Giới thiệu chủng loại sản phẩm và các tính chất
Lịch sử phát triển – Tình hình sử dụng
Ngành gạch ngói đất sét nung ở Việt Nam bắt đầu phát triển mạnh mẽ từ năm 1959, với sự ra đời của nhiều nhà máy sản xuất gạch ngói như nhà máy gạch 382 - Đông Anh, Từ Liêm, Đại Thanh và Cao Ngạn Những sản phẩm chủ yếu là gạch xây và ngói lợp, phục vụ cho công cuộc xây dựng và kiến thiết đất nước trong bối cảnh vừa sản xuất, vừa chiến đấu Các nhà máy này sử dụng lò nung vòng như lò Hoffman và lò nằm để nung ngói, với hệ máy chế biến chủ yếu là máy EG-5, EG-10, EG-2 Đến năm 1974, các nhà máy này đã được sáp nhập vào công ty gạch ngói và sành sứ xây dựng.
Năm 1984 đánh dấu sự khởi đầu của việc đầu tư vào các dây chuyền sản xuất gạch hiện đại, chủ yếu từ Rumani, Ba Lan và Ucraina, với nguồn viện trợ đến từ các nước xã hội chủ nghĩa cũ Tuy nhiên, các dây chuyền này vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu thực tế.
4 hợp với điều kiện Việt Nam nên khai thác không hiệu quả Năm
Năm 1990, lò nung Tuynen kết hợp với lò sấy một kênh đã được lắp đặt và vận hành tại nhà máy gạch ngói Hữu Hưng, mang lại nhiều lợi ích như giảm tiêu hao than và nguyên liệu, nâng cao chất lượng sản phẩm và năng suất lao động Đến năm 1993, Việt Nam đã tiếp cận nhiều thiết bị công nghệ hiện đại từ châu Âu, đặc biệt là máy đùn ép chân không và dàn cắt tự động của hãng Morando – Italia, giúp cải tiến quy trình sản xuất gạch ngói đất sét nung Công nghệ này đã được nhân rộng trên toàn quốc với các hệ thống máy đồng bộ và lò sấy nung một kênh liên hợp Năm 2001, dây chuyền sản xuất gạch Cotto đầu tiên được nhập khẩu và chuyển giao công nghệ từ hãng Sacmi – Italia, đánh dấu bước tiến lớn khi lần đầu tiên tại Việt Nam và châu Á ứng dụng công nghệ lò nung thanh lăn với phương pháp dẻo, độ ẩm 20 – 22%, sấy nhanh chỉ trong 50 – 90 phút.
2, Tình hình sử dụng sản phẩm gốm xây dựng nói chung và gạch ngói đất sét nung nói riêng:
Trong thời gian gần đây, xây dựng bền vững, hay còn gọi là xây dựng xanh, đã trở thành một chủ đề quan trọng tại Việt Nam và trên thế giới, tập trung vào việc tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng và vật liệu, đồng thời giảm thiểu tác động xấu đến môi trường Một trong những biện pháp được đề xuất là hạn chế sử dụng gạch ngói đất sét nung do tác động tiêu cực của chúng đến môi trường Bộ Xây dựng đã yêu cầu UBND các tỉnh, thành phố tăng cường quản lý nhà nước về sản xuất vật liệu xây dựng, đặc biệt là kiểm soát chặt chẽ các dự án sản xuất gạch ngói đất sét nung Bộ cũng đề nghị cấm hoàn toàn việc nung gạch bằng lò thủ công và sử dụng đất sét nông nghiệp cho sản xuất gạch Đồng thời, Bộ Xây dựng sẽ phối hợp với các địa phương để kiểm tra, tổng hợp và báo cáo kết quả quy hoạch và phát triển vật liệu xây dựng.
Giai đoạn 2005 – 2010 và 2011 – 2015 đã đặt ra tầm nhìn đến năm 2020 cho ngành sản xuất gạch ngói đất sét nung Để đạt được mục tiêu này, cần quy hoạch vùng nguyên liệu và đảm bảo nguồn cung cấp ổn định Đầu tư vào sản xuất gạch ngói nung và vật liệu xây dựng không nung là rất quan trọng, đồng thời cần thực hiện lộ trình xóa bỏ và chuyển đổi các lò gạch thủ công sang công nghệ tiên tiến Cuối cùng, việc triển khai công tác quản lý Nhà nước về chất lượng vật liệu xây dựng cũng đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao tiêu chuẩn sản phẩm.
