Nghiên cứu chế tạo hạt nhẹ từ phế thải phá dỡ công trình xây dựng ở Việt Nam

Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019. 13 (1V): 1–10<br /> <br /> <br /> <br /> NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HẠT NHẸ<br /> TỪ PHẾ THẢI PHÁ DỠ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG Ở VIỆT NAM<br /> <br /> Nguyễn Hùng Phonga,∗, Nguyễn Công Thắngb , Nguyễn Văn Tuấnb , Barbara Leydolphc<br /> a<br /> Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng,<br /> 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam<br /> b<br /> Khoa Vật liệu Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng,<br /> 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam<br /> c<br /> Viện Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Xây dựng IAB Weimar gGmbH,<br /> ¨<br /> Uber der Nonnenwiese 1, TP. Weimar, Cộng hoà liên bang Đức<br /> Nhận ngày 29/01/2019, Sửa xong 12/03/2019, Chấp nhận đăng 27/03/2019<br /> <br /> <br /> Tóm tắt<br /> Tái sử dụng và tái chế phế thải phá dỡ các công trình xây dựng (PTXD) là một hướng phát triển bền vững trong<br /> ngành xây dựng giúp giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường, đồng thời tạo ra các sản phẩm hiệu quả, trong<br /> đó việc chế tạo hạt cốt liệu nhẹ dùng cho bê tông là một hướng phát triển mới đầy triển vọng. Bài báo trình bày<br /> kết quả nghiên cứu về việc sử dụng hỗn hợp PTXD là gạch đất sét nung và vữa trát của khối xây để chế tạo ra<br /> hạt cốt liệu nhẹ cho bê tông. Kết quả nghiên cứu cho thấy vữa và gạch xây sau khi được lựa chọn và nghiền đến<br /> kích thước nhỏ hơn 100 µm, trộn với phụ gia phồng nở và tạo hình các hạt ban đầu với kích thước < 10 mm,<br /> sau đó sấy khô và nung đến nhiệt độ 1250◦ C sẽ tạo ra sản phẩm hạt cốt liệu nhẹ có khối lượng thể tích nhỏ hơn<br /> 800 kg/m3 . Các hạt cốt liệu này sẽ được sử dụng để chế tạo ra các sản phẩm bê tông nhẹ cốt liệu rỗng sử dụng<br /> trong ngành xây dựng.<br /> Từ khoá: phế thải phá dỡ xây dựng; vữa xây trát; gạch xây; cốt liệu nhẹ; nung.<br /> PRODUCTION OF LIGHTWEIGHT AGGREGATES FROM CONSTRUCTION AND DEMOLITION<br /> WASTES IN VIETNAM<br /> Abstract<br /> The reuse and recycle of construction and demolition waste (CDW) in construction industry is a sustainable<br /> trend in development, which helps to solve the environmental pollution issues and produces effective building<br /> materials, among which the production of lightweight aggregates (LWA) for concrete is a new and promising<br /> direction. This paper presents a research on using CDW of a combination of clay-fired brick and mortar from<br /> masonry to make LWA for concrete. Experimental results have shown that ground brick and mortar with a size<br /> of less than 100 µm, mixing with expanding agent, pelletized to size less than 10 mm, then dried and burned to<br /> temperature up to 1250◦ C can make the product of LWA with density less than 800 kg/m3 , which can later be<br /> used as aggregates for making lightweight aggregate concrete.