Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện – điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng trong xây dựng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

ĐẶNG TRUNG QUÝ

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THỦY TINH TỪ
CHẤT THẢI ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỂ SẢN XUẤT VẬT LIỆU NHẸ KHÔNG
NUNG ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2013


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

ĐẶNG TRUNG QUÝ

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THỦY TINH TỪ
CHẤT THẢI ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỂ SẢN XUẤT VẬT LIỆU NHẸ KHƠNG
NUNG ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG
Chun ngành: Hóa vơ cơ
Mã số

: 60440113

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS NGHIÊM XUÂN THUNG

Hà Nội – Năm 2013


Luận văn thạc sĩ khoa học

Đặng Trung Quý – K22

LỜI CẢM ƠN
Với lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS
Nghiêm Xuân Thung đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi nhất
giúp em trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn đúng thời hạn cho phép.
Em xin chân thành cảm ơn Phòng Sau đại học, Bộ mơn Hóa vơ cơ, Phịng thí
nghiệm Hóa vơ cơ, thư viện trường Đại học khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà
Nội đã giúp đỡ trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu vừa qua.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới người thân trong gia đình, bạn bè trong
lớp cao học K22 và các em sinh viên khoa Hóa đã ln động viên, chia sẻ và giúp đỡ
tôi về mọi mặt trong thời gian vừa qua.
Hà nội, ngày 11 tháng 12 năm 2013
Tác giả:

Đặng Trung Quý

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng


MỤC LỤC

Trang phụ bìa
Lời cảm ơn
Mục lục
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về vật liệu
1.1.1. Vật liệu xây dựng truyền thống
a. Lị thủ cơng truyền thống
b. Lị Nung Tuynel
1.1.2. Vật liệu xây dựng nhẹ khơng nung
1.1.3. Tình hình sản xuất gạch siêu nhẹ không nung ở Việt Nam
1.2. Giới thiệu tổng quát về chất thải điện tử
1.2.1. Định nghĩa về chất thải điện tử (E - Waste)
1.2.2. Phân loại
1.2.3. Thành phần vật chất của chất thải điện - điện tử
a. Thành phần vật chất có giá trị
b. Thành phần vật chất gây nguy hại
1.2.4. Hiện trạng phát sinh chất thải điện tử ở Việt Nam
1.2.5. Tình hình thu gom và xử lý rác thải điện tử ở Việt Nam
1.3. Bóng đèn huỳnh quang và nguồn phát thải
1.3.1. Cấu tạo của bóng đèn huỳnh quang
1.3.2. Nguồn phát sinh rác
1.3.3. Tính chất của thủy tinh bóng đèn huỳnh quang
1.4. Giới thiệu công nghệ sản xuất gạch bê tông xốp siêu nhẹ
Chương 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Các phương pháp nghiên cứu

2.1.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
2.1.2. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM – Scanning Electron
Microscope)
2.1.3. Hệ số dẫn nhiệt
2.1.4. Cường độ kháng nén
2.1.5. Độ rỗng
2.1.6. Khối lượng riêng

i
v
vi
viii
1
2
2
2
2
3
4
9
10
10
11
12
12
13
15
17
18
18

19
20
20
23
23
23
24
25
26
27
27

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
1


2.2. Thực nghiệm
2.2.1. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất
2.2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất
2.2.1.2. Dụng cụ và thiết bị
2.2.2. Thực nghiệm
2.2.2.1. Các cơng đoạn chính của q trình thực nghiệm
2.2.2.1.1. Chuẩn bị phối liệu, dụng cụ
a. Chuẩn bị nguyên liệu
b. Khuấy trộn đồng nhất nguyên liệu
c. Chuẩn bị khuôn đổ mẫu
2.2.2.1.2. Gia cơng và hồn thiện mẫu
a. Đổ khn
b. Tháo khuôn