Hiện nay, sản phẩm gốm xây dựng, đặc biệt là gạch ngói đất sét nung, vẫn giữ vai trò quan trọng trong ngành vật liệu xây dựng Không có loại vật liệu xây dựng không nung nào có thể thay thế hoàn toàn gạch ngói đất sét nung trong thời gian ngắn, nhờ vào những ưu điểm và lợi thế vượt trội mà chúng mang lại.
Phân loại sản phẩm gốm tường – ngói lợp
* Phân loại theo cấu trúc:
- Gạch đặc có lỗ và không có lỗ
- Gạch xốp có lỗ và không có lỗ
* Phân loại theo hình dáng, kích thước sản phẩm:
- Kích thước chuẩn: LxBxH = 220x105x60 mm
L và B không được thay đổi, H thay đổi theo bội số Ho = 60 mm
- Kích thước, hình dạng phi tiêu chuẩn
* Phân loại theo tính chất vật lý của sản phẩm:
+ Khối lượng riêng – Khối lượng thể tích của sản phẩm:
- Gạch đặc đất sét thường
- Gạch xốp, khối đá gốm từ Trepen, Điatomit
* Phân loại theo tính chất cơ học:
Cường độ nén (KG/cm 2 ) Cường độ uốn (KG/cm 2 ) Gạch đặc 50, 75, 100, 125, 150,
Gạch xốp rỗng 150, 100, 75, 50 19,5; 15,7; 13,7; 11,8 Khối đá gốm tường 250, 200, 150, 125,
* Phân loại theo tính dẫn nhiệt:
- Hệ số dẫn nhiệt: = 0,5 – 0,8 W/m o C.h – Gạch đặc
- Hệ số dẫn nhiệt ở 50 λ o C: λ = 0,1163 – 0,1645 W/m o C.h – Gạch xốp
- Hệ số dẫn nhiệt ở 350 o C: λ = 0,1645 – 0,2676 W/m o C.h – Gạch xốp λ = 0,8723 – 1,5119 W/m o C.h – Khối đá gốm tường
* Phân loại theo công nghệ chế tạo:
- Phương pháp ép bán khô
* Phân loại theo kích thước, hình dạng:
- Ngói ép đùn dạng phẳng: 16 viên/m 2
+ Ngói bò không có sống.
- Ngói ép đùng có rãnh
- Ngói ép đùng dạng sang
- Ngói ép đùn dạng chữ S
- Ngói bò có sống kiểu lòng máng
* Phân loại theo tính chất vật lý của sản phẩm:
- Khối lượng viên ngói khô:
+ Loại ngói bò không có sống: 2,6 Kg
+ Loại ngói bò có sống: 2,4 Kg
- Khối lượng thể tích: γ o = 1800 – 2000 Kg/m 3
- Thời gian xuyên nước: Không sớm hơn 3h
- Khối lượng 1m 2 ngói ở trạng thái bão hòa nước:
+ Ngói dập có rãnh: ≤ 50 Kg
+ Ngói ép đùn có rãnh: ≤ 50 Kg
+ Ngói ép đùn dạng phẳng: ≤ 50 Kg
+ Ngói ép đùn dạng sóng: ≤ 50 Kg
+ Ngói ép đùn dạng S: ≤ 50 Kg
+ Ngói bò có sống/ không có sống: ≤ 8 Kg/1m dài
* Phân loại theo công nghệ chế tạo:
+ Ngói ép đùn có rãnh.
+ Ngói ép đùn dạng phẳng.
Giới thiệu sản phẩm gốm tường – ngói lợp
Gạch đặc được sản xuất từ đất sét dễ chảy, có thể bao gồm hoặc không bao gồm các phụ gia Quá trình chế tạo gạch đặc bao gồm việc tạo hình dẻo hoặc ép bán khô, sau đó tiến hành sấy và nung để hoàn thiện sản phẩm.
Theo TCVN 1451:1998 áp dụng cho gạch đặc đất sét nung sản xuất theo phương pháp dẻo:
* Kích thước cơ bản, phân loại, ký hiệu:
- Theo độ bền cơ học thì gạch đặc đất sét nung được phân làm các Mac sau:
- Ký hiệu quy ước của gạch đặc đất sét nung được ghi theo thứ tự: Tên kiểu gạch – Mac gạch – Số hiệu của tiêu chuẩn.
