Báo cáo khoa học nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của nhà máy đường vị thanh

Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

BÁO CÁO KHOA HỌC
ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT GẠCH THỨ CẤP TỪ
BÃ BÙN THẢI CỦA NHÀ MÁY ĐƯỜNG VỊ THANH”
I. THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI
1. Tên đề tài: Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy
đường Vị Thanh.
2. Mã số:
3.Thời gian thực hiện: tháng 09/2005 đến tháng 11/2007.
4. Cấp quản lý: Cấp tỉnh.
5. Kinh phí: 100.000.000 đ (Một trăm triệu đồng).
Trong đó, từ ngân sách sự nghiệp khoa học: 100.000.000 đồng.
6. Thuộc chương trình:
7. Chủ nhiệm đề tài:
Họ và tên: Lê Mỹ Hạnh.
Học hàm/ học vị: Kỹ sư Môi trường.
Chức danh khoa học:
Điện thoại: 07113.580787 (cơ quan), Fax: 07113. 870561
Mobile: 0918 123096
Email:
Địa chỉ cơ quan: KV3- P.5- Thị xã Vị Thanh - Tỉnh Hậu Giang.
Địa chỉ nhà riêng: Số 38 - Nguyễn Công Trứ - Tx Vị Thanh - Hậu Giang.
Điện thoại nhà riêng: 07113. 877987.
8. Cơ quan chủ trì đề tài: Trung tâm Thông tin và Ứng dụng KHCN.
Điện thoại: 07113. 580787

Fax: 07113. 870 561

Địa chỉ cơ quan: 255 – Đường Trần Hưng Đạo – Phường 5 - Thị xã Vị
Thanh - Tỉnh Hậu Giang.

1


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

II. CÁC TỔ CHỨC VÀ CÁ NHÂN THAM GIA ĐỀ TÀI
TT
Họ và tên
A Chủ nhiệm đề tài:
Lê Mỹ Hạnh
B Cán bộ tham gia nghiên cứu:

Cơ quan công tác
Trung tâm TT & ƯDKHCN Hậu Giang

1 Mai Lương Quốc Doanh
2 Nguyễn Thị Kiều
3 Huỳnh Ngọc Yến

Trung tâm TT & ƯDKHCN Hậu Giang

4 Đàm Thị Nhung
5 Huỳnh Tấn Vụ
C Chuyên gia:

Khoa Công nghệ - Đại học Cần Thơ.

III. MỞ ĐẦU
1. Sơ lược về địa điểm nghiên cứu

Nhà máy Đường Vị Thanh là một trong những nhà máy sản xuất đường lớn
của tỉnh và cả khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long với công suất hiện tại lên đến
3500 tấn mía cây trên ngày. Nhà máy sản xuất với một công nghệ tương đối hiện
đại nhưng chưa khép kín. Sơ đồ công nghệ sản xuất đường tại Nhà máy đường
Vị Thanh được mô tả như sau:
Mía nguyên
liệu

Công đoạn
làm sạch nước
mía

Công đoạn ép
mía

Công đoạn
nấu đường

Nước mía hỗn hợp => vôi
hóa => Trung hòa => Lắng
lọc => Bã bùn + Dịch lọc

Cân => Băm => Ép =>
Làm sạch nước mía =>
Bã mía

Hình 1: Sơ đồ công nghệ sản xuất đường tại Nhà máy Đường Vị Thanh
Theo Báo cáo hiện trạng môi trường của Nhà máy đường Vị Thanh năm
2007 thì trong bùn lọc (hay bã bùn) của Nhà máy là chất thải của công đoạn làm
2

Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

trong nước mía thô, chiếm khoảng 175 tấn/ngày. Trong bùn lọc chứa nhiều chất
hữu cơ (từ 25 – 50%) như protein, polysacarit, lipid … Ngoài ra, bùn lọc còn có
các hóa chất kết tủa như CaSO3, Ca3(PO4)2 … Với thành phần như vậy thì bùn
thải là một hỗn hợp phức tạp khó phân hủy và gây mùi hôi làm ô nhiễm môi
trường xung quanh. Lượng bùn này được chứa riêng tại khu chứa bùn thải của
đơn vị rộng khoảng 3 ha.
Vấn đề là bã bùn thải khi bị phân hủy bởi vi khuẩn thì sinh ra mùi hôi rất
nặng và khó chịu làm ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe của người dân
trong khu vực nhà máy. Ngoài ô nhiễm bởi mùi hôi, bã bùn còn là nguyên nhân
gây ô nhiễm không khí và nguồn nước trong khu vực.
Trong những năm qua, nhà máy đã đầu tư máy móc, trang thiết bị nhằm tận
dụng bã bùn để sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh, nhưng dự án này tỏ ra không
hiệu quả vì thiếu thị trường tiêu thụ đồng thời cũng không sử dụng hết lượng bã
bùn đã thải ra. Do vậy, vấn đề ô nhiễm cũng chưa được giải quyết triệt để.
Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của nhà máy đường Vị
Thanh là cách giải quyết vấn đề một cách căn cơ vì biến bã bùn thành nguyên
liệu để sản xuất gạch, khắc phục triệt để tình trạng ô nhiễm môi trường do bãi
chứa bùn thải gây ra. Hơn nữa, gạch là một mặt hàng dễ dàng tiêu thụ trên thị
trường, mà lợi thế của loại gạch được sản xuất từ bã bùn thải của nhà máy đường
Vị Thanh là do tận dụng được toàn bộ các phụ phế phẩm từ sản xuất lại thích
hợp hoàn toàn với công nghệ của nhà máy nên chi phí sản xuất rất thấp, tăng tính
cạnh tranh trên thị trường rất lớn.
2. Sơ lược quá trình chế tạo gạch xây
Gốm xây dựng bao gồm rất nhiều loại với các công dụng và tính chất khác
nhau, trong đó gạch xây là loại thông dụng nhất, có công nghệ sản xuất đơn giản
nhất. Công nghệ sản xuất gạch bao gồm 5 giai đoạn:

+ Khai thác nguyên liệu;
+ Nhào trộn;
3


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

+ Tạo hình;
+ Phơi sấy;
+ Nung;
+ Làm nguội ra lò.
a. Khai thác nguyên liệu
Thông thường, nguyên liệu chính để sản xuất gạch là đất sét hoặc các chất
có thành phần sét dẻo. Ngoài ra, tùy thuộc vào yêu cầu của sản phẩm, tính chất
của đất mà có thể dùng thêm các loại phụ gia phù hợp.
Thành phần chính của đất sét là các khoáng alumôsilicat ngậm nước
(nAl2O3.mSiO2.pH2O), chúng được tạo thành do fenfat bị phong hóa. Tùy theo
điều kiện môi trường mà các khoáng tạo ra có thành phần khác nhau, khoáng
caolinit 2SiO2.Al2O3.2H2O và khoáng montmôrilonit 4SiO2.Al2O3.nH2O là 2
khoáng quyết định những tính chất quan trọng của đất sét như độ dẻo, độ co, độ
phân tán, khả năng chịu lửa. Đôi khi trong đất sét còn có cả khoáng dẻo halozit
(2SiO2.Al2O3.4H2O).
Ngoài ra, trong đất sét còn chứa các tạp chất vô cơ và hữu cơ như thạch anh
(SiO2), Cacbonat (CaCO3, MgCO3), các hợp chất sắt Fe(OH) 3, FeS2, tạp chất hữu
cơ ở dạng than bùn, bitum. Các tạp chất đều ảnh hưởng không tốt đến tính chất
của đất sét.
Màu sắc của đất sét là do tạp chất vô cơ và hữu cơ quyết định, thường đất
sét có màu trắng, xám xanh, nâu, đen.
Tính chất chủ yếu của đất sét bao gồm tính dẻo khi nhào trộn với nước, sự
co thể tích dưới tác dụng của nhiệt và sự biến đổi lý hóa khi nung. Chính nhờ có

sự thay đổi thành phần khoáng vật trong quá trình nung mà sản phẩm gạch có
tính chất khác hẳn tính chất của nguyên liệu ban đầu. Sau khi nung thành phần
khoáng cơ bản của vật liệu gốm là mulit (3Al 2O3.2SiO2). Đây là khoáng làm cho
sản phẩm có cường độ cao và bền nhiệt.