<br /> Keywords: construction and demolition wastes; mortar; brick; lightweight aggregate; burning.<br /> c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE)<br /> https://doi.org/10.31814/stce.nuce2019-13(1V)-01 <br /> <br /> <br /> 1. Giới thiệu<br /> Ở Việt Nam trong những năm qua, cùng với quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước nền<br /> kinh tế có những bước phát triển lớn, cùng với đó các công trình xây dựng được thực hiện trên khắp<br /> <br /> ∗<br /> Tác giả chính. Địa chỉ e-mail: hungphongxd@gmail.com (Phong, N. H.)<br /> <br /> 1<br />  Phong, N. H. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> <br /> cả nước đặc biệt tại là các thành phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Hồ Chí Minh. Các hoạt động xây<br /> dựng diễn ra sẽ thải ra một lượng lớn phế thải xây dựng (PTXD). Theo Báo cáo Môi trường Quốc gia<br /> năm 2011 về quản lý chất thải rắn do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành, tổng lượng PTXD trung<br /> bình khoảng 180 nghìn tấn/tháng [1, 2]. Trong khi đó PTXD ở nước ta hiện nay gần như chưa được<br /> tái chế và sử dụng, chủ yếu đổ ra các bãi chứa rác thải rắn ở ven sông, bãi đất trống trong thành phố<br /> hoặc được chôn lấp, chỉ có một lượng rất ít PTXD được tái sử dụng dùng để san lấp mặt bằng. Việc<br /> đổ lẫn PTXD trong các bãi chứa rác thải sinh hoạt và san lấp ao hồ, sẽ ảnh hưởng đến chất lượng thổ<br /> nhưỡng, gây ô nhiễm môi trường nước, làm xấu cảnh quan và tàn phá môi trường đô thị [3].<br /> Do vậy, việc tái chế các phế thải xây dựng để tạo nên loại cốt liệu nhẹ chất lượng cao ứng dụng<br /> làm bê tông nhẹ, vật liệu cách âm/cách nhiệt dùng trong xây dựng vừa giải quyết được vấn đề ô nhiễm<br /> môi trường của các bãi phế thải xây dựng, đồng thời hạn chế được việc khai thác cạn kiệt các nguồn<br /> tài nguyên góp phần quan trọng vào sự phát triển bền vững của ngành Xây dựng nói riêng và của cả<br /> nước nói chung, phù hợp định hướng chiến lược phát triển bền vững của Chính phủ.<br /> Các hạt cốt liệu nhẹ có thể sử dụng trong chế tạo bê tông nhẹ, loại bê tông này có khối lượng thể<br /> tích rất thấp và khả năng cách âm, cách nhiệt cao, nhưng vẫn có khả năng chịu lực tốt, khắc phục được<br /> những nhược điểm chính của vật liệu gạch và bê tông truyền thống, giúp tiết kiệm năng lượng trong<br /> quá trình sử dụng [4–6]. Hơn nữa, việc tận dụng các phế thải làm cốt liệu cho phép giảm giá thành<br /> sản phẩm, tăng tính cạnh tranh trên thị trường đồng thời vừa giải quyết được bài toán môi trường vừa<br /> sản xuất ra được loại vật liệu xanh, thân thiện môi trường và bảo tồn được các nguồn tài nguyên thiên<br /> nhiên [7]. Có thể nói, loại bê tông nhẹ này là một loại vật liệu bền vững, thân thiện với môi trường.