* Yêu cầu kỹ thuật: theo TCVN 1451:1998
Gạch đặc đất sét nung phải có hình dạng hộp chữ nhật với các mặt phẳng, có thể có rãnh hoặc gợn khía trên bề mặt Cạnh viên gạch được phép lượn tròn với bán kính tối đa 5mm, theo mặt cắt vuông góc với phương đùn ép.
- Sai lệch kích thước của viên gạch không vượt quá:
+ Theo chiều dầy: ±3mm với gạch đặc 60 ± 2mm với gạch đặc 45
- Khuyết tật về hình dạng bên ngoài của viên gạch không vượt quá: -
Loại khuyết tật Giới hạn cho phép
1 Độ cong vênh, tính bằng mm, không vượt quá
2 Số lượng vết nứt xuyên suốt chiều dầy, kéo sang chiều rộng của viên gạch không vượt quá
3 Số vết sứt cạnh, sứt góc sâu từ 5-10 mm, chiều dài theo cạnh từ 10-15 mm 2
- Yêu cầu về tính năng cơ lý: Theo TCVN 1451:1998
Mác gạch Độ bền, MPa (10 5 N/m 2 )
+ Độ hút nước: ≤16% Xác định độ hút nước theo TCVN 6355– 3:1998
+ Số vết tróc do vôi trên bề mặt viên gạch có kích thước trung bình từ 5mm đến 10mm: ≤3 vết Xác định vết tróc do vôi theo TCVN 6355-7:1998
+ Khối lượng riêng, khối lượng thể tích: Xác định theo TCVN 6355-5:1998 ăa = 2,5 – 2,7 (g/cm 3 ) ăo = 1700 – 1900 (Kg/m 3 )
+ Hệ số dẫn nhiệt: 0,5 – 0,8 (Kcal/m o C.h)
+ Màu sắc: Đỏ, đỏ sẫm, hang tươi.
- Phương pháp thử: Theo TCVN 1451:1998
Khi lấy mẫu gạch đặc đất sét nung, mỗi lô không được vượt quá 100.000 viên, và lô nhỏ hơn 100.000 viên cũng được coi là hợp lệ Mỗi lô cần phải bao gồm gạch cùng kiểu và cùng mác, với ít nhất 50 viên được lấy làm mẫu thử Quá trình lấy mẫu phải đảm bảo rằng mẫu thử đại diện cho toàn bộ lô gạch, với các viên gạch được phân bố đều khắp trong lô.
+ Lượng mẫu thử cho các chỉ tiêu cơ lý: Theo TCVN 1451:1998 Xác định cường độ nén trung bình: 5 viên
Xác định cường độ uốn: 5 viên
Xác định độ hút nước và KLTT: 5 viên
Xác định vết tróc do vôi: 5 viên
Sau khi thực hiện kiểm tra lần đầu, nếu phát hiện chỉ tiêu nào không đạt yêu cầu, cần tiến hành kiểm tra lại chỉ tiêu đó với số lượng mẫu gấp đôi quy định, lấy từ chính lô gạch đó.
Kiểm tra kích thước, độ cong vênh, vết nứt, vết sứt bằng thước kim loại, thước cặp với độ chính xác đến 1mm.
Kích thước viên gạch là giá trị trung bình cộng của 3 kết quả đo tại hai cạnh bên và giữa cửa mặt tương ứng.
Bán kính làm tròn góc, chiều dài và chiều sâu của các vết nứt, sứt cạnh, sứt góc được xác định thông qua các phép đo tại các vị trí cụ thể Độ cong của mẫu thử được xác định dựa trên kẽ hở lớn nhất giữa bề mặt mẫu và cạnh thước tiếp xúc với bề mặt đó.
Theo TCVN 1451:1998, ít nhất 80% số gạch trong lô cần có nhãn hiệu của cơ sở sản xuất Các viên gạch cùng kiểu và mác phải được xếp thành hàng ngay ngắn Trong quá trình bốc dỡ và vận chuyển, tuyệt đối không được quăng, ném hoặc đổ đống gạch.