4


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

Trong quá trình sản xuất gạch, đôi khi người ta còn thêm vào các vật liệu
phụ nhằm tăng chất lượng của gạch được sản xuất. Một số vật liệu phụ thường
thấy như:
+ Vật liệu gầy pha vào đất sét nhằm giảm độ dẻo, giảm độ co sấy và nung.
Vật liệu gầy thường là samốt, đất sét nung non, cát, xỉ hoạt hóa.
+ Phụ gia cháy như: mùn cưa, bã giấy. Các thành phần này có tác dụng làm
tăng độ rỗng của sản phẩm gạch và quá trình gia nhiệt đồng đều hơn. Các loại
phụ gia hoạt động bề mặt, đất sét có độ dẻo cao, đất bentonít đóng vai trò là phụ
gia tăng dẻo cho đất sét.
+ Phụ gia hạ nhiệt độ nung: có tác dụng hạ thấp nhiệt độ kết khối làm tăng
cường độ và độ đặc của sản phẩm. Phụ gia hạ nhiệt độ nung thường dùng là
fensfat, pecmatit, canxit, …
Đất được khai thác để làm gạch là loại đất sét tương đối ổn định. Trước khi
khai thác cần phải loại bỏ 0,3 – 0,4m lớp đất trồng trọt ở bên trên. Việc khai thác
có thể dùng thủ công hoặc dùng máy ủi, máy đào, máy cạp. Đất sét sau khi khai
thác được ngâm ủ trong kho nhằm tăng tính dẻo và độ đồng đều của đất sét.
b. Nhào trộn nguyên liệu
Quá trình nhào trộn sẽ làm tăng tính dẻo và độ đồng đều cho đất sét, giúp
cho việc sản xuất được dễ dàng và chất lượng sản phẩm tốt. Trong nhào trộn
thường dùng các loại máy cán thô, cán mịn, máy nhào trộn, máy 1 trục, 2 trục.

Trong quá trình nghiên cứu sản xuất gạch từ bã bùn thải của Nhà máy
đường Vị Thanh, công đoạn nhào trộn nguyên liệu trải qua các quá trình sau:
+ Quá trình loại bỏ các chất rắn có kích cỡ lớn (đá, sỏi, vụn than …): bã bùn
được sàng bằng loại rây sàng cát trong xây dựng. Sau khi sàng xong ta sẽ có bã
bùn tương đối mịn và xốp.
+ Quá trình trộn đều bã bùn và đất sét: mục đích để đất sét thêm vào được
trộn đều với bã bùn tạo sự đồng nhất trong nguyên liệu. Dùng máy trộn vật liệu
xây dựng để thực hiện công việc này.
5


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

+ Quá trình nhào đất: được thực hiện bằng máy đùn đất. Quá trình này giúp
hỗn hợp nguyên liệu (gồm bã bùn và đất sét) được liên kết chặt chẽ hơn nhằm
tăng chất lượng gạch sản xuất.
c. Tạo hình
Gạch được tạo hình bằng cách dùng máy ép lentô (máy đùn ruột gà).
Nguyên liệu (đất) được nén dưới áp lực lớn và đi qua khuôn tạo hình gạch. Chất
lượng viên gạch thành phẩm cũng được quyết định một phần rất lớn bởi máy đùn
gạch. Nếu sử dụng máy đùn loại cũ hoặc thủ công thì bề mặt viên gạch kém nhẵn
bóng, hai đầu gạch không đồng nhất, đặc biệt là có nhiều vết xước dọc theo các
cạnh làm cho chất lượng viên gạch không cao.
Được biết hiện nay có một số loại máy đùn gạch được cải tiến hoặc công
nghệ mới hoàn toàn sẽ cho ra những viên gạch có bề ngoài nhẵn, bóng, đẹp, ít
lỗi, nâng cao chất lượng viên gạch được sản xuất ra.

Hình 2: Sản xuất gạch với nguyên liệu bã bùn bằng máy đùn ruột gà
d. Phơi sấy

6


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

Gạch mộc sau khi tạo hình có độ ẩm rất lớn, nếu mang đi nung ngay gạch sẽ
bị nứt tách do mất nước đột ngột. Vì vậy, phải phơi sấy để giảm độ ẩm cho gạch
mộc và có độ cứng cần thiết để tránh biến dạng khi xếp vào lò nung.
Nếu phơi gạch tự nhiên trong nhà giàn hay ngoài sân thì thời gian phơi mất
từ 10 đến 15 ngày (trong mùa nắng).
Nếu gạch được sấy bằng hơi nóng nhân tạo thì thời gian từ sấy đến khi
chuyển xếp vào lò nung mất từ 18 đến 24 giờ. Việc sấy gạch bằng lò sấy giúp
cho quá trình sản xuất được chủ động, không phụ thuộc vào thời tiết, năng suất
cao, chất lượng sản phẩm tốt.
Đối với Nhà máy Đường Vị Thanh, khí nóng được thải ra sau quá trình sản
xuất (nhiệt độ dưới 750C) rất thích hợp để sấy gạch chủ động.
e. Nung và làm nguội
Đây là công đoạn quan trọng nhất quyết định chất lượng của gạch.
Quá trình nung gồm các công đoạn:
+ Đốt nóng lò đến nhiệt độ 450 0C, gạch bị mất nước, tạp chất hữu cơ bị
cháy.
+ Nung và giữ nhiệt: Nhiệt độ lên đến 1000 0 – 15000C, đây là quá trình biến
đổi của các thành phần khoáng tạo ra sản phẩm có cường độ cao, màu sắc đỏ
hồng.
+ Làm nguội: quá trình làm nguội phải từ từ để tránh nứt tách sản phẩm.
Khi ra lò, nhiệt độ của gạch khoảng 50 – 550C.
Có 02 kiểu lò nung gạch đang được sử dụng phổ biến hiện nay là: lò gián
đoạn và lò nung liên tục.
Lò nung gián đoạn thường là loại lò thủ công, công suất nhỏ. Trong lò này,
gạch được nung thành từng mẻ. Chất lượng gạch được sản xuất từ loại lò này

thường thấp và không đồng nhất.
Lò nung liên tục thường được sử dụng là lò vòng (lò Hopman) và lò
Tuynen. Gạch được xếp lò, nung và ra lò liên tục trong cùng một thời gian, do
7