<br /> Bài báo này tập trung nghiên cứu khả năng sử dụng PTXD, có thể kết hợp với các loại phụ gia<br /> khác, nhằm thay thế đất sét để chế tạo hạt cốt liệu nhẹ để sử dụng trong bê tông, gạch nhẹ... Do có<br /> khối lượng thể tích khá nhỏ nên các loại hạt nhẹ này rất thích hợp cho việc sử dụng làm đất trồng trong<br /> nhà, nhất là làm vườn trên mái mà không làm ảnh hưởng đến kết cấu công trình, tạo ra môi trường<br /> xanh và nâng cao môi trường sống nói chung cho người sử dụng. Bài báo cũng nghiên cứu việc chế<br /> tạo hạt cốt liệu nhẹ có khối lượng thể tích nhỏ hơn 800 kg/m3 từ PTXD là hỗn hợp gạch đất sét nung<br /> và vữa xây, trát của khối tường xây hướng tới chế tạo bê tông nhẹ cốt liệu rỗng.<br /> <br /> 2. Nguyên vật liệu và phương pháp sử dụng trong nghiên cứu<br /> <br /> 2.1. Vật liệu sử dụng<br /> Mẫu khối xây được lấy tại công trường phá dỡ xây dựng tại Việt Nam sau đó được phân tách thành<br /> gạch đất sét nung, còn lại là vữa xây và trát, sau đó tiến hành nghiền mịn. Độ mịn của hỗn hợp phối<br /> liệu yêu cầu nhỏ hơn 100 µm là phù hợp cho sản xuất hạt cốt liệu nhẹ [8], hình ảnh mẫu vật liệu được<br /> chuẩn bị và quá trình gia công nguyên liệu được thể hiện ở Hình 1 và 2. Bên cạnh đó, để tạo phồng<br /> nở cho các hạt cốt liệu nhẹ, đề tài sử dụng phụ gia tạo nở SiC với hàm lượng sử dụng 3% theo khối<br /> lượng vật liệu sử dụng.<br /> Thành phần hạt của vật liệu sau khi nghiền được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ laze thể<br /> hiện ở Hình 3. Thành phần hóa của vật liệu sử dụng trong nghiên cứu được thể hiện ở Bảng 1.<br /> <br /> 2.2. Phương pháp nghiên cứu<br /> Quá trình chế tạo hạt cốt liệu ban đầu trước khi nung từ PTXD khối tường xây được thể hiện ở<br /> Hình 4, hạt cốt liệu với kích thước khác nhau sau khi chế tạo được thể hiện ở Hình 5.<br /> Quá trình xác định nhiệt độ nung của hạt cốt liệu thông qua lò nung gradien với các dải nhiệt độ<br /> nung khác nhau (Hình 6 và 7). Khi sử dụng lò nung gradien, với mỗi lần nung ta có thể đánh giá với<br /> <br /> 2<br />  Phong, N. H. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a) Mẫu vật liệu trước khi được phân loại (b) Mẫu vật liệu sau khi được phân loại<br /> <br /> Hình 1. Mẫu vật liệu được chuẩn bị trước khi nghiền<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a) (b)<br /> <br /> Hình 2. Máy nghiền được sử dụng trong nghiên cứu<br /> <br /> Bảng 1. Thành phần hóa của các vật liệu nghiên cứu<br /> <br /> Hàm lượng các oxyt, % theo khối lượng<br /> Vật liệu<br /> MgO Al2 O3 SiO2 P2 O5 SO3 K2 O CaO TiO2 Fe2 O3 Na2 O MnO<br /> Gạch 1,55 20,28 65,22 0,19 0,05 2,82 1,30 1,01 6,72 - 0,09<br /> Vữa 0,24 6,84 71,55 - 0,57 2,10 10,23 0,24 1,84 - 0,03<br /> <br /> <br /> các khoảng nhiệt độ khác nhau trên cùng một cấp phối nghiên cứu. Sau khi xác định được nhiệt độ<br /> nung hợp lý trong lò nung gradien, mẫu sẽ được nung trong lò nung Muffle với thời gian nung khác<br /> nhau, từ đó sẽ xác định được thời gian nung hợp lý với mỗi cấp phối nghiên cứu. Nhiệt độ nung trong<br /> nghiên cứu được xác định tại thời điểm đạt nhiệt độ theo yêu cầu và tiến hành cho mẫu vào lò nung,<br /> <br /> 3<br />  Lượng sót riêng biệt tr<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Lượng sót tích lũy tr<br /> Lượng sót riêng biệt t<br /> Lượng sót tích lũy trê<br /> Journal of Science and Technology in Civil Engineering NUCE 2019. xx(yy):a-b<br /> Journal of Science and Technology in Civil Engineering NUCE 2019. xx(yy):a-b<br /> Phong, N. H. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> Đường kính cỡ hạt, µm<br /> Đường kính cỡ hạt, µm<br /> <br /> <br /> (a) Bột gạch đất sét nung (b) Vữa nghiền mịn<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> sàng,%%<br /> sàng,%%<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> sàng,%%<br /> sàng,%%<br /> <br /> <br /> trênsàng,<br /> trên sàng,<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> lũy trên sàng,<br /> lũy trên sàng,<br /> Hình 3. Thành phần hạt của vật liệu sau khi nghiền sử dụng trong nghiên cứu,<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> biệt trên<br /> biệt trên<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Bảng 1. Thành phần hóa của các vật liệu nghiên cứu<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> riêng biệt<br /> riêng biệt<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> tích lũy<br /> tích lũy<br /> <br /> <br /> sótriêng<br /> Hàm lượng các oxyt, % theo khối lượng<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> sóttích<br /> sótriêng<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> sóttích<br /> Vật liệu<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Lượngsót<br /> MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 K2O CaO TiO2 Fe2O3 Na2O MnO<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Lượngsót<br /> Lượngsót<br /> Lượngsót<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Lượng<br /> Lượng<br /> Lượng<br /> Lượng<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Gạch 1,55 20,28 65,22 0,19 0,05 2,82 1,30 1,01 6,72 - 0,09<br /> Vữa 0,24 6,84 71,55 - 0,57 2,10 10,23 0,24 1,84 - 0,03<br /> Đường kính<br /> Đường kính cỡ<br /> cỡ hạt,<br /> hạt, µm<br /> µm<br /> Đường kính cỡ hạt, µm<br /> Đường kính cỡ hạt, µm<br /> 2.2. Phương pháp nghiên cứu<br /> (a) Bột gạch đất sét nung (b) (b)<br /> VữaVữanghiền mịn<br /> nghiền mịn<br /> Quá(a) Bột<br /> trình chếgạch<br /> tạo hạtđất<br /> cốtsét<br /> liệunung<br /> ban đầu trước khi nung từ PTXD (b)<br /> khốiVữa<br /> tườngnghiền<br /> xây đượcmịn<br /> thể<br /> (a) Bột<br /> hiện ở Hình<br /> gạch đất sét nung<br /> Hình 3. Thành phần hạt của vật liệu sau khi nghiền sử dụng trong nghiên cứu ở<br /> 4, hạt cốt liệu với kích thước khác nhau sau khi chế tạo được thể hiện<br /> Hình<br /> Hình 5.3. Thành phần hạt của vật liệu sau khi nghiền sử dụng trong nghiên cứu,<br /> Hình 3. Thành phần hạt của vật liệu sau khi nghiền sử dụng trong nghiên cứu,<br /> Grinding<br /> Nghiền vậtin<br /> Bảng 1. Thành<br /> liệu<br /> phầnliệu<br /> Trộn phối<br /> hóa của các vật<br /> Vêliệu<br /> viên nghiên cứu<br /> Adding of SiC Shaping<br /> a ball mill Bảng 