LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
MC C
ỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................i ỜI CẢM ƠN............................................................................................................ii
DANH M DANH M DANH M
C TỪ VIẾT TẮT...................................................................................vi C BẢNG.................................................................................................vi C HÌNH............................................................................................... viii
ỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................1 MỞ ĐẦU ....................................................................................................................3 1.Lý do chọn đề tài: ...............................................................................................3 2.Mục tiêu của đề tài: ............................................................................................3 3.Nội dung nghiên cứu...........................................................................................4 4.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ....................................................................4 5.Địa điểm và thời gian thí nghiệm ......................................................................4 6.Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................4 6.1 Phương pháp luận ..........................................................................................4 6.2. Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................5 7. Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn.................................................................5 7.1 Ý nghĩa khoa học ............................................................................................5 7.2 Ý nghĩa thực tiễn.............................................................................................5 8. Kết cấu đề tài: ..................................................................................................5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẬT IỆU..........................................................6 1.1 Tổng quan về phế phẩm nông nghiệp................................................................6 1.1.1 Định nghĩa về phế phẩm nông nghiệp.........................................................6 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh phế phẩm nông nghiệp. .............................................6 1.1.3 Phân loại phế phẩm nông nghiệp................................................................6 1.1.3.1 Bã nông nghiệp. ....................................................................................6 1.1.3.2 Chất thải từ chăn nuôi gia súc...............................................................7 1.1.3.3 Thu gom, xử lý và tái chế phế phẩm nông nghiệp................................7 1.2 Tổng quan về vỏ trấu. .......................................................................................8 1.2.1 Nguồn gốc của vỏ trấu. ...............................................................................8 1.2.2 Hiện trạng vỏ trấu tại Việt Nam..................................................................8
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như
iii
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
1.2.3 Các ứng dụng của vỏ trấu hiện nay. .........................................................10
1.2.3.1. Sử dụng làm chất đốt. ........................................................................10 1.2.3.2. Dùng vỏ trấu để lọc nước...................................................................11 1.2.3.3. Sử dụng vỏ trấu tạo thành củi trấu.....................................................11 1.2.3.4. Vỏ trấu làm sản phẩm mỹ nghệ. ........................................................12 1.2.3.5. Aerogel vỏ trấu- Mặt hàng công nghệ cao.........................................13 1.2.3.6. Trấu và các phế phẩm khác có thể làm pin sạc..................................15 1.2.3.7. Vỏ trấu làm sản phẩm vật liệu xây dựng nhẹ không nung . ..............15 1.2.3.8. Sử dụng nhiệt lượng của trấu sản xuất điện năng..............................16 1.2.3.9. Vỏ trấu còn có thể làm nguyên liệu xây dựng sạch. ..........................17
1.3 Tổng quan về rơm rạ........................................................................................18
1.3.1 Nguồn gốc của rơm rạ...............................................................................18 1.3.2 Hiện trạng rơm rạ tại Việt Nam. ...............................................................19 1.3.3 Ứng dụng của rơm rạ hiện nay. ................................................................20
1.3.3.1 Sử dụng rơm rạ trồng nấm. .................................................................20 1.3.3.2 Sử dụng rơm rạ làm phân hữu cơ........................................................21 1.3.3.3 Sử dụng rơm rạ sản xuất dầu sinh học................................................23 1.3.3.4 Sử dụng rơm rạ tạo ra điện..................................................................24 1.3.3.5 Sử dụng rơm trong thủ công mỹ nghệ. ...............................................25
1.4 Tổng quan về xi măng .....................................................................................26
1.4.1 Định nghĩa xi măng ...................................................................................26 1.4.2 Nguồn gốc của xi măng.............................................................................27
1.4.3 Thành phần hóa học của clinke Portland biểu thị bằng hàm lượng % các oxit. .....................................................................................................................27
1.4.4 Ứng dụng ...................................................................................................27
1.5 Tổng quan về phụ gia trong vật liệu xây dựng. ...............................................28 1.6 Tổng quan về sử dụng phụ gia tại Việt Nam...................................................28 1.6.1 Nhu cầu về sử dụng phụ gia ......................................................................28 1.6.2 Lịch sử dùng phụ gia.................................................................................29 1.7 Vữa xây dựng...................................................................................................29 1.7.1. Khái niệm chung.......................................................................................29 1.7.2. Vật liệu chế tạo vữa..................................................................................30
1.7.2.1 Chất kết dính.......................................................................................30 1.7.2.2 Cốt liệu................................................................................................31 1.7.2.3 Phụ gia ................................................................................................31 1.7.2.4 Nước....................................................................................................31
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ĐỀ TÀI. ..........32 2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước. ..............................................................32 2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước. ..............................................................33
2.2.1. Đề tài Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng (Vũ Thị Bách, Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh,2010). .33
2.2.2. Đề tài “Nghiên cứu tận dụng tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện Đình Hải (KCN Trà Nóc – Cần Thơ) làm vật liệu xây dựng” (Nguyễn Thị Chiều Dương, Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, 2011) ........................34
2.2.3 Đề tài “Nghiên cứu tinh luyện SiO2 từ tro trấu bằng phương pháp sinh học để sản xuất vật liệu xây dựng chất lượng cao.” (Vương Mỹ Ngọc, Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thàng Phố Hồ Chí Minh)................................................36
2.2.4. Nhận xét về ba phương pháp....................................................................39
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................40 3.1 Nội dung nghiên cứu......................................................................................40 3.2 Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................41
3.2.1 Thí nghiệm 1: Tạo mẫu, xử lý và sơ chế mẫu............................................41 3.2.3 Thí nghiệm 3: Đúc mẫu.............................................................................45 3.2.4 Thí nghiệm 4: Kiểm tra tính chất cơ lý .....................................................48
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO UẬN........................................................51 4.1 Kết quả thí nghiệm kiểm tra hoạt tính của vật liệu....................................51 4.2 Kết quả thí nghiệm kiểm tra tính chất cơ lý. ..............................................57
KẾT UẬN – KIẾN NGHỊ ....................................................................................66
1 Kết luận...............................................................................................................66 2. Kiến nghị............................................................................................................68
DANH M C TỪ VIẾT TẮT
KCN : Khu công nghiệp
PPHH : Phương pháp hóa học PPN : Phương pháp nhiệt TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
PCSIR : Hội đồng Khoa học và Nghiên cứu Công nghiệp
Pakistan
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như
vi
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