2,Gạch cấu trúc đặc có lỗ rỗng:
Theo TCVN 1450:1998 áp dụng cho gạch rỗng sản xuất từ đất sét có thể có phụ gia bằng phương pháp dẻo:
* Kích thước cơ bản, phân loại, ký hiệu:
- Theo độ bền cơ học thì gạch rỗng đất sét nung được phân làm các Mac sau:
Gạch rỗng đất sét nung được ký hiệu theo thứ tự: Tên kiểu gạch, chiều dày viên gạch, số lỗ rỗng, đặc điểm lỗ rỗng, độ rỗng, mac gạch và số hiệu của tiêu chuẩn.
VD: Gạch rỗng 90 – 4CN40 – M50 – TCVN 1450:1998.
* Yêu cầu kỹ thuật: theo TCVN 1450:1998
- Yêu cầu về hình dạng: Gạch rỗng đất sét nung có dạng hình hộp chữ nhật với các mặt bằng phẳng, trên mặt của viên gạch có thể có
11 rãnh hoặc gợn khía Cạnh viên gạch có thể lượn tròn với bán kính không lớn hơn 5mm, theo mặt cắt vuông góc với phương đùn ép.
- Sai lệch kích thước của viên gạch không vượt quá:
- Chiều dầy thành ngoài lỗ rỗng: Không nhỏ hơn 10mm
Chiều dầy vách ngăn giữa các lỗ rỗng: Không nhỏ hơn 8mm
- Khuyết tật về hình dạng bên ngoài của viên gạch không vượt quá:
Loại khuyết tật Giới hạn cho phép
1 Độ cong vênh, tính bằng mm, không vượt quá
2 Số vết nứt theo chiều dầy có độ dài đến
60mm, kéo sang chiều rộng đến hàng lỗ thứ nhất, không vượt quá
3 Số vết sứt cạnh, sứt góc sâu từ 5-10 mm, kéo dài theo cạnh từ 10-15 mm, không vượt quá
- Yêu cầu về tính năng cơ lý: Theo TCVN 1450:1998
Mác gạch Độ bền, MPa (10 5 N/m 2 )
0,9 0,8 0,7 0,7 Đối với gạch có độ rỗng >38%, các lỗ nằm ngang 50
+ Độ hút nước: ≤16% Xác định độ hút nước theo TCVN 6355– 3:1998
+ Số vết tróc do vôi trên bề mặt viên gạch có kích thước trung bình từ 5mm đến 10mm: ≤3 vết Xác định vết tróc do vôi theo TCVN 6355-7:1998
+ Khối lượng riêng, khối lượng thể tích: Xác định theo TCVN 6355-5:1998 ăa = 2,5 – 2,7 (g/cm 3 ) ăo = 1300 – 1600 (Kg/m 3 )
+ Hệ số dẫn nhiệt: 0,5 – 0,8 (Kcal/m o C.h)
+ Màu sắc: Đỏ, đỏ sẫm, hồng tươi.
- Phương pháp thử: Theo TCVN 1450:1998
Khi lấy mẫu gạch đặc đất sét nung, số lượng gạch trong mỗi lô không được vượt quá 100.000 viên, và lô gạch nhỏ hơn 100.000 viên cũng được xem là hợp lệ Mỗi lô cần phải bao gồm gạch cùng kiểu và cùng mác, với ít nhất 50 viên được lấy làm mẫu thử Quá trình lấy mẫu phải đảm bảo rằng mẫu thử đại diện cho toàn bộ lô gạch, với các viên gạch được phân bố đều trong lô.
+ Lượng mẫu thử cho các chỉ tiêu cơ lý: Theo TCVN 1450:1998 Xác định cường độ nén trung bình: 5 viên
Xác định cường độ uốn: 5 viên
Xác định độ hút nước (độ rỗng, khối lượng thể tích): 5 viên
Xác định vết tróc do vôi: 5 viên
Sau khi thực hiện kiểm tra lần đầu, nếu phát hiện chỉ tiêu nào không đạt yêu cầu, cần tiến hành kiểm tra lại chỉ tiêu đó với số lượng mẫu gấp đôi so với quy định, lấy từ chính lô gạch đó.
Kiểm tra kích thước, độ cong vênh, vết nứt, vết sứt bằng thước kim loại, thước cặp với độ chính xác đến 1mm.
Kích thước viên gạch là giá trị trung bình cộng của 3 kết quả đo tại hai cạnh bên và giữa cửa mặt tương ứng.