1. Thành phần hóa của các vật liệu nghiên cứu<br /> Hàm lượng các oxyt, % theo khối lượng Drying<br /> Vật liệu Hạt cốtofliệu<br /> Hàm lượng các oxyt,<br /> MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 K2O CaO TiO2 green % theo khối lượngFe2OLWA<br /> 3 Na2O MnO<br /> Vật liệu<br /> Gạch MgO<br /> 1,55 Al 2O3 SiO<br /> 20,28 65,22<br /> 2 P0,19<br /> 2O5 SO<br /> 0,053 K 2O<br /> 2,82 CaO<br /> 1,30 TiO<br /> 1,012 Fe 2O3 Na-2O MnO<br /> 6,72 0,09<br /> Gạch<br /> Vữa 1,55<br /> 0,24 20,28<br /> 6,84 65,22<br /> 71,55 0,19<br /> - 0,05<br /> 0,57 2,82<br /> 2,10 1,30<br /> 10,23 1,01<br /> 0,24 6,72<br /> 1,84 - 0,09<br /> 0,03<br /> Vữa 0,24 6,84 71,55 - 0,57 2,10 10,23 0,24 1,84 - 0,03<br /> 2.2. Phương pháp nghiên<br /> Hình 4.cứu<br /> Quá trình chế tạo hạt cốt liệu trước khi nung<br /> Hình<br /> Journal of Science and4.Technology<br /> Quá trình chếintạo hạt cốt<br /> Civil liệu trước khi<br /> Engineering NUCEnung2019. xx(yy):a-b<br /> QuáPhương<br /> 2.2. trình chếpháp<br /> tạo hạt cốt liệu<br /> nghiên cứu ban đầu trước khi nung từ PTXD khối tường xây được thể<br /> hiện ở Hình 4, hạt cốt liệu với kích thước khác nhau sau khi chế tạo được thể hiện ở<br /> Quá<br /> Hìnhtrình<br /> 5. chế tạo hạt cốt liệu ban đầu trước khi nung từ PTXD khối tường xây được thể<br /> hiện ở Hình 4, hạt cốt liệu với kích thước khác nhau sau khi chế tạo được thể hiện ở<br /> Grinding<br /> Hình 5. vậtin<br /> Nghiền liệu Trộn phối Vê viên<br /> Adding of liệu<br /> SiC Shaping<br /> a ball mill<br /> Grinding<br /> Nghiền vậtin Drying<br /> Vê viên Hạt cốtofliệu<br /> 4<br /> liệu Trộn phối<br /> Adding of liệu<br /> SiC Shaping<br /> a ball mill green LWA<br /> Drying<br /> Hạt cốtofliệu<br /> green LWA<br /> <br /> Hình 5.Hình<br /> Hạt5.cốt<br /> Hạtliệu vớivớikích<br /> cốt liệu kích thước khác<br /> thước khác nhau<br /> nhau sauchếkhi<br /> sau khi tạo chế tạo<br /> Quá trình xác địnhHình nhiệt4.độQuánung<br /> trìnhcủa hạttạocốt<br /> chế hạtliệu<br /> cốtthông qua khi<br /> liệu trước lò nung<br /> nunggradien với các dải<br /> nhiệt<br /> trongđộsuốt<br /> nung<br /> quá khác nhaukhông<br /> trình nung (Hình có 6sựvà 7).đổi<br /> thay Khi sửđộ.<br /> nhiệt dụng<br /> Thờilògian<br /> nungnunggradien,<br /> mẫu được với<br /> xácmỗi<br /> địnhlần nung<br /> từ thời<br /> ta điểm<br /> có thể<br /> chođánh<br /> mẫu vàogiálòvới<br /> nungcác<br /> đếnkhoảng nhiệtđưa<br /> khi mẫu được độrakhác<br /> khỏi lònhau<br /> nung.trên cùng một cấp phối nghiên<br /> cứu. Sau khicốt<br /> Mẫu hạt xác Hình 4. Quá trình chế tạo hạt cốt liệu<br /> liệuđịnh<br /> nhẹ được<br /> sau khi nhiệt<br /> nung độ<br /> được nung<br /> kiểm hợp<br /> tra và lý<br /> đánh giátrước<br /> trong để lò khi<br /> địnhnung<br /> xácnung gradien,<br /> điều kiện thímẫu sẽ hợp<br /> nghiệm được<br /> nung trong lò nung Muffle với thời gian nung khác nhau, từ đó sẽ xác định được thời<br /> lý (Hình 8). Với chỉ tiêu khối lượng thể tích của hạt cốt liệu được xác định theo TCVN 7572-4:2006.