DANH M C BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của vỏ trấu..................................................................8 Bảng 1.2 Thành phần hóa học của rơm rạ ................................................................17 Bảng 1.3 Thành phần tro của rơm rạ.........................................................................18 Bảng1.4 Hảm lượng các oxit trong clinke Portland.................................................27 Bảng 2.1 Kết quả kiểm tra hoạt tính vật liệu ............................................................32 Bảng 2.2 Kết quả đo độ bền nén trung bình của mẫu vữa ........................................33 Bảng 2.3 Bảng tần suất theo dõi các chỉ tiêu ............................................................37 Bảng 2.4 Kết quả các thông số chỉ tiêu sau 31 ngày ủ..............................................38 Bảng 3.1 Tỷ lệ phối trộn giữa chất phụ gia và xi măng............................................45 Bảng 4.1 Kết quả thí nghiệm kiểm tra hoạt tính vật liệu ..........................................51 Bảng 4.2 Lượng nước cần thêm vào trong quá trình đúc mẫu..................................53 Bảng 4.3 Kết quả đo độ bền nén và độ bền uốn của các mẫu vữa............................56 Bảng 4.4 Kết quả độ bền nén và độ bền uốn của các mẫu vữa sau khi hiệu chỉnh về ngày tuổi 28...............................................................................................................57 Bảng 4.5 Kết quả độ bền nén và độ bền uốn trung bình của các mẫu vữa, phân Mác theo cường độ nén .....................................................................................................58 Bảng 5.1 Kết quả xác định khoảng chứa ngưỡng phối trộn tối ưu ...........................64
DANH M C HÌNH
Hình 1.1 Các loại bã nông nghiệp...............................................................................6 Hình 1.4 Vỏ trấu được đổ bỏ ra sông..........................................................................8 Hình 1.2 Cây lúa .........................................................................................................8 Hình 1.3 Vỏ trấu..........................................................................................................9 Hình 1.5 Lò đốt trấu dùng trong sinh hoạt................................................................10 Hình 1.6 Lò nung gạch sử dụng trấu.........................................................................11 Hình 1.7 Máy ép củi trấu...........................................................................................12 Hình 1.8 Thanh củi trấp sau khi ép ...........................................................................12 Hình 1.9 Sản phẩm làm từ vỏ trấu ............................................................................12 Hình 1.10 Vật liệu aerogel cách âm và nhiệt ............................................................14 Hình 1.11 Tro trắng thành aerogel dạng bột .............................................................14 Hình 1.12 Đốt rơm ngay trục đường giao thông.......................................................20 Hình 1.13 Đốt trực tiếp gốc rạ ngoài đồng................................................................20 Hình 1.14 Thu hoạch nấm rơm .................................................................................21 Hình 1.15 Nấm rơm sau khi làm sạch.......................................................................21 Hình 1.16 Các loại bã nông nghiệp được sử dụng tạo nhiên liệu sinh học...............23 Hình 1.17 Tranh phong cảnh làm từ rơm..................................................................24 Hình 1.18 Những ngôi nhà được làm bằng rơm xưa và nay.....................................26 Hình 2.1 Trấu sau khi nung.......................................................................................32 Hình 2.2 Quá trình loại bỏ Cacbon trong mẫu..........................................................34 Hình 2.3 Quá trình thu SiO2 trong mẫu....................................................................35 Hình 2.4 Mô hình thí nghiệm....................................................................................36 Hình 2.5 & 2.6 Mẫu phân ure sử dạng rắn và sau khi hòa tan vào nước để trộn......36 Hình 2.7 & 2.8 Mẫu chế phẩm vi sinh dạng bột và sau khi hòa tan vào
nước để trộn...............................................................................................................36 Hình 2.9 Trộn vật liệu ...............................................................................................37 Hình 2.10 Mô hình ủ hiếu khí ...................................................................................37 Hình 3.1Tro trấu sau khi đốt sơ bộ ...........................................................................40 Hình 3.2 Tro trấu sau khi nung 950oC ......................................................................40 Hình 3.3 Tro rơm sau khi đốt sơ bộ ..........................................................................40 Hình 3.4 Tro rơm sau khi nung 950oC......................................................................40 Hình 3.5 Quy trình tinh chế SiO2 từ tro trấu, tro rơm...............................................41
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như
viii
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
Hình 3.6 Mẫu mới đúc ..............................................................................................46 Hình 3.7 Mẫu đã tháo khuôn sau 24h .......................................................................47 Hình 3.8 Mẫu được ngâm trong nước.......................................................................47 Hình 3.9 Mẫu đã lấy ra khỏi nước ............................................................................48 Hình 3.10 Đo độ bền uốn của mẫu............................................................................48 Hình 3.11 Đo độ bền nén của mẫu............................................................................49 Hình 4.1 SiO2 được tinh chế từ vỏ trấu bằng phương pháp nhiệt.............................50 Hình 4.2 SiO2 được tinh chế từ vỏ trấu bằng phương pháp hóa học ........................50 Hình 4.3 SiO2 được tinh chế từ rơm bằng phương pháp nhiệt..................................50 Hình 4.4 SiO2 được tinh chế từ rơm bằng phương pháp hóa học.............................50 Hình 4.5 Biểu đồ thể hiện độ hấp thu vôi của các mẫu SiO2 tinh chế ......................51 Hình 4.6 Biểu đồ biểu diễn độ hấp thu nước của các mẫu SiO2 tinh chế từ trấu và rơm ............................................................................................................................52 Hình 4.7 Lượng nước sử dụng khi đúc mẫu vữa có thành phần SiO2 tinh chế từ trấu bằng phương pháp nhiệt..........................................................................................53 Hình 4.8 Lượng nước sử dụng khi đúc mẫu vữa có thành phần SiO2 tinh chế từ trấu bằng phương pháp hóa học .......................................................................................54 Hình 4.9 Lượng nước sử dụng khi đúc mẫu vữa có thành phần SiO2 tinh chế từ rơm bằng phương pháp nhiệt............................................................................................54 Hình 4.10 Lượng nước sử dụng khi đúc mẫu vữa có thành phần SiO2 tinh chế từ rơm bằng phương pháp hóa học................................................................................55 Hình 4.11 Sự thay đổi cường độ chịu nén của mẫu vữa có tỷ lệ thành phần SiO2 tinh chế từ trấu bằng phương pháp nhiệt thay đổi............................................................58 Hình 4.12 Sự thay đổi cường độ chịu nén của mẫu vữa có tỷ lệ thành phần SiO2 tinh chế từ trấu bằng phương pháp hóa học thay đổi .......................................................59 Hình 4.13 Sự thay đổi cường độ chịu nén của mẫu vữa có tỷ lệ thành phần SiO2 tinh chế từ rơm bằng phương pháp nhiệt thay đổi ...........................................................60 Hình 4.14 Sự thay đổi cường độ chịu nén của mẫu vữa có tỷ lệ thành phần SiO2 tinh chế từ rơm bằng phương pháp hóa học thay đổi......................................................61 Hình 4.15 So sánh cường độ chịu nén giữa các mẫu vữa có SiO2 tinh chế từ vỏ trấu và rơm........................................................................................................................61
LỜI MỞ ĐẦU
Nông nghiệp đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của kinh tế xã hội Việt Nam. Nhất là trong giai đoạn hiện nay an ninh lương thực đang là vấn đề “nóng” của thế giới. Đối với Việt Nam cho dù có sự chuyển dịch về cơ cấu kinh tế, nhưng ngành nông nghiệp vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lương thực quốc gia và xuất khẩu nông sản ra nước ngoài. Tổng giá trị sản xuất nông nghiệp chiếm khoảng 1/3 trong GDP (2010). Đất trồng lúa nước có diện tích 7390 km2. Sản lượng lúa của nước ta đạt khoàng 40 triệu tấn (2010). Đồng bằng sông Cửu Long chiếm 57% tổng sản lượng của cả nước và chiếm 90% tổng cung lúa gạo xuất khẩu. Góp phần đem lại kim ngạch xuất khẩu gạo trên 3 tỷ USD trong năm 2010 (Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn). Bên cạnh mức tăng trưởng về sản lượng và kim ngạch xuất khẩu lúa gạo còn tồn đọng vấn đề về các bãi chứa, biện pháp thu gom, đầu ra cho các phế phẩm sau thu hoạch như rơm rạ, vỏ trấu.
Năm 2010, lượng trấu thải ra từ ngành xay xát ở mức hơn 7 triệu tấn. Nhưng chỉ có khoảng 3 triệu tấn trấu được dùng để làm thức ăn gia súc, sản xuất phân bón, ván ép, dùng để nấu ăn trong các gia đình nông thôn và trong nhiều cơ sở công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp như: lò nung gạch truyền thống, nung vôi, nung gốm. Như vậy vẫn còn một lượng lớn trấu dư thừa đang thải ra kênh rạch, sông ngòi. Quá trình phân hủy của vỏ trấu làm nguồn nước ô nhiễm, đồng thời phát sinh mùi hôi. Làm ảnh hưởng đến sinh hoạt của người dân.