Chiều dầy của thành ngoài và vách ngăn, cùng với chiều dài vết nứt và vết sứt, được xác định dựa trên kết quả đo tại các vị trí tương ứng Độ cong của mẫu thử được đánh giá theo kẽ hở lớn nhất giữa bề mặt mẫu và cạnh thước được áp vào mặt đó.
Theo TCVN 1450:1998, ít nhất 80% số gạch trong lô phải được ghi nhãn hiệu của cơ sở sản xuất Gạch cùng kiểu và mác cần được xếp thành hàng ngay ngắn Trong quá trình bốc dỡ và vận chuyển, tuyệt đối không được quăng, ném hoặc đổ đống gạch.
3, Gạch xốp và khối đá gốm từ Trepen và Điatomit:
Sản phẩm được chế tạo từ Trepen và Điatomit thông qua phương pháp tạo hình dẻo hoặc ép bán khô, sau đó trải qua quy trình sấy và nung ở nhiệt độ từ 950 đến 1000 độ C Kích thước phổ biến của sản phẩm là 220x150x60 mm hoặc 250x120x65 mm Ngoài gạch, còn có các sản phẩm khác với nhiều hình dạng đa dạng như tấm, ống và vỏ bọc.
Phụ thuộc vào khối lượng thể tích, chia gạch xốp ra làm 3 loại:
Theo giới hạn độ bền nén gạch đươc chia ra các Mac: 200, 150, 125,
100, 75. ở nước ta các sản phẩm Điatomit hay gạch xốp có thể có khối lượng thể tích thấp hơn 700 Kg/m 3 – Cường độ nén có thể đạt giá trị 25 –
30 KG/cm 2 hoặc thấp hơn, chủ yếu dùng làm vật liệu cách nhiệt.
Hệ số dẫn nhiệt độ ở 50 o C: ă = 0,1163 – 0,1645 W/m o C ở 350 o C: ă = 0,1645 – 0,2676 W/m o C
Gạch được sản xuất bằng cách tạo hình và ép phối liệu có chứa phụ gia cháy, sau đó trải qua quá trình sấy và nung Kích thước tiêu chuẩn của gạch là 220x105x60 mm, nhưng cũng có các kích thước khác như 250x120x65 mm, 250x120x88 mm, và 250x120x103 mm Độ dày của viên gạch không được nhỏ hơn 12mm.
Gạch được chia ra thành các Mac: 150, 100, 75, 50 (ngoài ra còn có thể có loại đạt giá trị từ 20 – 30 KG/cm 2 ).
Giới hạn bền uốn trung bình tương ứng với mỗi Mac: 1,96; 1,57; 1,37; 1,18 MPa
Theo khối lượng thể tích (kể cả lỗ rỗng) gạch xốp rỗng được chia ra các loại:
- Loại B: trên 1300 Kg/m 3 (nhưng không quá 1450 Kg/m 3 )
Yêu cầu độ hút nước giống như gạch thường.
Sử dụng gạch xốp và gạch xốp rỗng để ốp thành nồi hơi giúp cách nhiệt hiệu quả cho các đường dẫn hơi nước và khí nóng Ngoài ra, chúng còn được ứng dụng để cách nhiệt cho vỏ lò nung ở nhiệt độ cao, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Khối đá gốm rỗng là sản phẩm đặc biệt, mang lại hiệu quả cao nhờ vào khối lượng thể tích và các tính chất nhiệt lý, giúp giảm độ dày và khối lượng của các kết cấu ngăn cách trong tòa nhà Các đặc điểm chung của khối đá gốm rỗng bao gồm kích thước, hướng và số lượng lỗ rỗng, cũng như kích thước, hình dạng và độ rỗng biểu thị bằng phần trăm Độ rỗng của khối đá gốm rỗng dao động từ 15 đến 70%, với khối lượng thể tích tương ứng.
Nguyên vật liệu sử dụng – Tính thành phần phối liệu
Nguyên vật liệu sử dụng
Trong sản xuất gạch và khối đá gốm, nguyên liệu chính được sử dụng là đất sét dễ chảy, bao gồm khoáng đất sét, đá phiến sét (acgilit), á sét (sét pha) và đất hoàng thổ.
