THUYẾT MINH ĐATỐT NGHIỆP LÒ NUNG THANH LĂN BKDN

TÓM TẮT
Tên đề tài: thiết kế nhà máy sản xuất tấm lát ceramic, công suất 6 triệu m2/năm.
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Thanh Tâm
Đỗ Hoàng Thạch

Số thẻ SV: 109120122 Lớp: 12VLXD
Số thẻ SV: 109120123 Lớp: 12VLXD

Trong những năm đầu của thế kỷ 21, nền kinh tế Việt Nam đã có những bước phát
triển mạnh mẽ, đặc biệt trong lĩnh vực hạ tầng xây dựng. Cùng với đó, ngành Vật liệu xây
dựng đã có những đóng góp đáng kể nhất trong công cuộc hình thành hệ thống cơ sở hạ
tầng, tạo tiền đề cho phát triển kinh tế đất nước. Trong sự phát triển đó, công nghiệp gốm
sứ Việt Nam nói chung và và công nghệ gạch ốp lát tráng men nói riêng đã, đang và sẽ
phát triển rất nhanh. Ngoài ra, với các chính sách đầu tư của Nhà nước, các công ty Việt
Nam được khuyến khích nắm bắt chuyển giao công nghệ mới nhằm nâng cao chất lượng
sản phẩm nội địa, giảm giá thành sản phẩm. Bên cạnh đó, với nền kinh tế đang trên đà
phát triển, nhu cầu đổi mới và thị hiếu của người tiêu dùng liên tục thay đổi. Do đó, việc
đầu tư phát triển thêm một dây chuyền sản xuất gạch lát ceramic là phù hợp với định
hướng và nhu cầu phát triển của thị trường.
Nhận thấy tầm quan trọng và cần thiết của vấn đề nêu trên, nhóm chúng em chọn đề
tài “Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m 2/năm gạch ceramic và 2
triệu m2/năm gạch granite.” làm đề tài thiết kế tốt nghiệp và hoàn tất chương trình đào tạo
kỹ sư chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật vật liệu xây dựng.
Phần thuyết minh đề tài tốt nghiệp này bao gồm các phần chính sau:

-

Giới thiệu sản phẩm tấm lát ceramic,granite.
Lựa chọn nguyên liệu, nhiên liệu sản xuất và tính phối liệu
Lựa chọn địa điểm sản xuất
Thiết kế công nghệ, tính cân bằng vật chất, lựa chọn và kiểm tra trang thiết bị

các phân xưởng
Tính toán phân xưởng sấy, nung: thiết kế lò, tính cân bằng nhiệt và chọn các thiết
bị phụ trợ
Tính toán kinh tế, điện, nước, kiến trúc.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TT
Họ tên sinh viên
Số thẻ SV
Lớp
Ngành
01 Phạm Thị Thanh Tâm
12VLXD Công nghệ kỹ thuật VLXD
02 Đỗ Hoàng Thạch
12VLXD Công nghệ kỹ thuật VLXD
1 Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m 2/năm
gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite.
2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
- Loại sản phẩm: gạch ceramic nhóm có độ hút nước 0,5 < E ≤ 3; gạch granit nhóm có
độ hút nước E ≤ 0,5 (theo TCVN 7745:2007)

- Gia công nguyên liệu và chuẩn bị phối liệu theo phương pháp hồ
- Tạo hình theo phương pháp bán khô
- Nung lò tunen thanh lăn.
4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
a Phần chung:
TT
Họ tên sinh viên
Nội dung
- Giới thiệu các tính chất của sản phẩm chế tạo.
01 Phạm Thị Thanh - Nguyên liệu, nhiên liệu sản xuất, tính phối liệu.
Tâm
- Lựa chọn địa điểm sản xuất.
- Tính toán công nghệ:
Tính cân bằng vật chất;
Tính và kiểm tra trang thiết bị phân xưởng gia công
và tạo hình;
02 Đỗ Hoàng Thạch
Tính và kiểm tra trang thiết bị phân xưởng tráng men;
Tính và kiểm tra trang thiết bị phân xưởng gia công
bề mặt sản phẩm.
Tính toán phân xưởng sấy, nung: tính toán, thiết kế
lò, tính cân bằng nhiệt, chọn thiết bị phụ trợ.
-Tính toán: kiến trúc, điện, nước, kinh tế.
b Phần riêng:
TT
Họ tên sinh viên
Nội dung


5 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):

a Phần chung:
TT
Họ tên sinh viên
Nội dung
01 Phạm Thị Thanh Bao gồm từ 12 đến 14 bản A1:
Tâm
- Tổng mặt bằng nhà máy.
- Mặt bằng công nghệ.
- Các bản vẽ và mặt cắt phân xưởng gia
02 Đỗ Hoàng Thạch
công nguyên liệu và tạo hình.
- Các bản vẽ và mặt cắt phân xưởng sấy, nung.
- Bảng các số liệu tính kinh tế.
b Phần riêng:
TT
Họ tên sinh viên
Nội dung

6

Họ tên người hướng dẫn:
Đỗ Thị Phượng
7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
8 Ngày hoàn thành đồ án:

Trưởng Bộ môn

TS. Huỳnh Phương Nam

Phần/ Nội dung:

13/02/2017
……../……./2017
Đà Nẵng, ngày 13 tháng 02 năm 2017
Người hướng dẫn

Đỗ Thị Phượng


LỜI NÓI ĐẦU
Trước tiên nhóm em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo trong
trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung và các thầy cô giáo trong khoa Xây dựng
Cầu đường, Bộ môn Vật liệu xây dựng nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em
những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt khóa học vừa qua.
Đặc biệt nhóm em xin gửi lời cảm ơn đến đến cô Đỗ Thị Phượng, cô đã tận tình
giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Trong thời gian làm việc với cô, nhóm em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ
ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ làm việc nghiêm túc, hiệu quả, đây là
những điều rất cần thiết cho chúng em trong quá trình học tập và công tác sau này.
Sau cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã động viên, đóng góp
ý kiến và giúp đỡ trong quá trình học tâp, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.