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

đó, năng suất cao, hơn nữa, chế độ nhiệt lại được ổn định nên chất lượng sản
phẩm cao và đồng nhất.
Chất lượng gạch sản xuất ra phụ thuộc rất nhiều vào loại lò nung. Trong đề
tài này, do điều kiện Hậu Giang không phải là tỉnh phát triển về ngành sản xuất
gạch nên Ban chủ nhiệm đề tài đã chọn một lò nung thủ công quy mô nhỏ để sản
xuất nên chất lượng gạch chưa cao lắm.
IV. TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI
NƯỚC
Gạch là một vật liệu xây dựng phổ thông trên toàn thế giới. Ở tất cả các
quốc gia, tùy vào điều kiện tự nhiên mà người ta nghiên cứu sản xuất gạch bằng
nhiều loại nguyên liệu khác nhau, nhưng phổ biến nhất vẫn là đất sét nung.
Ngày nay, dưới sức ép của vấn đề rác thải môi trường, người ta bắt đầu
nghiên cứu sản xuất các loại vật liệu xây dựng từ rác thải nhằm hạn chế việc khai
thác các tài nguyên thiên nhiên, đồng thời giảm chi phí xử lý chất thải.
1. Trên thế giới

Hình 3: Gạch làm từ bùn cống thải

Weng Huanxin, một giáo sư Đại học Chiết Giang, Trung Quốc đã phát triển
thành công phương pháp mới biến bùn thành những vật liệu không độc để làm
gạch và xi măng với giá rẻ.
Bùn đang trở thành mối đe dọa với hơn 700 thành phố của Trung Quốc. Chỉ

riêng Bắc Kinh đã tạo ra hơn 1.000 tấn mỗi ngày, Thượng Hải 700 tấn và Thâm

8


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

Quyến là 300 tấn. Ước tính bùn thải của Trung Quốc sẽ tăng trung bình 10 đến
15% mỗi năm.
Hầu hết bùn được chất đống trong các bãi thải, chiếm diện tích lớn và có thể
gây ô nhiễm. Theo công nghệ mới của Weng, bùn sẽ được làm khô ở nhiệt độ
thấp, trong điều kiện đó các thành phần độc hại bị cố định vĩnh viễn và không
bay hơi. Sau đó bùn được nén thành các hạt rắn có kích cỡ hạt đậu.
Các hạt này khi trộn với sét có thể được nung thành những viên gạch nhẹ.
Vì mỗi hạt bùn chứa khoảng 1.500 kcal nhiệt, nên bản thân chúng sẽ góp phần
vào việc duy trì sự cháy và giúp tiết kiệm nhiên liệu nung gạch.
Trong khi đó, các lỗ hổng nhỏ bên trong mỗi hạt bùn sau khi cháy sẽ giúp
làm giảm trọng lượng của gạch và tăng khả năng chịu nén.
2. Trong nước

Hình 4: Gạch làm từ đất sét, tro, mùn cưa
+ Chế tạo “gạch” cách nhiệt từ phế thải: Từ đất sét, tro, mùn cưa, xốp
polystyron, nhóm nghiên cứu Đại học Xây dựng Hà Nội đã chế tạo thành công
gốm xốp cách nhiệt dùng xây nhà cao tầng. Loại gốm xốp này có nhiều ưu điểm
so với vật liệu truyền thống, giá thành chỉ bằng 70% hàng nhập cùng loại và giúp
giữ sạch môi trường.
Trong việc xây dựng nhà cao tầng, vật liệu truyền thống có khối lượng lớn,
gây áp lực cho móng, kéo dài thời gian thi công, tốn kém. Loại gốm xốp mới ra
đời không chỉ có tác dụng cách âm, cách nhiệt mà còn tiết kiệm xi măng, sắt thép
cho các kết cấu dầm, cột, móng..., nhờ đó giảm được khối lượng công trình, nâng

cao tốc độ xây dựng, năng suất lao động.
9


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

Mặt khác, việc sử dụng phế thải để sản xuất gốm xốp vừa giúp làm sạch
môi trường vừa tiết kiệm được lượng đất sét đang ngày càng ít đi. Gốm xốp mới
cũng không cần sử dụng các nguyên liệu quý hiếm như điatômít, trêpen,
vermiculít... nên giảm được giá thành. Mùn cưa và polystyron (tấm xốp lót trong
hộp đựng TV, tủ lạnh...) tuy là một loại phế thải gây ô nhiễm môi trường nhưng
lại rất tốt khi làm phụ gia trong quá trình sản xuất gốm xốp cách nhiệt.
+ Sản xuất gạch lát nền từ chất thải: Từ các chất thải rắn do nhà máy chế
biến phế thải đô thị thành phố Việt Trì thải ra trong quá trình xử lý rác thải như:
cát, sỏi, thủy tinh vụn dưới 1 cm … và các chất hữu cơ khác, nhóm nghiên cứu
của Xí nghiệp xây dựng Tuổi trẻ Thành phố Việt Trì đã nghiên cứu sản xuất
thành công gạch lát ngoài trời chất lượng cao dùng để lát công viên, đường phố,
vỉa hè. Chi phí và giá thành của một sản phẩm gạch từ rác thải giảm 30% so với
sử dụng các nguyên liệu khác.
+ Sản xuất vật liệu xây dựng từ săm lốp thải: Từ các mẫu hỗn hợp gồm:
cao-su phế thải và chất dẻo phế thải (săm lốp xe) đã nghiền nhỏ, chất hoá dẻo,
bột đá, ZnO, Na2CO3, chất xúc tiến... (theo một số công thức tỷ lệ khác nhau),
nhóm nghiên cứu thuộc Bộ môn Hóa – Đại học Hàng hải đã được thử nghiệm
sản xuất gạch lát đường và bê – tông xây dựng cho kết quả tương đương với các
mẫu bê tông đối chứng.
Cách thức sản xuất như sau: Lốp các loại, săm, các chi tiết, dụng cụ bằng
cao-su phế thải sau khi tách kim loại sẽ được nghiền nhỏ bằng các máy nghiền
trong nước đến kích thước khoảng 0,5x0,5cm. Các loại chất dẻo thải đã được rửa
sạch và phơi khô cũng được nghiền nhỏ đến kích thước đó rồi đưa trộn lẫn caosu và chất dẻo theo tỷ lệ khối lượng thích hợp. Các chất phụ gia, xúc tiến... theo
công thức pha chế trên cũng được cho cả vào nồi nấu là một thùng bằng thép

kích cỡ tuỳ công suất thiết kế, đặt cố định trên bếp đun bằng than. Hệ thống này
có thể đặt trên xe cơ động. Phía trên nắp nồi nấu có ống khói. Phía dưới là cửa
lấy sản phẩm. Trong lòng nồi có thanh khuấy bằng thép. Hỗn hợp được đun nóng
10


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

và khuấy trộn đều đến khi thành khối nhão sẽ được thêm một lượng nhỏ nhựa
đường (0,5-0,7% khối lượng) rồi đun tiếp đến khi chuyển thành một khối nhão
tương đối đồng nhất. Sau đó đổ khuôn và chờ nguội là đã có thành phẩm.
Theo Ashui.com, Thời báo Kinh tế Việt Nam
+ Làm gạch từ rác thải y tế:

