trải qua giai đoạn nung đốt, nên sẽ không sử dụng

đến nhiên liệu đốt, vì thế nên tiết kiệm được nhiên liệu, tránh được tình trạng phá

rừng tràn lan và không gây ô nhiễm môi trường.

Nguyên liệu để sản xuất gạch không nung hết sức phong phú, đa dạng như đất,

mạt đá, bột đá, cát vàng, xi măng, ... là nguồn nguyên liệu có ở hầu hết các tỉnh thành

trong cả nước.

Dây chuyền sản xuất gạch sử dụng ít công nhân, do các khâu hầu hết được tự

động hoá, điều này tiết kiệm được chi phí nhân công.

Khả năng chịu lực có thể đáp ứng theo nhu cầu sử dụng lớn. Gạch không nung

có thể chịu được lực với cường độ từ 30 – 40MPa trở lên (trong đó gạch nung chỉ đạt

≤ 10MPa). Đối với những công trình hoặc những vùng tường không yêu cầu cường

độ, việc sản xuất gạch không nung có thể thay đổi để giảm bớt lượng xi măng nhằm

9

giảm chi phí.

Gạch không nung có khả năng cách âm tốt, cách nhiệt tốt và chống thấm cao.

Điều này hoàn toàn phù hợp vào kết cấu của viên gạch và cấp phối vữa bê tông.

Kích thước gạch không nung có nhiều loại, tùy vào nhu cầu của khách hàng

để có thể sản xuất, có những viên có kích thước lớn, làm cho việc xây dựng trở nên

nhanh hơn, giảm được chi phí nhân công nhưng vẫn đạt được tiến độ nhanh hơn cho

công trình.

Có nhiều chủng loại, đa dạng về kích thước, nhưng khi sử dụng thì sử dụng

một kích thước chính và những chi tiết phụ, làm cho công trình đạt được tính thẩm

mỹ cao.

Ngoài ra, sử dụng gạch không nung thông thường để lát vỉa hè mang lại hiệu

quả cao. Trong quá trình thi công vỉa hè, dùng gạch lát không nung không cần phải

trát mạch, tiết kiệm được vật liệu, nhân công và giảm thời gian thi công cho công

trình, ngoài ra việc thoát nước cũng dễ dàng hơn. Vỉa hè sau khi lát gạch xong có thể

sử dụng được ngay lập tức mà không cần đợi. Lát vỉa hè bằng gạch này có thể thi

công được ở mọi thời tiết, kể cả trời mưa. Kiểu dáng, hoa văn, màu sắc viên gạch rất

đa dạng, tính thẩm mỹ cao.

b. Nhược điểm của gạch không nung.

Một số loại gạch không nung có tỷ trọng cao hơn so với gạch đất nung. Do sử

dụng một phần nguyên liệu là cát, đá làm nguyên liệu khiến cho nhu cầu khai thác

cát và đá tăng cao. Tuy trong quá trình sản xuất và thi công ít ô nhiễm nhưng các

nguyên liệu thứ phẩm như xi măng, bột nhôm, ... cũng ảnh hưởng tới môi trường.

Giá thành sản xuất một số loại gạch không nung vẫn cao hơn so với gạch nung

truyền thống. Hiện tại, gạch không nung mới gia nhập thì trường Việt Nam chưa lâu,

người dân chưa quen dùng.

Trên đây là một số ưu điểm và nhược điểm của gạch không nung, nhưng qua

10

đó ta thấy, gạch không nung chủ yếu mang lại nhiều ưu điểm hơn nhược điểm, vì thế

sử dụng gạch không nung sẽ là một lựa chọn tất yếu của vật liệu xây dựng cho tương

lai.

1.2. NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG CHO SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG

Về cơ bản, nguyên liệu cho gạch không nung có thể chia thành các loại: chất

kết dính, cốt liệu lớn (hạt có kích thước > 5mm), cốt liệu nhỏ (cát), phụ gia khoáng

(dạng bột), phụ hoa hóa học và nước [13].

1.2.1. Chất kết dính

Xi măng là loại chất kết dính phổ biến và được dùng nhiều nhất cho sản xuất

gạch không nung. Ngoài xi măng thì gạch không nung có thể sử dụng chất kết dính

hỗn hợp như xi măng – vôi, xi măng – tro bay, xi măng puzolan, … [13].

Tại Việt Nam, loại xi măng chủ yếu được sử dụng cho sản xuất gạch không

nung là xi măng poóclăng hỗn hợp PC30 và PC40. Nếu sử dụng PC40 thì lượng xi

măng sẽ giảm và có thể tăng thêm các thành phần vật liệu khác như phụ gia khoáng,

cốt liệu. Sử dụng PC30 thì phải tăng lượng xi măng, nhưng phù hợp với các cấp phối

mà thành phần bột mịn ít, điều này làm tăng khả năng chống thấm của sản phẩm.

Ngoài ra loại xi măng PC40 cũng là loại xi măng thích hợp cho sản xuất gạch không

nung. Ưu điểm của xi măng PC40 là không bị pha trộn phụ gia khoáng trong quá

trình sản xuất nên mác xi măng thường cao, đặc biệt là thuận tiện khi thêm các thành

phần phụ gia khoáng, phụ gia hóa học khi thiết kế thành phần cấp phối vật liệu cho

bê tông.

Xi măng sử dụng cho gạch không nung cần đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn

Việt Nam hiện hành. Xi măng poóclăng hỗn hợp PC30 và PC40 phù hợp TCVN

6260:2009 và xi măng poóclăng phù hợp tiêu chuẩn TCVN 2682:2009, … Khi sử

dụng xi măng dạng bao cần có biện pháp lưu kho phù hợp với tiêu chuẩn để xi măng

không bị xuống cấp, làm giảm chất lượng sản phẩm.

Tại một số nơi, chất kết dính cho sản xuất gạch không nung sử dụng xi măng

11

– vôi hoặc vôi – tro xỉ. Vôi sử dụng cần đáp ứng yêu cầu kỹ thuật theo quy định (ví

dụ theo TCVN 2231), không nên sử dụng dạng vôi cục già lửa vì loại vôi này thường

có quá trình thủy hóa chậm nên dễ gây hiện tượng nở thể tích, làm nứt hoặc biến dạng

viên gạch [13].

1.2.2. Cốt liệu

Do giới hạn về kích thước và chiều dày của thành vách viên gạch nên các cơ

sở sản xuất gạch không nung sử dụng cốt liệu có Dmax thường nhỏ hơn 10mm, phổ

biến là 7mm, kích thước này tương đương với kích thước mạt đá thông thường. Về

nguyên tắc thiết kế cấp phối, cốt liệu cho gạch không nung cần được phối trộn cốt

liệu lớn (3 – 10mm) và cốt liệu nhỏ (cát nghiền hoặc cát tự nhiên) để hỗn hợp cốt liệu

có dải hạt liên tục [13].

a. Cốt liệu lớn

Về nguyên tắc, yêu cầu cốt liệu lớn cho gạch không nung cũng tương tự đối

với cốt liệu cho sản xuất gạch bê tông. Như vậy, theo TCVN thì cốt liệu lớn cho sản

xuất gạch không nung đáp ứng theo TCVN 7570:2006 “Cốt liệu cho bê tông và vữa

xây dựng”. Dưới đây là một số nguồn vật liệu sử dụng làm cốt liệu lớn, hoặc hỗn hợp

cốt liệu lớn và nhỏ cho sản xuất gạch không nung.

 Đá dăm:

Trên thực tế, sản xuất gạch không nung thì cốt liệu lớn và cốt liệu nhỏ không

thể tách rời nhau. Các cơ sở sản xuất thường sử dụng đá mạt có cấp hạt nằm trong

khoảng 0 – 7mm. Đá mạt là loại vật liệu có cấp hạt nhỏ nhất thu được trong quá trình

sản xuất các sản phẩm đá dăm cho chế tạo bê tông. Nhằm nâng cao chất lượng sản

phẩm gạch, các cơ sở thường nghiền đá mạt để có kích thước đồng đều.

 Xỉ gang và xỉ thép:

Xỉ gang và xỉ thép là nguồn vật liệu có thể làm cốt liệu cho gạch không nung.

Xỉ gang và xỉ thép là thải phẩm trong quá trình sản xuất gang và thép tương ứng.

Do đặc tính của xỉ gang và xỉ thép khác nhau, nên xỉ gang là loại vật liệu phù

12

hợp hơn cho việc sử dụng làm cốt liệu gạch không nung. Xỉ gang và xỉ thép khi được

tạo ra dưới dạng xỉ tảng khi muốn sử dụng làm cốt liệu cho bê tông cần qua quá trình

nghiền sàng để tạo ra cỡ gạt mong muốn. Đối với xỉ thép, do trong thành phần có thể

có chứa thành phần gây nở nên cần lưu ý kiểm soát chất lượng khi sử dụng.

Chất lượng xỉ gang và xỉ thép theo TCVN 7570:2006 và bổ sung them các chỉ

tiêu đánh giá về độ nở của cốt liệu khi sử dụng xỉ thép.

 Phế thải xây dựng:

Phế thải xây dựng (PTXD) là các loại vật liệu từ phá dỡ, sửa chữa, cải tạo các

công trình xây dựng. Chúng chủ yếu bao gồm các loại vật liệu sau: bê tông, thép, các

loại gạch, vữa, kính, sứ vệ sinh, gỗ, nhựa, thạch cao, … Trong PTXD thường lẫn các

tạp chất làm giảm chất lượng của bê tông xi măng đó là gỗ, nhựa, kim loại, vật liệu

bảo ôn, sơn, thạch cao, các loại vật liệu mềm, nhẹ, chất có hại,…

Qua quá trình xử lý, tái chế với các công đoạn chủ yếu là nghiền, sàng, loại bỏ

các tạp chất, tạo ra cốt liệu tái chế có thành phần cốt liệu tương tự như cốt liệu nghiền

sàng từ đá tự nhiên. Do đó, PTXD thường được sử dụng làm cốt liệu thay thế một

phần hoặc toàn bộ cốt liệt đá dăm, cát cho sản xuất gạch không nung. Tuy nhiên, khi

thay thế toàn bộ cốt liệu tự nhiên thì cường độ sản phẩm sẽ giảm (khoảng 10 – 25%)

tùy thuộc vào chất lượng của cốt liệu tái chế. Do vậy, lượng xi măng sẽ tăng so với

dùng cốt liệu tự nhiên.

b. Cốt liệu nhỏ

 Cát nghiền và cát tự nhiên:

Cát nghiền hoặc cát tự nhiên được sử dụng làm cốt liệu nhỏ cho sản xuất gạch

không nung. Tương tự bê tông thông thường, cát vàng có mô đun độ lớn từ 2,5 – 3,0

là loại tốt nhất cho gạch không nung. Tuy vậy, do hạn chế về nguồn cát, giá thành

cao nên loại cát vàng cho bê tông đang dần không còn được sử dụng trong nhiều cơ

sở sản xuất gạch không nung. Thay vào đó, các loại cát có mô đun độ lớn < 2,5 đang

13

là sự lựa chọn cho nhiều cơ sở sản xuất. Đặc điểm thuận lợi cho việc sử dụng cát hạt

mịn là gạch không nung không có độ sụt (không yêu cầu tính dẻo) nên sẽ giảm các

nhược điểm về tăng lượng dùng nước trộn.

 Xỉ hạt lò cao:

Xỉ hạt lò cao là phụ phẩm của quá trình sản xuất gang trong lò cao. Xỉ hạt lò

cao có hình dạng và cỡ hạt gần giống với cát hạt thô (< 5mm).

 Tro đáy nhà máy nhiệt điện:

Tro xỉ nhiệt điện được phân thành 2 loại: Tro bay và tro đáy. Trong đó, tro bay

là các hạt mịn, thu được tại bộ phận lắng động khí thải lò đốt than của các nhà máy

nhiệt điện. Tro đáy có thành phần hạt thô hơn, thu được tại phần đáy lò đốt than

nghiền hoặc than bột. Thông thường, trong một nhà máy nhiệt điện than thì lượng tro

bay thu được gấp 3 đến 5 lần lượng tro đáy.