Rơm rạ có mặt ở những cánh đồng lúa chạy dài khắp đất nước nhưng chúng tập trung chủ yếu ở vùng đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Tại những vùng này thì rơm rạ được người nông dân chủ yếu dùng lót chuồng cho trâu, bò, một số ít được dùng trầm nấm, phần lớn còn lại là đổ bỏ ngoài đồng,.. Theo số liệu thống kê thì năm 2010 Việt Nam có khoảng 4 triệu ha đất trồng lúa, sản lượng năm 2010 là 38 triệu tấn lúa. Theo nghiên cứu của các nhà chuyên môn thì 1 tấn thóc sẽ tạo ra 1.35 tấn rơm rạ. Điều này có nghĩa là hàng năm nước ta thải ra khoảng 51 triệu tấn rơm rạ. Nhưng khoảng 50 % được tái sử dụng để trồng nấm, lót chuồng trại, còn lại là đổ bỏ bừa bãi ngoài đồng hay đốt ngay tại đồng,...
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Hải Yến
Theo thói quen của người nông dân thu hoạch xong là đốt đồng. Việc đốt rơm rạ không được khuyến khích bởi trước tiên là gây ô nhiễm môi trường, về lâu dài, đều ảnh hưởng đến toàn bộ sự cân bằng và tình trạng dinh dưỡng trong đất.
Tuy trấu, rơm rạ vẫn được tận dụng kiểu truyền thống làm chất đốt, phân bón, giá thể, đồ thủ công mỹ nghệ... thì lượng vỏ trấu, rơm chỉ được tiêu thụ với số lượng rất nhỏ, không đáng kể so với lượng phát sinh, và cũng không mang lại giá trị kinh tế cao. Trong khi đó, tro trấu, rơm rạ chứa SiO2, là chất rất cần thiết cho ngành xây dựng và một số ngành khác nhưng giá thành nhập khẩu lại cao. Chính vì vậy, cần có những phương pháp, những nghiên cứu khả thi và hiệu quả để tận dụng nguồn vỏ trấu và rơm rạ để tạo ra vật liệu xây dựng chất lượng có giá trị giúp hạn chế các tác động tiêu cực đến môi trường, tăng giá trị kinh tế.
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như 2
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Ths. Vũ Hải Yến
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Những thập niên gần đây nhờ biết áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nên năng tăng lên rất cao và đưa Việt Nam trở thành nước xuất khẩu gạo đứng thứ 2 trên thế giới. Năm 2010, sản lượng lúa của nước ta đạt gần 40 triệu tấn như vậy lượng vỏ trấn phát sinh khoảng 8 triệu tấn. Đồng bằng sông Cửu Long là khu vực tập trung vỏ trấu nhiều nhất trong cả nước. Khối lượng trấu phát sinh nhiều, với cách tận dụng trấu theo kiểu truyền thống làm chất đốt, phân bón, giá thể... thì lượng vỏ trấu chỉ được tiêu thụ với số lượng rất nhỏ. Trấu thải ra từ các nhà máy xay xát không nơi tiêu thụ, không kho bãi chứa chỉ còn cách tuồn xuống kênh rạch, sông ngòi. Hậu quả làm ô nhiễm môi trường nước và mùi hôi làm ảnh hưởng đến đến sinh hoạt của người dân. Do vậy, phải tính đầu ra cho trấu. Đã hàng loạt những công trình nghiên cứu, tận dụng nguồn trấu lớn của vựa lúa lớn nhất nước làm nguyên liệu để phục vụ sản xuất, đời sống được triển khai thực tế. Và nhiều doanh nghiệp, cơ sở sản xuất, người dân đã làm giàu từ nguồn phế phẩm này. Song vẫn không tiêu thụ hết được, vì khối lượng trấu phát sinh ra quá lớn. Thêm vào đấy, nông nghiệp nước ta còn mang tính nhỏ lẻ nên gặp khó khăn trong việc thu gom. Vì vậy trấu thải ra vẫn cứ tồn tại như một loại chất độc, đe doạ từng ngày cuộc sống và môi trường vẫn diễn ra ở Đồng bằng sông Cửu Long.
Từ hiện trạng tình hình xử lý vỏ trấu và rơm rạ lãng phí, không mang lại giá trị kinh tế, gây ô nhiễm môi trường như trên, trong khi đó, tro trấu, rơm rạ chứa SiO2, là chất rất cần thiết cho ngành xây dựng và một số ngành khác nhưng giá thành nhập khẩu lại cao.
Chính vì vậy, cần có những phương pháp, những nghiên cứu khả thi, hiệu quả để tận dụng nguồn vỏ trấu và rơm và đề tài "Nghiên cứu tinh luyện SiO2 từ vỏ trấu, rơm để sản xuất vật liệu xây dựng" hướng đến mục tiêu tạo ra loại vật liệu xây dựng chất lượng cao, thân thiện với môi trường từ phế phẩm nông nghiệp như trấu và rơm , nhằm tận dụng các phế phẩm này như nguồn nguyên liệu hiệu quả, bền vững, tạo điều kiện phát triển vùng nông thôn, cũng như cải thiện tình trạng ô nhiễm môi trường do các phế phẩm này gây ra.
2. Mục tiêu của đề tài:
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như 3
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Hải Yến
- Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp cụ thể là vỏ trấu và rơm để tinh chế SiO2 nhằm tạo ra vật liệu xây dựng chất lượng cao.
- Tìm ra ngưỡng tối ưu trong tỷ lệ phối trộn giữa phụ gia là SiO2 tinh chế và ximăng.
3. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan về tình hình phế phẩm nông nghiệp hiện nay.
- Tìm hiểu về nguồn gốc, hiện trạng, hình thức thu gom, xử lý và tái chế vỏ trấu, rơm rạ.
- Thu thập nhu cầu của ngành vật liệu xây dựng trong nước và thế giới, cách đánh giá chất lượng vật liệu xây dựng.
- Đo đạc tính chất cơ lý, hóa học của vật liệu xây dựng làm từ tro trấu, rơm rạ.
- Tìm ra ngưỡng tối ưu trong tỷ lệ phối trộn SiO2 tinh chế từ tro trấu, rơm rạ trong việc sản xuất vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
- Đối tượng nghiên cứu: Thí nghiệm và ứng dụng trên vỏ trấu và rơm rạ.
- Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong các lĩnh vực sau: Nguồn vỏ trấu, rơm rạ thu gom trong khu vực Huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre. Làm mẫu thử là vữa (kích thước 40x40x160mm, gồm 450g ximăng, 1350g cát, 225g nước)
không nghiên cứu làm các loại vật liệu xây dựng khác.
5. Địa điểm và thời gian thí nghiệm
Địa điểm nghiên cứu: Trong phòng thí nghiệm Khoa CNSH – Thực phẩm - Môi trường của Trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh.
Thời gian nghiên cứu: Bắt đầu từ ngày 20/6/2016 đến ngày 1/8/2016
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1 Phương pháp luận
- Dựa trên nguyên tắc tái chế phế phẩm nông nghiệp là vỏ trấu và rơm rạ để làm vật liệu xây dựng.
- Dựa trên tiêu chuẩn vật liệu xây dựng đòi hỏi.
- Dựa trên thành phần đầu vào của phế phẩm nông nghiệp và tiêu chuẩn cần thiết của vật liệu xây dựng, nghiên cứu đã tiến hành tinh luyện mẫu phế phẩm nông
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như 4
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Hải Yến
nghiệp bằng phương pháp vật lý và hóa học, sau đó kiểm tra tính chất của vật liệu, phối trộn, đúc mẫu và kiểm tra độ chịu lực của vật liệu
6.2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập dữ liệu: tiến hành thu thập, sưu tầm các thông tin, tài liệu, số liệu, có liên quan đến nội dung nghiên cứu từ các tạp chí, sách báo, giáo trình, internet,...
- Phương pháp thực nghiệm: sơ chế, điều chế mẫu; xác định tính chất mẫu, đúc mẫu, đo tính cơ lý của mẫu vữa.
- Phương pháp phân tích: lựa chọn và tổng hợp lại các số liệu làm cơ sở cho quá trình thực hiện đề tài.
- Phương pháp tính toán: tính toán những số liệu thu thập, kết quả làm thực nghiệm. - Phương pháp đánh giá: nhận xét, đánh giá kết quả từ những số liệu thu thập và kết quả làm thực nghiệm.
7. Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn.
7.1 Ý nghĩa khoa học
- Tạo ra quy trình tinh luyện để thu vật liệu tinh khiết
- Tận dụng nguồn phế phẩm nông nghiệp để tạo ra sản phẩm vật liệu xây dựng chất lượng cao
7.2 Ý nghĩa thực tiễn
- Giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường từ phế phẩm nông nghiệp
- Tạo ra vật liệu xây dựng chất lượng cao, giá thành thấp
- Quy trình hợp lý, tiết kiệm, thân thiện môi trường
8. Kết cấu đề tài:
Đồ án ngoài phần Mở đầu, Kết luận – kiến nghị còn bao gồm các chương như
sau:
Chương 1: Tồng quan về vật liệu.
Chương 2: Tổng quan về tình hình nghiên cứu. Chương 3: Phương pháp nghiên cứu.
Chương 4: Kết quả, thảo luận.
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẬT IỆU.
1.1 Tổng quan về phế phẩm nông nghiệp.
1.1.1 Định nghĩa về phế phẩm nông nghiệp.
Phế phẩm nông nghiệp là chất thải phát sinh trong quá trình hoạt động nông nghiệp.
1.1.2 Nguồn gốc phát sinh phế phẩm nông nghiệp.
Phế phẩm nông nghiệp phát sinh trong quá trình chế biến các loại cây công nghiệp, cây lương thực, cây hoa màu, sản xuất hoa quả, thực phẩm, sinh ra từ hoạt động chăn nuôi,...
1.1.3 Phân loại phế phẩm nông nghiệp.
1.1.3.1 Bã nông nghiệp.
Chất thải nông nghiệp là các chất dư thừa sau các vụ thu hoạch. Chúng có thể được thu gom với các thiết bị thu hoạch thông thường cùng lúc hay sau khi gặt hái. Các chất thải nông nghiệp bao gồm thân và lá bắp, rơm rạ, vỏ trấu, mía,... Ở một số nơi, đặc biệt những vùng khô, các chất bã cần được giữ lại nhằm bổ sung các chất dinh dưỡng cho đất cho vụ mùa kế tiếp. Tuy nhiên, đất không thể hấp thu hết tất cả các chất dinh dưỡng từ cặn bã, các chất bã này không được tận dụng tối đa và bị mục rữa làm thất thoát năng lượng.
Vỏ trấu
Bã mía
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Hải Yến
1.1.3.2 Chất thải từ chăn nuôi gia súc.
Chất thải từ chăn nuôi gia súc, như phân trâu, bò, heo và gà, có thể được chuyển thành gas hay đốt trực tiếp nhằm cung cấp nhiệt và sản xuất năng lượng. Phần lớn phân gia súc có hàm lượng methane khá cao nên các bánh phân được dùng như nhiên liệu cho việc nấu nướng. Tuy vậy, phương pháp này khá nguy hiểm vì các chất độc hại sinh ra từ việc đốt phân là nguy hại đối với sức khỏe người tiêu dùng, là nguyên nhân gây ra 1,6 triệu người chết mỗi năm ở các nước đang phát triển. Các chất thải gia súc có thể được sử dụng để sản xuất ra nhiều loại sản phẩm và tạo ra điện năng thông qua các phương pháp tách methane và phân hủy yếm khí.
1.1.3.3 Thu gom, xử lý và tái chế phế phẩm nông nghiệp.
Bên cạnh mức tăng trưởng xuất khẩu nông sản thì các phụ, phế phẩm trong quá trình chế biến các loại cây công nghiệp, sản xuất hoa quả, thực phẩm, phân gia súc, gia cầm... cũng rất đa dạng về chủng loại và phong phú về số lượng. Và đó cũng là nỗi lo về các bãi chứa, đầu ra cho các phế phẩm nông nghiệp sau thu hoạch như rơm rạ, vỏ trấu, thân cây chuối, xơ dừa, bã mía, lõi ngô, phân gia súc,... Số liệu hàng trăm ngàn tấn nông sản xuất khẩu hàng năm, tương ứng với con số gấp nhiều lần như thế về phế phẩm nông nghiệp thải ra môi trường sẽ là vấn nạn về rác, đe dọa ô nhiễm môi trường cho các tỉnh đang có thế mạnh về sản xuất nông nghiệp.
Do đặc thù của sản xuất nông nghiệp của nước ta hiện nay vẫn mang tính nhỏ lẻ, phân tán, nên việc thu gom, phân loại phụ, phế thải rất khó khăn. Còn các cơ sở chế biến nông sản, thực phẩm thì chủ yếu tập trung đầu tư cho dây chuyền sản xuất chính, ít quan tâm tận thu, tái chế sử dụng lại phụ, phế phẩm trong quá trình sản xuất. Nhiều doanh nghiệp còn sản xuất trong điều kiện không bảo đảm vệ sinh môi
1.5 Tổng quan về phụ gia trong vật liệu xây dựng.
Cùng với sự phát triển không ngừng của đất nước, nền công nghiệp nước ta đang ngày càng lớn mạnh, đặc biệt là từ sau khi nước ta gia nhập tổ chức thương mại thế giới WTO. Các công trình xây dựng công nghiệp, dân dụng, công trình công cộng... ngày càng nhiều. Kéo theo đó là nhu cầu vật liệu xây dựng nói chung và xi măng nói riêng ngày càng cao cả về số lượng lẫn chất lượng. Nhà nước đã có chính sách ưu tiên phát triển nghành xi măng bằng nguồn vốn trong nước kết hợp liên doanh nước ngoài, tiếp thu công nghệ tiến thế giới. Trong công nghệ sản xuất xi măng, việc sử dụng nguyên liệu hay hoá chất để pha vào phối liệu hay cho vào nghiền chung với clinker là rất cần thiết, nhằm mục đích cải thiện công nghệ nghiền, nung hay tính chất của sản phẩm. Ngoài ra còn góp phần hạ giá thành sản phẩm và tăng sản lượng. Nắm bắt được sự cần thiết, quan trọng của viêc sử dụng phụ gia trong công nghệ sản xuất xi măng portland từ đó khái quát được các loại phụ gia, lựa chọn một cách phù hợp loại phụ gia ứng với việc sản xuất mỗi loại xi măng đáp ứng nhu cầu xây dựng trong nuớc và nước ngoài.