CAM ĐOAN
Tôi đã đọc kỹ quy định về liêm chính học thuật của trường và xin cam đoan trong
suốt quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp, tôi đảm bảo sẽ thực hiện tính kỷ luật và
liêm chính học thuật một cách nghiêm túc. Nếu vi phạm tối xin chịu mọi hình thức kỷ
luật của nhà trường.
Chân thành cảm ơn.
Nhóm sinh viên thực hiện
Đỗ Hoàng Thạch

Phạm Thị Thanh Tâm


MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang bước vào thời kì đổi mới toàn diện trên tất cả các lĩnh vực,
trong đó nền công nghiệp đang từng bước hiện đại hóa, đặc biệt là các lĩnh vực
trong ngành xây dựng. Bằng việc tích cực giao lưu học hỏi, chuyển giao công nghệ
hiện đại từ các nước tiên tiến, ngành xây dựng đã bước lên một tầm cao mới. Điều
đó đã tạo điều kiện thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực gốm xây dựng, một trong số
đó là sản phẩm tấm lát tráng men, granite.
Ở nước ta hiện nay tuy có nhiều nhà máy sản xuất gạch ốp lát, tuy nhiên chỉ
một số ít nhà máy như Vilacera Hạ Long, Prime Đại Lộc, Đồng Tâm…mới có đủ
khả năng cạnh tranh với các hãng nước ngoài cả ở thị trường nội địa và xuất khẩu.
Điều đó cho thấy mặt bằng chung các nhà máy ở nước ta vẫn còn lạc hậu trong
công nghệ sản xuất. Sản phẩm trong nước tuy có sự đa dạng về mẫu mã, chủng loại
nhưng nhìn chung chất lượng sản phẩm vẫn chưa cao, chưa có sự đầu tư phát triển
về công nghệ nên khả năng cạnh tranh thị trường nội địa với các hãng nước ngoài
còn yếu kém. Bên cạnh đó, tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh, các công trình hiện
đại xây dựng ngày nhiều và hệ quả là ngoài việc đáp ứng đủ số lượng các sản phẩm
tấm ốp lát cho các công trình thì chúng càng được yêu cầu cao cả về chất lượng lẫn
tính thẩm mỹ.
Đứng trước những yêu cầu đó, đồng thời để tăng khả năng cạnh tranh và lợi
nhuận, các doanh nghiệp sản xuất tấm ốp lát cần phải đẩy mạnh nghiên cứu, đổi
mới, cải tiến các phương pháp sản xuất, tạo ra nhiều sản phẩm với nhiều tính năng
tốt hơn cả về cường độ, kích thước cũng như tính thẩm mỹ.
Với mục đích củng cố kiến thức đã học, đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật, phục
vụ quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, nhóm chúng em được giao
đề tài đồ án tốt nghiệp với nhiệm vụ: “Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công

suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite”.

6


MỤC LỤC

7


8


DANH MỤC HÌNH

9


Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

10


Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU SẢN PHẨM VÀ TÍNH CHẤT SẢN PHẨM

1.1. Sơ lược về sản phẩm
1.1.1 . Tấm lát ceramic
Gạch lát ceramic là một loại gạch lát truyền thống, đã được sử dụng tại Việt
Nam từ hàng chục năm nay. Sản phẩm gạch lát ceramic có tầm quan trọng hết sức
to lớn với công dụng để bảo vệ kết cấu công trình xây dựng đồng thời có ý nghĩa
dùng để trang trí không gian sống cho chúng ta. Chính vì hai mục đích chính như
vậy mà sản phẩm tấm lát ceramic ngày càng được nâng cao không chỉ chất lượng
sản phẩm mà còn đa dạng về mẫu mã, kích thước nhằm đáp ứng thị hiếu của người
sử dụng.
Theo quy hoạch phát triển vật liệu gốm, sứ xây dựng và đá ốp lát ở Việt Nam
đến năm 2020 thì dự báo nhu cầu sử dụng gạch ceramic khoảng 350 triệu m 2 (xuất
khẩu khoảng 90 triệu m2).

1.1.2 Gạch gốm granite
Khác với gạch ceramic, gạch granit chỉ mới xuất hiện khoảng độ 10 năm trở
lại đây. Gạch Granite có độ bền cao hơn so với gạch ceramic bởi nó là một dạng đá
nhân tạo đồng chất, từ đáy đến bề mặt cùng một loại chất liệu. Cốt liệu chính để sản
xuất gồm trường thạch chủ yếu và đất sét cùng một số phụ gia như cao lanh, cát
thạch anh…Do đó gạch granite có độ cứng bề mặt cao nên chịu được mài mòn hơn
gạch ceramic. Đồng thời gạch granite còn được đặc trưng bởi độ bóng nhờ công
nghệ mài bóng làm nổi các vân giả đá tự nhiên tạo độ thẩm mỹ cao.
Nhờ những tính năng vượt trội về độ bền, tính thẩm mỹ,gạch granite ngày
càng được người tiêu dùng ưa chuộng.Do đó xu thế ngày càng sử dụng gạch granite
thay cho ceramic ngày càng trở nên phổ biến hơn. Dự báo nhu cầu sử dụng của
gạch granite tại Việt Nam đến năm 2020 khoảng 140 triệu m 2 ( xuất khẩu khoảng
42 triệu m2).

1.2. Phân loại sản phẩm
1.2.1. Phân loại tấm lát ceramic

Theo TCVN 7745:2007 phân loại theo độ hút nước :
- Nhóm BIIa 3 % < E ≤ 6 % .
- Nhóm BIIb: 6 % < E ≤ 10 % .

SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

11


Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

- Nhóm BIII : E > 10 %.
Ngoài ra có thể phân loại gạch lát ceramic dựa trên:
- Trạng thái của lớp bề mặt, người ta phân loại gồm: tấm có bề mặt phẳng
hay nhám, tấm lát bề mặt có gờ khía hoa văn tráng men, tấm lát tráng men, tấm lát
có bề mặt trang trí theo hình vẽ-bằng phương pháp in lụa.
- Theo màu sắc, chia ra các loại: tấm một màu và tấm nhiều màu, tấm lát
dạng cẩm thạch và dạng poocphia, tấm lát thảm có vân hoa…
- Theo kích thước(theo TOCT 6787-69 của Nga), có thể chia ra các loại: hình
vuông, chữ nhật, tam giác, lục giác và bát giác đều. Theo TCVN 7745 – 2007 tấm
lát ceramic có dạng hình vuông và hình chữ nhật với các kích thước khác nhau:
+ Hình vuông: 100x100mm, 150x150 (mm), 200x200 (mm), 250x250(mm),
300x300(mm), 400x400(mm), 500x500(mm), 600x600(mm).
+ Hình chữ nhật : 150x100(mm),

200x100(mm),

200x150(mm),

250x150(mm), 300x150(mm), 300x200(mm), 600x300(mm), 900x600(mm).
Chọn loại sản phẩm thiết kế là: Tấm có kích thước là 400x400mm và
500x500mm

1.2.2. Phân loại gạch gốm granite
+Theo phương pháp tạo hình:

• Phương pháp A: gạch tạo hình theo phương pháp dẻo
• Phương pháp B: gạch tạo hình theo phương pháp ép bán khô
• Phương pháp C: gạch tạo hình theo phương pháp khác
+Theo độ hút nước:

• Gạch có độ hút nước thấp ( nhóm I ) E ≤ 3%:
+Đối với gạch ép bán khô được phân thành 2 nhóm:

 E ≤ 0.5% ( nhóm BIa )
 0.5 < E ≤ 3% ( nhóm BIb)
• Gạch có độ hút nước trung bình ( nhóm 2 ) 3 < E ≤ 10%:
+Đối với gạch sản xuất theo phương pháp dẻo được phân thành 2 nhóm:

 3 < E ≤ 6% ( nhóm AIIa )
 6 < E ≤ 10% ( nhóm AIIb )
• Gạch có độ hút nước cao E ≥ 10%
Ngoài ra còn có thể phân loại như sau:
SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

12

Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

+Theo lớp phủ bề mặt:

• Gạch granite có phủ men
• Gạch granite không phủ men
+Theo công năng sử dụng:

• Gạch granite ốp trang trí
• Gạch granite lát nền
+Theo tiêu chuẩn châu Âu EN 176 gạch granit được phân loại theo kích
thước với hai hình dạng vuông và chữ nhật như sau:

• Gạch vuông: M 10x10 (cm), M 15x15(cm),M 15,2x15,2 (cm), M 20x20 (cm), M
25x25 (cm), M 30x30 (cm)
• Gạch chữ nhật : M 15x7,5 (cm), M 15x10 (cm),M 15,2x7,6 (cm), M 20x10 (cm),
M20x15 (cm), M 30x20 (cm), M 40x30 (cm).
Bên cạnh các thông số kỹ thuật, các sản phẩm này cũng được phân loại theo
các nhóm nhỏ có sự khác nhau về kết cấu xương và dạng trang trí bề mặt.
Dạng gạch mô phỏng đá granite: đây là xuất sứ của dạng sản phẩm này, khởi
đầu việc sáng tạo ra gạch gốm granite. Phối liệu được trộn từ các hạt sấy phun màu
tương phản, chủ yếu là trắng và đen.
Gạch granite có tông màu phơn phớt: loại này nhìn khá đơn giản nhưng lại
khó chế tạo. Chất màu chính sử dụng để trang trí gạch có dạng bột phấn được tạo ra
từ phần quá mịn bột sấy phun của phối liệu xương đã được nhuộm màu hồng nhạt
trước đó.
Sản phẩm đa màu: phối liệu được phối hợp từ các loại bột sấy phun khác
màu trộn với nhau, đôi khi có cả bột mịn được nghiền từ các bột thô cùng loại.

Dạng sản phẩm có kết cấu granite cỡ lớn: phối liệu được gia công từ bột sấy
phun bình thường với vài phần trăm cỡ hạt lớn 1-8mm đã được chết tạo từ trước đó
bằng công nghệ tái tạo hạt theo phương pháp khô hoặc ướt.
Dạng sản phẩm trang trí bằng muối tan: Hoa văn được trang trí trên bề mặt
bằng cách phun hoặc in lưới các dung dịch màu, hoặc tráng men có chứa các hợp
chất muối tan của kim loại màu nhằm tạo gam màu loang lỗ, sặc sỡ trên nền gạch.
Gạch granite giả cổ: gạch được tạo ra từ một loại xương nền pha một màu
hoặc nhiều màu, được ép bằng chạy có bề mặt ép không bằng phẳng nhấp nhô, các
cạnh và góc áo khuôn không sắc nét, không bằng phẳng… tạo cảm giác mộc mạc,
đơn giản, giả cổ sau khi nung.

SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

13


Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

Ngoài ra còn rất nhiều kiểu trang trí khác được ứng dụng trên gạch granite
bằng phương pháp tráng men mỏng như: giả gỗ, in hoa văn, in hình , tranh vẽ … rất
được ưa chuộng hiện nay.
Chọn loại sản phẩm thiết kế: Loại có kích thước 800x800mm và
600x600mm.
1.3. Cấu trúc sản phẩm
1.3.1 Tấm lát ceramic
Tấm lát cấu trúc từ hai lớp là lớp xương và lớp men phủ. Ngoài ra
còn có lớp tiếp xúc trung gian nhằm mục đích làm giảm chênh lệch độ co khi nung
giữa 2 lớp sản phẩm chính.