Tro đáy có thể sử dụng làm cốt liệu nhỏ cho chế tạo gạch không nung hoặc

nghiền mịn làm phụ gia khoáng cho gạch không nung. Do khối lượng thể tíc tro đấy

khoảng 1,8 – 2,3 g/cm3 thấp hơn so với cát tự nhiên, nên sử dụng tro tro đáy thay thế

cát sẽ làm giảm khối lượng thể tích của viên gạch. Có thể sử dụng kết hợp tro đáy và

tro bay cho sản xuất gạch không nung.

1.2.3. Phụ gia khoáng

Khả năng sử dụng tro bay cho sản xuất gạch không nung: Tro bay có tính

puzolanic và khối lượng thể tích nhẹ nên tro bay thường được sử dụng làm phụ gia

khoáng và thay thế một phần cốt liệu cho gạch không nung. Ưu điểm của việc sử

dụng tro bay [13]:

 Có thể giảm lượng dùng xi măng;

 Có thể dùng chất kết dính là xi măng hoặc vôi hoặc phối trộn 2 loại với nhau;

 Khối lượng thể tích của viên gạch giảm.

Khi sử dụng với vai trò phụ gia khoáng thì hàm lượng tro bay sử dụng thường

14

trong khoảng 15 – 30% khối lượng chất kết dính. Khi sử dụng với vai trò phụ gia

khoáng và thay thế một phần cốt liệu thì hàm lượng tro bay có thể tăng lên rất cao,

đến 70% của khối lượng viên gạch.

Tro bay cho sản xuất gạch không nung cần được kiểm soát chất lượng theo

tiêu chuẩn tro bay làm phụ gia khoáng cho bê tông, vữa và xi măng trong TCVN

10302:2014. Tro đáy làm cốt liệu cho gạch không nung cần kiểm soát thành phần cỡ

hạt theo tiêu chuẩn cát cho bê tông như TCVN 9502:2012. Tro bay và tro đáy dùng

cho sản xuất gạch không nung cũng giống như sử dụng cho bê tông, vữa xây dựng

cần xác định rõ nguồn gốc để phân loại và xác định khả năng ứng dụng. Lưu ý rằng,

tro từ các nhà máy nhiệt điện theo công nghệ tầng sôi có thể chứa hàm lượng vôi và

thạch cao lớn nên khả năng gây nứt khi sử dụng làm gạch không nung.

1.2.4. Các nguồn vật liệu khác

Ngoài các nguồn vật liệu cho sản xuất gạch không nung nêu trên, còn một số

loại phế liệu công nghiệp cũng có khả năng sử dụng làm nguyên liệu dưới dạng cốt

liệu cho gạch không nung như đá xít thải của ngành khai thác mỏ, phế thải từ các cơ

sở sản xuất, chế biến đá ốp lát, phế thải nhà máy gốm sứ, ceramic xây dựng, … Tuy

nhiên, do sản lượng hạn chế, ít phổ biến hoặc có khả năng sử dụng cho mục đích khác

nên ít được quan tâm sử dụng làm nguyên liệu gạch không nung.

Một số loại phế thải công nghiệp như thạch cao nhân tạo của nhà máy nhiệt

điện đốt than có bộ phận khử khí lưu huỳnh (FGD), thạch cao phốt pho (Photpho

Gyp) của nhà máy phân bón DAP, thạch cao khuôn phế thải sản xuất gốm sứ, phế

thải cracking RFCC của nhà máy lọc dầu, dịch kiềm đen, bùn vôi sản xuất vôi của

nhà máy giấy có thể sử dụng làm chất kết dính và phụ gia cho sản xuất gạch không

nung. Tuy vậy, khi sử dụng các loại nguyên liệu này cho sản xuất gạch không nung,

cần kiểm tra các thành phần tạp chất có trong các loại vật liệu này để đảm bảo không

ảnh hưởng xấu trong quá trình sử dụng [13].

1.2.5. Nước cho sản xuất gạch không nung

Nước cho sản xuất gạch không nung tương tự như nước cho sản xuất bê tông

15

và vữa xây dựng. Do vậy, yêu cầu đối với chất lượng nước cho trộn phế liệu, rửa cốt

liệu (nếu có), cho bảo dưỡng sản phẩm cần phải tuân thủ theo quy định trong TCVN

4506:2012 “Nước cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật”.

1.3. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO GẠCH KHÔNG NUNG

Trước đây, việc sản xuất gạch không nung chủ yếu nhằm tận dụng các loại vật

liệu rẻ tiền, công nghệ lạc hậu, quy mô nhỏ lẻ. Gạch được sản xuất từ vôi tôi trộn với

xỉ than, được đóng thành các viên lớn bằng khuôn gỗ, gạch sản xuất ra có chất lượng

kém chủ yếu để xây các công trình phụ, tường rào và chuồng trại chăn nuôi. Ngày

nay đã có nhiều cải tiến trong quy mô và công nghệ sản xuất gạch không nung. Đá

mạt là một trong những thành phần thường thấy trong gạch do có giá thành rẻ và khả

năng chịu lực cao.

Quy trình sản xuất gạch không nung sử dụng các nguyên liệu như đất, cát, xi

măng, đá mạt, phụ gia, … đưa vào trạm trộn, qua hệ thống băng tải tới máy ép thủy

lực, nhờ khuôn mà thành hình sản phẩm, sau đó đưa ra bãi dưỡng hộ. Với đặc điểm

công nghệ là sản phẩm sau khi ép đã đạt một độ cứng nhất định, có thể xếp khối trong

khay và bảo dưỡng tự nhiên từ 5 – 7 ngày là có thể đưa vào dùng [7].

1.3.1. Công nghệ sản xuất gạch bê tông bọt

Nguyên liệu đầu vào bao gồm:

Cát: Sử dụng loại cát mịn có kíchh thước hạt < 1,0mm.

Xi măng: Xi măng PCB 40 được bơm lên silo hoặc thiết bị chuẩn bị nguyên

liệu, phục vụ quá trình cấp phối.

Nước: Sử dụng nước sạch, pH 5 – 7.

Chất tạo rỗng (bọt): Có thể sử dụng một số loại chất có tính chất hoạt động bề

mặt trung tính vào mục đích tạo bọt cho cấu trúc vật liệu. Chất tạo bọt được bán phổ

biến trên thị trường hoặc cũng có thể tự sản xuất bằng kỹ thuật nấu cao da bò +

16

NaOH.

Phụ gia tạo dẻo: Có thể sử dụng các phụ gia cho ngành bê tông có sẵn trên thị

trường. Cách khác có thể pha 20 – 30% tro bay để tăng độ dẻo quánh, tránh thoát khí

khi phối trộn.

 Cấp phối, rót khuôn:

+ Tạo hỗn hợp vữa: hỗn hợp bao gồm chất kết dính, nước, vữa cát, phụ gia được

trộn theo tỷ lệ cấp phối tính toán trước tạo ra hỗn hợp vữa.

+ Chế tạo bọt: Hóa chất tạo bọt được trộn với một lượng nước theo tỷ lệ khuyến

cáo của nhà sản xuất chất tạo bọt và điều chỉnh thực tế. Hỗn hợp này được qua máy

khuấy tạo bọt, tại đây hỗn hợp được kết hợp với không khí tạo ra các bọt có kích

thước từ 0,5 – 2mm. Lượng bọt tạo ra phụ thuộc vào khả năng tạo bọt của chât tạo

bọt. Thông thường mỗi lít hóa chất tạo bọt có thể tạo ra từ 700 – 1200 lít bọt.

+ Vữa và bọt tạo ra được trộn đều bằng máy trộn tạo ra hỗn hợp vữa bọt. Vữa

được xen kẽ giữa các bọt tạo ra cấu trúc rỗng và đồng nhất trên khối thể tích.

+ Hỗn hợp có tính chảy tốt có khả năng tự chảy, chiếm đầy thể tích mà không

cần gia công, rung dầm.

+ Hỗn hợp này được rót vào các khuôn định hình và di chuyển qua công đoạn

định tĩnh, bảo dưỡng.

 Dưỡng tĩnh, bảo dưỡng:

+ Dưỡng tĩnh: Hỗn hợp sau khi được trộn đều có tính chảy tốt, cường độ thấp,

cấu trúc yếu, dễ vỡ. Cấu trúc ở giai đoạn này chủ yếu dựa trên cường độ của các bọt,

trong khoảng thời gian từ 2 – 3 giờ. Sau khoảng thời gian này, hỗn hợp vữa phát triển

cường độ và giữ vững được cấu trúc hỗn hợp.

+ Bão dưỡng: Sau quá trình dưỡng tĩnh đông kết, bê tông bọt có khả năng chịu

tác động cơ học nhỏ của các yếu tố bên ngoài thì có khả năng tháo khuôn và chuyển

qua giai đoạn bảo dưỡng. Quy trình bảo dưỡng bê tông bọt có thể tuân theo quy trình

bảo dưỡng của bê tông thông thường, cung cấp và đảm bảo lượng nước bề mặt của

17

khối hỗn hợp trong thời gian bảo dưỡng để đảm bảo cường độ phát triển tốt.

 Thành phẩm:

Sau quá trình bão dưỡng các khối bê tông được sắp xếp vào các khuôn, panel,

kiện theo yêu cầu khách hàng để vận chuyển đến nơi tiêu thụ. Cường độ nén của gạch

đạt từ 3 – 4MPa.

1.3.2. Công nghệ sản xuất gạch bê tông khí chưng áp

 Chuẩn bị nguyên liệu:

Các nguyên liệu chính để sản xuất gạch bê tông nhẹ gồm xi măng, vôi, tro bay,

cát được đưa lên silo và bunke chứa. Cát được nghiền mịn bằng máy nghiền bi độ

mịn 10 – 25%. Vôi và thạch cao được nghiền bằng máy nghiền đứng hoặc nghiền bi

độ mịn 10 – 20%.

 Chế tạo huyền phù bột nhôm:

Bột nhôm, nước và phụ gia hoạt tính được định lượng và khuấy đều tạo thành

lớp huyền phù bột nhôm rồi chuyển vào máy trộn. Quá trình này diễn ra song song

với chuẩn bị nguyên liệu.

 Định lượng và phối trộn liệu:

Hỗn hợp nguyên liệu được đổ vào máy trộn từ 2 – 3 phút sau đó thêm huyền

phù bột nhôm vào trộn thêm 1 – 2 phút. Nước được thêm vào để đạt khối lượng thể

tích yêu cầu cho 1 khuôn.

 Tạo hình và dưỡng ẩm sơ bộ:

Sau khi trộn, hỗn hợp bê tông khí được đổ vào khuôn có kích thước từ 4 – 6m;

rộng từ 2 – 2,5m; cao từ 0,6 – 1m. Hỗn hợp bê tông khí được đổ thấp hơn miệng

khuôn từ 0,2 – 0,3m. Nếu chế tạo sản phẩm tấm panel bê tông 3D có cốt thép thì cần

làm thẳng cốt thép, hàn, phủ lớp chống ăn mòn và đặt vào khuôn trước khi đổ hỗn

hợp vào.

Phản ứng của bột nhôm với vôi sẽ diễn ra trong 30 phút và hết nở. Thời gian

18

tháo khuôn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường và nhiệt độ hỗn hợp. Thông thường

thời gian từ khi đổ khuôn đến khi tháo khuôn khoảng từ 120 – 180 phút. Trên khuôn

có các gờ, móc để việc tháo lắp thuận lợi. Sau khi bê tông đạt cường độ, tiến hành

tháo khuôn. Chỉ tháo 3 trong số 4 thành xung quanh.

