Nghiên cứu tận dụng phế thải thạch cao phospho để sản xuất gạch bê tông

Tại Việt Nam, ước tính có khoảng 1,4 triệu tấn phế thải PG được tạo ra hằng năm, với gần 11 triệu tấn hiện đang được lưu trữ tại các bãi thải, trong khi đó, số lượng tiêu thụ chỉ khoảng hơn 700.000 tấn chủ yếu được sử dụng làm phụ gia xi măng, vật liệu san lấp, làm nền, móng đường giao thông, tấm thạch cao chịu nước. 

Ảnh minh họa Internet

Bài báo này trình bày các kết quả nghiên cứu sử dụng thạch cao PG tại Công ty Cổ phần Thạch cao Đình Vũ để chế tạo gạch bê tông đạt mác M5 và M7.5. Trong nghiên cứu, thạch cao PG được sử dụng kết hợp với xi măng poóc lăng (XM) và phụ gia khoáng hoạt tính (PGK) làm chất kết dính cường độ cao, đồng thời có khả năng chịu nước. Mẫu gạch chế tạo có cường độ nén, độ hút nước và độ thấm nước đạt theo yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 6477:2016, trong khi khối lượng thể tích ở trạng thái khô có thể đạt dưới 2000 kg/m3. 

Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, tăng hàm lượng chất kết dính sử dụng từ 160-240 kg/m3 sẽ cải thiện cường độ nén của gạch hiệu quả hơn so với việc hạ tỷ lệ N/CKD. Thạch cao phospho (Phosphorus Gypsum - PG) hiện nay được tập trung nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trên thế giới, tác giả Al-Oudat và cộng sự [8] đã nghiên cứu sử dụng PG từ nhà máy hóa chất để cải thiện đất mặn, giảm giá trị pH, tăng năng suất cây trồng. 

Tại nhiều nước trên thế giới như Nhật Bản, Pháp, Bỉ, Đức, Ấn Độ, Nam Phi, Jordan, Mỹ... đã và đang nghiên cứu sử dụng thạch cao PG trộn với clanhke để sản xuất các loại xi măng thông thường, xi măng không co, sản xuất chất kết dính anhydrite thân thiện với môi trường và các loại xi măng chất lượng cao [3].

Nghiên cứu của Nurhayat Degirmencia và cộng sự [12] đã chỉ ra rằng sử dụng phế thải thạch cao PG chưa xử lý và thạch cao PG sau khi nung kết hợp với tro bay và vôi trong có thể chế tạo thành công chấ kết dính hỗn hợp. Kết quả cho thấy thạch cao PG đã nung có cường độ cơ học tốt hơn, độ hút nước thấp hơn, đồng thời có khối lượng thể tích thấp hơn so với thạch cao PG chưa nung. 

Bên cạnh đó, tác giả này cũng đã nghiên cứu sử dụng hỗn hợp gồm xi măng - thạch cao PG để làm vật liệu ổn định nền đường, gạch xây, vật liệu xây trát và hoàn thiện. Tác giả Manjit, S và Mridul, G [13] đã nghiên cứu sử dụng thạch cao PG khan (thạch cao PG nung ở nhiệt độ cao) kết hợp với tro bay, xỉ lò cao hoạt hóa nghiền mịn và xi măng poóc lăng để chế tạo chất kết dính có độ bền cao. 

Theo nghiên cứu của Zielinski và Cyrkiewicz [10], có thể sử dụng thạch cao PG nung ở nhiệt độ cao kết hợp với phụ gia gồm Na2SO4 và FeSO4 để chế tạo chất kết dính có cường độ nén đạt 38,9 MPa ở tuổi 28 ngày. Thạch cao PG có thể được sử dụng đến 70% khối lượng trộn với 30% clanhke xi măng calcium sulfoaluminate để chế tạo chất kết dính bền với môi trường không khí và nước [7].

Tác giả M.sindhuja và cộng sự [9] đã nghiên cứu sử dụng thạch cao PG để chế tạo bê tông, trong đó có đánh giá ảnh hưởng của thạch cao PG đến mức độ thấm ion clo và cường độ nén của mẫu bê tông.

Tại Việt Nam đã có một số nghiên cứu nhằm xử lý và tái sử dụng thạch cao PG như tác giả Nguyễn Minh Ngọc đã nghiên cứu hoàn thiện công nghệ xử lý chất thải PG nhà máy DAP Đình Vũ để sản xuất thạch cao dùng trong xây dựng [11]. Tác giả Trần Ngọc Thúy sử dụng bã thải GYPS của nhà máy DAP để làm vật liệu xây dựng [14]. Trong khi hướng nghiên cứu được nhiều tác giả quan tâm hiện nay là tái chế sử dụng thạch cao PG có nguồn gốc từ nhà máy DAP tại Đình Vũ làm phụ gia cho xi măng [2], những nghiên cứu này đã được ứng dụng trong một số nhà máy sản xuất xi măng. 

Bên cạnh đó một số tác giả lại tập trung nghiên cứu sử dụng thạch cao PG để chế tạo chất kết dính có khả năng chịu nước, đồng thời có cường độ cao [6], [15]. Năm 2017, tác giả Trịnh Thị Châm và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng PG của công ty DAP Đình Vũ làm vật liệu san nền [4]. 

Nguồn bã thải này cũng đã được nghiên cứu sử dụng làm nguyên liệu sản xuất tấm thạch cao thông thường [5]. Tác giả Trần Đức Trung và cộng sự đã nghiên cứu phát triển sản phẩm tấm thạch cao có khả năng chịu nước, cường độ cao trên cơ sở sử dụng thạch cao PG từ Công ty Cổ phần Thạch cao Đình Vũ [16].

Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:

BuilData