Trong sản xuất ngói sử dụng các đất sét dễ chảy, á sét có nguồn gốc, tuổi địa chất và các tính chất công nghệ khác nhau, được xác
Đất sét là một loại khoáng sản đa dạng, có độ phân tán cao, được hình thành từ sự phong hóa của các mảnh vỡ quặng trầm tích Nó thuộc loại Hydro Alumo Silicat và có khả năng khi trộn với nước tạo thành khối vữa dẻo, giữ được hình dáng sau khi ngừng tác dụng lực Sau khi sấy, đất sét có độ bền nhất định và sở hữu các tính chất giống như đá sau khi nung.
Nguyên liệu sét được hình thành từ quá trình phong hóa các khoáng đá trầm tích, chủ yếu là các khoáng sét như Caolinit, Montmorilonit, Monoterinit, Thủy Mica và Galuadit Đất sét là sản phẩm của sự phân hủy vỏ Trái đất, xảy ra khi các khoáng fenspat như Granit, Đá nai và focfia tác động với nước Quá trình này diễn ra dưới tác động của nhiều yếu tố khí quyển như không khí, mưa, gió, mặt trời và băng tuyết, cùng với các phản ứng lý hóa và sinh hóa trên bề mặt trái đất.
R2O.Al2O3.6SiO2 + CO2 + H2O -> Al2O3.2 SiO2.2 H2O + R2CO3 + 4SiO2
Sản phẩm phong hóa của các khoáng trầm tích bao gồm đất sét và cao lanh, có thể hình thành tại chỗ hoặc được vận chuyển đến vị trí khác Các lớp khoáng này được phân loại thành nguyên sinh (Eluvi) và thứ sinh (trầm tích) Đất sét thứ sinh chủ yếu được chia thành ba loại khác nhau.
Đất sét Đeluvi là loại đất đặc trưng với các lớp khoáng phân vỉa, có thành phần không đồng nhất và thường bị lẫn với các tạp chất hạt nhỏ.
+ Đất sét băng hà: Chúng có độ tạp chất lớn, bao gồm đá có các kích thước khác nhau, từ đá tảng tới đá dăm nhỏ.
+ Đất sét hoàng thổ: Đặc trưng cho các lớp khoáng có tính đồng nhất cao, đất sét có độ phân tán cao và cấu trúc độ xốp lớn.
Người ta thấy rằng thành phần vật chất của đất sét gồm có sự tham gia của vật chất sét và các tạp chất.
Đất sét là một loại khoáng vật có độ phân tán cao và tính dẻo, được hình thành từ các khoáng chất khác nhau Dựa vào hàm lượng khoáng, đất sét được chia thành hai loại chính: đơn khoáng và đa khoáng Các khoáng vật chính trong đất sét bao gồm Caolinit, Illit (thủy mica) và Montmorilonit, bên cạnh đó còn có các tạp chất như Quartz, fenspat, mica, cacbonat, oxyt sắt, pyrite, thạch cao và một số loại khác.
Tất cả các khoáng chất tạo thành đất sét thuộc loại Alumo Silicat ngậm nước, và khi được nhào trộn với nước, chúng tạo thành vữa dẻo cao, giúp dễ dàng tạo hình cấu trúc Mạng lưới tinh thể của các khoáng đất sét có tính chất lớp, bao gồm các khối lặp lại của cụm bốn mặt [SiO4] với cation Si 4+ ở trung tâm và khối tám mặt với cation Al 3+ ở trung tâm, theo nguyên tắc phân loại cấu trúc Silicat của Pauling.
Sự kết hợp của các lớp từ cụm khối bốn mặt [SiO4] và tám mặt [AlO6] tạo ra nhiều kiểu khác nhau, hình thành các cụm phân tố và sau đó là dạng tấm khoáng sét Sự phối hợp đa dạng của các lớp này là yếu tố chính trong việc phân loại khoáng đất sét Thêm vào đó, sự thay đổi vị trí của các ion đồng hình trong các lớp của cụm khối [SiO4] và [AlO6] giúp giải thích một số hiện tượng và tính chất đặc trưng của khoáng sét.
- Khoáng Caolinit: Là thành phần chính của đất sét, có công thức
Al2O3.2SiO2.2H2O có phân tử lượng 259, cấu trúc mạng tinh thể của nó bao gồm các lớp khối bốn mặt và tám mặt, tạo nên mạng lưới tinh thể caolinít với sự cân bằng điện tích Sự hiện diện của ion Hydroxyl trên bề mặt caolinít là yếu tố quan trọng cho khả năng thấm ướt của nó Tuy nhiên, lượng nước giữa các cụm rất hạn chế, khiến caolinít không có khả năng liên kết với nước và dễ dàng tách nước liên kết khi sấy Kích thước trung bình của các cụm phân tử khoảng 7,2 Å, với kích thước riêng biệt của các tấm caolinít từ 0,1 đến 3 mm Caolinhít cũng chứa một số khoáng chất như dikit và nacrit.