Nghiêng khuôn và khối thành phẩm một góc 90o để thành khuôn lật xuống đáy

khối bán thành phẩm. Đầu tiên, cắt bỏ phần bê tông nở quá trên miệng khuôn và đưa

ngay về bể huyền phù để tái sản xuất. Máy cắt ngang và máy cắt dọc cắt khối bán

thành phẩm còn lại thành từng viên theo kích thước yêu cầu.

 Chưng áp và tháo dỡ gạch:

Chưng áp là một công đoạn công nghệ quan trọng quyết định độ bền cơ học

của sản phẩm. Khối bán thành phẩm được đưa lên xe goòng và đẩy vào buồng chưng

áp. Đường kính của buồng chưng áp từ 2,5 – 3,5m; chiều dài từ 28 – 35m.

Sau khi xếp đầy buồng chưng áp được đậy kín, bắt đầu thời gian chưng áp. Để

đạt áp suất yêu cầu từ 10 – 14atm sẽ cần khoảng 2 giờ đồng hồ. Áp suất và nhiệt độ

cao được duy trì trong suốt 8 giờ. Thời gian hạ áp suất về ấp suất khí quyển là 2 giờ.

Mỗi ngày đêm một buồng chưng áp sẽ thực hiện 2 chu kỳ chưng áp. Các buồng

chưng áp này hoạt động so le, buồng này tăng áp thì buồng khác sẽ hạ áp để đảm bảo

công suất nồi hơi.

1.3.3. Sản xuất gạch không nung từ đất đá thải

Khi chọn được loại đất đá thải để sản xuất gạch người ta sẽ sấy khô còn khoảng

10 – 15% độ ẩm.

Đất sau khi sấy khô sẽ được nghiền bằng thiết bị nghiền trộn liên hợp và trộn

cùng một số phụ gia khác theo chuẩn quy định, trong đó đất chiếm đến 80%.

Ủ hỗn hợp đất vừa trộn với 15 – 18% vôi, chú ý nền xưởng phải được lát bằng

xi măng hoặc bê tông.Sau khi đất đã được ủ xong chúng ta sẽ tiến hành ủ cát, những

chất thải xây dựng và một số loại phụ gia.

Sử dụng máy ép gạch để ép định hình viên gạch với áp lực 55 – 65MPa. Công

đoạn này là quan trọng nhất trong quá trình sản xuất gạch, để đảm bảo chất lượng

19

viên gạch cần thực hiện đúng kỹ thuật và lực ép.

1.3.4. Sản xuất gạch không nung từ đá mạt

Gạch không nung ngoài sử dụng đất đá thải để sản xuất người ta cũng có thể

sử dụng mạt đá và xi măng để tạo thành. Việc sử dụng xi măng, mạt đá sẽ dễ thực

hiện hơn loại vật liệu trên bởi có những thiết bị chuyên dụng để sản xuất.

Những nguyên liệu như mạt đá, nước, xi măng sẽ được đưa vào máy và được

trộn theo thời gian đã cài đặt sẵn trên máy trộn. Tiếp đó sẽ được đưa vào hệ nạp liệu

để xuống khuôn ép.

Máy ép thủy lực định hình viên gạch một cách đồng đều. Việc này sẽ giúp viên

gạch có được độ ổn định cao và đạt chất lượng tốt nhất. Lực ép khoảng 18 – 20MPa.

Sau khi đã được ép chặt, gạch sẽ được chuyển ra sân phơi, trong quá trình phơi

nên phun nước để dưỡng hộ nhằm giúp viên gạch cứng và chắc hơn.

1.3.5. Sản xuất gạch không nung tự dưỡng

Nguyên liệu chủ yếu sản xuất gạch sử dụng các phế thải công nghiệp như: Bột

tro bay, xỉ lò phối trộn cùng với các loại gạch ngói phế thải cũ, bột đá, cát sông, các

loại cặn quặng, … và những vật liệu phụ trợ khác như vôi, xi măng, thạch cao.

Công nghệ sản xuất gạch phế liệu tự dưỡng đơn giản, lưu trình như sau: Trộn

nguyên liệu (thiết bị đưa liệu hoặc đai truyền) → Máy ép gạch → Phôi → Dưỡng hộ

→ Thành phẩm. Theo thông thường, nguyên vật liệu được máy trộn đều, nguyên liệu

được đai truyền chuyển đến máy bánh lăn để tiến hành trộn lần 2 khoảng 3 – 4 phút,

sau đó được đai truyền hoặc máy đưa liệu chuyển đến trong gầu ép gạch để tiến hành

ép, đồng thời gạch được công nhân vận chuyên đến xe đẩy, chuyển vào xưởng, dưỡng

hộ 15 ngày sẽ trở thành thành phẩm xuất xưởng.

Gạch sử dụng chất phế thải tự dưỡng đạt chất lượng tương đối tốt, đạt mác

20

M100 – 200, cường độ chịu nén là 3 – 4MPa, độ hút nước là 5,2 – 6,3%.

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

 Đối tượng nghiên cứu: Các chất thải rắn trong khai thác nguyên liệu và hoạt

động sản xuất của nhà máy xi măng Trung Sơn, Lương Sơn, Hòa Bình.

 Mục tiêu nghiên cứu: Chế tạo thử nghiệm gạch không nung từ các chất thải

rắn của quá trình khai thác nguyên liệu và sản xuất xi măng.

 Phạm vi nghiên cứu: Chất thải rắn nhà máy xi măng Trung Sơn, Lương Sơn,

Hòa Bình.

2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu

Tiến hành thu thập các số liệu, dữ liệu, thông tin liên quan đến nội dung nghiên

cứu. Các tài liệu liên quan đến nội dung nghiên cứu được thu thập từ một số cơ quan:

Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hòa Bình; Nhà máy xi măng Trung Sơn, Lương

Sơn, Hòa Bình và từ các sách, báo, tạp chí trong và ngoài nước. Cụ thể:

 Báo cáo Đánh giá tác động môi trường dự án: “Đầu tư xây dựng công trình

khai thác mỏ đá vôi Lộc Môn và mỏ sét Phương Viên tại huyện Lương Sơn – tỉnh

Hòa Bình”, đã cung cấp các thông tin chính về: Trữ lượng địa chất và trữ lượng khai

thác mỏ đá vôi Lộc Môn; Quy trình khai thác mỏ đá vôi; Các thành phần thải trong

quá trình khai thác.

 Dự án tổng thể Nhà máy xi măng Trung Sơn – Lương Sơn – Hòa bình, cung

cấp các thông tin về: Quy trình công nghệ sản xuất xi măng của nhà máy; Định lượng

thành phần thải trong quá trình sản xuất xi măng.

 Các số liệu thông tin trên trang web của tỉnh Hòa Bình như "Định mức các loại

vật liệu trong xây dựng ở tỉnh Hòa Bình" tháng 12/2016, phục vụ cho quá trình tính

21

toán hiệu quả kinh tế.

 Các bài báo, công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về công nghệ sản xuất

gạch không nung.

 Các thông tin trên internet về tình hình sản xuất và sử dụng gạch không nung

tại Việt Nam và trên thế giới.

2.2.2. Phương pháp điều tra và khảo sát thực tế

Điều tra, phỏng vấn các cán bộ, công – nhân viên làm việc tại nhà máy nhằm

làm rõ các thông tin tại nhà máy xi măng Trung Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa

Bình như: Quá trình khai thác, quá trình sản xuất xi măng; Định lượng phế thải hàng

năm từ hoạt động khai thác và hoạt động sản xuất xi măng của nhà máy; Định hướng

của nhà máy trong tương lai về việc sử dụng các thành phần thải.

Quan sát thực địa tại mỏ đá vôi Lộc Môn.

Tìm hiểu dây truyền công nghệ sản xuất xi măng của nhà máy. Xác định lượng

phế thải trong khai thác nguyên liệu và hoạt động sản xuất phát sinh hàng năm.

Điều tra công tác quản lý, xử lý thành phần thải cho các mục đích khác nhau.

Phỏng vấn một số người có kinh nghiệm trong lĩnh vực vật liệu xây dựng trong

quá trình thực hiện luận văn từ đó rút ra một số định hướng về nhu cầu thị trường,

phương hướng nghiên cứu.

2.2.3. Phương pháp thực nghiệm

Sau quá trình điều tra, phỏng vấn tại thực địa về quá trình khai thác đá vôi làm

nguyên liệu cho sản xuất xi măng và quy trình sản xuất xi măng của nhà máy, xác

định được thành phần thải bỏ bao gồm: Đất đá bóc tách trong quá trình khai thác đá

vôi và đá mạt trong quá trình phân loại, đập, nghiền và sàng đá vôi nguyên liệu đầu

vào cho sản xuất xi măng.

Tiến hành lấy mẫu và đưa về xử lý nhằm mục đích nghiên cứu thử nghiệm sản

22

xuất gạch không nung từ các nguồn phế liệu trên.

Nghiên cứu thử nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Viện Vật liệu

xây dựng – Bộ xây dựng (VIBM), địa chỉ Số 235, Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội.

a. Các bước thực hiện

 Xử lý nguyên liệu

+ Nguyên liệu thải bao gồm đất bóc tách mỏ, mạt đá được phân loại và sàng, hạt

thô sẽ được nghiền nhỏ tới độ hạt mịn (kích thước hạt ≤ 3mm). Sau khi được nghiền

và sàng kỹ lưỡng, nguyên liệu sẽ được mang đi sấy khô ở nhiệt độ 105oC đến khối

lượng không đổi, sau đó được dự trữ ở kho tập kết của phòng thí nghiệm – Trung tâm

xi măng – Viện Vật liệu xây dựng – Bộ xây dựng (VIBM) để tiện cho việc trộn cấp

phối.

+ Nguyên liệu (Xi măng, cát, tro bay, phụ gia, nước) dự trữ tại kho chứa nguyên

liệu của phòng thí nghiệm – Trung tâm xi măng – Viện Vật liệu xây dựng – Bộ xây

dựng (VIBM) để tiện cho việc trộn cấp phối.

 Tính toán cấp phối nguyên liệu [7]

Dựa vào các tài liệu đã tham khảo là các bài báo, các công trình nghiên cứu

trong và ngoài nước về công nghệ sản xuất gạch không nung, tính chất mẫu đưa về

cũng như tham khảo kinh nghiệm thực tế từ các đội ngũ thành viên Viện vật liệu xây

dựng – Bộ xây dựng (VIBM), tác giả đưa ra bảng cấp phối nguyên liệu sản xuất thử

nghiệm gạch không nung như sau:

Bảng 2.1 – Bảng tỉ lệ cấp phối thành phần nguyên liệu (% khối lượng)

Cát Các cấp phối Đất bóc tách mỏ Đá mạt Xi măng Tro bay

90 - - 10 - Phụ gia (lignin)* Nước* 10 1 M1

90 - - 5 5 1 10 M2

60 30 - 10 - 1 10 M3

60 30 - 5 5 1 10 M4

- 60 30 10 - - 11 M5

23

- 60 30 5 5 - 11 M6

Ghi chú:

-(*): Nước và lignin được thêm vào dựa trên tổng khối lượng mẫu khô

- Lignin: Lignin dạng bột (Sodium lignosulphonate).

- Tro bay: Tro bay nhiệt điện Phả Lại.

 Phối trộn nguyên liệu:

Nguyên liệu được cấp vào máy trộn bê tông 250 lít và được trộn khô theo đúng

định mức như bảng cấp phối đã đưa ra. Sau khi nguyên liệu khô đã được trộn đều,

tiếp tục cấp nước đã trộn phụ gia vào, trộn thêm một thời gian sao cho đạt độ ẩm đồng

đều toàn khối nguyên liệu.

Hỗn hợp sau phối trộn được đưa vào máy ép.

 Ép định hình viên gạch:

Ép định hình viên gạch bằng máy rung ép thủy lực tại phòng thí nghiệm Trung

tâm xi măng – Viện Vật liệu xây dựng – Bộ xây dựng (VIBM). Kích thước viên gạch

50mm×50mm×50mm.