-

Trong lớp xương thành phần chủ yếu đó chính là đất sét dẻo, dễ

chảykết hợp với một số cấu tử như đá vôi, cát quắc… và có thể sử dụng thêm phụ
gia hay không có phụ gia, bằng cách tạo hình dẻo hay bán khô. Hiện nay thì phương
pháp tạo hình ép bán khô được sử dụng chủ yếu.
- Lớp men là một lớp thủy tinh có chiều dày từ 0.1–0.3 mm hình thành trên
bề mặt sản phẩm do kết quả tráng lên bề mặt chúng các chất đặc biệt, dính chặt trên
bề mặt sản phẩm bằng cách nung ở nhiệt độ cao. Công dụng của men là giữ cho sản
phẩm không bị tác dụng của axit, kiềm, tăng tính chống thấm và tính chất khác. Đặc
biệt tính thẩm mỹ của sản phẩm tấm lát ceramic được quyết định bởi lớp men này.
- Lớp tiếp xúc trung gian :Trong sự hình thành các tính chất vật lí- kĩ thuật
của sản phẩm tráng men, lớp tiếp xúc có ý nghĩa quan trọng. Sự hình thành của lớp
này là tất yếu do sự khác biệt đáng kể về thành phần hóa học giữa lớp men và lớp
xương. Sự khác biệt này càng lớn thì sự tương tác giữa chúng xảy ra càng mạnh.
Khi tăng nhiệt độ nung thì số lượng và chủng loại của những ion linh đông của men
và xương tăng lên, sự chuyển động của những ion ôxy trong mạng tinh thể các
khoáng và các oxit trở nên hiện thực hơn. Độ nhớt của men giảm và khả năng phản
ứng của nó tăng lên, điều đó dẫn đến sự tương tác mạnh mẽ hơn giữa men và xương
dẫn tới sự hình thành lớp tiêp xúc.
Tính chất sản phẩm ceramic được quyết định bởi cấu trúc của lớp
xương. Do đó tính đồng nhất của xương cao cho khả năng tăng tính chất vật lí – kĩ
thuật của sản phẩm. Cấu trúc xương sản phẩm là một hệ thống nhiều pha phức tạp
bao gồm các pha thuỷ tinh, pha tinh thể và pha khí. Tỉ lệ số lượng của các pha này
SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

14

Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

là tỉ lệ thành phần pha xương sản phẩm, xác định được tính chất vật lý, kĩ thuật của
sản phẩm.
- Pha tinh thể :
+ Trong sản phẩm gốm cấu trúc sành pha tinh thể chủ yếu là tinh thể mulít
và những hạt quắc chưa tham gia phản ứng, một phần nhỏ khoáng hoạt tính ở trong
khoáng caolinít và còn lại ở dạng cristobalit. Tỉ lệ số lượng giữa các cấu tử của cấu
trúc phụ thuộc vào thành phần của phối liệu, vào số lượng các chất trợ dung và độ
hoạt tính hoá học của chúng, vào nhiệt độ và thời gian nung.
+ Trong những sản phẩm gốm có xương kết khối đặc, thạch anh vẫn giữ
nguyên số lượng như lúc đưa vào phối liệu, phần lớn những hạt quắc còn lại có kích
thước từ 23 đến 1025m. Phần quắc còn lại làm tăng độ bền của sản phẩm (khi
hàm lượng quắc nằm trong khoảng 2228%), nếu hàm lượng lớn thì nó làm giảm
mạnh độ bền nhiệt bởi vì nó có hệ số dãn nở nhiệt lớn hơn pha thuỷ tinh. Hạt quắc
có đường kính trên 1030m mất một phần độ bền do biến đổi đa hình và bị nứt vỡ
dưới tác động của ứng suất, do đó làm giảm độ bền của sản phẩm. Sự nghiên cứu
cho thấy rằng khi kích thước của hạt thạch anh dưới 10m thì ứng suất giữa chúng
với pha thuỷ tinh dưới 10 MPa. Khi kích thước của các hạt dưới 20m, do sự chênh
lệch hệ số dãn nở nhiệt của pha thuỷ tinh và của hạt thạch anh mà ứng suất giữa pha
Ngoài ra do sự biến đổi thù hình của  quắc thành  quắc mà thể tích hạt
quắc tăng đến 0.02%, còn ứng suất phát sinh trên ranh giới giữa các pha tăng đến 30
MPa. Các ứng suất này tỉ lệ với tổng bề mặt của tất cả các hạt quắc trong một đơn vị
thể tích sản phẩm. Chúng đạt giá trị lớn nhất khi bán kính của các hạt quắc lớn hơn
3 lần chiều dày của lớp bị hoà tan.
- Pha thủy tinh:
+ Khi nung sản phẩm gạch ceramic sẽ hình thành chất nóng chảy
alumosilicat kiềm với số lượng khác nhau, làm ảnh hưởng đến quá trình hình thành

cấu trúc sản phẩm và các tính chất khác của chúng. Chất nóng chảy nguội đi đông
đặc lại tạo nên pha thuỷ tinh của xương sản phẩm như là một trong những đơn vị
cấu trúc của nó.
+ Pha thuỷ tinh trong cấu trúc gạch ceramic được đặc trưng bởi độ cứng, độ
vững chắc và độ dòn. Pha thuỷ tinh tinh khiết về mặt cấu trúc có đặc điểm là các
SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

15


Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

nguyên tố sắp xếp hỗn loạn, đã làm cho pha thuỷ tinh có tính đẳng hướng cao. Là
chất lỏng quá lạnh, pha thuỷ tinh không có nhiệt độ nóng chảy biểu thị rõ ràng. Các
tính chất có ở nó đặc trưng cho vật chất ở trạng thái thuỷ tinh: tính đẳng hướng,
không có sự lưỡng chiết, có nội năng dư, có khả năng đóng rắn thuận nghịch khi
chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn. Tính dòn của pha thuỷ tinh đông đặc
được thể hiện khi độ nhớt trên 10 13Pa.s (poiz), nghĩa là đã chuyển sang trạng thái
rắn.
- Pha khí:
+ Là thành phần cấu trúc thứ ba của xương gốm. Nó chiếm đầy trong các lỗ
rỗng kín thường có trong vật liệu, ngay cả khi độ rỗng hiệu dụng bằng không.
Nguyên nhân sự hình thành pha khí này là không khí chứa trong các lỗ rỗng, các
sản phẩm dạng khí của quá trình khử (đehyđrat), do quá trình phân li, quá trình khử
cácbonát, quá trình phân huỷ sunfat, sunfua và các loại khoáng vật khác thường có
mặt trong nguyên liệu ban đầu, quá trình khử ôxit sắt, quá trình ôxy hoá chất hữu cơ
còn lại trong nguyên liệu và cháy mùn than trong các lỗ rỗng, tách khí trong quá
trình nóng chảy các cấu tử của phối liệu và những quá trình khác.