Khoáng Montmorilonit (Al2O3.4SiO2.nH2O) có cấu trúc tinh thể phức tạp, bao gồm hai lớp khối bốn mặt bên ngoài và một lớp khối tám mặt bên trong, với sự tham gia của các ion như Mg, Fe, Na Bề mặt ngoài của khoáng này mang điện tích âm và có khả năng phồng trương mạnh, cho phép hấp thụ một lượng nước lớn, tăng thể tích lên đến 16 lần khi ẩm Độ bền liên kết trong mạng lưới tinh thể không đồng đều, với một số ion có liên kết bền vững hơn, trong khi lượng nước còn lại có liên kết yếu hơn Kích thước của các phần tử Montmorilonit thường nhỏ hơn 1µm, và nhóm khoáng này có tính chất phân tán, trương nở, dẻo và nhạy cảm khi sấy, dễ gây cong vênh và nứt tách, do đó thường cần sử dụng phụ gia gầy.
- Khoáng Thủy Mica (Illit): K2O.MgO.4Al2O3.7SiO2.2H2O
Mica là sản phẩm phong hóa lâu năm, có cấu trúc tinh thể tương tự như khoáng Môntmôrilônhít Nhóm khoáng này đặc trưng bởi sự có mặt của các ôxýt kim loại kiềm và kiềm thổ, cùng khả năng thay thế đồng hình giữa các cation (ví dụ: Si +4 có thể thay thế bằng Al +3 hoặc Mg +2) Kích thước các phần của khoáng thủy mica có thể đạt đến 1 µm Mica có cường độ liên kết với nước khoáng nằm ở giữa caolinít và Môntmôrilônhít.
Đất sét được phân loại dựa trên hàm lượng của các loại khoáng chất khác nhau, bao gồm đất sét Caolinit, Montmorilonit và thủy Mica.
- Khoáng Galuadit: Là thành phần của nhóm khoáng đất sét, bao gồm các khoáng đồng hình: Galuadit, Metagaluadit, Ferigaluadit.
Trong tự nhiên Galuadit thường gặp ở dạng tập hợp và thấu kính không lớn, độ cứng của nó từ 1 – 2, mật độ từ 2 – 2,2 g/cm 3
Khoáng Metagaluadit (Al2O3.2SiO2) là một loại khoáng sản quan trọng, trong khi khoáng Ferigaluadit được hình thành khi 6-8% Al2O3 trong Metagaluadit được thay thế bằng Fe2O3 Tính chất của khoáng Ferigaluadit liên quan đến sự hiện diện của các tạp chất chứa ion Fe 3+, góp phần tạo nên đặc điểm độc đáo của khoáng này.
Mg 2+ , Fe 2+ và các loại khác.
Các cấu tử của khoáng sét không có trong thành phần của các khoáng hình thành đất sét được phân chia thành hai loại: phần phân tán mịn và tạp chất Tạp chất là các hạt có kích thước lớn hơn 0,5mm, trong khi đối với đất sét sử dụng trong công nghệ gốm xây dựng (gốm thô), tạp chất thường là các hạt có kích thước lớn hơn 2mm.
Tạp chất quartz thường xuất hiện trong đất sét dưới dạng cát quắc và bụi cát quắc, ảnh hưởng tiêu cực đến tính chất tạo hình của đất sét Cát quắc hạt lớn cải thiện khả năng sấy của đất sét, trong khi cát quắc hạt nhỏ lại làm giảm khả năng này Ngoài ra, các tạp chất cát quắc cũng làm suy yếu tính chất nung của đất sét, dẫn đến giảm độ bền nứt của sản phẩm sau khi nung và làm nguội Tạp chất fenspat ít gặp hơn, chủ yếu xuất hiện trong đất sét nguyên sinh dưới dạng tàn dư của quá trình phong hóa.