Gạch không nung từ phế thải chứa đất: Ép bán khô – lực ép 20MPa.

Gạch bê tông cốt liệu từ đá mạt: Rung ép – tần số 2000 lần/phút, lực ép 18MPa.

 Dưỡng hộ gạch:

Viên gạch sau khi ép sẽ được chuyển và xếp từng khay vào vị trí định trước.

Gạch được dưỡng hộ sơ bộ trong nhà xưởng có mái che của phòng thí nghiệm

Trung tâm xi măng – Viện Vật liệu xây dựng – Bộ xây dựng (VIBM) với nhiệt độ

27oC, độ ẩm > 90%.

b. Đánh giá thông số kỹ thuật của gạch không nung sau khi nghiên cứu thử

nghiệm

Gạch sẽ được đo cường độ ở thời điểm sau 28 ngày.

24

Đo cường độ nén sử dụng máy ép bê tông Unit test 2000kN.

(1) Đánh giá Cường độ nén (cường độ chịu lực) của viên gạch [10]:

 Đo kích thước hai mặt tiếp xúc với máy nén của mẫu thử, chính xác đến 1mm.

Kích thước mỗi chiều của mẫu thử dược tính bằng trung bình cộng giá trị của 3 lần

đo: 2 lần ở cạnh và 1 lần ở giữa.

 Đặt mẫu sao cho tâm mẫu thử trùng tâm nén dưới của máy nén. Tốc độ tăng

lực nén phải đều và từ 0,2Mpa đến 0,3MPa trong 1 giây đến khi mẫu thử bị phá hủy

hoàn toàn (tức là kim đồng hồ quay trở lại).

P

 Cường độ nén (Rn) của mẫu thử được tính bằng Mpa, theo công thức:

S

Rn =

Trong đó: P – Lực nén phá hủy mẫu, tính bằng Niu tơn (N).

S – Giá trị trung bình cộng tiết diện của hai mặt ép, tính bằng

milimet vuông (mm2).

Kết quả là giá trị trung bình cộng của 5 mẫu thử, chính xác đến 0,1MPa.

(2) Đánh giá Độ hút nước của viên gạch [9]:

 Đặt các mẫu thử đã khô và nguội theo chiều thẳng đứng vào thùng hoặc bể

nước có nhiệt độ 27oC ± 2oC. Khoảng cách giữa các viên gạch và cách thành bể

10mm. Mực nước phải cao hơn mặt mẫu thử ít nhất 20mm. Thời gian ngâm mẫu

là 24 giờ.

 Vớt mẫu ra, dùng khăn ẩm thấm bề mặt mẫu thử và cân mẫu đã bão hòa nước,

thời gian từ khi vớt mẫu đến khi cân xong không quá 3 phút.

 Độ hút nước từng mẫu thử (X), tính bằng % theo công thức:

m1− m0 m0

X =

25

Trong đó: m0 – Khối lượng mẫu sau khi sấy khô, tính bằng gam (g).

m1 – Khối lượng mẫu sau khi ngâm nước, tính bằng gam (g).

Kết quả là giá trị trung bình cộng kết quả của 5 mẫu thử, tính chính xác đến

0,1%.

(3) Đánh giá Hệ số hóa mềm theo Quy trình Vật liệu xây dựng:

 Xác định tính bền với nước của các cấp phối sau khi được ngâm nước đến bão

hòa (thông thường sau 24 giờ).

 Hệ số hóa mềm (%):

- ≥ 0,75 – vật liệu bền nước.

- < 0,75 – vật liệu kém bền nước, không nên sử dụng trong điều kiện tác dụng

của nước.

2.2.4. Phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu

 So sánh các số liệu phân tích với 2 tiêu chuẩn TCVN 6477:2011 – Gạch bê

tông và TCVN 6355:2009 – Gạch xây – phương pháp thử.

 Lập các bảng thống kê, tổng hợp số liệu, lập bảng tính toán chi phí sản xuất và

giá thành sản phẩm, phân tích hiệu quả kinh tế của việc sản xuất gạch không nung từ

26

nguồn phế liệu của nhà máy xi măng Trung Sơn – Lương Sơn – Hòa Bình.

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. KẾT QUẢ KHẢO SÁT HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC ĐÁ VÔI VÀ SẢN XUẤT

XI MĂNG CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG TRUNG SƠN

3.1.1. Sơ lược về Nhà máy xi măng Trung Sơn, Lương Sơn, Hòa Bình

a. Ví trị địa lý

Nhà máy xi măng Trung Sơn được đặt ngay sát đường Hồ Chí Minh thuộc xã

Trung Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình. Nằm cách thị trấn Xuân Mai, Chương

Mỹ, Hà Nội khoảng 18km về phía Nam và cách trung tâm Thủ đô Hà Nội khoảng

40km về phía Tây Nam.

Hình 3.1 – Vị trí Nhà máy xi măng Trung Sơn

b. Công suất thiết kế

Nhà máy Xi măng Trung Sơn được khởi công xây dựng ngày 16/12/2014 tại

xã Trung Sơn – huyện Lương Sơn – tỉnh Hòa Bình với tổng công suất 2 dây truyền

là 2.000 tấn clinker/ngày, tương đương 750.000 tấn/năm. Nhà máy xi măng Trung

Sơn được sản xuất theo phương pháp khô, lò quay và theo công nghệ Đức (Thông tin

27

do nhà máy xi măng Trung Sơn cung cấp).

c. Sản phẩm chính

Xi măng Poóclăng hỗn hợp PCB30, PCB40 theo TCVN 6260:2009.

Xi măng Poóclăng PC40, PC50 theo TCVN 2682:2009.

Clinker xi măng thương phẩm CPC50 theo TCVN 7024:2002.

d. Đội ngũ nhân sự

Nhà máy xi măng Trung Sơn có một đội ngũ hơn 580 cán bộ công – nhân viên

đều đã qua đào tạo chuyên ngành có trình độ, tay nghề cao và nhiều kinh nghiệm

trong lĩnh vực sản xuất, kinh doanh xi măng, cụ thể có: 20 người có trình độ trên đại

học; 126 người có trình độ đại học; 229 người có trình độ cao đẳng và trung cấp; còn

lại là công nhân được đào tạo cơ bản về chuyên ngành xi măng.

3.1.2. Quy trình công nghệ khai thác mỏ đá vôi Lộc Môn

Mỏ đá vôi Lộc Môn [4]:

Trữ lượng địa chất: 34.889.000 tấn.

Trữ lượng khai thác đá vôi toàn mỏ: 28.278.479 tấn.

Trữ lượng khai thác đá vôi 1 năm: 1.172.600 tấn/năm.

a. Phương pháp khai thác

Mỏ được chia thành 2 khu: Khu Nam và Khu Bắc. Phương pháp khai thác theo

lớp xiên và lớp bằng.

Khu Nam: Do kết quả thăm dò nên giai đoạn I, chỉ khai thác một phần diện

tích nhỏ có cấp trữ lượng 122, từ cao độ +220m xuống cao độ +160m. Do điều kiện

địa hình cao, diện khai thác hẹp, nên hệ thống khai thác được áp dụng là hệ thống gạt

chuyển: đá vôi sau khi nổ mìn được gạt chuyển xuống bãi xúc trung gian và xúc bốc

28

lên ô tô vận chuyển về trạm đập.

Khu Bắc: Do điều kiện địa hình cao, diện khai thác tương đối rộng, nên hệ

thống khai thác được áp dụng là hệ thống gạt chuyển: đá vôi sau khi nổ mìn được gạt

chuyển xuống bãi xúc trung gian và xúc bốc lên ô tô vận chuyển về trạm đập.

Hình 3.2 – Sơ đồ quy trình khai thác mỏ đá vôi Lộc Môn

Khai thác theo lớp bằng vận tải trực tiếp từ mức +130m xuống mức +20m,

(Giai đoạn I khai thác đến độ sâu kết thúc mỏ, mức +20m), đá sau nổ mìn được xúc

bốc trực tiếp lên ô tô vận tải về trạm đập [4].

b. Trình tự khai thác

Khai thác theo lớp xiên và lớp bằng, cắt tầng theo lớp đứng và lớp bằng vận

tải trực tiép từ bãi xúc trung gian hoặc các gương tầng khai thác, công trình mỏ phát

triển từ trên xuống dưới, từ sường núi phía Đông sang phía Tây, mặt tầng nghiêng

29

vào phía trong, đá vôi nguyên liệu được vận chuyển về trạm đập.

Công tác gia công, chế biến đá vôi đảm bảo yêu cầu chất lượng và phối liệu

đá sét cùng các nguyên liệu khác để sản xuất clinker, đá vôi kẹp không đủ chất lượng

được vận chuyển về bãi chế biến đá xây dựng ở khu nhà máy nghiền sàng thành đá

1×2cm và đá 4×6cm (có dự án riêng).

c. Các khâu công nghệ

 Khoan nổ mìn: Phá vỡ đất đá ở tầng khai thác.

 Gạt chuyển: Sử dụng máy gạt có công suất ≥ 300CV để gạt đá trên tầng và làm

các công tác phụ trợ khác.

 Xúc bốc: Dùng gương xúc bên hông nạp xe vào hai phía máy xúc đảm bảo cho

máy xúc làm việc liên tục, máy xúc tự làm đường lên đứng ở tầng trung gian cao hơn

mặt tầng mức ô tô đứng từ 2,5m – 3,0m.

 Công tác vận tải: Tuyến đường vận tải là tuyến đường nội bộ nhằm mục đích

vận chuyển đá vôi về trạm đập [4].

30

Hình 3.3 – Mỏ đá vôi Lộc Môn

3.1.3. Quy trình công nghệ sản xuất xi măng

Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng của nhà máy xi măng Trung Sơn được trình

bày trong hình dưới đây:

Hình 3.4 - Sơ đồ công nghệ sản xuất nhà máy xi măng Trung Sơn

Quy trình công nghệ sản xuất xi măng [4]:

Đá vôi khai thác tại mỏ đá Lộc Môn với kích thước cục ≤ 1000×1000×1200mm

được ô tô tự đổ vận chuyển tới trạm đập đá vôi. Qua phễu tiếp nhận và cấp liệu tấm, đá

vôi được đập trong máy đập búa. Đá vôi kẹp không đủ chất lượng được vận chuyển về

bãi chế biến đá xây dựng ở khu nhà máy nghiền sang thành đá 1×2cm và đá 4×6cm (có

dự án riêng). Đá vôi sau khi được đập tới kích thước yêu cầu được vận chuyển về kho

chứa và đồng nhất đá vôi bằng hệ thống băng tải. Đất sét được khai thác tại mỏ sét

Phương Viên sau khi được khai thác tại các mỏ có kích thước ≤ 400mm được ô tô tự

31

đổ vận chuyển đến trạm đập sét và tiếp nhận than, phụ gia đặt trong mặt bằng nhà

máy. Qua phễu tiếp nhận và cấp liệu tấm, đất sét được cán trong máy cán. Sau khi

được cán đến kích thước yêu cầu, đất sét được vận chuyển đến kho tổng hợp nhờ hệ

thống băng tải.

Than và các nguyên liệu điều chỉnh được vận chuyển về nhà máy bằng ô tô tự

đổ, qua phễu tiếp nhận đặt cạnh trạm đập sét và được băng tải (dung chung cho vận

chuyển sét và than, các nguyên liệu điều chỉnh) vận chuyển đến kho tổng hợp.

Các nguyên liệu đá vôi từ kho đá vôi, đất sét, cao silic và pyrite từ kho tổng

hợp được lấy đi nhờ các thiết bị rút liệu và vận chuyển bằng tải nạp trực tiếp vào các

silo của trạm cân, đong, nghiền liệu. Bột liệu sau khi nghiền được băng tải và gầu

nâng vận chuyển nạp vào silo chứa và đồng nhất bột liệu. Than cám Quảng Ninh loại

4aHG và 3aHG được nghiền mịn và sấy khô ở máy nghiền bi trước khi cung cấp cho

hệ thống nung clinker.