2.2.2.2. Thực nghiệm chi tiết
a. Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian nghiền đến kích thước hạt thủy
tinh
b. Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ lỏng/rắn (L/R)
c. Khảo sát sự ảnh hưởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của vật
liệu
d. Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ xi măng/bột thủy tinh đối tính chất vật
liệu
e. Khảo sát sự ảnh hưởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành mẫu vật liệu
f. Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian khuấy tới các tính chất của vật liệu
g. Khảo sát sự ảnh của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu
h. Khảo sát sự ảnh hưởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu
i. Khảo sát sự ảnh hưởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nghiền đến kích thước của bột thủy
tinh
3.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ lỏng/rắn (L/R)
3.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của vật
liệu
3.4. Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ xi măng/bột thủy tinh đối với tính chất
mẫu
3.5. Khảo sát sự ảnh hưởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành vật liệu
3.6. Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian khuấy tới các tính chất của vật liệu
3.7. Khảo sát sự ảnh của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu

27
27
27
28
28

28
28
28
28
29
29
29
29
29
29
30
31
31
32
33
33
34
34
36
36
36
37
39
40
41
41

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
2

3.8. Khảo sát sự ảnh hưởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu
3.9. Khảo sát sự ảnh hưởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu
3.10. Nghiên cứu tính chất của mẫu vật liệu
3.10.1. Nghiên cứu tính chất của mẫu vật liệu bằng phương pháp XRD
3.10.2. Nghiên cứu tính chất của mẫu vật liệu bằng phương pháp SEM
3.10.3. Xác định các thông số vật lý
a. Cường độ kháng nén Rn (Kg/cm2)
b. Tỷ trọng d (g/cm3)
c. Hệ số dẫn nhiệt λ Kcal/m. 0C.h
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO

42
43
45
45
48
52
52
52
53
54
55

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
3

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT

Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

1

PVA

Polyvinyl alcol

2

PVA (1.7%)

Dung dịch Polyvinyl alcol 1,7%

3

TCXDVN

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

DANH MỤC CÁC BẢNG

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng

dụng trong xây dựng
4


Bảng 1.1: Phân loại thiết bị điện và điện tử thải theo chỉ thị của Liên minh

11

Châu Âu về thiết bị điện và điện tử thải (EU, 2002)
Bảng 1.2. Các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử và tác hại của chúng
Bảng 1.3. Khối lượng trung bình chất thải điện tử ở các vùng trong cả nước
Bảng 1.4. Các thông số của gạch bán trên thị trường và tiêu chuẩn yêu cầu
Bảng 2.1. Hệ số đẫn nhiệt của một số vật liệu
Bảng 2.2. khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian nghiền đến kích thước hạt thủy

13
16
22
26

tinh
Bảng 2.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ lỏng/rắn (L/R)
Bảng 2.4. Khảo sát sự ảnh hưởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của

31

vật liệu
Bảng 2.5. Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ xi măng/bột thủy tinh đến tính chất
vật liệu
Bảng 2.6. Khảo sát sự ảnh hưởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành vật liệu

Bảng 2.7. Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian khuấy tới các tính chất của vật
liệu
Bảng 2.8. Khảo sát sự ảnh hưởng của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của
vật liệu
Bảng 2.9. Khảo sát sự ảnh hưởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu
Bảng 2.10. Khảo sát sự ảnh hưởng của Natri silicat đến các tính chất của vật
liệu
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian nghiền đến kích thước của
bột thủy tinh
Bảng 3.2. Kết quả Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ lỏng/rắn (L/R)
Bảng 3.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của Natri claurinsulfat tới các tính chất của
vật liệu
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ XM / TT đối với tính chất
mẫu
Bảng 3.5. Kết quả Khảo sát sự ảnh hưởng của tốc độ khuấy tới sự hình thành
mẫu
Bảng 3.6. Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian khuấy tới các tính chất của vật
liệu
Bảng 3.7. Khảo sát sự ảnh của cấp hạt thủy tinh đến các tính chất của vật liệu
Bảng 3.8. Khảo sát sự ảnh hưởng của tro bay đến các tính chất của vật liệu

30

34
32
32
33
33
34
35

36
37
38
39
40
41
42
43

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
5


Bảng 3.9. Khảo sát sự ảnh hưởng của Natri silicat đến các tính chất của vật liệu
Bảng 3.10. Hệ số dẫn nhiệt của các mẫu

