Nghiên cứu chế tạo gạch rỗng cách âm, cách nhiệt từ đất sét và vật liệu phế thải

Chia sẻ: ViJakarta2711 ViJakarta2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

55
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này trình bày kết quả nghiên cứu chế tạo một loại gạch xốp nhẹ bằng cách sử dụng các vật liệu phế thải và đất sét nung ở nhiệt độ cao.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu chế tạo gạch rỗng cách âm, cách nhiệt từ đất sét và vật liệu phế thải

Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 2-2015 126 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO GẠCH RỖNG CÁCH ÂM, CÁCH NHIỆT TỪ ĐẤT SÉT VÀ VẬT LIỆU PHẾ THẢI Trần Thị Thanh Huyền, Phan Trọng Thủy, Trần Văn Hân Sinh viên lớp D12X4, Trường Đại học Xây dựng Miền Trung Tóm tắt: bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu chế tạo một loại gạch xốp nhẹ bằng cách sử dụng các vật liệu phế thải và đất sét nung ở nhiệt độ cao. Sản phẩm thu được có khối lượng nhỏ so với viên gạch thông thường, giá trị khối lượng thể tích nhỏ nhất là 0,966 g/cm3. Tuy nhiên cường độ chịu nén lại kém hơn viên gạch thông thường, cường độ cao nhất có thể đạt là 51 daN/cm2. Do vậy, vật liệu này chỉ có thể sử dụng để làm các vật liệu bao che, vách ngăn, không chịu tải trọng lớn trong kết cấu. Từ khóa: Gạch xốp nhẹ, khối lượng thể tích, cường độ chịu nén, độ hút nước. 1. Giới thiệu 2. Cơ sở khoa học Vật liệu gạch truyền thống có khối 2.1 Quá trình hóa lý khi nung đất sét [1] lượng lớn, gây áp lực rất nặng cho Những biến đổi hoá lý khi nung đất sét: móng, kéo dài thời gian thi công, rất tốn Đất sét là một hệ đa khoáng, khi kém và khả năng cách âm cách nhiệt gia công nhiệt xảy ra nhiều quá trình hoá kém. Việc sử dụng phế thải làm gạch lý phức tạp, tạo ra những khoáng mới. xốp sẽ giúp làm giảm tải trọng tác dụng - t 0  1000 C , nước tự do bay hơi, xuống móng, cách âm, cách nhiệt tốt, đất sét bị co sạch môi trường, bảo vệ sức khỏe con - t 0  450  6500 C , nước liên kết người khỏi tác hại của các nguồn phế bay hơi, tạp chất hữu cơ cháy, đất sét thải, tiết kiệm được lượng đất sét. Hơn mất tính dẻo, caolinit chuyển thành thế nữa, gạch xốp không cần dùng đến các nguyên liệu quý hiếm như điatômit, mêtacaolinit ( Al2O3.2SiO2 ) trêpen, vermiculit... nên giảm được giá Al2O3 .2SiO2 .2H 2O  Al2O3 .2SiO2  2H 2O thành sản phẩm. - t 0  700  9000 C , mêtacaolinit và Nước ta là một nước nông nghiệp đá vôi bị phân huỷ thành Al2 O3 và SiO2 và hàng năm thải ra một lượng lớn đến Al2O3 .2SiO2  Al2O3  2SiO2 , hàng triệu tấn các chất phế thải như mùn cưa, trấu, bã mía, vỏ hạt điều, vỏ lạc, CaCO3  CaO  CO2  rơm, vỏ cà phê. Vì vậy, chúng em chọn - t 0  900 11000 C , các oxít kết đề tài nghiên cứu ― Nghiên cứu chế tạo hợp lại tạo thành khoáng silimanit gạch xốp từ đất sét và vật liệu phế thải ( Al2O3 .2SiO2 ) và khoáng mulit mùn cưa, xốp, vỏ trấu‖ nhằm mục đích ( 3 Al2O2 .2SiO2 ) tìm ra loại vật liệu cách âm cách nhiệt tận dụng phế thải phổ biến ở địa phương Al2O3  SiO2  Al2O3 .2SiO2 , là mùn cưa, vỏ trấu, xốp, phế thải. Al2O3 .SiO2  3 Al2O2  2SiO2
Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 2-2015 127 - t 0  1100 13500 C , một số thành lớn. Do vậy độ rỗng của sản phẩm đúng phần dễ chảy lấp vào lỗ rỗng làm sản bằng thể tích chất tạo rỗng được đưa vào phẩm đặc chắc, đất sét ở trạng thái đang trước đó. Độ rỗng tạo ra khi sử dụng dung kết, nhiệt độ thời điểm đó được gọi chất phụ gia cháy dao động trong là nhiệt độ dung kết của đất sét. khoảng 60 – 65% đối với các phụ gia - t 0  13500 C , toàn bộ đất sét chảy cháy thông thường và 70 – 80% đối với ra, sản phẩm bị biến dạng, nhiệt độ đó các loại phụ gia cháy mới có hiệu quả gọi là nhiệt độ chảy của đất sét. tạo rỗng cao. Phụ gia cháy cần thỏa mãn * Những biến đổi thể tích khi sấy một số yêu cầu như: khi cháy lượng chất nung khí thải ra không quá lớn gây phồng nở, Khi sấy nung đất sét xảy ra hiện giữ nguyên hình dạng ban đầu của sản tượng co ngót, nếu độ co ngót quá lớn dễ phẩm, không làm đặc chắc sản phẩm sau gây ra hiện tượng nứt nẻ, cong vênh, tạo khi tách chất tạo rỗng. những khuyết tật cho sản phẩm. Để hạn Những điều kiện nêu trên có thể chế hiện tượng này, yêu cầu trước tiên là được đáp ứng thông qua việc lựa chọn chọn lượng nước nhào trộn thích hợp loại phụ gia cháy. Trong suốt thời gian trước khi nung, sản phẩm được phơi, sấy dài phế thải được dùng làm phụ gia cháy, đến độ ẩm phù hợp, khi tăng hay giảm tuy nhiên khi sử dụng với khối lượng lớn, nhiệt độ cần phải tăng giảm từ từ áp dụng phế thải rất khó được trộn đồng đều với những biện pháp công nghệ phù hợp với thành phần chính. Sau khi cháy hạt phế sản phẩm, dây chuyền sản xuất v.v.. thải để lại hệ thống lỗ hổng mao quan lớn 2.2 Phƣơng pháp tạo rỗng bằng phụ hình khe, ăn thông với nhau gây ảnh gia cháy [2] hưởng xấu đến cường độ, khả năng cách Phương pháp này thường được sử nhiệt cũng như các tính chất sử dụng dụng để chế tạo vật liệu cách nhiệt sử khác của vật liệu cách nhiệt so với cấu dụng ở nhiệt độ cao hay vật liệu chịu trúc tổ ong có cùng độ rỗng. Tuy nhiên lửa. Chất kết dính ceramic từ đất sét khó ưu điểm của hạt phế thải là khí thải khi chảy hoặc đất sét chịu lửa, cốt liệu rỗng chạy thoát ra dễ dàng, không gây phồng sản phẩm diatomit, trepel nung. Chất tạo nở và do vậy dù sử dụng lượng lớn phế rỗng là phế thải, khi cháy để lại các lỗ thải vẫn không gây biến dạng, nứt nẻ sản hổng lớn ăn thông với nhau. Chất tạo phẩm. Hiện nay pôlystyrol phồng nở hạt rỗng có kích thước hạt nhất định được mịn được dùng khá phổ biến cho phép trộn lẫn với hỗn hợp tạo hình, sau đó tạo ra cấu trúc rỗng gồm các lỗ hổng kín, được sấy và nung. Nhiệt độ nung sản hình cầu, có đường kính dao động trong phẩm không được thấp hơn nhiệt độ khoảng rộng và phụ thuộc vào thành cháy của chất tạo rỗng. Sản phẩm chế phần hạt của pôlystyrol. Vật liệu này tạo theo phương pháp này thường có thường được sử dụng với khối lượng nhỏ, kích thước và hình dạng không đổi so do đó lượng khí thải ra không lớn nên với hình dạng ban đầu do loại trừ khả khó gây phồng nở sản phẩm, ngay cả khi năng phồng nở cũng như co ngót quá cần tạo ra độ rỗng kín.
Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 2-2015 128 3. Quá trình chế tạo: Các mẫu được chế tạo theo cấp phối trong bản sau:Bảng 3.1. Cấp phối tỉ lệ đất sét, phế thải, nước Khối lƣợng Tỉ lệ đất sét Tỉ lệ mùn Tỉ lệ mùn Khối lƣợng Cấp phối cấp phối (%) trấu (%) xốp (%) nƣớc (%) (kg) 1 35 70 4 26 2 35 70 6 24 3 35 70 8 22 e 35 70 2 28 f 35 70 4 26 t 35 70 6 24 Sau khi tạo hình, các mẫu được phơi từ 3 đến 4 ngày và được nung ở phơi tự nhiên ngoài sân với thời gian nhiệt độ từ 700-900oC khoảng 3 ngày. Sản phẩm được kiểm tra các chỉ 0.004% , khi trấu tăng từ 6 % lên 8 % thì tiêu gồm: Cường độ chịu nén, độ hút  v giảm từ 1.078 xuống 1.075 giảm nước, khối lượng thể tích 0.00003% {Hình a} 4. Kết quả nghiên cứu + Khi xốp tăng từ 0% lên 2% thì 4.1 Mối quan hệ giữa hàm lƣợng phế thải và khối lƣợng thể tích  v giảm từ 1.215 xuống còn 1.021 giảm - Khi % xốp,trấu tăng thì  v tăng, 0.0019 %, khi xốp tăng từ 2% lên 4% thì cụ thể là:  v giảm từ 1.021 xuống còn 1.005 giảm + Khi trấu tăng từ 0% lên 4% thì 0.0016 , khi xốp tăng từ 4% lên 6 % thì  v giảm từ 1.215 xuống còn 1.118 giảm  v giảm từ 1.005 xuống còn 0.966 giảm 0.0097%, khi trấu tăng từ 4 % lên 6 % 0.0004% {Hình b} thì  v giảm từ 1.118 xuống 1.078 giảm
Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 2-2015 129 Hình a: BĐ Mối quan hệ giữa % phế Hình b: BĐ mối quan hệ giữa % phế thải thải trấu với khối lượng thể tích  v xốp với khối lượng thể tích  v 4.2 Mối quan hệ giữa hàm lƣợng phế thì H p tăng từ 15.469 lên 15.985 tăng thải và độ hút nƣớc H p 0.0052 % {Hình c}. - Khi % xốp,trấu tăng thì H p tăng, + Khi xốp tăng từ 0% lên 2% thì cụ thể là: H p tăng từ 12.289 lên 13.95 tăng + Khi trấu tăng từ 0% lên 4% thì 0.017 % , khi xốp tăng từ 2% lên 4% thì H p tăng từ 12.289 lên 15.031 tăng H p tăng từ 13.95lên 14.4 tăng0.00052 0.027 %, khi trấu tăng từ 4 % lên 6 % thì % , khi xốp tăng từ 4% lên 6% thì H p H p tăng từ 15.031 lên 15.469 tăng tăng từ 14.47 lên 15.031 tăng 0.009% 0.00438 % , khi trấu tăng từ 6 % lên 8 % {Hình d}. Hình c: BĐ mối quan hệ giữa % phế thải Hình d: BĐ mối quan hệ giữa % phế trấu với độ hút nước H p thải xốp với độ hút nước H p 4.3 Mối quan hệ giữa hàm lƣợng phế Rn giảm từ 26.706 xuống 18.927 giảm thải và Cƣờng độ Rn 0.078% {Hình e} . - Khi % xốp,trấu tăng thì Rn giảm, + Khi xốp tăng từ 0% lên 2% thì cụ thể là: Rn giảm 51xuống còn 30.847 giảm + Khi trấu tăng từ 0% lên 4% thì 0.0019 % , khi xốp tăng từ 2% lên 4% Rn giảm từ 51 xuống còn 27.599 giảm thì Rn giảm từ 30.847 xuống còn 26.233 0.234% , khi trấu tăng từ 4% lên 6% thì giảm 0.0046, khi xốp tăng từ 4% lên 6% Rn giảm từ 27.599 xuống 26.706 giảm thì Rn giảm từ 26.233 xuống còn 25.317 0.0089% , khi trấu tăng từ 6% lên 8% thì giảm 0.00092% {Hình f}.
Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 2-2015 130 Hình e: BĐ mối quan hệ giữa % phế Hình f: BĐ mối quan hệ giữa % phế thải thải trấu với cường độ nén Rn xốp với cường độ nén Rn 5. Kết luận thường Rn  51 daN / cm . Vậy chỉ nên 2 Sản phẩm có khối lượng nhỏ so sử dụng như vật liệu bao che, vách với viên gạch thông thường ngăn, không chịu tải trọng lớn trong v  1.215g / cm3 với mẫu 8% trấu thì kết cấu. Ngoài ra, độ hút nước tương v  1.075 g / cm3 H  15,985% và 6% xốp đối cao 8% trấu: p , 6% H p  15, 031% thì v  0.966 g / cm . Với tính chất này 3 xốp: so với mẫu thì gạch có thể làm việc như vật liệu H p  12, 289 % thường nên tránh sử cách âm cách nhiệt. Tuy nhiên cường dụng tại các vị trí thường xuyên tiếp độ chịu nén kém hơn viên gạch thông xúc với nước. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phùng Văn Lự. Giáo trình vật liệu xây dựng. Nhà xuất bản giáo dục. [2] TS. Nguyễn Tấn Quý. Công nghệ vật liệu cách nhiệt. Nhà xuất bản xây dựng (2009).