Một buồng đốt phụ với nhiên liệu là dầu DO được trang bị để cung cấp nhiệt

cho khâu nghiền và sấy than trong giai đoạn nhóm và sấy lò quay. Nhiên liệu sử

dụng cho lò quay cũng là tham cám với tỷ lệ sử dụng nhiên liệu là 40 – 45%. Nhờ

có buồng phân hủy trước nên mức phân hủy cacbonat của bột liệu có thể đạt trên

90% trước khi vào lò quay. Vòi phun đa kênh cho lò và calciner được sử dụng để

đảm bảo sử dụng 100% than làm nhiên liệu cho quá trình nung. Lò quay được trang

bị 1 vòi phun dự phòng cũng như hệ thống quyét nhiệt vỏ lò. Dầu DO có thể được

sử dụng như là nhiên liệu bổ sung khi sấy lò hoặc để ổn định chế độ nhiệt khi cần

thiết.

Clinker ra khỏi lò quay có nhiệt độ ~ 1.400oC được làm nguội nhờ thiết bị làm

nguội clinker kiểu ghi, Clinker được làm nguội tới nhiệt độ không cao hơn 65oC +

nhiệt độ môi trường và được băng tải xích vận chuyển lên silo clinker. Clinker trước

khi ra khỏi máy làm nguội qua một máy đập búa để đập các hạt clinker có kích thước

lớn tới kích thước 25mm.

Thạch cao và phụ gia xi măng sau máy đập được hệ thống băng tải gầu nâng

32

vận chuyển và đưa vào silo chứa phụ gia và thạch cao của trạm định lượng nghiền xi

măng. Hỗn hợp nguyên liệu sẽ được vận chuyển đến khu vực nhà nghiền xi măng

bằng băng tải cao su. Hỗn hợp nguyên liệu xi măng được hệ thống gầu nâng, băng tải

cao su đổ vào máy phân ly hình chữ V. Tại đây xảy ra quá trình phân tách sơ bộ theo

3 cỡ hạt, các hạt mịn nhất theo dòng khí đến tổ hợp 2 cyclone lắng trước khi được

đưa tới máy nghiền bi, các hạt có kích thước trung bình sẽ được đưa thẳng tới máy

nghiền bi. Các hạt có kích thước lớn sẽ được đưa tới máy cán ép. Liệu sau khi ra khỏi

máy cán ép sẽ được gầu nâng đưa lên trở lại máy phân ly hình chữ V cùng với liệu

mới từ định lượng nghiền xi măng đưa sang. Các hạt thô sẽ được đưa trở lại máy

nghiền bi để tiếp tục nghiền. Hỗn hợp khí và xi măng mịn đi ra khỏi máy phân ly hiệu

suất cao được đưa tới lọc bụi túi để tách các hạt xi măng mịn. Xi măng mịn thu được

từ các túi lọc bụi được hệ thống máng khí động và gầu nâng vận chuyển đến silo xi

măng.

Để thuận tiện cho việc chứa các loại xi măng khác nhau, dự phòng thay đổi

các loại xi măng sản xuất theo nhu cầu thị trường, nhà máy xây dựng tổ hợp gồm 06

silo xi măng liền nhau với kích thước Ø15×37m, sức chứa mỗi silo là 6.500 tấn. Silo

xi măng được thiết kế với kết cấu bê tông cốt thép. Xi măng từ đáy silo được các

máng khí động rút ra và vận chuyển đến buồng trộn đặt dưới đáy silo nhằm tăng

cường thêm sự đồng nhất xi măng. Xi măng sau khi ra khỏi buồng trộn nhờ hệ thống

máng khí động vận chuyển đến chân gầu nâng trước khi đưa tới hệ thống máy đóng

bao.

Xi măng bột được gầu nâng đổ vào sàng rung. Qua sàng rung, xi măng được

đưa tới két chứa có sức chứa và được cấp liệu kiểu quay cấp cho máy đóng bao. Xi

măng đã đóng bao qua thiết bị làm sạch bao, với những bao không đạt tiêu chuẩn

trọng lượng được loại ra và thu hồi lại xi măng. Với các bao xi măng đã đạt tiêu chuẩn

được các băng tải phẳng vận chuyển đến thiết bị xuất xi măng bao cho ô tô.

33

Sử dụng ô tô vận chuyển đến nơi tiêu thụ.

Hình 3.5 – Một phần nhà máy xi măng Trung Sơn

3.1.4. Kết quả xác định các thành phần thải trong quá trình khai thác và quá

trình sản xuất xi măng

a. Chất thải rắn

Định lượng phế liệu thải sinh ra trong quá trình khai thác đá vôi làm nguyên

liệu đầu vào cho sản xuất xi măng và lượng phế liệu sinh ra trong quá trình sản xuất

xi măng của Nhà máy Xi măng Trung Sơn được ước tính theo Báo cáo của Nhà máy

với Đoàn làm việc của Sở Tài nguyên và Môi Trường Hòa Bình cùng với Đoàn

chuyên gia Việt – Đức của Dự án Marex tháng 3 năm 2016 như sau [4]:

 Lượng đất đá thải trong toàn bộ quá trình khai thác đá vôi = 23% trữ lượng

khai thác đá vôi toàn mỏ, tức là:

= 1.172.600 tấn/năm × 23% = 269.700 tấn/năm : 1,4 tấn/ m3 ≈ 192.650 m3/năm.

Trong đó, tỉ lệ đá quá cỡ chiếm khoảng 40% = 77.060 m3/năm.

 Lượng đất thải trong quá trình khai thác đá vôi:

= 192.650 – 77.060 = 115.590 m3/năm = 161.826 tấn/năm.

 Trong quá trình gia công, chế biến đá vôi đảm bảo yêu cầu chất lượng và

34

phối liệu đá sét cùng các nguyên liệu khác để sản xuất clinker, đá vôi kẹp không đủ

chất lượng được vận chuyển về bãi chế biến đá xây dựng ở khu nhà máy nghiền,

sàng thành đá 1×2cm và đá 4×6cm. Đây chính là thành phần đá mạt được tận thu

để sử dụng vào mục đích khác, ở đây là dành cho mục đích sản xuất thử nghiệm

gạch không nung. Được xác định = 1% trữ lượng đá vôi khai thác = 1% × 1.172.600

= 11.700 tấn/năm ≈ 7.800 m3/năm.

 Lượng đá mạt dùng cho sản xuất gạch không nung:

= 7.800 m3/năm = 11.700 tấn/năm.

Quá trình hoạt động của bên nhà máy sản xuất xi măng, chất thải rắn công

nghiệp chủ yếu là clinker rơi vãi, nguyên vật liệu, giấy phế thải, bao bì rơi vãi trong

quá trình vận chuyển. Tuy nhiên, theo báo cáo của nhà máy, clinker và các nguyên

liệu được tận thu triệt để và phần thất thoát là rất nhỏ và không đáng kể. Các chất thải

rắn như giấy phế thải, bao bì, ... cũng đều được tận thu cho cho tái chế hoặc mục đích

khác.

b. Nước thải

Nước thải rửa thiết bị, vệ sinh, ... có hàm lượng cặn lơ lửng, COD lớn, lượng

nước thải này nhỏ song có chất độc hại ở đây có thể ảnh hưởng đáng kể đến hệ sinh

thái các khu vực nước nhỏ.

Nước rửa sân, tưới sân khử bụi, ... chứa nhiều tạp chất rắn và các loại chất bẩn

khác. Đặc trưng của nước thải trong quá trình này là hàm lượng cặn lơ lửng lớn.

Ngoài ra, trong nước thải còn có chứa một lượng dầu mỡ rơi vãi, rò rỉ.

Nước thải sinh hoạt của nhà máy có hàm lượng cặn lơ lửng, BOD cao.

Nước mưa chảy tràn qua khu vực nhà máy.

c. Khí thải

Nguồn phát sinh khí thải lớn nhất là trong quá trình sản xuất: công nghệ sản

xuất xi măng gồm các nguyên liệu chủ yếu là đá vôi, đất sét, phụ gia quặng sắt và

nhiên liệu chủ yếu là than đá, dầu DO (hoặc FO) để nhóm lò và dung cho buồng đốt

35

phụ.

Trong quá trình khai thác, đá vôi được đập và nghiền nát sau đó được vận

chuyển bởi hệ thống băng tải dài 150m. Băng tải ở cơ sở là loại được được bao kín,

lượng phát thải phát sinh tương đối nhỏ so với tổng thể phát thải bụi ở đây, vì vậy có

thể bỏ qua phát thải bụi ở công đoạn này.

Xi măng mịn thu được từ các túi lọc bụi được hệ thống máng khí động và gầu

nâng vận chuyển đến silo xi măng, lượng thất thoát là rất nhỏ.

Trong quá trình tiêu thụ nhiên liệu, hằng năm nhà máy xi măng tiêu thụ rất

nhiều xăng dầu, dầu mỡ bôi trơn, mỡ công nghiệp. Lượng nhiên liệu này chủ yếu cho

các hoạt động giao thông vận tải và bảo dưỡng thiết bị của nhà máy. Nguồn ô nhiễm

gây ra do đốt nhiên liệu trong hoạt động giao thông vận tải là nguồn phát tán, nên

trong khuôn viên nhà máy không đáng kể.

3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM GẠCH KHÔNG

NUNG TỪ NGUỒN PHẾ THẢI CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG TRUNG SƠN

Sau khi xây dựng cấp phối, tiến hành ép định hình các mẫu và dưỡng hộ, đánh

giá kết quả sản xuất các mẫu gạch thử nghiệm sau 28 ngày theo các tiêu chuẩn như

bảng dưới đây [8, 9].

Bảng 3.1 – Bảng kết quả sản xuất thử nghiệm gạch không nung sau 28 ngày

KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM

Đơn Tiêu chuẩn TT Tên chỉ tiêu Kết quả vị so sánh

TCVN Cường độ nén MPa M1 M2 M3 M4 M5 M6 1 6477:2011 Sau 28 ngày 13,8 10,6 13,0 10,5 14,0 10,8

Hệ số hóa QT 2 mềm (ngâm % 0,69 0,75 0,66 0,72 0,78 0,81 VLXD nước 24h)

36

TCVN 3 Độ hút nước % 7,4 6,9 7,0 7,2 7,4 8,2 6355:2009

Cường độ nén và độ hút nước của các mẫu gạch không nung sẽ được so sánh

với TCVN 6477:2011 – Gạch bê tông và TCVN 6355:2009 – Gạch xây – Phương

pháp thử như bảng 3.2 dưới đây:

Bảng 3.2 – Quy định cường độ nén và độ hút nước theo TCVN 6477:2011 –

Gạch bê tông và TCVN 6355:2009 – Gạch xây – Phương pháp thử

Mác gạch Độ hút nước, %, không lớn hơn

14

12

M3,5 M5,0 M7,5 M10,0 M15,0 M20,0 Cường độ nén, Mpa, không nhỏ hơn 3,5 5,0 7,5 10,0 15,0 20,0

Mác gạch không nung sau khi chế tạo thử nghiệm sẽ được quy đổi theo cường

độ chịu nén dựa vào TCVN 5574:2012 – Kết cấu bê tông và cốt thép – Tiêu chuẩn

thiết kế như ở bảng 3.3 dưới đây:

Bảng 3.3 - Tương quan giữa cấp độ bền chịu nén của bê tông và mác bê tông

theo cường độ chịu nén – TCVN 5574:2012 – Kết cấu bê tông và cốt thép –

Tiêu chuẩn thiết kế

Cấp độ bền chịu nén Cấp độ bền chịu nén Mác theo cường độ chịu nén Mác theo cường độ chịu nén

37

Cường độ trung bình của mẫu thử chuẩn, MPa 4,50 6,42 9,63 12,84 16,05 19,27 25,69 28,90 32,11 35,32 38,53 B3,5 B5 B7,5 B10 B12,5 B15 B20 B22,5 B25 B27,5 B30 M50 M75 M100 M150 M150 M200 M250 M300 M350 M350 M400 Cường độ trung bình của mẫu thử chuẩn, MPa 44,95 51,37 57,80 64,22 70,64 77,06 83,48 89,90 96,33 102,75 M450 M500 M600 M700 M700 M800 M900 M900 M1000 M1000 B35 B40 B45 B50 B55 B60 B65 B70 B75 B80

Ghi chú: Hệ số hóa mềm (%) – Đánh giá theo QTVLXD (Quy trình vật liệu xây

dựng) – Viện Vật liệu xây dựng – Bộ xây dựng (VIBM):

- ≥ 0,75 – vật liệu bền nước.