44
53

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
6


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Sản xuất gạch sét nung truyền thống
Hình 1.2. Sản xuất gạch sét nung lị Tuynel
Hình 1.3. Lượng chất thải thiết bị điện và điện tử ở Việt Nam từ 2002-

3
4
15

2006 và ước tính đến năm 2020.
Hình 1.4. Bóng đèn huỳnh quang và sơ đồ cấu tạo
Hình 2.1. Nhiễu xạ tia X theo mơ hình Bragg
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý kính hiển vi quét điện tử
Hình 3.1. Giản đồ XRD của mẫu A
Hình 3.2. Giản đồ XRD của mẫu B
Hình 3.3. Giản đồ XRD của mẫu C
Hình 3.4. Giản đồ XRD của mẫu D
Hình3.5. Giản đồ XRD của mẫu E
Hình 3.6. Kết quả hình ảnh SEM của các mẫu ở cỡ 10µm
Hình 3.7. Kết quả hình ảnh SEM của các mẫu ở cỡ 20µm.
Hình 3.7. Kết quả hình ảnh SEM của các mẫu C.
Hình 3.8. Cường độ kháng nén của các mẫu nghiên cứu
Hình 3.9. Khối lượng riêng của các mẫu nghiên cứu

19
23
24
45
46
46
47
47
49
50

51
52
53

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
7


MỞ ĐẦU
Ngày nay với sự gia tăng chóng mặt của chất thải cơng nghiệp, một trong số
lượng lớn đó phải kể đến nguồn rác thải ngành điện - điện tử. Rác thải của ngành điện điện tử rất đa dạng như màn hình tivi (bao gồm màn thủy tinh CRT và màn hình phẳng
LCD), các thiết bị chiếu sáng, các vật liệu gia dụng trong gia đình,…vv. Vấn đề xử lý
rác thải cơng nghiệp nói chung, rác thải ngành điện tử nói riêng đã là một vấn đề nóng
hổi thu hút sự quan tâm của toàn nhân loại và đặc biệt là các nhà khoa học trên toàn thế
giới. Ở Việt Nam, bộ Tài nguyên môi trường đang được thủ tướng giao soạn thảo quyết
định về trách nhiệm của các nhà sản xuất nhập khẩu phân phối và tiêu dùng phải thu
gom, xử lý các thiết bị điện tử hỏng, hết hạn sử dụng.
Bóng đèn huỳnh quang và màn hình thủy tinh CRT là những rác thải không
phân hủy chứa các kim loại và hợp chất độc hại. Khi thải chúng ra môi trường, chúng
sẽ gây ô nhiễm môi trường và gây độc cho con người. Tuy nhiên việc tái sử dụng các
vật liệu để sử dụng vào mục tiêu tiết kiệm nguồn nguyên liệu đồng thời giảm giá thành
và tăng sản phẩm cho xã hội. Thủy tinh được thu gom từ nguồn thải điện - điện tử có
thể tận dụng để tái sản xuất cũng như sử dụng làm nguyên liệu đầu cho sản xuất vật
liệu: gốm xốp, bê tông xốp, thủy tinh xốp, men gốm,.. phục vụ cho ngành xây dựng.
Với thực tế trên chúng tôi chọn đề tài cho luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu sử dụng thủy
tinh từ chất thải điện – điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng dụng
trong xây dựng”.