+ Số lượng các lỗ rỗng kín và hở phụ thuộc vào mức độ đặc xít của vật liệu
nung. Vật liệu kết khối khi đạt 85% độ đặc tương đối thì lỗ rỗng xốp hoàn toàn hở,
các lỗ rỗng kín chỉ chiếm một lượng không đáng kể. Ban đầu lỗ rỗng kín xuất hiện
chậm, sau đó càng về sau càng nhanh dần. Khi vật liệu đạt 95% độ đặc tương đối thì
tất cả những lỗ rỗng trở thành lỗ rỗng kín. Độ đặc và độ rỗng của xương sản phẩm
không chỉ là chỉ tiêu chất lượng quan trọng mà còn là dấu hiệu xác định phân loại
của sản phẩm gốm.
+ Lớp xương thường có một màu đồng nhất là đỏ hoặc màu gạch, có cấu trúc
dạng vỏ sò với nguyên liệu chủ yếu là đất sét, có độ hút nước thấp giúp viên gạch
có tuổi thọ cao và làm việc tốt trong thời tiết mưa kéo dài. Đây cũng là lớp chịu lực
chủ yếu của viên gạch nhưng có độ chống mài mòn thấp

1.3.2 Gạch granite
Gạch granite là sản phẩm chất lượng cao đồng nhất với thành phần chính là
fenspat (chiếm khoảng 70%). Màu được đưa vào trong bột phối liệu nên toàn bộ sản
phẩm có sự đồng nhất màu cao, không phai màu theo thời gian. Tấm granite được
SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

16


Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

sản xuất với chất lượng cao về cường độ, độ chống mài mòn và độ hút nước rất
thấp, khả năng chống chịu thời tiết tốt hơn nhiều so với tấm ceramic. Gạch không
có lỗ rỗng, không rạn nứt, không ố mốc hay rêu bám.
- Pha tinh thể của sản phẩm chủ yếu là tinh thể mu lít và những hạt quắc
chưa tham gia phản ứng, một phần nhỏ hạt không hoạt tính ở trong khoáng caolinit

và còn lại ở dạng cristobalit. Pha tinh thể chiếm khoảng 45-60% thể tích sản phẩm
là thành phần quan trọng quyết định tính chất của sản phẩm, trong đó mu lít chiếm
15-30%, meta cristobalit chiếm 6-10% và khoảng 8-10% tinh thể quắc không hoạt
tính. Tỉ lệ số lượng giữa các cấu tử của cấu trúc phụ thuộc vào thành phần của phối
liệu, số lượng các chất trợ dung và hoạt tính hóa học của chúng, vào nhiệt độ và thời
gian nung. Fenspat là một cấu tử chủ yếu tạo thành pha thủy tinh, nó hòa tan các
pha rắn và liên kết các phần của những pha tinh thể khó nóng chảy, giúp cho các
quá trình khuếch tán và phát triển kích thước của các tinh thể mulit, đồng thời làm
chặt xương gốm hơn.
- Pha thủy tinh trong xương sành được phân bố giữa các tinh thể ở dạng
những màng rất mỏng, đảm bảo liên kết vững chắc giữa các tinh thể. Pha thủy tinh
quyết định độ cứng, cường độ của sản phẩm. Về cấu trúc, pha thủy tinh là vật chất
nếp xiên trong đó hình thành các tinh thể tế vi hạt nhỏ mu lít, chúng được phân bố
dưới dạng mạng lưới dày đặc và ít khi gặp dưới dạng hạt nổi.
- Pha khí là thành phần không khí có thành phần đa dạng nằm trong những lỗ
rỗng được hình thành do quá trình mất nước, quá trình phân hủy các bô nát, sunfat,
sunfua, quá trình cháy các tạp chất hữu cơ và quá trình oxy hóa. Pha khí ảnh hưởng
tới sự liên kết, phân bố của pha tinh thể và pha thủy tinh do đó ảnh hưởng tới tính
chất về độ bền nhiệt, ăn mòn của sản phẩm. Hàm lượng của pha khí trong xương
gốm phụ thuộc vào nguyên liệu sử dụng, độ nghiền mịn của phối liệu, phương pháp
tạo hình, phương pháp gia công nhiệt.

1.4. Tính chất sản phẩm
1.4.1 Tấm lát ceramic
Độ hút nước của tấm không lớn hơn 3%, còn mất mát sau khi mài mòn
không lớn hơn 0,1 g/cm3

SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

17


Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

Độ bền nén của tấm lát là 180 – 250 MPa. Độ cứng vào khoảng từ 7-8 theo
thang Mohs. Độ chống chịu axit từ 92-98 % tùy thuộc vào chất lượng nguyên liệu
sét.
Ngoài ra tấm lát còn phải đáp ứng các thông số theo TCVN 7745-2007 về yêu
cầu kỷ thuật dành cho gạch gốm, ốp lát sản xuất theo công nghệ ép bán khô.
Bảng 1.1. Kích thước cơ bản

Kích thước cạnh bên danh nghĩa (a x b )

Hình vuông

Hình chủ nhật

400 x 400

300 x 200

Chiều dày danh nghĩa (d)

10

CHÚ THÍCH: Sản phẩm có kích thước khác với Bảng 1 được sản xuất theo yêu cầu
của khách hàng, nhưng sai lệch kích thước phải theo các bảng 2 , 3, 4, 5, và 6. Sai
lệch kích thước làm việc so với kích thước danh nghĩa không quá ±2% và không lớn

hơn ±5mm
Sai lệch cho phép về kích thước, hình dạng và chất lượng bề mặt phải phù
hợp với quy định ở các Bảng 2, 3, 4, 5 và 6 trong TCVN 7745 -2007.
Các chỉ tiêu cơ lý hóa phải phù hợp với quy định ở bảng 7 trong TCVN
7745 -2007 .
Gạch gạch lát được bao gói trong hộp, trên mặt hộp có ghi rõ số viên hoặc số
mét vuông tương ứng, khối lượng, và kích thước cần thiết khác.
Gạch gạch lát được bảo quản trong kho có mái che, xếp thành từng lô theo
chủng loại và màu sắc riêng biệt.
Gạch lát được vận chuyển bằng mọi phương tiện có mái che, khi bốc xếp
phải nhẹ nhàng, cẩn thận.
1.4.2 Gạch granite
Những yêu cầu kỹ thuật đối với gạch gốm granite
Độ hút nước trung bình nhỏ hơn 0,5%
Lực phá vỡ tấm ở độ dày trên 7,5mm ≥ 1300N và với độ dày dưới 7,5 mm
≥700N
Độ cứng bề mặt theo thang Mohs ≥ 5 với gạch không tráng men, ≥ 6 với
gạch tráng men
Độ bền uốn ≥ 35N/mm2, lực uốn gãy ở độ dày < 7,5mm ≥ 700N
Độ chống mài mòn bề mặt quy định ≤ 175mm3, hệ số giãn nở nhiệt không
quá 9.10-6 K-1 và độ bền sốc nhiệt tính theo chu kỳ tăng giảm nhiệt độ từ nhiệt độ
phòng đến nhiệt độ thí nghiệm 1050C không dưới 10 lần.

SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

18

Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

Độ bền rạn men tính theo sự xuất hiện vết rạn sau quá trình thử là không xuất
hiện vết rạn trên bề mặt ( ngoại trừ các loại gạch có men rạn theo chủ ý của nhà sản
xuất )
Độ bền hóa học đối với những chất hóa học thông thường và những chất tẩy
rửa, làm sạch bể bơi phân cấp theo AA, A, B, C, D không thấp hơn cấp B và đối với
dung dịch axit clorhydric 3% không thấp hơn cấp D.
Ngoài ra sản phẩm phải đảm bảo tính chống trơn trượt, chống bám rêu theo
tiêu chuẩn ISO 13006 –Bia
Gạch granite được tạo bằng phương pháp ép bán khô các dạng tấm mỏng
hình vuông, có thể là hình chữ nhật được mô tả như sau:
- Kích thước cơ bản của sản phẩm được quy định trong TCVN 6883:2001.
- Chiều dày danh nghĩa: lựa chọn sản xuất theo TCVN 6883:2001.
Những sản phẩm có kích thước với bảng trên được sản xuất theo yêu cầu
của khách hàng nhưng sai lệch kích thước phải theo các bảng 2, 3, 4,5 và 6 TCVN
6883:2001.
1.5. Giới thiệu sản phẩm thiết kế
1.5.1. Tấm lát ceramic
Sản phẩm tấm lát ceramic rất đa dạng về hính dáng và kích thước cũng như
máu sắc men trên bề mặt sản phẩm. Trong thiết kế của đồ án chúng em chọn thiết
kế cho 2 loại sản phẩm có các thông số như sau :
Bảng 1.2.Thông số sản phẩm
Kích thước danh nghĩa (mm)

600x600

400x400

Cường độ chịu uốn

>30Mpa

>30Mpa

Độ hút nước

0,5%
0,5%
Cơ cấu sản phẩm tấm lát ceramic cho nhà máy :
- Gạch ceramic kích thước 500 x 500 x 10 mm : 2 triệu m2 / năm.
- Gạch ceramic kích thước 400 x 400 x 10 mm : 2 triệu m2/ năm.
1.5.2. Gạch gốm granite
Sản phẩm gạch gốm granite rất đa dạng cả về hình dáng, kích thước và dạng
cấu trúc bề mặt và hoa văn trang trí…

SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

19


Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

Một số sản phẩm tiêu biểu có thể kể đến như: gạch granite hạt mịn dạng
muối tiêu, gạch granite phối hợp giữa hạt thô và hạt mịn, gạch granite đơn thuần hạt
thô, gạch granite vân giả cẩm thạch có màu sắc rực rỡ, gạch granite với hiệu ứng vết

loang của muối tan, …
Theo công nghệ thiết kế, ta có sản phẩm một lớp và sản phẩm 2 lớp. Ở đề tài
này em sẽ lựa chọn sản phẩm là tấm lát granite một lớp, mài bóng bề mặt và không
tráng men, có màu muối tiêu như hình 1.6.
Sản phẩm thiết kế có kích thước như sau:
- 500x500x10 mm
- 400x400x10 mm
- Độ hút nước trung bình ≤ 0.5%
- Lực phá vỡ ≥ 1300N
- Độ cứng bề mặt theo thang Mohs ≥ 6
- Độ bền uốn ≥ 35N/mm2
- Độ chống mài mòn bề mặt quy định ≤ 175mm3
-

Độ bền rạn men: Không rạn

Cơ cấu sản phẩm gạch granite cho nhà máy:
- Gạch granite 500x500x10 mm: 1 triệu m2/năm.
- Gạch granite 400x400x10 mm: 1 triệu m2/năm.

SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

20


Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

CHƯƠNG 2: NGUYÊN NHIÊN LIỆU VÀ BÀI TOÁN PHỐI LIỆU

2.1. Nguyên liệu dẻo
2.1.1. Nguồn gốc tạo thành
Cao lanh và đất sét là sản phẩm phong hóa tàn dư của các loại đá gốc chứa
trường

thạch

như

Pegmatit,gmanit,bazan....hay

đá

phun

trào

axit

như

Keratophia,phenxit.Ngoài sự hình thành kiểu phong hóa tàn dư còn có kiểu hình
thành qua quá trình biến chất trao đổi các đá gốc cộng sinh nhiệt dịch
quarphophia ,chính là quart thứ sinh.
Kiểu phong hóa tàn dư và biến chất trao đổi hình thành các mỏ cao lanh tạo
mỏ đá gốc là cao lanh nguyên sinh ( tức cao lanh thô ). Nếu sản phẩm trong quá
trình phong hóa tàn dư ,như bị nước băng hà,gió cuốn đi rồi lắng đọng lại chỗ chũng
hình thành các mỏ cao lanh và đất sét,trầm tích còn gọi là cao lanh thứ sinh. Phần
lớn các mỏ ấy là đất sét.