Hình 5: Rác thải y tế và gạch làm từ rác thải y tế
Công ty Công trình đô thị Hà Nội đã nghiên cứu và sản xuất gạch thành
công các loại gạch lát nền, xây tường bao an toàn và tiết kiệm.
Quy trình sản xuất như sau: Rác thải y tế các loại được đưa vào lò đốt ở
nhiệt độ trên 11000C cho ra những viên xỉ, sau đó đóng những viên xỉ thành gạch
là có thể mang ra sử dụng.
Loại vật liệu này được sản xuất với số lượng không nhiều vì rác thải sau khi
đốt sẽ co lại còn một thể tích rất nhỏ, do đó, mục đích chính của sản xuất này chỉ
là xử lý một loại chất thải nguy hiểm thành một vật loại vật liệu hữu dụng mà
thôi, hiệu quả kinh tế không cao.
Nguồn: />
V. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Vật liệu nghiên cứu
11

Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

Vật liệu nghiên cứu chính là bã bùn thải từ sản xuất đường của nhà máy
đường Vị Thanh. Vật liệu phụ là đất sét tại khu vực.
Nội dung nghiên cứu chủ yếu là thành phần của các chất có trong hỗn hợp
bùn thải. Với thành phần này có thích hợp để làm gạch hay không? Cần phải
thêm đất sét với tỷ lệ như thế nào cho phù hợp nhằm sản xuất được gạch đạt tiêu
chuẩn Việt Nam?
2. Phương pháp nghiên cứu
- Tiếp cận nghiên cứu: thu thập các tài liệu nghiên cứu trong và ngoài nước
về sản xuất gạch từ nhiều loại vật liệu - đặc biệt là các phế phẩm khác nhau kết
hợp với các kinh nghiệm dân gian Việt Nam về sản xuất gạch và xây dựng nhà
bằng đất, tìm những điều kiện tương đồng áp dụng cho công trình nghiên cứu.
- Phương pháp nghiên cứu: kết hợp học hỏi các tài liệu kỹ thuật xây dựng
với kinh nghiệm dân gian trong làm nhà bằng đất và sản xuất gạch thủ công để
sản xuất sản phẩm thực nghiệm (gạch thứ cấp từ bã bùn thải của NM đường).
- Sản xuất thử nghiệm ở nhiều điều kiện nhiệt độ và tỷ lệ phụ gia khác nhau
sao cho sản phẩm tối ưu ở các mặt: kỹ thuật sản xuất đơn giản, ít hao tốn vật liệu
phụ và có độ bền cao.
- Trong đề tài này không bố trí nghiệm thức gạch đặc sét nung không pha bã
bùn. Chất lượng các sản phẩm sản xuất thử nghiệm được xác định bằng cách gửi
đến phòng thí nghiệm để phân tích mẫu, độ bền VLXD được tính dựa trên
TCVN về gạch đặc sét nung – đối chứng tiêu chuẩn Việt Nam.
Đề tài tiến hành nghiên cứu qua 02 giai đoạn:
- Giai đoạn 1:
 Xác định thành phần của bã bùn được dùng để sản xuất.
 Xác định quy trình sản xuất và phương thức pha trộn phụ gia (đất sét địa
phương) vào thành phần bã bùn.
- Giai đoạn 2:

12


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

 Sản xuất thử gạch thứ cấp dựa trên các kết quả từ giai đoạn 1. Xác định
tính khả thi về kỹ thuật và hiệu quả của đề tài.
VI. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
1. Bố trí các nghiệm thức
a. Nghiệm thức 1: Nén bã bùn trong khuôn nén (kích thước viên gạch được
nén 4.5x9x19 cm), sấy ở nhiệt độ từ 400C đến 800C đến khi khô và cứng.
b. Nghiệm thức 2: Nén bã bùn trong khuôn nén có thêm phụ gia (đất sét địa
phương) ở mức 10% (kích thước viên gạch được nén 4.5x9x19cm), sấy ở nhiệt
độ từ 400C đến 800C đến khi khô và cứng.
c. Nghiệm thức 3: Nén bã bùn trong khuôn nén có thêm phụ gia (đất sét địa
phương) ở mức 20% (kích thước viên gạch được nén 4.5x9x19cm), sấy ở nhiệt
độ từ 400C đến 800C đến khi khô và cứng.
d. Nghiệm thức 4: Nén bã bùn trong khuôn nén có thêm phụ gia (đất sét địa
phương) ở mức 30% (kích thước viên gạch được nén 4.5x9x19cm), sấy ở nhiệt
độ từ 400C đến 800C đến khi khô và cứng.
e. Nghiệm thức 5: Nén bã bùn trong khuôn nén (kích thước viên gạch được
nén 4.5x9x19cm), nung ở điều kiện lò nung (không tiếp xúc với không khí, nhiệt
độ trên 8000C).
f. Nghiệm thức 6: Nén bã bùn trong khuôn nén (kích thước viên gạch được
nén 4.5x9x19cm), thêm phụ gia (đất sét địa phương) mức 10%, nung như
nghiệm thức 5.
g. Nghiệm thức 7: Nén bã bùn trong khuôn nén (như nghiệm thức 5), thêm
phụ gia (đất sét địa phương) ở mức 20%, nung như nghiệm thức 5.
h. Nghiệm thức 8: Nén bã bùn trong khuôn nén (như nghiệm thức 5), thêm
phụ gia (đất sét địa phương) ở mức 30%, nung như nghiệm thức 5.

- Bã bùn chọn thực hiện trong các thí nghiệm được lấy tại NM Đường Vị
Thanh sau khi đã thải ra trên 10 ngày.

13


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

- Đất sét dùng trong các thí nghiệm được lấy từ thị xã Vị Thanh (khu vực
lân cận Nhà máy).
Chỉ tiêu theo dõi:
- Đối với loại gạch không nung: thời gian hình thành gạch; nhiệt độ sấy tối
ưu; thông số độ bền VLXD (độ bền nén, độ bền uốn, độ hút nước, độ cong vênh,
độ sai số).
- Đối với gạch nung: các thông số độ bền VLXD (như trên).
Mỗi nghiệm thức được bố trí thành 01 mẻ (15 viên gạch), 03 lần lặp lại.
2. Phương pháp phân tích độ bền vật liệu xây dựng của gạch
a. Phương pháp xác định độ bền nén của gạch xây
Nguyên tắc: Đặt mẫu thử lên máy nén và nén đến khi mẫu bị phá hủy. Từ
lực phá hủy lớn nhất tính cường độ nén của mẫu thử.
Thiết bị thử: Máy ép thủy lực có bảng lực từ 30 đến 60 tấn, sai số của máy
không lớn hơn ± 2%.
Lấy mẫu thử: Số lượng mẫu thử là 5 viên gạch nguyên trên mỗi lần thử. Với
loại gạch thẻ như trong nghiên cứu này, mẫu thử nén là 2 nửa của viên gạch
nguyên được cắt ngang và chồng lên nhau, hai đầu cắt nằm về 2 hướng khác
nhau. Ngâm các nửa viên gạch vào nước từ 2 – 5 phút. Trộn hồ hoặc vữa ximăng
– cát sao cho có cường độ ở tuổi 3 ngày ≥ 16N/mm 2. Xi măng sử dụng để trộn
vữa theo TCVN 2682:1992. Dùng hồ hoặc vữa đã chuẩn bị để trát phẳng 2 mặt
tiếp xúc của mẫu thử trên. Sau đó dùng miếng kính là (ủi) phẳng cả 2 mặt sao
cho không còn vết lõm và bọt khí. Chiều dày lớp trát ≤ 3mm. Hai mặt trát phải

phẳng và song song với nhau. Sau khi trát, mẫu được đặt trong phòng thí nghiệm
≥ 72 giờ rồi đem thử. Khi thử, mẫu ở trạng thái ẩm tự nhiên.
Tiến hành thử: Trước khi thử nén, phải tiến hành đo mẫu đã chuẩn bị bằng
thước kim loại với sai số các cạnh không lớn hơn 1 mm. Giá trị mỗi kích thước
dài của mẫu được tính bằng trung bình cộng giá trị của 3 lần đo: hai lần đo các
cạnh bên song song trên cùng một mặt và một lần đo đường thẳng nằm giữa. Đặt
14