<br /> gian nung hợp lý với mỗi cấp phối nghiên cứu. Nhiệt độ nung trong nghiên cứu được<br /> xác định tại thời điểm đạt nhiệt độ theo yêu 4cầu và tiến hành cho mẫu vào lò nung, trong<br /> suốt quá trình nung không có sự thay đổi nhiệt độ. Thời gian nung mẫu được xác định<br /> từ thời điểm cho mẫu vào lò nung đến khi mẫu được đưa ra khỏi lò nung.<br /> 4<br /> Mẫu hạt cốt liệu nhẹ sau khi nung được kiểm tra và đánh giá để xác định điều kiện thí<br /> từ thời điểm cho mẫu vào lò nung đến khi mẫu được đưa ra khỏi lò nung.<br /> Mẫu hạt cốt liệu nhẹ sau khi nung được kiểm tra và đánh giá để xác định điều kiện thí<br /> nghiệm hợp lý (Hình 8). Với chỉ tiêu khối lượng thể tích của hạt cốt liệu được xác định<br /> theo TCVN 7572-4:2006. Phong, N. H. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Journal<br /> Journal<br /> Hình of Science<br /> 6.ofHình<br /> Science<br /> Lò nung<br /> 6. Lò and Technology<br /> andnung<br /> Technology<br /> gradien inxác<br /> xác<br /> gradien inEngineering<br /> Civil<br /> địnhCivil<br /> định Engineering<br /> nhiệt<br /> nhiệt NUCE<br /> độđộ nung<br /> nung NUCE<br /> 2019.<br /> của của<br /> hạt cốt2019.<br /> xx(yy):a-b<br /> hạt xx(yy):a-b<br /> liệu cốt liệu<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 5<br /> <br /> <br /> <br /> Hình 7. Lò nung Muffle Hình 8. Hạt cốt liệu sau khi nung<br /> Hình<br /> Hình7. 7.<br /> LòLò<br /> nung Muffle<br /> nung Muffle Hình 8.Hình<br /> Hạt cốt liệu sau<br /> 8. Hạt cốt khi<br /> liệunung<br /> sau khi nung<br /> <br /> 3. 3.<br /> 3.<br /> KếtKết<br /> Kết<br /> quảquả<br /> quảnghiên<br /> nghiên<br /> nghiên cứuvà<br /> cứu và<br /> cứu bàn luậnluận<br /> vàluận<br /> bàn bàn<br /> 3.1. Tính toán thành phần phối liệu trên cơ sở biểu đồ 3 cấu tử<br /> 3.1.<br /> 3.1.Tính<br /> Tínhtoán<br /> toánthành phần<br /> thành phốiphối<br /> phần liệu liệu<br /> trên cơ sởcơ<br /> trên biểusởđồbiểu<br /> 3 cấu<br /> đồtử3 cấu tử<br /> Thành phần hóa học của vật liệu đóng vai trò rất quan trọng trong việc lựa chọn tỷ lệ thành phần<br /> vậtThành<br /> Thành<br /> liệu phần<br /> khi chế hóa<br /> phần hóa<br /> tạo họchọc<br /> hạt củacủa<br /> CLN. vật<br /> Năm liệu1950,<br /> vật đóngRiley<br /> liệu vai trò<br /> đóng vairất<br /> [9] vàtròquan rấttrọng<br /> Wilson [10] trong<br /> quan xâyviệc<br /> trọng<br /> đã trong<br /> dựng lựabiểu<br /> chọn<br /> việc tỷ3 cấu<br /> đồlựa lệchọn<br /> tử vàtỷđềlệ<br /> thành<br /> xuất vùngphần<br /> thành phần<br /> nguyênvậtvật<br /> liệuliệu<br /> liệu khichế<br /> để chếtạo<br /> khi tạohạthạt<br /> chế cốtCLN.