Chương 1: TỔNG QUAN

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
1


1.1. Giới thiệu về vật liệu
1.1.1. Vật liệu xây dựng truyền thống
Xây dựng là một ngành công nghiệp sử dụng khối lượng vật liệu nhiều nhất,
khối lượng các vật liệu sử dụng cho ngành xây dựng là khổng lồ. Vật liệu sử dụng chủ
yếu và phổ biến trong xây dựng hiện nay là gạch sét nung, bê tông xi măng. Để sản
xuất ra những vật liệu xây dựng này cần một khối lượng nguyên liệu khổng lồ và sản
sinh ra một lượng lớn khí thải độc hại. Để sản xuất gạch sét nung thì chủ yếu sản xuất
bằng lị thủ cơng truyền thống và lị nung Tuynel.
a. Lị thủ cơng truyền thống
Lị thủ cơng truyền thống được sử dụng phổ biến ở Việt Nam từ lâu đời, đây là
loại hình công nghệ sản xuất đơn giản, lạc hậu nhất. Hiện nay sản lượng gạch đất sét
nung được sản xuất bằng lị đứng thủ cơng chiếm khoảng khoảng 35% - 40% tổng sản
lượng gạch đất sét nung. Sản phẩm của công nghệ này khơng đảm bảo về kích thước,
chưa phù hợp với độ co nguyên liệu, nên kích thước sản phẩm thường thiếu hụt, mẫu
mã sản phẩm đơn điệu [8]. Gạch mộc sau khi tạo hình được phơi trên cáng thủ cơng
khơng có mái che, sau đó được nung trong lị gián đoạn. Nhìn chung, cơng nghệ sản
xuất chủ yếu là thủ cơng, hao phí ngun, nhiên liệu lớn, gây ơ nhiễm mơi trường, chất
lượng gạch cịn hạn chế, đặc biệt là về kích thước, hình dạng. Nếu đáp ứng nhu cầu 42
triệu viên gạch vào năm 2020 bằng gạch đất sét nung sẽ tiêu tốn khoảng 57-60 triệu m 3
đất sét, tương đương với 2.800-3.000 ha đất nông nghiệp. Ứng với những con số này,
chúng ta còn tiêu tốn đến gần 6 triệu tấn than và thải ra môi trưởng gần 17 triệu tấn khí
thải (CO, CO2), gây nên hiệu ứng nhà kính nghiêm trọng. Có thể liệt kê hàng loạt
nhược điểm của công nghệ sản xuất gạch đất sét nung bằng lị thủ cơng như sau:
- Nung gián đoạn, khơng có hệ thống thiết bị kiểm sốt nhiệt độ lị, người thợ kiểm
sốt nhiệt độ lị đốt bằng kinh nghiệm.

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
2


- Tổn thất nhiệt năng lớn, phát thải khí CO và CO 2 nhiều, gây ô nhiễm môi trường cao.
- Chất lượng gạch thấp, không đồng đều, mẫu mã đơn điệu, phụ thuộc vào kinh nghiệm
của người đốt lò, tỉ lệ gạch phế phẩm cao (trên 10%).
- Năng suất lao động thấp, điều kiện lao động nặng nhọc.

Hình 1.1. Sản xuất gạch sét nung truyền thống
b. Lò nung Tuynel
Gần đây Lị nung Tuynel được sử dụng phổ biến và có xu hướng dần dần thay
thế hồn tồn cho lị nung truyền thống. Lò nung Tuynel đã khắc phục được một số
nhược điểm của lị nung truyền thống [7]:
- Có hệ thống thiết bị kiểm sốt nhiệt độ lị nên chất lượng gạch sau nung tốt và độ ổn
định giữa các lô sản xuất là rất lớn.

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
3


- Giảm thiểu được phế phẩm nên giảm thiểu nguồn phát sinh rác thải và nâng cao hiệu
quả kinh tế.
- Ít tổn thất nhiệt năng hơn, nên giảm thiểu phát thải khí CO, CO 2 và ít gây ơ nhiễm
mơi trường.

Hình 1.2. Sản xuất gạch sét nung lị Tuynel

1.1.2. Vật liệu xây dựng nhẹ khơng nung
Vì các ngun nhân nêu ở trên nên việc sử dụng vật liệu xây dựng thân thiện với
môi trường trở thành một xu hướng tất yếu trong ngành cơng nghiệp vật liệu xây dựng.
Trong đó vật liệu nhẹ không nung được coi là giải pháp hiệu quả cho vấn đề trên và
vẫn đáp ứng được hầu hết các yêu cầu kỹ thuật để làm vật liệu xây dựng thân thiện với
môi trường.