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

mẫu thử lên trên mặt ép, sao cho tâm mẫu thử trùng với tâm nén dưới của máy
nén. Sau đó, tăng tải trọng ép đều, liên tục bằng 0,2 – 0,3 N/mm 2 trong 1 giây
cho đến khi mẫu bị phá hủy hoàn toàn.
b. Phương pháp xác định cường độ uốn của gạch xây
Nguyên tắc: Đặt mẫu thử lên 2 gối đỡ của phụ kiện thử uốn. Tác dụng lực
lên mẫu qua gối lăn truyền lực ở giữa mẫu thử. Từ lực phá hủy lớn nhất, tính
cường độ uốn của mẫu thử.
Thiết bị thử: Máy thử uốn hoặc máy nén có phụ kiện để thử uốn. Đường
kính các gối lăn không nhỏ hơn 20 mm, chiều dài các gối lăn không nhỏ hơn
chiều rộng mẫu thử.
Chuẩn bị mẫu thử: Số lượng mẫu thử là 5 viên gạch nguyên. Chiều thử uốn
là chiều có kích thước nhỏ nhất của mẫu thử. Ngâm mẫu vào nước từ 2 – 5 phút,
trộn hồ hoặc vữa xi măng – cát sao cho có cường độ nén ở tuổi 3 ngày ≥ 16
N/mm2. Xi măng phù hợp với TCVN 2682:1992. Dùng hồ và vữa vừa trộn để
trát (trét) phẳng 3 vị trí của gối lăn. Sau đó dùng miếng kính để là (ủi) phẳng các
chỗ trát (trét) sao cho không còn vết lõm và bọt khí. Chiều dày lớp trát không lớn
hơn 3 mm, chiều rộng lớp trát từ 20 – 30 mm. Sau khi trát, mẫu được đặt trong
phòng thí nghiệm không ít hơn 72 giờ rồi đem thử. Khi uốn, mẫu có độ ẩm tự
nhiên.

Tiến hành thử: Đo kích thước mẫu thử chính xác đến 1 mm. Chiều cao mẫu
thử là giá trị trung bình cộng 2 lần đo chiều cao của 2 mặt cạnh ở khoảng giữa
mẫu thử (không tính lớp trát), chiều rộng của mẫu là giá trị trung bình cộng 2 lần
đo chiều rộng mặt trên và mặt dưới. Đặt mẫu thử trên 2 gối lăn, sao cho các gối
lăn tiếp xúc hết vào phần vữa trát, khoảng cách L = 180 – 200 mm. Gối lăn
truyền lực phải ở giữa 2 gối lăn đó.
c. Phương pháp xác định độ hút nước của gạch xây
Nguyên tắc: Ngâm mẫu thử đã được sấy khô vào nước cho tới khi bảo hòa.
Xác định tỷ lệ % lượng nước mẫu thử đã hút và so với mẫu khô.
15


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

Thiết bị thử: Tủ sấy đến 2000C có khống chế được nhiệt độ, cân kỹ thuật
chính xác đến 1g, thùng hay bể để ngâm mẫu.
Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử: Số lượng mẫu thử là 5 viên gạch trên mỗi lần
thử. Trước khi thử, các viên gạch được dùng bàn chải quét sạch và sấy khô đến
khối lượng không đổi ở nhiệt độ = 105 – 110 0C (thông thường thời gian sấy
không ít hơn 24 giờ). Khối lượng không đổi là hiệu số giữa 2 lần cân liên tiếp
không lớn hơn 0,2%, thời gian giữa 2 lần cân liên tiếp không nhỏ hơn 3 giờ.
Tiến hành thử: Đặt mẫu thử đã khô và nguội theo chiều thẳng đứng vào
thùng hoặc bể nước có nhiệt độ = 27 ± 20C. Khoảng cách giữa các viên gạch và
cách thành bể 10 mm. Nước phải ngập mẫu thử ít nhất 20 mm. Thời gian ngâm
mẫu là 24 giờ. Khi vớt mẫu ra, dùng khăn ẩm lau bề mặt mẫu và cân mẫu đã bảo
hòa nước. Thời gian từ khi vớt mẫu cho tới khi cân không quá 3 phút.
d. Phương pháp xác định khối lượng riêng của gạch
Nguyên tắc: Đổ bột mẫu vào bình và đo thể tích chất lỏng dâng lên để xác
định thể tích của lượng mẫu đó, từ đó tính được khối lượng.
Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử: Số lượng mẫu thử là 2 viên gạch. Đập nhỏ

viên gạch để lấy khoảng 150 g (từ 8 đến 10 mảnh vỡ). Nghiền mịn các mảnh
mẫu cho lọt qua sàng có kích thước lỗ 0,25 mm. Sấy khô đến khối lượng không
đổi ở nhiệt độ 105 – 1100C (thường thời gian sấy khô nhỏ hơn 6 giờ). Khối lượng
không đổi của mẫu thử là khối lượng mà hiệu số giữa 2 lần cân kế tiếp nhau
không lớn hơn 0,01 g, thời gian giữa 2 lần cân kế tiếp nhau không nhỏ hơn 3 giờ.
Sau đó mẫu thử được để nguội đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm và giữ mẫu
đó cho đến khi đem thử.
Tiến hành thử: Đổ dầu hỏa vào bình đến vạch “0”, đặt bình khối lượng riêng
vào chậu nước có nhiệt độ = 27 ± 2 0C, mức nước trong chậu ngang với mức dầu
trong bình. Sau 10 phút lấy ra đọc mức dầu trong bình.
Cân khoảng 60 g chính xác đến 0,01 g mẫu đã được chuẩn bị. Dùng muỗng
nhỏ đổ từ từ lượng nhỏ qua phễu vào bình cho đến khi mức chất lỏng lên đến
16