Sự hình thành các mỏ cao lanh và đất sét ngoài các yếu tố cơ bản là có đá
gốc chứa trường thạch phải kể với các yếu tố địa đạo,cấu tạo lên vùng chứa đá gốc
và yếu tố môi trường ( độ ẩm và nhiệt độ ).
Tóm lại,sự hình thành các mỏ cao lanh và đất sét nằm ở vùng núi dốc thoải
hay hay thung lũng giữa các núi.
Qua quá trình nghiên cứu người ta biết rằng về mặt hóa học, bản chất của nó
là phức tạp nhưng để đơn giản hơn người ta coi đá gốc trực tiếp phong hóa thành
cao lanh và trường thạch . Lấy trường thạch kali làm ví dụ thì cơ chế phản ứng có
thể như sau :
Nếu độ PH của môi trường bằng 3 – 4.
K2O.Al2O3..6SiO2 + 8H2O

KOH + Al2O3.3H2O + 2H4Si3O8 (axit silic)

Al2O3.2SiO2.2H2O (Caolinit) + 2KOH + 4SiO2 + 5H2O
Khi môi trường có PH = 8 – 9 thì khoảng chính hình thành không phải là
caolimit mà là monoriolit.
Quá trình tạo thành cao lanh còn có thể qua mức độ trung gian ,ví dụ trường
thạch bị Xerixit hóa tức là chuyển thành mica ngậm nước mà dạng phổ biến là
muscovit K2O,3 Al2O3,6 SiO2.2 H2O rồi mới chuyển thành caolinit.
Các mỏ đất sét phổ biến được tạo thành bởi trầm tích lắng đọng nên thành
phần hạt mịn hơn mặt khác các mỏ đất sét cũng được hình thành qua quá trình
phong hóa tàn dư phun trào bazit từ đá bazan.
SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

21

Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

2.1.2. Thành phần khoáng, thành phần hóa và thành phần hạt
a. Thành phần khoáng
Theo thành phần hóa và thành phần khoáng cũng như cấu trúc của nó thì cao
lanh và đất sét bao gồm rất nhiều loại khác nhau,trong đó có 8 loại khoáng đơn phổ
biến . Trong thiên nhiên do thành phần khoáng vật của đá gốc khác nhau điều kiện
tạo thành của cao lanh và đất sét cũng không giống nhau ( độ PH,độ ẩm,nhiệt độ...)
nên sản phẩm phong hóa cũng khác nhau.
Trong thực tế, các khoáng vật trong mỗi mỏ cao lanh ít nhất là một đơn
khoáng ( nhất là trong các mỏ đất sét ).
Mặc dù có nhiều loại đơn khoáng khác nhau song đối với công nghiệp gốm
sứ nói chung và với công nghệ sản xuất gạch ốp lát nói riêng thì nhóm dưới đây là
quan trọng hơn cả.
• Nhóm caolinit
Các mỏ cao lanh và đất sét chứa khoáng chủ yếu là caolinit
Công thức của caolinit : Al2O3.2 SiO3.2 H2O
Thành phần hóa SiO2 : 46.54% ; Al2O3 : 39.5% ; H2O : 13.96%
Thành phần khoáng vật của cao lanh và đất sét ngoài các khoáng sét còn
chứa một lượng trường thạch ( do đá phong hóa chưa hoàn toàn ).
Caolinit hầu như không trương nở trong nước, độ dẻo kém,khả năng hấp thụ
trao đổi ion yếu. Khối lượng riêng của caolimit vào khoảng 2.41 – 2.6 g/cm3 .
• Nhóm monoriolit
Công thức Al2O3.4 SiO2. H2O + n H2O
So với caolimit thì khoáng này có lực liên kết yếu hơn . Khoáng này chứa
cation Fe2+, Fe3+, CA2+, Mg2+, với hàm lượng khá lớn . Độ phân tán của khoáng
monoriolit, hạt mịn, kích cỡ có thể chiếm 40% vì vậy độ dẻo của khoáng này rất
lớn.
Monoriolit là loại khoáng silicat ba lớp nên khi có nước trương nở rất lớn
khả năng hấp thụ trao đổi ion lớn,khối lượng riêng từ 1.7 đến 2.7 g/cm 3 là một trong

những khoáng có độ dẻo rất cao. Vì nó là loại khoáng có cấu trúc 3 lớp và đặc biệt
là nước có cấu trúc (H2O) chính là nước kết tinh trương nở lớn do đó nó khoáng vật
có độ nhậy cao.
• Nhóm khoáng chứa Akali
Nhóm này còn gọi là illit hay khoáng sét mica trong nhiều loại đất sét dễ
cháy có lúc khoáng này chiếm tới 60% . Các loại mica ngậm nước thường gặp là :
Muscovit : K2O.3Al2O3. 6SiO.2H2O
Biotit
: K2O.4Mg2O. Al2O4. 6SiO3.H2O

SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

22


Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

Về mặt cấu trúc các khoáng này có mạng lưới tinh thể tương tự như các
silicat ba lớp nên các tính chất của chúng rất giống nhau. Độ phân tán cao,độ trương
nở trong nước cũng rất lớn,khả năng hấp thụ trao đổi ion lớn.
Kích thước các hạt đất sét và cao lanh nằm trong giớ hạn phân tán keo
(60mm) còn kích thước các tạp chất lớn.
Thành phần và kích thước các hạt tác dụng rất lớn đến khả năng hấp thụ và
trao đổi ion,tính dẻo,độ co khi sấy,cường độ cũng như diễn biến tính chất của
khoáng đó theo nhiệt độ nung.
Để kiểm tra thành phần khoáng của phối liệu ta dung biểu đồ tam giác…..
b. Thành phần hóa
Là đặc trưng cơ bản của đất sét. Trong một mức độ nhất định nó xác định

phạm vi sử dụng thích hợp của các loại dất sét để sản xuất các loại sản phẩm. Xác
định thành phần hóa của đất sét bao gồm các loại oxit Al 2O3, SiO2, K2O, MgO,
Fe2O3, TiO2, CaO, Na2O…