Tính thành phần phối liệu
II.1.Thành phần phối liệu sản xuất gạch 2 lỗ rỗng:
Nguyên liệu sản xuất gạch 2 lỗ gồm :
- Đất sét Xuân Mai-Hà Nội.
- Tro nhiệt điện nhà máy nhiệt điện Phả Lại
* Bảng thành phần hóa đất sét Xuân Mai-Hà Nội :
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MKN Tổng
* Thành phần hóa sau nung của đất sét :
Bảng thành phần hóa sau nung đất sét Văn Miếu:
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O Tổng
* Bảng thành phần hóa tro nhiệt điện Phả Lại:
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MKN Tổng
* Thành phần hóa bỏ mất khi nung tro nhiệt điện :
Bảng thành phần hóa bỏ mất khi nung tro nhiệt điện:
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O Tổng
Trong nhà máy nhiệt điện Phả Lại, lượng than chưa cháy chiếm tới 22%, chủ yếu là than Angtraxit có nhiệt trị cao Thành phần hóa học của loại than này đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất hoạt động của nhà máy.
A lv S lv C lv H lv N lv O lv W lv Tổng
Kiểm tra: 0,95 + 0,65 + 80,5 + 10,5 + 0,45 + 0,45 + 6,5 = 100% Nhiệt trị của nhiên liệu:
- Khối lượng thể tích 1 viên gạch chuẩn: γ o
Thể tích 1 viên gạch chuẩn:
Khối lượng 1 viên gạch chuẩn:
- Khối lượng 1 viên gạch chuẩn trước nung:
- Theo yêu cầu thì lượng nhiên liệu tiêu chuẩn (có Q = 7000 Kcal/Kg) cần tiêu tốn để nung 1000 viên gạch chuẩn là: từ 90 đến 140 Kg
Dự tính dùng 120 Kg nhiên liệu tiêu chuẩn/1000 viên gạch Vậy, với loại than Angtraxit có nhiệt trị: Q = 9064 (Kcal/Kg) thì 1000 viên gạch cần lượng than:
Chỉ có 70% lượng than cần thiết được trộn vào phối liệu, trong khi 30% còn lại được đưa vào qua các lỗ tra than trên lò nung để điều chỉnh nhiệt độ trong quá trình nung.
Vậy lượng than cần có trong phối liệu:
Hàm lượng than chưa cháy trong tro nhiệt điện là 22% Vậy, lượng tro nhiệt điện trộn trong phối liệu để cung cấp đủ lượng than cần thiết là:
=> Hàm lượng tro nhiệt điện - đất sét trong phối liệu:
* Mất khi nung của phối liệu sau khi đưa tro vào là:
MKNpl = %ĐS.MKNĐS + %Tro.MKNTRO
Khối lượng 1 viên gạch Đất sét – Tro sau nung là:
Thể tích 1 viên gạch đất sét – tro:
Khối lượng thể tích 1 viên gạch đất sét – tro: ăo ĐS-T 2, 4554 3
− = Ta có: Bảng thành phần phối liệu
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MKN Tổn g (%) Đất
Kiểm tra trên biểu đồ A.I.Augustinhik:
Trên biểu đồ A.I.Augustinhik ta thấy điểm A (0,1938 ; 0,1966) nằm trong vùng sản xuất ngói 4, vùng sản xuất gạch xây 6 và vùng sản xuất Keramzit 7
=> Phối liệu có thành phần hóa đảm bảo để sản xuất gạch xây.
II.2.Tính toán thành phần phối liệu sản xuất ngói:
Nguyên liệu để sản xuất ngói gồm:
- Phụ gia gầy cát đen: 10%
* Thành phần hóa đất sét Xuân Mai-Hà Nội:
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MKN Tổng
* Thành phần hóa cát đen:
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MKN Tổng
* Thành phần hóa của phối liệu:
Bảng thành phần hóa của phối liệu:
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O MKN Tổng
* Thành phần hóa sau nung của phối liệu:
Na O = − Bảng thành phần hóa sau nung của phối liệu:
Oxyt SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O Tổng
Kiểm tra trên biểu đồ A.I.Augustinhik:
Trên biểu đồ A.I.Augustinhik ta thấy điểm B (0,1875 ; 0,1769) nằm trong vùng sản xuất ngói 4, vùng sản xuất gạch xây 6 và vùng sản xuất Keramzit 7
=> Phối liệu có thành phần hóa đảm bảo để sản xuất gạch ngói.