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

phần chia độ trên. Ghi thể tích chất lỏng bị mẫu thử chiếm chỗ. Trước khi ghi thể
tích phải xoay bình độ 10 phút để đuổi hết không khí ra ngoài và đặt bình vào
chậu nước ở nhiệt độ = 27 ± 20C khoảng 10 phút để nhiệt độ trung bình bằng
nhiệt độ của chậu nước. Cân lượng bột gạch còn lại để xác định lượng đã cho
vào bình, chính xác đến 0,01 g.
e. Phương pháp xác định độ rỗng của gạch xây
Nguyên tắc: Dùng cát để xác định tổng thể tích lỗ rỗng của mỗi mẫu thử, từ
đó xác định tỷ lệ % thể tích lỗ rỗng của mẫu thử (cả phần đặc và phần rỗng).
Thiết bị thử: Cân kỹ thuật có độ chính xác đến 1g; Thước đo có độ chính
xác đến 1 mm; Cát đen, cát vàng hoặc cát tiêu chuẩn ở trạng thái khô; Miếng
giấy hoặc miếng mút có kích thước 60 x 60 cm.
Lấy mẫu: Số lượng mẫu thử lấy là 5 viên gạch nguyên.
Tiến hành thử: Đo kích thước chiều dài, rộng và chiều cao của mẫu thử. Trị

số đo của mỗi chiều là giá trị trung bình của 4 cạnh cùng chiều đó. Đầu tiên, trải
miếng mút lên mặt phẳng và phủ miếng giấy lên trên. Đặt mẫu thử lên miếng
giấy theo chiều có lỗ rỗng lên trên. Đổ cát vào các lỗ rỗng của mẫu thử. Cát phải
rơi tự nhiên theo phương thẳng đứng, miệng phễu đổ cát cách miệng lỗ rỗng 10
cm. Không được lắc hoặc làm rung động mẫu thử. Sau đó, gạt cát cho bằng
miệng lỗ rỗng, dùng bàn chải quét sạch cát trên miếng giấy. Nhấc mẫu thử lên
cho cát rơi gọn trên miếng giấy rồi cân lượng cát đó.
f. Phương pháp xác định vết tróc do vôi của các loại gạch xây
Nguyên tắc: Đặt mẫu thử vào nơi có độ ẩm tự nhiên 90 – 100% trong 48
giờ, sau đó đếm và đo kích thước vết tróc do vôi nở ra.
Thiết bị thử: Thước có độ chính xác đến 1 mm.
Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử: Số lượng mẫu thử là 5 viên gạch nguyên. Đổ
nước vào thùng hoặc bể, mực nước phải ở dưới lưới thép. Đặt mẫu thử lên trên
lưới thép. Đậy nắp thùng hoặc bể lại rồi để yên trong 48 giờ.

17


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

Tiến hành thử: Sau 48 giờ, lẫy mẫu ra đếm, đo đường kính các vết tróc nở
do vôi ở 6 mặt của mẫu.
3. Kết quả thực hiện
a. Dạng kết quả dự kiến của đề tài
Báo cáo kết quả đề tài: công thức và điều kiện tối ưu để sản xuất gạch thứ
cấp từ bã bùn thải của NM đường; các đặc tính kỹ thuật của sản phẩm tạo thành;
các điều kiện khác có liên quan đến quá trình nghiên cứu và sản xuất gạch thứ
cấp từ bã bùn thải của NM đường. Báo cáo sơ bộ hiệu quả kinh tế của đề tài
mang lại (lượng bã bùn được giải quyết, so sánh chi phí – tương đối - với các
biện pháp xử lý môi trường khác, khả năng tiêu thụ của sản phẩm ...).

Phác thảo quy trình công nghệ, quy mô sản xuất.
b. Yêu cầu khoa học đối với sản phẩm tạo ra:
Đối với sản phẩm gạch được tạo ra:
Loại sản phẩm

Độ bền nén (MPa)

Độ bền uốn(MPa)

Gạch không nung

2.5

0.25

Gạch nung

2.5

0.5

Bảng 1: Yêu cầu khoa học đối với sản phẩm tạo ra
Các chỉ tiêu chất lượng được tính theo TCVN 1451:1998 về gạch đặc sét nung,
cụ thể như sau:

18


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

TÊN CHỈ TIÊU

Mức chất lượng TCVN
1451:1998

1. Kích thước cơ bản
Chiều dài, mm
Chiều rộng, mm
Chiều cao, mm
2. Khối lượng thể tích, Kg/m3
3. Độ hút nước, %
4. Độ bền nén trên 1 mẫu, daN/cm2
5. Khuyết tật:
+ Độ cong vênh mặt, cạnh gạch, mm
+ Số vết nứt theo chiều dày đến 60mm
+ Số vết nứt cạnh góc sâu 5 – 100 mm kéo dài
theo cạnh 10 – 15 mm
6. Chiều dày thành ngoài lỗ rỗng, mm
7. Chiều dày vách ngăn giữa các lỗ rỗng, mm
8. Số vết tróc vôi bề mặt gạch 5– 10 mm

190 ± 6
90 ± 4
90 ± 3
<1600
≤16(%)
Min 25
Max 5
Max 1
Max 2

Min 10
Min 8
Max 3

Bảng 2: TCVN 1451 – 1998 về gạch đặc đất nung
c. Kết quả thực tế sản xuất
i. Xử lý bã bùn cho phù hợp với mục đích sản xuất gạch
Bã bùn khi vừa mới ra khỏi dây chuyền sản xuất đường là một hỗn hợp
phức tạp với thành phần gồm các chất vô cơ và hữu cơ, cảm quan bằng khướu
giác có mùi thơm ngọt.
Hỗn hợp này nếu để một thời gian sẽ bị các vi sinh vật lên men sinh mùi hôi
khó chịu. Thành phần bã bùn sau 15 ngày như sau:
Chất
Đường
Tro
Cellulose

Thành phần %

Ghi chú

2,57
62,129
16,46
Bảng 3: Thành phần bã bùn thải của Nhà máy Đường Vị Thanh

Qua quá trình thực hiện cho thấy chất lượng gạch được sản xuất ra khác
nhau nếu bùn thải được lấy ở những thời điểm khác nhau. Cụ thể nếu lấy bã bùn
mới thải trong vòng 1 tuần để sản xuất thì cho sản phẩm gạch không đạt tiêu
chuẩn. Bùn thải từ 3 tuần đến 5 tuần thì phải pha thêm ít nhất là 30% đất sét để

19


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

sản xuất ra gạch đặc sét nung đạt tiêu chuẩn. Bùn thải có thời gian trên 3 tháng
thì chỉ cần trộn thêm từ 10% đến 20% đất sét là sẽ có sản phẩm gạch đạt TCVN.
Tóm lại, thời gian ủ bùn quyết định rất lớn đến chất lượng của gạch sản xuất
từ bã bùn. Thời gian ủ bùn càng lâu thì chất lượng gạch sản xuất ra càng tốt. Lý
do là thời gian ủ lâu sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật phân hủy các chất hữu
cơ có trong bã bùn thành chất mùn, nghĩa là “cắt” những vật chất lớn trong hỗn
hợp thành những vật chất nhỏ hơn hoặc thành các hạt mịn có tính chất gần giống
với hạt sét, do đó, tốt hơn để làm gạch.
Đến đây lại vướng phải vấn đề rất nan giải của bã bùn là mùi hôi trong quá
trình ủ đống – đây cũng là vấn đề quan trọng nhất cần phải giải quyết của bã bùn.
Nếu bã bùn không có mùi hôi thì đó lại là một loại phân bón hữu cơ rất tốt, thích
hợp bón cho mọi loại cây trồng nông nghiệp. Hiện tại, Nhà máy chưa thể khắc
phục được vấn đề mùi hôi của bã bùn nên vẫn cần các biện pháp xử lý hữu hiệu.
Nhưng nếu nguyên liệu (bã bùn) được dùng để làm gạch thì vẫn phải ủ một
thời gian. Do đó, để tránh tình trạng gây ra mùi hôi trong quá trình ủ cần phải xử
lý bằng hóa chất hoặc chế phẩm sinh học xử lý mùi. Trong đề tài này, để xử lý
mùi, nhóm nghiên cứu đã dùng chế phẩm sinh học khử mùi EM (Effective
Microorganisms), kết quả chỉ sau 2 ngày mùi đã nhẹ lại và khoảng 2 ngày nữa
thì không còn mùi hôi. Nếu bùn sau khi thải ra tiến hành phun EM ngay thì mùi
hôi không đáng kể và quá trình phân hủy sẽ không hôi, thêm vào đó thời gian
phân hủy của bùn lại nhanh hơn so với phân hủy tự nhiên.