- < 0,75 – vật liệu kém bền nước, không nên sử dụng trong điều kiện

tác dụng của nước.

MPa : Mega Pascal – đơn vị đo cường độ nén.

 Đánh giá Cường độ nén (cường độ chịu lực) của viên gạch dựa vào TCVN

6477:2011 – Gạch bê tông.

 Đánh giá Độ hút nước của viên gạch dựa vào TCVN 6355:2009 – Gạch xây –

phương pháp thử.

 Mác gạch (M) được quy đổi theo cường độ chịu nén dựa vào TCVN 5574:2012

– Kết cấu bê tông và cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế (Bảng 3.3)

 Giá trị Mác gạch (M) sau khi quy đổi sẽ được so sánh với TCVN 6477:2011

về Cường độ nén và TCVN 6355:2009 về độ hút nước (Bảng 3.2).

3.2.1. Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M1

Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung tương ứng với cấp phối M1 được

trình bày theo bảng 3.4 dưới đây:

Bảng 3.4 – Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M1

TCVN TCVN

Đơn Mác QT 6477:2011 6355:2009 TT Tên chỉ tiêu Kết quả vị (M) VLXD (Không nhỏ (Không

hơn) lớn hơn)

1 Cường độ nén Mpa 13,8 100 10

2 Độ hút nước % 7,4 12

3 Hệ số hóa mềm % 0,69 0,75

Dựa vào bảng kết quả trên, nhận thấy cường độ chịu nén của gạch không nung

tương ứng với cấp phối M1 sau 28 ngày đạt 13,8Mpa. Giá trị quy đổi sang Mác gạch

38

= M100, đạt tiêu chuẩn về Mác gạch và cường độ nén theo TCVN 6477:2011 – Gạch

bê tông. Độ hút nước: 7,4% < 12%, đạt tiêu chuẩn về độ hút nước theo TCVN

6355:2009 – Gạch xây – phương pháp thử. Hệ số hóa mềm: 0,69 < 0,75 cho thấy vật

liệu kém bền nước.

Với những thông số kỹ thuật trên, gạch không nung tương ứng với cấp phối

M1 có thể sử dụng vào mục đích xây dựng các công trình phụ, xây tường bao trong

nhà dân. Tuy nhiên, không nên sử dụng loại gạch này trong môi trường có độ ẩm cao

hoặc thường xuyên tiếp xúc với nước trong thời gian dài, bởi vì ở các điều kiện này

sẽ dẫn đến việc giảm cường độ chịu lực của gạch và làm xuống cấp công trình.

3.2.2. Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M2

Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung tương ứng với cấp phối M2 được

trình bày theo bảng 3.5 dưới đây:

Bảng 3.5 – Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M2

TCVN TCVN

Đơn Mác QT 6477:2011 6355:2009 TT Tên chỉ tiêu Kết quả vị (M) VLXD (Không (Không

nhỏ hơn) lớn hơn)

1 Cường độ nén Mpa 10,6 100 10

2 Độ hút nước % 6,9 12

3 Hệ số hóa mềm % 0,75 0,75

Cấp phối M2 có kết quả đo cường độ chịu nén sau 28 ngày đạt 10,6Mpa, giá

trị quy đổi sang Mác gạch = M100, đạt tiêu chuẩn về Mác gạch và cường độ nén theo

TCVN 6477:2011 – Gạch bê tông. Độ hút nước: 6,9% < 12%, đạt tiêu chuẩn về độ

hút nước theo TCVN 6355:2009 – Gạch xây – phương pháp thử. Hệ số hóa mềm:

39

0,75 cho thấy vật liệu bền nước.

Gạch không nung tương ứng với cấp phối M2 có các thông số kỹ thuật đạt tiêu

chuẩn để sử dụng trong xây dựng các công trình cao tầng, chung cư hoặc xây nhà ở.

3.2.3. Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M3

Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung tương ứng với cấp phối M3 được

trình bày theo bảng 3.6 dưới đây:

Bảng 3.6 – Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M3

TCVN TCVN

Đơn Kết Mác QT 6477:2011 6355:2009 TT Tên chỉ tiêu vị quả (M) VLXD (Không nhỏ (Không

hơn) lớn hơn)

1 Cường độ nén Mpa 13,0 100 10

2 Độ hút nước % 7,0 12

3 Hệ số hóa mềm % 0,66 0,75

Cấp phối M3 có cường độ chịu nén sau 28 ngày đạt 13,0Mpa, giá trị quy đổi

sang Mác gạch = M100, đạt tiêu chuẩn về Mác gạch và cường độ nén theo TCVN

6477:2011 – Gạch bê tông. Độ hút nước: 7,0% < 12%, đạt tiêu chuẩn về độ hút nước

theo TCVN 6355:2009 – Gạch xây – phương pháp thử. Hệ số hóa mềm: 0,66 < 0,75

cho thấy vật liệu kém bền nước.

Gạch không nung tương ứng với cấp phối M3 có thể sử dụng vào mục đích

xây dựng các công trình phụ, xây tường bao trong nhà dân. Không nên sử dụng loại

gạch này trong môi trường có độ ẩm cao hoặc thường xuyên tiếp xúc với nước trong

thời gian dài, sẽ dẫn đến việc giảm cường độ chịu lực của gạch và làm xuống cấp

40

công trình.

3.2.4. Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M4

Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung tương ứng với cấp phối M4

được trình bày theo bảng 3.7 dưới đây:

Bảng 3.7 – Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M4

TCVN TCVN

Đơn Mác QT 6477:2011 6355:2009 TT Tên chỉ tiêu Kết quả vị (M) VLXD (Không nhỏ (Không

hơn) lớn hơn)

1 Cường độ nén Mpa 10,5 100 10

2 Độ hút nước % 7,2 12

3 Hệ số hóa mềm % 0,72 0,75

Cường độ chịu nén của cấp phối M4 sau 28 ngày đạt 10,5Mpa, giá trị quy đổi

sang Mác gạch = M100, đạt tiêu chuẩn về Mác gạch và cường độ nén theo TCVN

6477:2011 – Gạch bê tông. Độ hút nước: 7,2% < 12%, đạt tiêu chuẩn về độ hút nước

theo TCVN 6355:2009 – Gạch xây – phương pháp thử. Hệ số hóa mềm: 0,72 < 0,75

cho thấy vật liệu kém bền nước.

Gạch không nung tương ứng với cấp phối M4 với các thông số kỹ thuật có thể

sử dụng để xây tường bao, công trình phụ. Tuy nhiên, không thích hợp sử dụng cho

các công trình trong môi trường độ ẩm cao và thường xuyên tiếp xúc với nước sẽ làm

giảm cường độ của gạch và xuống cấp công trình.

3.2.5. Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M5

Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung tương ứng với cấp phối M5

41

được trình bày theo bảng 3.8 dưới đây:

Bảng 3.8 – Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M5

Đơn Mác QT TCVN 6477:2011 TCVN 6355:2009 TT Tên chỉ tiêu Kết quả vị (M) VLXD (Không nhỏ (Không

hơn) lớn hơn)

1 Cường độ nén MPa 14,0 100 10

2 Độ hút nước % 7,4 12

3 Hệ số hóa mềm % 0,78 0,75

Cường độ chịu nén của M5 sau 28 ngày đạt 14,0Mpa, giá trị quy đổi sang Mác

gạch = M100, đạt tiêu chuẩn về Mác gạch và cường độ nén theo TCVN 6477:2011 –

Gạch bê tông. Độ hút nước: 7,4% < 12%, đạt tiêu chuẩn về độ hút nước theo TCVN

6355:2009 – Gạch xây – phương pháp thử. Hệ số hóa mềm: 0,78 > 0,75 cho thấy vật

liệu bền nước.

Gạch không nung tương ứng với cấp phối M5 có các thông số kỹ thuật đạt tiêu

chuẩn để sử dụng trong xây dựng các công trình cao tầng, chung cư hoặc xây nhà ở.

3.2.6. Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M6

Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung tương ứng với cấp phối M6

được trình bày theo bảng 3.9 dưới đây:

Bảng 3.9 – Kết quả chế tạo thử nghiệm gạch không nung cấp phối M6

Đơn Mác QT TCVN 6477:2011 TCVN 6355:2009 TT Tên chỉ tiêu Kết quả vị (M) VLXD

(Không nhỏ hơn) (Không lớn hơn)

1 Cường độ nén MPa 10,8 100 10

2 Độ hút nước % 8,2 12

42

3 Hệ số hóa mềm % 0,81 0,75

Kết quả đo cường độ chịu nén của M6 sau 28 ngày đạt 10,8Mpa, giá trị quy

đổi sang Mác gạch = M100 đạt tiêu chuẩn về Mác gạch và cường độ nén theo TCVN

6477:2011 – Gạch bê tông. Độ hút nước: 8,2% < 12%, đạt tiêu chuẩn về độ hút nước

theo TCVN 6355:2009 – Gạch xây – phương pháp thử. Hệ số hóa mềm: 0,81 > 0,75

cho thấy vật liệu bền nước.

Gạch không nung tương ứng với cấp phối M6 có các thông số kỹ thuật đạt tiêu

chuẩn để sử dụng trong xây dựng các công trình cao tầng, chung cư hoặc xây nhà ở.

Kết luận:

Dựa vào đánh giá các cấp phối, ta nhận thấy 3 cấp phối có các thông số kỹ

thuật thích hợp cho việc sản xuất gạch không nung sử dụng rộng rãi trong các công

trình cao tầng, chung cư hoặc xây nhà ở đó là M2, M5 và M6. Vì 2 cấp phối M5 và

M6 đều sử dụng đá mạt làm nguyên liệu chính cho gạch không nung, do đó tiến hành

so sánh và chọn ra 1 cấp phối tối ưu hơn.

So sánh giữa 2 cấp phối M5 và M6, dễ dàng nhận thấy M5 có cường độ chịu

nén tốt hơn hẳn so với M6 (14MPa so với 10,8MPa), nhưng chỉ số về độ hút nước

của M5 thấp hơn M6 (7,4% so với 8,2%) và hệ số hóa mềm của M5 vẫn nằm trong

phạm vi cho phép, vì thế lựa chọn M5 là cấp phối tối ưu hơn.

Lựa chọn M2 và M5 là 2 cấp phối tương ứng với 2 dây chuyền công nghệ sản

suất gạch không nung cho nhà máy xi măng Trung Sơn – Lương Sơn – Hòa Bình.

3.3. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG CHO NHÀ MÁY

XI MĂNG TRUNG SƠN – LƯƠNG SƠN – HÒA BÌNH

3.3.1. Quy trình sản xuất gạch không nung từ phế thải chứa đất

 Xử lý nguyên liệu

+ Nguyên liệu đất đá bóc tách mỏ được phân loại, hạt thô sẽ được nghiền nhỏ tới

độ hạt mịn (kích thước hạt ≤ 3mm). Sau khi nghiền, nguyên liệu sẽ được sấy ở 105oC

đến khối lượng không đổi và được dữ trữ ở kho bãi tập kết để tiện cho việc trộn cấp

43

phối.