1.6 Tổng quan về sử dụng phụ gia tại Việt Nam
1.6.1 Nhu cầu về sử dụng phụ gia
Ngày nay trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì nhu cầu về chỉnh trang xây dựng cơ sở hạ tầng tạo ra một diện mạo mới cho đất nước, thu hút vốn đầu tư nước ngoài đang diễn ra mạnh mẽ như các khu công nghiêp, khu vui chơi giải trí, trung tâm thương mại, các cao ốc...đang được xây dựng khắp nơi. Trước tình hình này thì nhu cầu về vật liệu xây dựng cũng tăng theo trong đó xi măng là không thể thiếu. Sử dụng xi măng portland thông thường là cách sản xuất quen thuộc trong ngành xây dựng không chỉ có ở Việt Nam mà còn ở hầu hết các nước trên thế giới. Sự tăng trưởng không ngừng của các nền kinh tế then chốt trên thế giới khiến nhu cầu vật liệu xây dựng ngày càng tăng. Điều này ảnh hưởng sâu sắc đến tổng lượng phát thải khí nhà kính trên toàn cầu vì cứ mỗi tấn xi măng được sản xuất ra thì khoảng 1,89 tấn CO2 phát thải. Để hướng tới một ngành công nghiệp xi măng "xanh", các chuyên gia nhấn mạnh sự thay đổi cần diễn ra đông thời trên cả hai mặt: sản xuất và tiêu dùng. Tuy nhiên, những vật liệu thay thế tiên tiến và truyền thống cho xi măng pooclăng có thể giảm khí CO2 từ 20 đến
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MC C
ỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................i ỜI CẢM ƠN............................................................................................................ii
DANH M DANH M DANH M
C TỪ VIẾT TẮT...................................................................................vi C BẢNG.................................................................................................vi C HÌNH............................................................................................... viii
ỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................1 MỞ ĐẦU ....................................................................................................................3 1.Lý do chọn đề tài: ...............................................................................................3 2.Mục tiêu của đề tài: ............................................................................................3 3.Nội dung nghiên cứu...........................................................................................4 4.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ....................................................................4 5.Địa điểm và thời gian thí nghiệm ......................................................................4 6.Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................4 6.1 Phương pháp luận ..........................................................................................4 6.2. Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................5 7. Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn.................................................................5 7.1 Ý nghĩa khoa học ............................................................................................5 7.2 Ý nghĩa thực tiễn.............................................................................................5 8. Kết cấu đề tài: ..................................................................................................5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẬT IỆU..........................................................6 1.1 Tổng quan về phế phẩm nông nghiệp................................................................6 1.1.1 Định nghĩa về phế phẩm nông nghiệp.........................................................6 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh phế phẩm nông nghiệp. .............................................6 1.1.3 Phân loại phế phẩm nông nghiệp................................................................6 1.1.3.1 Bã nông nghiệp. ....................................................................................6 1.1.3.2 Chất thải từ chăn nuôi gia súc...............................................................7 1.1.3.3 Thu gom, xử lý và tái chế phế phẩm nông nghiệp................................7 1.2 Tổng quan về vỏ trấu. .......................................................................................8 1.2.1 Nguồn gốc của vỏ trấu. ...............................................................................8 1.2.2 Hiện trạng vỏ trấu tại Việt Nam..................................................................8
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như
iii
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
1.2.3 Các ứng dụng của vỏ trấu hiện nay. .........................................................10
1.2.3.1. Sử dụng làm chất đốt. ........................................................................10 1.2.3.2. Dùng vỏ trấu để lọc nước...................................................................11 1.2.3.3. Sử dụng vỏ trấu tạo thành củi trấu.....................................................11 1.2.3.4. Vỏ trấu làm sản phẩm mỹ nghệ. ........................................................12 1.2.3.5. Aerogel vỏ trấu- Mặt hàng công nghệ cao.........................................13 1.2.3.6. Trấu và các phế phẩm khác có thể làm pin sạc..................................15 1.2.3.7. Vỏ trấu làm sản phẩm vật liệu xây dựng nhẹ không nung . ..............15 1.2.3.8. Sử dụng nhiệt lượng của trấu sản xuất điện năng..............................16 1.2.3.9. Vỏ trấu còn có thể làm nguyên liệu xây dựng sạch. ..........................17
1.3 Tổng quan về rơm rạ........................................................................................18
1.3.1 Nguồn gốc của rơm rạ...............................................................................18 1.3.2 Hiện trạng rơm rạ tại Việt Nam. ...............................................................19 1.3.3 Ứng dụng của rơm rạ hiện nay. ................................................................20
1.3.3.1 Sử dụng rơm rạ trồng nấm. .................................................................20 1.3.3.2 Sử dụng rơm rạ làm phân hữu cơ........................................................21 1.3.3.3 Sử dụng rơm rạ sản xuất dầu sinh học................................................23 1.3.3.4 Sử dụng rơm rạ tạo ra điện..................................................................24 1.3.3.5 Sử dụng rơm trong thủ công mỹ nghệ. ...............................................25
1.4 Tổng quan về xi măng .....................................................................................26
1.4.1 Định nghĩa xi măng ...................................................................................26 1.4.2 Nguồn gốc của xi măng.............................................................................27
1.4.3 Thành phần hóa học của clinke Portland biểu thị bằng hàm lượng % các oxit. .....................................................................................................................27
1.4.4 Ứng dụng ...................................................................................................27
1.5 Tổng quan về phụ gia trong vật liệu xây dựng. ...............................................28 1.6 Tổng quan về sử dụng phụ gia tại Việt Nam...................................................28 1.6.1 Nhu cầu về sử dụng phụ gia ......................................................................28 1.6.2 Lịch sử dùng phụ gia.................................................................................29 1.7 Vữa xây dựng...................................................................................................29 1.7.1. Khái niệm chung.......................................................................................29 1.7.2. Vật liệu chế tạo vữa..................................................................................30
1.7.2.1 Chất kết dính.......................................................................................30 1.7.2.2 Cốt liệu................................................................................................31 1.7.2.3 Phụ gia ................................................................................................31 1.7.2.4 Nước....................................................................................................31
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ĐỀ TÀI. ..........32 2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước. ..............................................................32 2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước. ..............................................................33
2.2.1. Đề tài Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng (Vũ Thị Bách, Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh,2010). .33
2.2.2. Đề tài “Nghiên cứu tận dụng tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện Đình Hải (KCN Trà Nóc – Cần Thơ) làm vật liệu xây dựng” (Nguyễn Thị Chiều Dương, Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, 2011) ........................34
2.2.3 Đề tài “Nghiên cứu tinh luyện SiO2 từ tro trấu bằng phương pháp sinh học để sản xuất vật liệu xây dựng chất lượng cao.” (Vương Mỹ Ngọc, Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thàng Phố Hồ Chí Minh)................................................36
2.2.4. Nhận xét về ba phương pháp....................................................................39
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................40 3.1 Nội dung nghiên cứu......................................................................................40 3.2 Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................41
3.2.1 Thí nghiệm 1: Tạo mẫu, xử lý và sơ chế mẫu............................................41 3.2.3 Thí nghiệm 3: Đúc mẫu.............................................................................45 3.2.4 Thí nghiệm 4: Kiểm tra tính chất cơ lý .....................................................48
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO UẬN........................................................51 4.1 Kết quả thí nghiệm kiểm tra hoạt tính của vật liệu....................................51 4.2 Kết quả thí nghiệm kiểm tra tính chất cơ lý. ..............................................57
KẾT UẬN – KIẾN NGHỊ ....................................................................................66