Bã bùn sau khi ra
khỏi quy trình SX

Xử lý bằng chế phẩm
EM

Ủ đống

Quy2,57%;
trình xử lý bã Lượng
bùn đểEM
sảnxửxuất
sau:
lý: gạch như
Đường:
Thời
gian ủ: Từ 15
theo hướng dẫn của
Tro: 62,129%;
đến 100 ngày.
nhà sản xuất.
Cellulose:
Thể tích giảm dần
16,46%.
theo thời gian ủ.
20

Bùn nguyên
liệu

Độ ẩm dưới
45%. Không
mùi hôi. Hạt mịn

Hình 6: Quy trình ủ bùn thành nguyên liệu sản xuất gạch


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

ii. Kết quả sản xuất đối với loại gạch không nung
Nghiệm thức 1: Nén bã bùn trong khuôn nén (kích thước viên gạch được
nén 4.5x9x19 cm), sấy ở nhiệt độ từ 40 0C đến 800C đến khi khô và cứng. Tiến
hành thí nghiệm với bã bùn được ủ 30 ngày. Kết quả: sản phẩm gạch có độ kết
dính rất kém, độ co thể tích lớn, đặc biệt gạch sẽ rã khi ngâm trong nước (sau
khoảng 2 giờ ngâm). Do vậy, loại gạch này không đạt yêu cầu về mặt kỹ thuật.
Nghiệm thức 2: Nén bã bùn trong khuôn nén có thêm phụ gia (đất sét địa
phương) ở mức 10% (kích thước viên gạch được nén 4.5x9x19cm), sấy ở nhiệt
độ từ 400C đến 800C đến khi khô và cứng. Làm thí nghiệm tương tự như ở
nghiệm thức 1, với bã bùn được ủ 30 ngày. Kết quả tương tự như ở nghiệm thức
1, gạch cũng không đạt yêu cầu về mặt kỹ thuật.
Nghiệm thức 3: Nén bã bùn trong khuôn nén có thêm phụ gia (đất sét địa
phương) ở mức 20% (kích thước viên gạch được nén 4.5x9x19cm), sấy ở nhiệt
độ từ 400C đến 800C đến khi khô và cứng. Tương tự như 2 nghiệm thức trên,
gạch không đạt yêu cầu về mặt kỹ thuật.
Nghiệm thức 4: Nén bã bùn trong khuôn nén có thêm phụ gia (đất sét địa
phương) ở mức 30% (kích thước viên gạch được nén 4.5x9x19cm), sấy ở nhiệt
độ từ 400C đến 800C đến khi khô và cứng. Bã bùn làm thí nghiệm là loại được ủ
30 ngày. Loại gạch này chất lượng tương đối khá hơn những loại trên (3 nghiệm
thức đầu), tuy nhiên cũng mắc phải nhược điểm giống với các loại trên là bị rã

21

Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

hoàn toàn nếu thời gian ngâm trong nước lâu (thời gian ngâm lớn hơn 10 giờ thì
gạch bắt đầu rã và tốc độ rã rất nhanh sau 10 giờ).
Tóm lại, bằng những biện pháp đơn giản như thử ngâm trong nước một thời
gian cũng có thể biết được loại gạch không nung có đạt tiêu chuẩn kỹ thuật hay
không nên nhóm nghiên cứu đã không gửi mẫu này đến phòng thí nghiệm vật
liệu xây dựng để kiểm mẫu (vì chắc chắn rằng không đạt yêu cầu). Do vậy,
không thể sản xuất gạch từ bã bùn bằng phương pháp sấy khô mà không nung.
iii. Kết quả sản xuất đối với loại gạch nung
Nghiệm thức 5: Nén bã bùn trong khuôn nén (kích thước viên gạch được
nén 4.5x9x19cm), nung ở điều kiện lò nung.
Bã bùn được sử dụng trong thí nghiệm này là loại đã được ủ 30 ngày, được
sàng tạp chất và trộn đều trước khi nhào gạch. Tiến hành thí nghiệm nhiều lần.
Kết quả là sản phẩm gạch rất khác nhau về chất lượng. Sản xuất thử 6 mẻ thì cả
6 đều không đạt tiêu chuẩn TCVN 1451 : 1998.
Sản phẩm gạch được tạo ra từ thí nghiệm này có độ xốp rỗng cao, viên gạch
nhẹ, biến dạng do co ngót rất lớn, thể tích viên gạch giảm còn khoảng 2/3 so với
thể tích khi chưa nung. Hình dạng và tính chất của các viên gạch loại này tạm
gọi là những “viên tro”. Các viên này có màu trắng ngả hồng, xốp nhẹ, dễ dàng
bóp nát bằng tay.
Thử nghiệm dùng bã bùn không thêm đất sét địa phương làm nguyên liệu để
sản xuất loại gạch rỗng sét nung, kết quả cũng tương tự như gạch đặc (không đạt
TCVN 1450 : 1998).
Phân tích thành phần khoáng chất của các “viên tro” này cho thấy thành
phần như sau:

Stt

TÊN MẪU

PP THỬ
22

KẾT QUẢ


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

1.
2.
3.

% N (Đạm)
% P (Lân)
% K (Kali)

Kjeldahl
So màu
AAS

0,017
4,013
0,523

Bảng 4: Thành phần vô cơ của gạch nung từ bã bùn
Qua tham khảo tài liệu và áp dụng vào thực tiễn, nhóm nghiên cứu đã dùng
những “viên tro” trên làm cơ chất bổ sung để trồng phong lan cho kết quả rất tốt,
không thua kém loại đá bọt nghiền vẫn thường dùng để trồng lan. Hiện tại, nhu
cầu sử dụng đá bọt rất lớn đối với các vùng trồng phong lan mà loại đá bọt nhập

khẩu giá thành lại rất cao.
Phân tích độ bền VLXD với mẫu gạch được sản xuất từ bã bùn không thêm
đất sét được kết quả thể hiện ở bảng dưới đây:
TÊN CHỈ TIÊU

1. Kích thước cơ bản
Chiều dài, mm
Chiều rộng, mm
Chiều cao, mm
2. Khối lượng thể tích, Kg/m3
3. Độ hút nước, %
4. Độ bền nén trên 1 mẫu, daN/cm2
Trung bình cho 5 mẫu
5. Khuyết tật:
+ Độ cong vênh mặt, cạnh gạch, mm
+ Số vết nứt theo chiều dày đến 60mm
+ Số vết nứt cạnh góc sâu 5 – 100 mm kéo
dài theo cạnh 10 – 15 mm
6. Chiều dày thành ngoài lỗ rỗng, mm
7. Chiều dày vách ngăn giữa các lỗ rỗng, mm
8. Số vết tróc vôi bề mặt gạch 5– 10 mm