+ Nguyên liệu xi măng, tro bay, phụ gia, nước được dự trữ tại kho bãi chứa

nguyên liệu, sau đó qua băng tải đưa vào bộ phận định lượng.

Hình 3.6 – Quy trình sản xuất gạch không nung từ phế thải chứa đất cho nhà

máy xi măng Trung Sơn

 Đinh lượng nguyên liệu

Sử dụng các phễu chứa liệu, băng tải liệu, cân định lượng, bộ phận cài đặt phối

liệu. Sau khi nguyên liệu được cấp đầy vào các phễu, chỉ một phần nguyên liệu được

đưa xuống cân định lượng theo công thức phối trộn đã cài đặt từ trước (cấp phối đã

quy định). Toàn bộ quá trình cấp phối nguyên liệu được tiến hành hoàn toàn tự động.

Qua khâu này, nguyên liệu được cấp theo công thức phối trộn đã cài đặt.

44

Tính định mức cho 1 viên gạch không nung từ phế thải chứa đất:

Khối lượng 1 mẫu gạch không nung kích thước: 210×100×60mm:

m = 2,3kg = 0,0023 tấn.

Khối lượng riêng của nguyên liệu [5]:

 Đất bóc tách mỏ: 1,4 tấn/m3

 Đá mạt: 1,5 tấn/m3

 Cát vàng: 1,4 tấn/m3

 Nước: 1,0 tấn/m3

0,0023 × 90%

Tính định mức:

Đất bóc tách mỏ =

= 0,0015 (m3)

1,4

Xi măng = 2,3 × 5% = 0,115 (kg)

Tro bay = 2,3 × 5% = 0,115 (kg)

0,0023 × 10%

Phụ gia lignin = 2,3× 1% = 0,023 (kg)

Nước =

= 0,00023 (m3)

1,0

Ta có bảng cấp phối cho gạch không nung từ phế thải chứa đất như sau:

Bảng 3.10 – Cấp phối cho gạch không nung từ phế thải chứa đất

% khối lượng mẫu Đơn vị Định mức M2

Đất bóc tách mỏ 90 m3 0,0015

Xi măng 5 kg 0,115

Tro bay 5 kg 0,115

Phụ gia (lignin) 1 kg 0,023

Nước 10 m3 0,00023

45

 Phối trộn nguyên liệu

Sau khi cấp phối được pha trộn theo tỷ lệ đã được tính sẵn qua hệ thống tự

động hóa, hỗn hợp nguyên liệu đưa vào máy trộn. Nguyên liệu được trộn đều theo

thời gian quy định, máy sẽ tự động mở giàn phun phụ gia, nước để máy trộn đều hỗn

hợp nguyên liệu với phụ gia. Hỗn hợp sau phối trộn được tự động đưa vào máy ép

gạch nhờ hệ thống băng tải.

 Ép định hình viên gạch

Nhờ vào hệ thống thủy lực, máy hoạt động tạo ra lực rung ép lớn từ trên xuống

và từ dưới lên để hình thành lên các viên gạch không nung đồng đều, đạt chất lượng

cao và ổn định.

Gạch không nung từ phế thải chứa đất: Ép bán khô – lực ép 20MPa.

 Dưỡng hộ, đóng gói

Viên gạch sau khi ép sẽ được chuyển và xếp từng khay vào vị trí định trước

một cách tự động. Nhờ đó mà ta có thể chuyển gạch vừa sản xuất ra khu vực dưỡng

hộ. Gạch được dưỡng hộ sơ bộ trong nhà xưởng có mái che, sau đó chuyển ra khu

vực kho bãi thành phẩm tiếp tục dưỡng hộ một thời gian (từ 5 đến 7 ngày tùy theo

yêu cầu), trong thời gian dưỡng hộ gạch sẽ được phun ẩm. Sản phẩm được xe chuyên

dụng, cẩu tự hành bốc lên và đem đến vị trí kho bãi, xếp thành lô thành hàng, thành

kiện hay chồng theo tiêu chuẩn và được nhập kho. Xếp ở bãi phải tuân thủ có đường

vào và ra. Lô xếp trước được lấy trước và xếp sau được lấy sau, đảm bảo cho kho bãi

46

được luân chuyển lần lượt.

3.3.2. Quy trình sản xuất gạch không nung từ đá mạt

Sơ đồ quy trình sản xuất gạch không nung từ đá mạt được thể hiện như hình

3.7 dưới đây:

Hình 3.7 – Quy trình sản xuất gạch không nung từ đá mạt cho nhà máy xi

măng Trung Sơn

Tương tự, quy trình sản xuất gạch không nung từ đá mạt như sau:

47

 Xử lý nguyên liệu

+ Nguyên liệu đá mạt được phân loại, hạt thô sẽ được nghiền nhỏ tới độ hạt mịn

(kích thước hạt ≤ 3mm). Sau khi nghiền sẽ được mang sấy đến khối lượng không đổi

và được dữ trữ ở kho bãi tập kết để tiện cho việc trộn cấp phối;

+ Nguyên liệu cát vàng, xi măng, nước được dự trữ tại kho bãi chứa nguyên liệu,

sau đó qua băng tải đưa vào bộ phận định lượng.

 Đinh lượng nguyên liệu

Định lượng phối liệu sẽ được điều chỉnh cho phù hợp với chủng loại nguyên

liệu có tại địa phương. Sử dụng các phễu chứa liệu, băng tải liệu, cân định lượng, bộ

phận cài đặt phối liệu. Sau khi nguyên liệu được cấp đầy vào các phiễu, chỉ một phần

nguyên liệu được đưa xuống ban cân theo công thức phối trộn đã cài đặt từ trước (cấp

phối đã quy định). Toàn bộ quá trình cấp phối nguyên liệu được tiến hành hoàn toàn

tự động. Qua khâu này, nguyên liệu được cấp theo công thức phối trộn đã cài đặt.

Tính định mức cho 1 viên gạch không nung từ đá mạt:

Khối lượng 1 mẫu gạch không nung kích thước: 210×100×60mm:

m = 2,65kg = 0,00265 tấn.

Khối lượng riêng của nguyên liệu [5]:

 Đất bóc tách mỏ: 1,4 tấn/m3

 Đá mạt: 1,5 tấn/m3

 Cát vàng: 1,4 tấn/m3

 Nước: 1,0 tấn/m3

0,00265 × 60%

Tính định mức:

Đá mạt =

= 0,001 (m3)

1,5

0,00265 × 30%

Cát vàng =

= 0,00057 (m3)

1,4

0,00265 × 10%

Xi măng = 2,65 × 10% = 0,265 (kg)

Nước =

= 0,00029 (m3)

1,0

48

Ta có bảng cấp phối cho gạch không nung từ đá mạt như sau:

Bảng 3.11 – Cấp phối cho gạch không nung bê tông cốt liệu từ đá mạt

% khối lượng mẫu Đơn vị Định mức M5

Đá mạt 60 m3 0,001

Cát vàng 30 m3 0,00057

Xi măng 10 kg 0,265

Nước 11 m3 0,00029

 Phối trộn nguyên liệu

Sau khi cấp phối được pha trộn theo tỷ lệ đã được tính sẵn qua hệ thống tự

động hóa, hỗn hợp nguyên liệu đưa vào máy trộn. Nguyên liệu được trộn đều theo

thời gian quy định, máy sẽ tự động mở giàn phun phụ gia, nước để máy trộn đều hỗn

hợp nguyên liệu với phụ gia. Hỗn hợp sau phối trộn được tự động đưa vào máy ép

gạch nhờ hệ thống băng tải.

 Ép định hình viên gạch

Nhờ vào hệ thống thủy lực, máy ép thủy lực hoạt động tạo ra lực rung ép lớn

từ trên xuống và từ dưới lên để hình thành lên các viên gạch không nung đồng đều,

đạt chất lượng cao và ổn định.

Gạch bê tông cốt liệu từ đá mạt: Rung ép – tần số 2000 lần/phút, lực ép 18MPa.

 Dưỡng hộ, đóng gói

Viên gạch sau khi ép sẽ được chuyển và xếp từng khay vào vị trí định trước

một cách tự động. Nhờ đó mà ta có thể chuyển gạch vừa sản xuất ra khu vực dưỡng

hộ. Gạch được dưỡng hộ sơ bộ trong nhà xưởng có mái che, sau đó chuyển ra khu

vực kho bãi thành phẩm tiếp tục dưỡng hộ một thời gian (từ 5 đến 7 ngày tùy theo

49

yêu cầu), trong thời gian dưỡng hộ gạch sẽ được phun ẩm. Sản phẩm được xe chuyên

dụng, cẩu tự hành bốc lên và đem đến vị trí kho bãi, xếp thành lô thành hàng, thành

kiện hay chồng theo tiêu chuẩn và được nhập kho. Xếp ở bãi phải tuân thủ có đường

vào và ra. Lô xếp trước được lấy trước và xếp sau được lấy sau, đảm bảo cho kho bãi

được luân chuyển lần lượt.

3.4. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ

3.4.1. Tính chi phí sản xuất cho 1 viên gạch không nung theo cấp phối M2

Nếu như không sử dụng để sản xuất gạch không nung thì lượng đất đá bóc tách

mỏ này sẽ được sử dụng cho mục đích san lấp mặt đường, nền đường, khu vực khai

thác, đắp các công trình phụ trợ quanh khu vực nhà máy xi măng hoặc có thể đổ đống

mà không sử dụng cho mục đích nào.

Nếu sử dụng cho mục đích bán cho các nơi tiêu thụ bên ngoài nhằm sử dụng

để san lấp hoặc mục đích khác, với giá thị trường cho đất san lấp là 30.000 đồng/m3,

công ty có thể thu về: 115.590 m3 × 30.000 đồng ≈ 3.467.700.000 (đồng/năm).

Với lượng đất đá thải bỏ hàng năm ≈ 269.700 tấn/năm, ước tính có thể sử dụng

để sản xuất ra: 161.826/0,0023 ≈ 70.000.000 (viên gạch/năm).

Tính toán và so sánh giữa việc sản xuất gạch không nung và việc bán đất đá

thải cho mục đích khác, phương án nào đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn [6].

Nhân công: 40 người.

Lương + BHXH: 7.000.000 đồng/người/tháng.

Bảng danh mục đầu tư cơ sở vật chất và tính toán chi phí sản xuất cho 1 viên

50

gạch không nung theo cấp phối M2 được trình bày bên dưới:

Bảng 3.12 – Danh mục đầu tư cơ sở vật chất

Thời gian Mức khấu hao Chi phí ban đầu TT Tài sản cố định khấu hao hàng năm (triệu đồng) (năm) (triệu đồng)

1 Nhà xưởng 20.000 15 1.333

2 Dây chuyền thiết bị 7.500 15 500

Tổng 27.500 15 1.833

Bảng 3.13 – Chi phí sản xuất cho 1 viên gạch không nung theo cấp phối M2

Định Đơn giá Thành tiền TT Nội dung Đơn vị mức (đồng) (đồng)

Nguyên – vật liệu, năng I lượng tiêu thụ

I.1 Nguyên liệu M2

Đất bóc tách mỏ 0,0015 30.000 45 m3

Xi măng kg 0,115 1.100 126,5

Tro bay kg 0,115 600 69

Phụ gia (lignin) kg 0,023 14.000 322

m3 Nước 0,00023 8.060 1,85

1,4 I.2 Năng lượng tiêu thụ kWh 0,00073 1.388

48 II Lương + BHXH Đồng

18,3 III Khấu hao tài sản cố định Đồng

51

IV Tổng cộng 632,05

Giá bán thị trường: 1.100 đồng/viên (Khảo sát trên địa bàn xã Trung Sơn).

Lợi nhuận: 467,95 đồng/viên.