1 Kết luận...............................................................................................................66 2. Kiến nghị............................................................................................................68
DANH M C TỪ VIẾT TẮT
KCN : Khu công nghiệp
PPHH : Phương pháp hóa học PPN : Phương pháp nhiệt TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
PCSIR : Hội đồng Khoa học và Nghiên cứu Công nghiệp
Pakistan
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như
vi
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
DANH M C BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của vỏ trấu..................................................................8 Bảng 1.2 Thành phần hóa học của rơm rạ ................................................................17 Bảng 1.3 Thành phần tro của rơm rạ.........................................................................18 Bảng1.4 Hảm lượng các oxit trong clinke Portland.................................................27 Bảng 2.1 Kết quả kiểm tra hoạt tính vật liệu ............................................................32 Bảng 2.2 Kết quả đo độ bền nén trung bình của mẫu vữa ........................................33 Bảng 2.3 Bảng tần suất theo dõi các chỉ tiêu ............................................................37 Bảng 2.4 Kết quả các thông số chỉ tiêu sau 31 ngày ủ..............................................38 Bảng 3.1 Tỷ lệ phối trộn giữa chất phụ gia và xi măng............................................45 Bảng 4.1 Kết quả thí nghiệm kiểm tra hoạt tính vật liệu ..........................................51 Bảng 4.2 Lượng nước cần thêm vào trong quá trình đúc mẫu..................................53 Bảng 4.3 Kết quả đo độ bền nén và độ bền uốn của các mẫu vữa............................56 Bảng 4.4 Kết quả độ bền nén và độ bền uốn của các mẫu vữa sau khi hiệu chỉnh về ngày tuổi 28...............................................................................................................57 Bảng 4.5 Kết quả độ bền nén và độ bền uốn trung bình của các mẫu vữa, phân Mác theo cường độ nén .....................................................................................................58 Bảng 5.1 Kết quả xác định khoảng chứa ngưỡng phối trộn tối ưu ...........................64
DANH M C HÌNH
Hình 1.1 Các loại bã nông nghiệp...............................................................................6 Hình 1.4 Vỏ trấu được đổ bỏ ra sông..........................................................................8 Hình 1.2 Cây lúa .........................................................................................................8 Hình 1.3 Vỏ trấu..........................................................................................................9 Hình 1.5 Lò đốt trấu dùng trong sinh hoạt................................................................10 Hình 1.6 Lò nung gạch sử dụng trấu.........................................................................11 Hình 1.7 Máy ép củi trấu...........................................................................................12 Hình 1.8 Thanh củi trấp sau khi ép ...........................................................................12 Hình 1.9 Sản phẩm làm từ vỏ trấu ............................................................................12 Hình 1.10 Vật liệu aerogel cách âm và nhiệt ............................................................14 Hình 1.11 Tro trắng thành aerogel dạng bột .............................................................14 Hình 1.12 Đốt rơm ngay trục đường giao thông.......................................................20 Hình 1.13 Đốt trực tiếp gốc rạ ngoài đồng................................................................20 Hình 1.14 Thu hoạch nấm rơm .................................................................................21 Hình 1.15 Nấm rơm sau khi làm sạch.......................................................................21 Hình 1.16 Các loại bã nông nghiệp được sử dụng tạo nhiên liệu sinh học...............23 Hình 1.17 Tranh phong cảnh làm từ rơm..................................................................24 Hình 1.18 Những ngôi nhà được làm bằng rơm xưa và nay.....................................26 Hình 2.1 Trấu sau khi nung.......................................................................................32 Hình 2.2 Quá trình loại bỏ Cacbon trong mẫu..........................................................34 Hình 2.3 Quá trình thu SiO2 trong mẫu....................................................................35 Hình 2.4 Mô hình thí nghiệm....................................................................................36 Hình 2.5 & 2.6 Mẫu phân ure sử dạng rắn và sau khi hòa tan vào nước để trộn......36 Hình 2.7 & 2.8 Mẫu chế phẩm vi sinh dạng bột và sau khi hòa tan vào
nước để trộn...............................................................................................................36 Hình 2.9 Trộn vật liệu ...............................................................................................37 Hình 2.10 Mô hình ủ hiếu khí ...................................................................................37 Hình 3.1Tro trấu sau khi đốt sơ bộ ...........................................................................40 Hình 3.2 Tro trấu sau khi nung 950oC ......................................................................40 Hình 3.3 Tro rơm sau khi đốt sơ bộ ..........................................................................40 Hình 3.4 Tro rơm sau khi nung 950oC......................................................................40 Hình 3.5 Quy trình tinh chế SiO2 từ tro trấu, tro rơm...............................................41
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như
viii
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến
Hình 3.6 Mẫu mới đúc ..............................................................................................46 Hình 3.7 Mẫu đã tháo khuôn sau 24h .......................................................................47 Hình 3.8 Mẫu được ngâm trong nước.......................................................................47 Hình 3.9 Mẫu đã lấy ra khỏi nước ............................................................................48 Hình 3.10 Đo độ bền uốn của mẫu............................................................................48 Hình 3.11 Đo độ bền nén của mẫu............................................................................49 Hình 4.1 SiO2 được tinh chế từ vỏ trấu bằng phương pháp nhiệt.............................50 Hình 4.2 SiO2 được tinh chế từ vỏ trấu bằng phương pháp hóa học ........................50 Hình 4.3 SiO2 được tinh chế từ rơm bằng phương pháp nhiệt..................................50 Hình 4.4 SiO2 được tinh chế từ rơm bằng phương pháp hóa học.............................50 Hình 4.5 Biểu đồ thể hiện độ hấp thu vôi của các mẫu SiO2 tinh chế ......................51 Hình 4.6 Biểu đồ biểu diễn độ hấp thu nước của các mẫu SiO2 tinh chế từ trấu và rơm ............................................................................................................................52 Hình 4.7 Lượng nước sử dụng khi đúc mẫu vữa có thành phần SiO2 tinh chế từ trấu bằng phương pháp nhiệt..........................................................................................53 Hình 4.8 Lượng nước sử dụng khi đúc mẫu vữa có thành phần SiO2 tinh chế từ trấu bằng phương pháp hóa học .......................................................................................54 Hình 4.9 Lượng nước sử dụng khi đúc mẫu vữa có thành phần SiO2 tinh chế từ rơm bằng phương pháp nhiệt............................................................................................54 Hình 4.10 Lượng nước sử dụng khi đúc mẫu vữa có thành phần SiO2 tinh chế từ rơm bằng phương pháp hóa học................................................................................55 Hình 4.11 Sự thay đổi cường độ chịu nén của mẫu vữa có tỷ lệ thành phần SiO2 tinh chế từ trấu bằng phương pháp nhiệt thay đổi............................................................58 Hình 4.12 Sự thay đổi cường độ chịu nén của mẫu vữa có tỷ lệ thành phần SiO2 tinh chế từ trấu bằng phương pháp hóa học thay đổi .......................................................59 Hình 4.13 Sự thay đổi cường độ chịu nén của mẫu vữa có tỷ lệ thành phần SiO2 tinh chế từ rơm bằng phương pháp nhiệt thay đổi ...........................................................60 Hình 4.14 Sự thay đổi cường độ chịu nén của mẫu vữa có tỷ lệ thành phần SiO2 tinh chế từ rơm bằng phương pháp hóa học thay đổi......................................................61 Hình 4.15 So sánh cường độ chịu nén giữa các mẫu vữa có SiO2 tinh chế từ vỏ trấu và rơm........................................................................................................................61
LỜI MỞ ĐẦU
Nông nghiệp đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của kinh tế xã hội Việt Nam. Nhất là trong giai đoạn hiện nay an ninh lương thực đang là vấn đề “nóng” của thế giới. Đối với Việt Nam cho dù có sự chuyển dịch về cơ cấu kinh tế, nhưng ngành nông nghiệp vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lương thực quốc gia và xuất khẩu nông sản ra nước ngoài. Tổng giá trị sản xuất nông nghiệp chiếm khoảng 1/3 trong GDP (2010). Đất trồng lúa nước có diện tích 7390 km2. Sản lượng lúa của nước ta đạt khoàng 40 triệu tấn (2010). Đồng bằng sông Cửu Long chiếm 57% tổng sản lượng của cả nước và chiếm 90% tổng cung lúa gạo xuất khẩu. Góp phần đem lại kim ngạch xuất khẩu gạo trên 3 tỷ USD trong năm 2010 (Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn). Bên cạnh mức tăng trưởng về sản lượng và kim ngạch xuất khẩu lúa gạo còn tồn đọng vấn đề về các bãi chứa, biện pháp thu gom, đầu ra cho các phế phẩm sau thu hoạch như rơm rạ, vỏ trấu.
Năm 2010, lượng trấu thải ra từ ngành xay xát ở mức hơn 7 triệu tấn. Nhưng chỉ có khoảng 3 triệu tấn trấu được dùng để làm thức ăn gia súc, sản xuất phân bón, ván ép, dùng để nấu ăn trong các gia đình nông thôn và trong nhiều cơ sở công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp như: lò nung gạch truyền thống, nung vôi, nung gốm. Như vậy vẫn còn một lượng lớn trấu dư thừa đang thải ra kênh rạch, sông ngòi. Quá trình phân hủy của vỏ trấu làm nguồn nước ô nhiễm, đồng thời phát sinh mùi hôi. Làm ảnh hưởng đến sinh hoạt của người dân.