Mức chất
lượng
TCVN
1450:1998
190 ± 6
90 ± 4
90 ± 3
<1600

≤16(%)
Min 25

KẾT QUẢ KIỂM NGHIỆM
2
3
4

1

5

162,1
70,8
65,8
678,7
38,39
24

164,2
72,6
70,2
631,4
41,05
11
16.9

164,3
71,9
68,9

654,5
40,84
14

164,0
70,8
70,5
668,7
39,33
23

164,2
71,1
68,7
675,9
39,87
13

Max 5
Max 1
Max 2

4,6
2
2

5,3
1
2

3,5
2
1

6,5
2
1

3,5
2
3

Min 10
Min 8
Max 3

7,5
4,5
3

8,5
4,3
4

7,6
4,0
3

7,7
4,1

5

7,9
4,6
3

Kết luận: Không đạt M35 – TCVN 1450:1998
Bảng 5: Kết quả kiểm nghiệm gạch nung đối với mẫu bã bùn không thêm đất sét.
Nghiệm thức 6: Nén bã bùn trong khuôn nén (kích thước viên gạch được
nén 4.5x9x19cm), thêm phụ gia (đất sét địa phương) mức 10%, nung như
nghiệm thức 5.

23


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

Kết quả sản xuất nghiệm thức này tương đối khả quan hơn nghiệm thức 5 vì
tỷ lệ sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật cao hơn (sản xuất 6 mẻ, đạt yêu cầu 5 mẻ
còn một mẻ cũng bị cháy thành “viên tro” trong quá trình nung).
Phân tích độ bền vật liệu đối với gạch sản xuất ra như sau:
TÊN CHỈ TIÊU

Mức chất
lượng

KẾT QUẢ KIỂM NGHIỆM
2
3
4

1

5

TCVN
1451:1998
1. Kích thước cơ bản
Chiều dài, mm

190 ± 6

163,4

160,5

165,4

164,2

165,0

Chiều rộng, mm

90 ± 4

69,1

69,4

68,7

72,0

68,7

90 ± 3
Min 1600
≤16(%)
Min 35

31,2
1403
20,77
52

30,2
1373
15,03
41
47

30,3
1483
16,25
44

31,1
1438
18,21

44

31,2
1440
17,89
56

Chiều cao, mm
2. Khối lượng thể tích, Kg/m3
3. Độ hút nước, %
4. Độ bền nén trên 1 mẫu, daN/cm2
Trung bình cho 5 mẫu
5. Khuyết tật:
+ Độ cong vênh mặt, cạnh gạch, mm

Max 4

6,5

3,5

7,3

6,9

4,6

+ Số vết nứt theo chiều dày kéo sang chiều

Max 1

2

2

1

2

3

+ Số vết sứt cạnh góc sâu 5 – 10 mm kéo dài

Max 2

2

1

2

1

3

theo cạnh 10 – 15 mm
9. Số vết tróc vôi bề mặt gạch 5– 10 mm

Max 3

4

4

5

4

2

rộng không quá 20 mm, vết

Gạch đặc 30 – M35 TCVN 1451:1998
Bảng 6: Kết quả kiểm nghiệm gạch nung đối với mẫu bã bùn thêm 10% đất sét.
Trong quá trình thí nghiệm, nhóm nghiên cứu nhận thấy công đoạn nung
gạch quyết định rất lớn đối với chất lượng sản phẩm được tạo ra. Cụ thể là vị trí
gạch được xếp trong lò. Gạch có chất lượng tốt nhất nếu được xếp ở giữa lò, nếu
xếp ở trên cùng hoặc dưới cùng thường có chất lượng không cao bằng xếp ở vị
trí tốt (điều kiện lò nung mà nhóm nghiên cứu chọn để thực hiện đề tài).
Nhìn chung, ở nghiệm thức 6, tuy chất lượng gạch sản xuất ra có đạt TCVN
1451 : 1998 nhưng ở mức chưa cao. Tuy vậy, cũng có thể gọi đây là gạch thứ cấp
vì vẫn đảm bảo để xây dựng các công trình phụ trợ hoặc công trình không quan
trọng (xây bồn hoa dưới đất, xây lối đi, chuồng trại quy mô nhỏ …).
24


Nghiên cứu sản xuất gạch thứ cấp từ bã bùn thải của Nhà máy đường Vị Thanh

Nghiệm thức 7: Nén bã bùn trong khuôn nén (như nghiệm thức 5), thêm
phụ gia (đất sét địa phương) ở mức 20%, nung như nghiệm thức 5.

Các điều kiện thí nghiệm như những phần trên. Bã bùn là loại được ủ 30
ngày được xử lý sơ bộ trước khi đưa vào quy trình sản xuất gạch
Kết quả phân tích độ bền vật liệu xây dựng đối với các sản phẩm được tạo
ra từ nghiệm thức này như sau:
TÊN CHỈ TIÊU

1. Kích thước cơ bản
Chiều dài, mm
Chiều rộng, mm
Chiều cao, mm
2. Khối lượng thể tích, Kg/m3
3. Độ hút nước, %
4. Độ bền nén trên 1 mẫu, daN/cm2
Trung bình cho 5 mẫu
5. Độ bền uốn trên từng mẫu, daN/cm2
Trung bình cho 5 mẫu
6. Khuyết tật:
+ Độ cong vênh mặt, cạnh gạch, mm
+ Số vết nứt theo chiều dày kéo sang chiều
rộng không quá 20 mm, vết
+ Số vết sứt cạnh góc sâu 5 – 10 mm kéo dài
theo cạnh 10 – 15 mm
9. Số vết tróc vôi bề mặt gạch 5– 10 mm

Mức chất
lượng
TCVN
1451:1998
190 ± 6
90 ± 4

90 ± 3
Min 1600
≤16(%)
Min 150

KẾT QUẢ KIỂM NGHIỆM
2
3
4

1

150,3
71,3
29,0
1813
14,48
267

5

150,0
69,5
29,2
1806
13,80
177
250
42
40,2

140,7
70,0
28,3
1853
14,18
248

150,9
72,7
30,0
1669
17,16
305

150,0
71,9
30,5
1748
15,60
251

43

44

26

Min 17

46

Max 4
Max 1

0,3
không

0,5
không

0,4
không

0,2
không

0,5
không

Max 2

không

không

không

không

không

Max 3

không

không

không

không

không

Gạch đặc 30 – M200 TCVN 1451:1998
Bảng 7: Kết quả kiểm nghiệm gạch nung đối với mẫu bã bùn thêm 20% đất sét.
Với việc trộn thêm 20% đất sét vào bã bùn để nung gạch thì gạch sản xuất
ra đạt TCVN 1451 : 1998 về gạch đặc sét nung. Chất lượng gạch cũng ổn định ở
các mẻ sản xuất.
Nghiệm thức 8: Nén bã bùn trong khuôn nén (như nghiệm thức 5), thêm phụ
gia (đất sét địa phương) ở mức 30%, nung như nghiệm thức 5.
TÊN CHỈ TIÊU

Mức chất
lượng
TCVN
1451:1998

25

1

KẾT QUẢ KIỂM NGHIỆM
2
3
4

5