Lợi nhuận ước tính khi đầu tư sản xuất 70.000.000 viên:

467,95 × 70.000.000 = 32.756.500.000 (đồng/năm)

Đánh giá:

So với việc bán đất đá thải cho các doanh nghiệp bên ngoài thì việc đầu tư dây

chuyền sản xuất gạch không nung từ phế thải chứa đất mang về lợi nhuận gấp hơn 9

lần.

3.4.2. Tính chi phí sản xuất cho 1 viên gạch không nung theo cấp phối M5

Tương tự, nếu sử dụng đá mạt vào mục đích bán cho các nơi tiêu thụ bên ngoài,

với mức giá thị trường dành cho đá mạt thu mua tại mỏ vào khoảng 45.000 đồng/m3,

công ty có thể thu về: 7.800 × 45.000 = 351.000.000 (đồng/năm).

Với lượng đá mạt thải bỏ hàng năm ≈ 11.700 tấn/năm, ước tính có thể sử dụng

để sản xuất ra: 11.700/0,00265 = 4.400.000 (viên gạch/năm).

Tính toán và so sánh giữa việc sản xuất gạch không nung và việc bán đá mạt

thải loại cho mục đích khác, phương án nào đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn.

Bảng tính toán chi phí sản xuất cho 1 viên gạch không nung theo cấp phối M2

52

được trình bày bên dưới:

Bảng 3.14 – Chi phí sản xuất cho 1 viên gạch theo cấp phối M5

Định Đơn giá Thành tiền TT Nội dung Đơn vị mức (đồng) (đồng)

Nguyên – vật liệu, năng I lượng tiêu thụ

I.1 Nguyên liệu M5

Đá mạt m3 0,001 45.000 45

Cát vàng m3 0,00057 300.000 171

Xi măng kg 0,265 1.100 291,5

Nước m3 0,000292 8.060 2,349

I.2 Năng lượng tiêu thụ kWh 0,0165 1.388 2,1

II Lương + BHXH Đồng 70

III Khấu hao tài sản cố định Đồng 38

IV Tổng cộng 619,95

Giá bán thị trường: 1.155 đồng/viên (Khảo sát trên địa bàn xã Trung Sơn).

Lợi nhuận: 535,05 đồng/viên.

Lợi nhuận ước tính khi đầu tư sản xuất 4.400.000 viên:

535,05 × 4.400.000 = 2.354.220.000 (đồng/năm)

Đánh giá:

So với việc bán đá mạt cho các doanh nghiệp bên ngoài thì việc đầu tư dây

chuyền sản xuất gạch không nung từ đá mạt mang về lợi nhuận gấp gần 7 lần.

Để đạt hiệu quả cao về kinh tế, nhà máy nên đầu tư xây dựng dây chuyền

sản xuất gạch không nung từ phế liệu đất đá thải bỏ từ quá trình bóc tách, khai

53

thác đá vôi.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận

Hoạt động khai thác đá vôi và sản xuất xi măng của Nhà máy xi măng Trung

Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình đã sinh ra một lượng lớn chất thải rắn. Lượng

đất thải này sẽ được sử dụng cho mục đích san lấp mặt đường, nền đường, khu vực

khai thác, đắp các công trình phụ trợ quanh khu vực nhà máy xi măng hoặc có thể đổ

đống mà không sử dụng cho mục đích nào. Tương tự với đá mạt, có thể sử dụng làm

base hoặc bán cho các cá nhân, tổ chức có nhu cầu mua với mục đích xây dựng hoặc

mục đích khác.

Phần đất thải bỏ sau quá trình khai thác, bóc tách đá vôi trong sản xuất xi măng

sử dụng để bán cho các cá nhân, tổ chức hoặc doanh nghiệp cho mục đích san lấp

hoặc mục đích khác, công ty có thể thu về ≈ 3.467.700.000 (đồng/năm). Tuy nhiên,

so với việc bán ra bên ngoài, việc đầu tư dây chuyền sản xuất gạch không nung từ

phế thải chứa đất tương ứng với cấp phối M2 mang về lợi nhuận ≈ 32.756.500.000

(đồng/năm), gấp hơn 9 lần. Gạch không nung làm từ đất tương ứng với cấp phối M2

có kết quả đo cường độ chịu nén sau 28 ngày đạt 10,6Mpa, giá trị quy đổi sang Mác

gạch = M100, đạt tiêu chuẩn về Mác gạch và cường độ nén theo TCVN 6477:2011 –

Gạch bê tông. Độ hút nước 12%, đạt tiêu chuẩn về độ hút nước theo TCVN 6355:2009

– Gạch xây – phương pháp thử. Hệ số hóa mềm: 0,75 cho thấy vật liệu bền nước. Có

thể sử dụng rộng rãi loại gạch này trong xây dựng các công trình cao tầng, chung cư

hoặc xây nhà ở.

Tương tự, nếu sử dụng đá mạt vào mục đích bán cho các nơi tiêu thụ bên ngoài,

với mức giá thị trường dành cho đá mạt thu mua tại mỏ vào khoảng 45.000 đồng/m3,

công ty có thể thu về ≈ 351.000.000 (đồng/năm). So với việc bán đất đá thải cho các

doanh nghiệp bên ngoài thì việc đầu tư dây chuyền sản xuất gạch không nung từ đá

mạt tương ứng với cấp phối M5 mang về lợi nhuận ≈ 2.354.220.000 gấp gần 7 lần.

54

Gạch không nung làm từ đá mạt tương ứng với cấp phối M5 có cường độ chịu nén

của M5 sau 28 ngày đạt 14,0Mpa, giá trị quy đổi sang Mác gạch = M100, đạt tiêu

chuẩn về Mác gạch và cường độ nén theo TCVN 6477:2011 – Gạch bê tông. Độ hút

nước: 12%, đạt tiêu chuẩn về độ hút nước theo TCVN 6355:2009 – Gạch xây –

phương pháp thử. Hệ số hóa mềm: 0,78 cho thấy vật liệu bền nước. Tương tự như

cấp phối M2, có thể sử dụng rộng rãi loại gạch này trong xây dựng các công trình cao

tầng, chung cư hoặc xây nhà ở.

Kiến nghị

Việc tận thu và sử dụng các loại đất đá phế liệu thải bỏ để làm gạch không

nung có ý nghĩa rất lớn về mặt môi trường và kinh tế, giúp cho nhà máy vừa có thể

giải quyết vấn đề về quỹ đất, môi trường. Ngoài ra việc đầu tư sản xuất gạch không

nung đem lại lợi nhuận không nhỏ, giúp cho nhà máy có thể mở rộng quỹ lương, mở

rộng thêm quy mô sản xuất hoặc đầu tư vào một lĩnh vực mới. Quá trình sản xuất

gạch không nung không sinh ra chất gây ô nhiễm, không tạo ra chất phế thải hoặc

chất thải độc hại. Năng lượng tiêu thụ trong quá trình sản xuất gạch không nung chiếm

một phần nhỏ so với quá trình sản xuất các vật liệu khác, giảm thiểu khí phát thải gây

hiệu ứng nhà kính và ô nhiễm môi trường, giảm chi phí xử lý phế thải, giúp nhà máy

tiết kiệm được một khoản chi phí đáng kể.

Nhà máy xi măng Trung Sơn nên đầu tư dây chuyền sản xuất gạch không nung

để giải quyết vấn đề tồn trữ đất đá thải tại khai trường cũng như tận dụng đá mạt như

nguyên vật liệu xây dựng chính nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế. Để đạt hiệu quả cao

nhất về kinh tế và góp phần bảo vệ môi trường, nhà máy nên đầu tư xây dựng dây

chuyền sản xuất gạch không nung từ phế liệu chưa đất.

Sản xuất và phân phối gạch không nung cần tuân thủ các quy định của pháp

luật, sản phẩm làm ra phải có nguồn gốc rõ ràng, công bố các thông tin về sản phẩm

và đảm bảo chất lượng sản phẩm đúng như công bố. Đồng thời cần kiểm tra, rà soát

lại hồ sơ và các thủ tục bảo vệ môi trường. Cẩn thực hiện quan trắc thường niên 4 –

55

6 lần/năm tùy thuộc vào khả năng kinh tế.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Công ty Cổ phần Constech (2014), Dự án đầu tư dây chuyền máy móc thiết bị

sản xuất gạch không nung xi măng cốt liệu (Phương án mở rộng sản xuất),

tp. Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc.

2. Công ty Cổ phần Công nghiệp Thương Mại Huệ Quang (2013), Công nghệ

sản xuất Gạch không nung từ đất và phế thải công nghiệp - “Đất hóa đá”,

Hà Nội.

3. Công ty Cổ phần Đầu tư và Công nghệ Đức Thành (2014), Công nghệ - thiết

bị sản xuất Gạch ống Xi măng cốt liệu quy mô công nghiệp, Hà Nội.

4. Công ty Cổ phần Tập đoàn xây dựng và du lịch Bình Minh (2009), Đánh giá

tác động môi trường – Dự án đầu tư xây dựng công trình khai thác mỏ đá

vôi Lộc Môn và mỏ đá sét Phương viên, huyện Lương Sơn và Kim Bôi, tỉnh

Hòa Bình, Ủy ban nhân dân tỉnh Hòa Bình.

5. Công văn số: 1784/BXD – VP (2007), Công bố định mức vật tư trong xây

dựng, Bộ xây dựng, Hà Nội.

6. Công văn số: 2333/SXD – QLXD (2016), Công bố giá vật liệu xây dựng tháng

12/2016 trên địa bàn tỉnh Hòa Bình, Sở xây dựng tỉnh Hòa Bình.

7. Hội Vật liệu xây dựng Việt Nam (2009), Công nghiệp Vật liệu xây dựng Việt

Nam – Những chặng đường phát triển, Hà Nội.

8. Nguyễn Xuân Tuyển (2012), Ứng dụng công nghệ ép thủy lực song động sản

xuất Gạch ống – xi măng cốt liệu tại Nam Định, Dự án Khoa học Công nghệ

2013, Công ty Cổ phần Vật kiệu không nung 567, Nam Định.

9. TCVN 6355:2009 – Gạch xây – phương pháp thử (2009), Bộ Khoa học và

Công nghệ, Hà Nội.

56

10. TCVN 6477:2011 – Gạch bê tông (2011), Bộ khoa học và Công nghệ, Hà Nội.

11. TCVN 4506-2012 – Nước trộn Bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật (2012), Bộ

Khoa học và Công nghệ, Hà Nội.

12. TCVN 5574:2012 – Kết cấu bê tông và cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế (2012),

Bộ Khoa học và Công nghệ, Hà Nội.

13. Viện Vật liệu xây dựng – Bộ xây dựng (2015), Dự án Tăng cường sản xuất và

sử dụng gạch không nung ở Việt Nam, Bộ khoa học và Công nghệ, Hà Nội.

Tiếng Anh

14. A.K. Marunmale, A.C. Attar (2014), “Designing, Developing and Testing of

Cellular Lightweight Concrete Brick (CLC) Wall built in Rat-Trap bond”,

Current Trends in Technology and Science, ISSN: 2279-0535, Volume 3,

Issue 4.

15. NEOPOP® (2014), CLC (Cellular Lightweight Concrete) – The Absolute

GREEN Cellular Lightweight Concrete, Al Ruwad Leycochem LEYDE –

Iraq.

16. Stefan Schnitzler (2006), “Sustainability and Built Environment”, UC Davis

Extension, Autoclaved Aerated Concrete as a Green Building Material,

57

USA.

PHỤ LỤC

58

MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

59

MỎ ĐÁ VÔI LỘ MÔN

60

KHẢO SÁT THỰC ĐỊA TẠI NHÀ MÁY XI MĂNG TRUNG SƠN

61

QUÁ TRÌNH GIA CÔNG VÀ CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM GẠCH

62

CÁC CẤP PHỐI THỬ NGHIỆM

63

CÁC CẤP PHỐI THỬ NGHIỆM

CÁC BIÊN BẢN LIÊN QUAN

64