Rơm rạ có mặt ở những cánh đồng lúa chạy dài khắp đất nước nhưng chúng tập trung chủ yếu ở vùng đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Tại những vùng này thì rơm rạ được người nông dân chủ yếu dùng lót chuồng cho trâu, bò, một số ít được dùng trầm nấm, phần lớn còn lại là đổ bỏ ngoài đồng,.. Theo số liệu thống kê thì năm 2010 Việt Nam có khoảng 4 triệu ha đất trồng lúa, sản lượng năm 2010 là 38 triệu tấn lúa. Theo nghiên cứu của các nhà chuyên môn thì 1 tấn thóc sẽ tạo ra 1.35 tấn rơm rạ. Điều này có nghĩa là hàng năm nước ta thải ra khoảng 51 triệu tấn rơm rạ. Nhưng khoảng 50 % được tái sử dụng để trồng nấm, lót chuồng trại, còn lại là đổ bỏ bừa bãi ngoài đồng hay đốt ngay tại đồng,...
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Hải Yến
Theo thói quen của người nông dân thu hoạch xong là đốt đồng. Việc đốt rơm rạ không được khuyến khích bởi trước tiên là gây ô nhiễm môi trường, về lâu dài, đều ảnh hưởng đến toàn bộ sự cân bằng và tình trạng dinh dưỡng trong đất.
Tuy trấu, rơm rạ vẫn được tận dụng kiểu truyền thống làm chất đốt, phân bón, giá thể, đồ thủ công mỹ nghệ... thì lượng vỏ trấu, rơm chỉ được tiêu thụ với số lượng rất nhỏ, không đáng kể so với lượng phát sinh, và cũng không mang lại giá trị kinh tế cao. Trong khi đó, tro trấu, rơm rạ chứa SiO2, là chất rất cần thiết cho ngành xây dựng và một số ngành khác nhưng giá thành nhập khẩu lại cao. Chính vì vậy, cần có những phương pháp, những nghiên cứu khả thi và hiệu quả để tận dụng nguồn vỏ trấu và rơm rạ để tạo ra vật liệu xây dựng chất lượng có giá trị giúp hạn chế các tác động tiêu cực đến môi trường, tăng giá trị kinh tế.
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như 2
Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Ths. Vũ Hải Yến
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Những thập niên gần đây nhờ biết áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nên năng tăng lên rất cao và đưa Việt Nam trở thành nước xuất khẩu gạo đứng thứ 2 trên thế giới. Năm 2010, sản lượng lúa của nước ta đạt gần 40 triệu tấn như vậy lượng vỏ trấn phát sinh khoảng 8 triệu tấn. Đồng bằng sông Cửu Long là khu vực tập trung vỏ trấu nhiều nhất trong cả nước. Khối lượng trấu phát sinh nhiều, với cách tận dụng trấu theo kiểu truyền thống làm chất đốt, phân bón, giá thể... thì lượng vỏ trấu chỉ được tiêu thụ với số lượng rất nhỏ. Trấu thải ra từ các nhà máy xay xát không nơi tiêu thụ, không kho bãi chứa chỉ còn cách tuồn xuống kênh rạch, sông ngòi. Hậu quả làm ô nhiễm môi trường nước và mùi hôi làm ảnh hưởng đến đến sinh hoạt của người dân. Do vậy, phải tính đầu ra cho trấu. Đã hàng loạt những công trình nghiên cứu, tận dụng nguồn trấu lớn của vựa lúa lớn nhất nước làm nguyên liệu để phục vụ sản xuất, đời sống được triển khai thực tế. Và nhiều doanh nghiệp, cơ sở sản xuất, người dân đã làm giàu từ nguồn phế phẩm này. Song vẫn không tiêu thụ hết được, vì khối lượng trấu phát sinh ra quá lớn. Thêm vào đấy, nông nghiệp nước ta còn mang tính nhỏ lẻ nên gặp khó khăn trong việc thu gom. Vì vậy trấu thải ra vẫn cứ tồn tại như một loại chất độc, đe doạ từng ngày cuộc sống và môi trường vẫn diễn ra ở Đồng bằng sông Cửu Long.
Từ hiện trạng tình hình xử lý vỏ trấu và rơm rạ lãng phí, không mang lại giá trị kinh tế, gây ô nhiễm môi trường như trên, trong khi đó, tro trấu, rơm rạ chứa SiO2, là chất rất cần thiết cho ngành xây dựng và một số ngành khác nhưng giá thành nhập khẩu lại cao.
Chính vì vậy, cần có những phương pháp, những nghiên cứu khả thi, hiệu quả để tận dụng nguồn vỏ trấu và rơm và đề tài "Nghiên cứu tinh luyện SiO2 từ vỏ trấu, rơm để sản xuất vật liệu xây dựng" hướng đến mục tiêu tạo ra loại vật liệu xây dựng chất lượng cao, thân thiện với môi trường từ phế phẩm nông nghiệp như trấu và rơm , nhằm tận dụng các phế phẩm này như nguồn nguyên liệu hiệu quả, bền vững, tạo điều kiện phát triển vùng nông thôn, cũng như cải thiện tình trạng ô nhiễm môi trường do các phế phẩm này gây ra.
2. Mục tiêu của đề tài:
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như 3
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Hải Yến
- Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp cụ thể là vỏ trấu và rơm để tinh chế SiO2 nhằm tạo ra vật liệu xây dựng chất lượng cao.
- Tìm ra ngưỡng tối ưu trong tỷ lệ phối trộn giữa phụ gia là SiO2 tinh chế và ximăng.
3. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan về tình hình phế phẩm nông nghiệp hiện nay.
- Tìm hiểu về nguồn gốc, hiện trạng, hình thức thu gom, xử lý và tái chế vỏ trấu, rơm rạ.
- Thu thập nhu cầu của ngành vật liệu xây dựng trong nước và thế giới, cách đánh giá chất lượng vật liệu xây dựng.
- Đo đạc tính chất cơ lý, hóa học của vật liệu xây dựng làm từ tro trấu, rơm rạ.
- Tìm ra ngưỡng tối ưu trong tỷ lệ phối trộn SiO2 tinh chế từ tro trấu, rơm rạ trong việc sản xuất vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
- Đối tượng nghiên cứu: Thí nghiệm và ứng dụng trên vỏ trấu và rơm rạ.
- Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong các lĩnh vực sau: Nguồn vỏ trấu, rơm rạ thu gom trong khu vực Huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre. Làm mẫu thử là vữa (kích thước 40x40x160mm, gồm 450g ximăng, 1350g cát, 225g nước)
không nghiên cứu làm các loại vật liệu xây dựng khác.
5. Địa điểm và thời gian thí nghiệm
Địa điểm nghiên cứu: Trong phòng thí nghiệm Khoa CNSH – Thực phẩm - Môi trường của Trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh.
Thời gian nghiên cứu: Bắt đầu từ ngày 20/6/2016 đến ngày 1/8/2016
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1 Phương pháp luận
- Dựa trên nguyên tắc tái chế phế phẩm nông nghiệp là vỏ trấu và rơm rạ để làm vật liệu xây dựng.
- Dựa trên tiêu chuẩn vật liệu xây dựng đòi hỏi.
- Dựa trên thành phần đầu vào của phế phẩm nông nghiệp và tiêu chuẩn cần thiết của vật liệu xây dựng, nghiên cứu đã tiến hành tinh luyện mẫu phế phẩm nông
SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như 4
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Hải Yến
nghiệp bằng phương pháp vật lý và hóa học, sau đó kiểm tra tính chất của vật liệu, phối trộn, đúc mẫu và kiểm tra độ chịu lực của vật liệu
6.2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập dữ liệu: tiến hành thu thập, sưu tầm các thông tin, tài liệu, số liệu, có liên quan đến nội dung nghiên cứu từ các tạp chí, sách báo, giáo trình, internet,...
- Phương pháp thực nghiệm: sơ chế, điều chế mẫu; xác định tính chất mẫu, đúc mẫu, đo tính cơ lý của mẫu vữa.
- Phương pháp phân tích: lựa chọn và tổng hợp lại các số liệu làm cơ sở cho quá trình thực hiện đề tài.
- Phương pháp tính toán: tính toán những số liệu thu thập, kết quả làm thực nghiệm. - Phương pháp đánh giá: nhận xét, đánh giá kết quả từ những số liệu thu thập và kết quả làm thực nghiệm.
7. Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn.
7.1 Ý nghĩa khoa học
- Tạo ra quy trình tinh luyện để thu vật liệu tinh khiết
- Tận dụng nguồn phế phẩm nông nghiệp để tạo ra sản phẩm vật liệu xây dựng chất lượng cao
7.2 Ý nghĩa thực tiễn
- Giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường từ phế phẩm nông nghiệp
- Tạo ra vật liệu xây dựng chất lượng cao, giá thành thấp
- Quy trình hợp lý, tiết kiệm, thân thiện môi trường
8. Kết cấu đề tài:
Đồ án ngoài phần Mở đầu, Kết luận – kiến nghị còn bao gồm các chương như
sau:
Chương 1: Tồng quan về vật liệu.
Chương 2: Tổng quan về tình hình nghiên cứu. Chương 3: Phương pháp nghiên cứu.
Chương 4: Kết quả, thảo luận.
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẬT IỆU.
1.1 Tổng quan về phế phẩm nông nghiệp.
1.1.1 Định nghĩa về phế phẩm nông nghiệp.
Phế phẩm nông nghiệp là chất thải phát sinh trong quá trình hoạt động nông nghiệp.
1.1.2 Nguồn gốc phát sinh phế phẩm nông nghiệp.
Phế phẩm nông nghiệp phát sinh trong quá trình chế biến các loại cây công nghiệp, cây lương thực, cây hoa màu, sản xuất hoa quả, thực phẩm, sinh ra từ hoạt động chăn nuôi,...
1.1.3 Phân loại phế phẩm nông nghiệp.
1.1.3.1 Bã nông nghiệp.
Chất thải nông nghiệp là các chất dư thừa sau các vụ thu hoạch. Chúng có thể được thu gom với các thiết bị thu hoạch thông thường cùng lúc hay sau khi gặt hái. Các chất thải nông nghiệp bao gồm thân và lá bắp, rơm rạ, vỏ trấu, mía,... Ở một số nơi, đặc biệt những vùng khô, các chất bã cần được giữ lại nhằm bổ sung các chất dinh dưỡng cho đất cho vụ mùa kế tiếp. Tuy nhiên, đất không thể hấp thu hết tất cả các chất dinh dưỡng từ cặn bã, các chất bã này không được tận dụng tối đa và bị mục rữa làm thất thoát năng lượng.
Vỏ trấu
Bã mía
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Vũ Hải Yến
1.1.3.2 Chất thải từ chăn nuôi gia súc.
Chất thải từ chăn nuôi gia súc, như phân trâu, bò, heo và gà, có thể được chuyển thành gas hay đốt trực tiếp nhằm cung cấp nhiệt và sản xuất năng lượng. Phần lớn phân gia súc có hàm lượng methane khá cao nên các bánh phân được dùng như nhiên liệu cho việc nấu nướng. Tuy vậy, phương pháp này khá nguy hiểm vì các chất độc hại sinh ra từ việc đốt phân là nguy hại đối với sức khỏe người tiêu dùng, là nguyên nhân gây ra 1,6 triệu người chết mỗi năm ở các nước đang phát triển. Các chất thải gia súc có thể được sử dụng để sản xuất ra nhiều loại sản phẩm và tạo ra điện năng thông qua các phương pháp tách methane và phân hủy yếm khí.
1.1.3.3 Thu gom, xử lý và tái chế phế phẩm nông nghiệp.
Bên cạnh mức tăng trưởng xuất khẩu nông sản thì các phụ, phế phẩm trong quá trình chế biến các loại cây công nghiệp, sản xuất hoa quả, thực phẩm, phân gia súc, gia cầm... cũng rất đa dạng về chủng loại và phong phú về số lượng. Và đó cũng là nỗi lo về các bãi chứa, đầu ra cho các phế phẩm nông nghiệp sau thu hoạch như rơm rạ, vỏ trấu, thân cây chuối, xơ dừa, bã mía, lõi ngô, phân gia súc,... Số liệu hàng trăm ngàn tấn nông sản xuất khẩu hàng năm, tương ứng với con số gấp nhiều lần như thế về phế phẩm nông nghiệp thải ra môi trường sẽ là vấn nạn về rác, đe dọa ô nhiễm môi trường cho các tỉnh đang có thế mạnh về sản xuất nông nghiệp.
Do đặc thù của sản xuất nông nghiệp của nước ta hiện nay vẫn mang tính nhỏ lẻ, phân tán, nên việc thu gom, phân loại phụ, phế thải rất khó khăn. Còn các cơ sở chế biến nông sản, thực phẩm thì chủ yếu tập trung đầu tư cho dây chuyền sản xuất chính, ít quan tâm tận thu, tái chế sử dụng lại phụ, phế phẩm trong quá trình sản xuất. Nhiều doanh nghiệp còn sản xuất trong điều kiện không bảo đảm vệ sinh môi
1.5 Tổng quan về phụ gia trong vật liệu xây dựng.
Cùng với sự phát triển không ngừng của đất nước, nền công nghiệp nước ta đang ngày càng lớn mạnh, đặc biệt là từ sau khi nước ta gia nhập tổ chức thương mại thế giới WTO. Các công trình xây dựng công nghiệp, dân dụng, công trình công cộng... ngày càng nhiều. Kéo theo đó là nhu cầu vật liệu xây dựng nói chung và xi măng nói riêng ngày càng cao cả về số lượng lẫn chất lượng. Nhà nước đã có chính sách ưu tiên phát triển nghành xi măng bằng nguồn vốn trong nước kết hợp liên doanh nước ngoài, tiếp thu công nghệ tiến thế giới. Trong công nghệ sản xuất xi măng, việc sử dụng nguyên liệu hay hoá chất để pha vào phối liệu hay cho vào nghiền chung với clinker là rất cần thiết, nhằm mục đích cải thiện công nghệ nghiền, nung hay tính chất của sản phẩm. Ngoài ra còn góp phần hạ giá thành sản phẩm và tăng sản lượng. Nắm bắt được sự cần thiết, quan trọng của viêc sử dụng phụ gia trong công nghệ sản xuất xi măng portland từ đó khái quát được các loại phụ gia, lựa chọn một cách phù hợp loại phụ gia ứng với việc sản xuất mỗi loại xi măng đáp ứng nhu cầu xây dựng trong nuớc và nước ngoài.
1.6 Tổng quan về sử dụng phụ gia tại Việt Nam
1.6.1 Nhu cầu về sử dụng phụ gia
Ngày nay trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì nhu cầu về chỉnh trang xây dựng cơ sở hạ tầng tạo ra một diện mạo mới cho đất nước, thu hút vốn đầu tư nước ngoài đang diễn ra mạnh mẽ như các khu công nghiêp, khu vui chơi giải trí, trung tâm thương mại, các cao ốc...đang được xây dựng khắp nơi. Trước tình hình này thì nhu cầu về vật liệu xây dựng cũng tăng theo trong đó xi măng là không thể thiếu. Sử dụng xi măng portland thông thường là cách sản xuất quen thuộc trong ngành xây dựng không chỉ có ở Việt Nam mà còn ở hầu hết các nước trên thế giới. Sự tăng trưởng không ngừng của các nền kinh tế then chốt trên thế giới khiến nhu cầu vật liệu xây dựng ngày càng tăng. Điều này ảnh hưởng sâu sắc đến tổng lượng phát thải khí nhà kính trên toàn cầu vì cứ mỗi tấn xi măng được sản xuất ra thì khoảng 1,89 tấn CO2 phát thải. Để hướng tới một ngành công nghiệp xi măng "xanh", các chuyên gia nhấn mạnh sự thay đổi cần diễn ra đông thời trên cả hai mặt: sản xuất và tiêu dùng. Tuy nhiên, những vật liệu thay thế tiên tiến và truyền thống cho xi măng pooclăng có thể giảm khí CO2 từ 20 đến
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links