• Ôxít silíc (SiO2) : Có mặt trong đất sét dưới dạng liên kết (trong thành phần khoáng
hình thành đất sét) và ở dạng tự do (cát quắc). Hàm lượng lớn oxit silíc tự do cho
thấy trong nguyên liệu đất sét có chứa một lượng lớn cát làm tăng độ xốp của
xương. Làm giảm độ bên cơ học của sản phẩm, do vậy lượng SiO 2 tự do trong sản
phẩm nằm trong khoảng từ (51 - 68)%.
• Ôxít nhôm (Al2O3) : Có mặt trong đất sét dưới dạng liên kết (trong thành phần
khoáng hình thành đất sét và tạp chất mica) là oxit khó chảy nhất, loại đất sét và cao
lanh chịu lửa có hàm lượng oxit nhôm cao nên đòi hỏi phải có nhiệt độ nung cao
hơn. Khi này khoảng nhiệt độ giữa bắt đầu kết khối và nhiệt độ nóng chảy có giá trị
lớn nên đòi hỏi phải có nhiệt độ nung cao nhưng lại làm cho quá trình nung sản
phẩm dễ dàng vì nó làm giảm khả năng biến dạng của sản phẩm. Hàm lượng oxit
nhôm trong sản xuất tấm lát ceramic và tấm gốm granite nằm trong khoảng từ (17 –
35)%.
• Ôxít canxi (CaO) : Tham gia vào thành phần của vật chất sét dưới dạng tạp chất đá
vôi (CaCO3), đá đôlômít ( MgCa(CO2)2 )và các khoáng chất khác. Khi ở trạng thái
phân tán mịn và phân bố đồng đều trong đất sét ôxít canxi làm giảm khả năng liên
kết và hạ thấp khả năng nóng chảy của đất sét. Khi nung ở nhiệt độ cao ôxít canxi
phản ứng với ôxít nhôm và ôxít silíc hình thành chất nóng chảy ơtécti ở dạng thủy
tinh alumô silicat canxi làm giảm nhiệt độ nung và nhiệt độ nóng chảy của đất sét.
SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

23

Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

CaO làm khoảng nóng chảy của đất sét bị thu hẹp và gây khó khăn cho quá trình
nung sản phẩm do khả năng có thể bị biến dạng. Khi hàm lượng CaCO 3 trong đất
sét khoảng 10%, đất sét có khoảng kết khối là 30-40 0C. Khoảng nóng chảy của đất
sét trong những trường hợp như vậy có thẻ được mở rộng hơn bằng cách thêm phụ
gia cát thạch anh vào. Khi nhiệt độ nung sản phẩm dưới 1000 0C tác dụng của đá vôi
được thể hiện chủ yếu ở sự thay đổi độ xốp và độ bền của sản phẩm và ít khi thể
hiện là một chất trợ dung. Có sự phân li hình thành khí CO 2 mà độ xốp của xương
sản phẩm tăng lên, đồng thời độ bền giảm xuống. Hàm lượng đáng kể của CaO làm
cho sản phẩm tươi màu hơn (màu vàng, màu kim) ngay cả khi có mặt ôxít sắt. Đất
sét có chứa nhiều đá vôi dưới dạng kết hạt phải được nghiền mịn (kích thước hạt
cần nhỏ hơn 0,6mm).
• Ôxít sắt (Fe2O3) : Thường gặp trong đất sét dưới dạng các hợp chất ôxít (hêmatít,
hyđrôxit …) các hợp chất ôxít thấp (xiđêrít, ankrít, pyrit …) các hợp chất ôxít hỗn
tạp (manhêtit, glaucônit …). Những hợp chất này là hợp chất trợ dung mạnh, có khả
năng làm giảm nhiệt độ kết khối của đất sét, làm giảm nhiệt độ nóng chảy của đất
sét (trừ các ferô silicát). Bằng cách thay đổi môi trường lò từ ôxy hóa đến môi
trường khử (ở giai đoạn cuối quá trình nung) người ta có thể nhận thấy tác dụng lớn
của các hợp chất sắt như chất trợ dung. Các hợp chất này làm cho sản phẩm sau khi
nung có màu từ kem nhạt đến đỏ thẫm tùy theo hàm lượng của chúng trong đất sét.
Các sunfua thường gặp chủ yếu trong đất sét đễ chảy là pyrit (FeS) và macarit
(FeS2). Hàm lượng ôxít sắt trong đất sét sản xuất tấm lát ceramic và tấm gốm
granite (tính quy đổi ra Fe2O3) dao động từ (0,9 – 10,5)%.
• Ôxít manhê (MgO) : được coi như một chất trợ dung có tác dụng tương tự như CaO,
chỉ có ảnh hưởng ít hơn đến khoảng kết khối của đất sét.
• Ôxít kim loại kiềm (K2O, Na2O) : Đều là chất trợ dung mạnh, chúng có khả năng
làm tăng độ co ngót, làm giảm nhiệt độ tạo pha lỏng nóng chảy, làm đặc chắc xương
sản phẩm và làm tang độ bền của nó. Các ôxít này có trong một số khoáng tạo thành
đất sét, nhưng đa số chúng có mặt trong tạp chất ở dạng các muối hòa tan và các

fenspat. Sự có mặt trong nguyên liệu sét muối hòa tan (đến 1,5%) sunfat và các
muối clorua natri, manhê, canxi, sắt sẽ gây sự bạc màu (các vết trắng) trên bề mặt
sản phẩm. Điều đó không những làm hỏng hình dạng bên ngoài mà còn góp phần
phá hủy lớp bề mặt của sản phẩm.

SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

24


Thiết kế nhà máy sản xuất gốm ốp lát. Công suất 4 triệu m2/năm gạch ceramic và 2 triệu m2/năm gạch granite

• Ôxít Titan (TiO2) : Tham gia trong thành phần đất sét dưới dạng các tạp chất, hàm
lượng của nó không quá 1,5%. TiO 2 cho xương màu xanh. Tác dụng cường độ
nhuộm màu của TiO2 vào khoảng 2/3 cường độ nhuộm màu của Fe2O3.
Để kiểm tra thành phần hóa cho phối liệu ta sử dụng biểu đồ A, Y, Avgustinik
(Hình 2.1).Hàm lượng thành phần hóa của phối liệu phù hợp để sản xuất tấm lát
ceramic và tấm granite thuộc vùng 2 của biểu đồ.

1 – Đất sét cho gốm tinh và các sản
phẩm chịu lửa ( samot) ; 2 – Đất sét
để sản suất ống dẫn, tấm lát nền và
các sản phẩm dạng gốm đá, sản
phẩm chịu axit ; 3- Đất sét cho sản
phẩm gạch và đồ gốm trang trí ; 4 –
Đất sét để sản xuất ngói ; 5 – Đất
sét để sản xuất gạch clanhke ; 6Đất sét để sản xuất gạch xây ; 7- đất
sét để sản xuất keramzit ,

Σ

+RO2+R2O3

Hình 2.1 : Biểu đồ A,Y,Avgustinik

SVTH: Đỗ Hoàng Thạch – Phạm Thị Thanh Tâm

GVHD: ThS. Đỗ Thị Phượng

25