<br /> tạo hạt<br /> liệuCLN. NămVùng<br /> nhẹ. 1950,<br /> Nămnguyên Riley liệu<br /> 1950, [9] và<br /> RileynàyWilson<br /> [9]<br /> dùngvà để[10]<br /> Wilson<br /> đánh đãgiáxây<br /> [10] đãhợp<br /> sự phù xây<br /> củadựng<br /> đất sét liên quan đến khả năng chảy trong qúa trình nung ở nhiệt độ cao, các thông số về thành<br /> dựngbiểu biểuđồđồ3 3cấucấu tử và<br /> tử đề<br /> và xuất<br /> đề xuất vùngvùng nguyên liệu đểliệu<br /> nguyên chế để tạo chế<br /> hạt cốt<br /> tạo liệu<br /> hạt nhẹ. Vùngnhẹ. Vùng<br /> cốt liệu<br /> phần hóa học sẽ được đánh giá bằng thực nghiệm. Để đánh giá, hàm lượng SiO2 , hàm lượng Al2 O3<br /> nguyên<br /> nguyên<br /> và tỷ<br /> liệu này<br /> liệucảnày<br /> lệ của tất<br /> dùng để<br /> dùngkhác<br /> các oxyt<br /> đánh<br /> để bao giá<br /> đánhgồm sự phù<br /> giá(Na hợp<br /> sự O,phù của<br /> MgO,<br /> đất<br /> hợpKcủa sét liên quan đến khả<br /> đất sét liên quan đến khả năng chảynăng chảy<br /> 2 2 O, CaO, Fe2 O3 ), sau đó được quy đổi thành<br /> trong<br /> trong<br /> tổng 100% qúa<br /> qúa trình<br /> theotrìnhnung<br /> khối nungở nhiệt<br /> lượng. ở Tuy độnhiên<br /> nhiệt cao, các thông<br /> độ cao,<br /> thực các<br /> tế sốcó<br /> thông<br /> cũng vềthể thànhvềphần<br /> số chế thành<br /> tạo cốthóaphần<br /> họcnhẹ<br /> liệu sẽ được<br /> hóa sửhọc<br /> dụng đánh<br /> sẽnguyên<br /> được đánh<br /> liệu<br /> giá<br /> giá bằng<br /> bằng thực<br /> thực nghiệm.<br /> nghiệm. Để đánh<br /> Để giá,<br /> đánh hàm<br /> giá,<br /> có thành phần hóa nằm ngoài phạm vi này và phải sử dụng thực lượng<br /> hàm SiO<br /> lượng 2 , hàm<br /> SiO lượng<br /> , hàm Al O<br /> lượng<br /> 2 3 và<br /> 2 nghiệm để đánh 2giá.3Altỷ lệ<br /> O của<br /> và tất<br /> tỷ lệ của tất<br /> cả<br /> cả các<br /> cácoxyt<br /> Thành phầnkhác<br /> oxyt khác<br /> hóa bao gồm<br /> bao<br /> của gồm<br /> nguyên(Naliệu<br /> 2O, sử<br /> (Na MgO,<br /> 2O, MgO,<br /> dụng K2trong<br /> O, K<br /> CaO, O, Fe<br /> 2nghiênCaO,2O 3),Fe<br /> cứu sau<br /> 2Ođó<br /> được ), được<br /> 3xác sau<br /> định quy<br /> đó đổibiểu<br /> được<br /> trong thành<br /> quyđồđổi thành<br /> 3 cấu tử<br /> SiOtổng<br /> tổng 100%<br /> 2 – Al 2 O3 theo<br /> 100% (Fekhối<br /> – theo 3+lượng.<br /> 2 Okhối CaO +Tuy<br /> lượng. MgO nhiên<br /> Tuy +K 2thực<br /> O + tế<br /> nhiên cũng<br /> thực<br /> Na 2 O)tế(=cócũngthể chế<br /> FM). có<br /> Bảng tạo2chế<br /> thể cốt liệu<br /> tạo nhẹ<br /> và Hình cốt<br /> 9 thểsử<br /> liệudụng<br /> hiệnnhẹ<br /> hàmsửlượng<br /> dụng<br /> cácnguyên<br /> nguyênliệu<br /> oxyt liệucócóthành<br /> trong biểu thành<br /> đồ 3 phần<br /> cấu hóa hóa<br /> phần<br /> tử đượcnằmnằm ngoàingoài<br /> phân tích phạm phạm<br /> từ mẫuvi này vi<br /> phế và này<br /> phảivà<br /> thải gạch sử phải<br /> dụng sử<br /> đất sét thựcdụng<br /> nung nghiệm<br /> và thựcđểnghiệm để<br /> vữa.<br /> đánh<br /> đánhgiá.<br /> giá.<br /> Thành<br /> Thànhphầnphầnhóahóacủacủa<br /> nguyên<br /> nguyênliệu liệu<br /> sử dụng trong5trong<br /> sử dụng nghiênnghiên<br /> cứu đượccứuxácđược<br /> địnhxác<br /> trongđịnh<br /> biểutrong<br /> đồ biểu đồ<br /> 33 cấu<br /> cấutửtửSiO2 -2 Al<br /> SiO 2O23O<br /> - Al – 3(Fe O3 2+OCaO<br /> – 2(Fe + MgO<br /> 3 + CaO + K2O++KNa<br /> + MgO 2O2O)+ (=<br /> NaFM).<br /> 2O) (=Bảng 2 vàBảng<br /> FM). Hình 2 và Hình<br /> 99 thể<br /> thểhiện<br /> hiệnhàm<br /> hàmlượng cáccác<br /> lượng oxytoxyttrongtrong<br /> biểu biểu<br /> đồ 3 cấu<br /> đồ 3tử cấu<br /> đượctửphân<br /> đượctíchphân<br /> từ mẫu<br /> tíchphế<br /> từ thải<br /> mẫu phế thải<br /> gạch đất sét nung và vữa.<br />  Phong, N. H. và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> <br /> Bảng 2. Hàm lượng các oxyt của các vật liệu nghiên cứu theo biểu đồ 3 cấu tử<br /> <br /> Hàm lượng các oxyt quy đổi trong hệ 3 cấu tử, % theo khối lượng<br /> Vật liệu<br /> FM SiO2 Al2 O3 Tổng<br /> Gạch 12,7 66,6 20,7 100<br /> Vữa 15,5 77,1 7,4 100<br /> Journal of Science and Technology in Civil Engineering NUCE 2019. xx(yy):a-b<br /> <br /> CP4 Vữa<br /> CP3 CP1<br /> CP2 Gạch<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Vùng Riley Vùng Wilson<br /> <br /> Vữa và<br /> hỗn hợp<br /> phụ phẩm<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình<br /> Hình 9.9. Biểu<br /> Biểu đồ<br /> đồ 33 cấu<br /> cấutửtử Al<br /> Al22OO33––SiO<br /> SiO2 2– –FM<br /> FMcủa<br /> củavật<br /> vậtliệu<br /> liệuđầu vào<br /> đầu vàvà<br /> vào cấp phối<br /> cấp vậtvật<br /> phối liệu sử<br /> liệu<br /> sửdụng<br /> dụngtrong<br /> trongnghiên<br /> nghiêncứucứu<br /> Trên cơ sở thành phần hóa của nguyên liệu đầu vào, nghiên cứu đã tính toán lựa chọn<br /> các tỷ lệ giữa vật liệu gạch đất sét nung (G) và vữa (V) được phối hợp theo tỷ lệ nhất<br /> Trên cơđịnh để nằmphần<br /> sở thành tronghóa<br /> vùngcủanghiên<br /> nguyên cứuliệu<br /> của đầu<br /> Wilson<br /> vào,vànghiên<br /> Riley. cứu<br /> Tỷ lệđãthành<br /> tính phần<br /> toán phối liệu các tỷ lệ<br /> lựa chọn<br /> được<br /> giữa vật liệu lựađất<br /> gạch chọn<br /> sét để sản (G)<br /> nung xuấtvà hạtvữa<br /> cốt (V)<br /> liệu được<br /> nhẹ sửphối<br /> dụnghợptrong<br /> theonghiên<br /> tỷ lệ cứu<br /> nhấtđược<br /> địnhthể<br /> để hiện<br /> nằmởtrong vùng<br /> nghiên cứuBảng 3.<br /> của Wilson và Riley. Tỷ lệ thành phần phối liệu được lựa chọn để sản xuất hạt cốt liệu nhẹ<br /> Bảng<br /> sử dụng trong nghiên cứu 3. Tỷ<br /> được lệ hiện<br /> thể thànhởphần<br /> Bảngcấp<br /> 3. phối sử dụng trong nghiên cứu<br /> Tỷ lệ vật liệu, % Hàm lượng các oxyt quy đổi trong hệ 3 cấu tử,<br /> Cấp phốiBảng 3.theo<br /> Tỷ khối<br /> lệ thành phần cấp phối sử dụng<br /> lượng trongkhối<br /> % theo nghiên<br /> lượngcứu<br /> G V FM SiO2 Al2O3 Tổng<br /> CP1: 80G/20V Tỷ80 20 %<br /> lệ vật liệu, 13,2 68,7lượng các<br /> Hàm 18,0oxyt quy100<br /> đổi trong<br /> CP2:<br /> Cấp phối 60G/40V theo60 khối 40<br /> lượng 13,8 70,8<br /> hệ 3 cấu tử,15,4<br /> % theo 100<br /> khối lượng<br /> CP3: 40G/60V 40 60 14,4 72,9 12,7 100<br /> G V FM SiO2 Al2 O3 Tổng<br /> CP4: 20G/80V 20 80 15,0 75,0 10,0 100<br /> CP1: 80G/20V<br /> Sau khi lựa chọn 80 20vật liệu, hạt cốt<br /> tỷ lệ thành phần 13,2 68,7tạo hình theo<br /> liệu nhẹ được 18,0<br /> quy trình