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
4


Gạch không nung hay gạch block là một loại gạch mà sau gia cơng định hình thì
tự đóng rắn đạt các chỉ số về cơ học như cường độ nén, uốn, độ hút nước mà không cần
qua nhiệt độ, không phải sử dụng nhiệt để nung nóng đỏ viên gạch nhằm tăng độ bền
của viên gạch [9]. Độ bền của viên gạch không nung được gia tăng nhờ lực ép hoặc
rung hoặc cả ép lẫn rung lên viên gạch và thành phần kết dính của chúng.
Gạch bê tơng nhẹ có hai loại cơ bản là gạch bê tông nhẹ bọt và gạch bê tơng nhẹ khí
chưng áp. Sản suất bằng cơng nghệ tạo bọt, khí trong kết cấu nên tỷ trọng viên gạch
giảm đi nhiều và nó trở thành đặc điểm ưu việt nhất của loại gạch này. Thành phần cơ
bản: Xi măng, tro bay nhiệt điện, cát mịn, phụ gia tạo bọt hoặc khí, vơi,....
Gạch bê tơng nhẹ có hai loại cơ bản là gạch bê tông nhẹ bọt và gạch bê tơng nhẹ
khí chưng áp [12]. Thành phần cơ bản: Xi măng, tro bay nhiệt điện, cát mịn, phụ gia
tạo bọt hoặc khí, vơi, ....
Các ưu điểm vật liệu nhẹ không nung [10]:
- Trọng lượng nhẹ

Với hàng triệu bọt khí li ti có trong kết cấu, tỷ trọng của bê tơng khí ở trong
khoảng từ 400kg/m3 đến 1.000kg/m3, và thơng thường người ta sản xuất loại sản phẩm
có tỷ trọng từ 500 đến 700kg/m 3. Tỷ trọng này chỉ bằng 1/3 so với gạch đặc và bằng

2/3 so với gạch rỗng đất sét nung. Do vậy, khi thay thế gạch xây thơng thường bằng
gạch bê tơng khí cho phép giảm tải trọng, tiết kiệm chi phí kết cấu của cơng trình từ 10
đến 12%, hoặc vẫn kết cấu của cơng trình như vậy nhưng cho phép tăng chiều cao của
cơng trình.
Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
5


Cũng nhờ tỷ trọng của sản phẩm rất nhẹ nên cho phép tạo hình những sản phẩm
kích cỡ lớn hơn so với gạch xây mà không ảnh hưởng đến thao tác của người thợ. Khi
xây bằng gạch bê tơng khí, tốc độ xây của người thợ tăng gấp đôi so với gạch thơng
thường. Đây chính là một trong những yếu tố làm rút ngắn tiến độ thi cơng của cơng
trình.
- Cường độ nén cao

Tỉ trọng của Gạch bê tông bọt siêu nhẹ rất đa dạng: từ 900 Kg/m 3 đến 1.400
Kg/m3, với cường độ nén tương ứng là: 4,0 đến 12,5 N/mm2.
- Khả năng cách âm tốt

Gạch bê tông bọt siêu nhẹ có khả năng cách âm tuyệt vời nên được xem là giải
pháp tối ưu trong các cơng trình xây dựng có yêu cầu cao về cách âm hoặc chống ồn
như: bệnh viện, trường học, khách sạn ... Đặc biệt, sản phẩm gạch bê tông bọt siêu nhẹ
rất phù hợp trong việc tạo vách ngăn, sàn, mái và tường cách âm trong nhà hát, rạp
chiếu phim, nhà cao tầng.

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
6

- Khả năng chống thấm cực tốt
Gạch bê tông bọt siêu nhẹ có kết cấu bê tơng với hàng triệu bọt khí li ti tạo nên
một hệ thống lỗ tổ ong kín với kích thước siêu nhỏ, ngăn sự thẩm thấu của nước. Do
đó, gạch bê tơng bọt siêu nhẹ có đặc tính chống thấm rất cao, thường được sử dụng
trong thi công bể bơi, bể chứa, sàn và mái chống thấm.
- Khả năng giảm thiểu ảnh hưởng của động đất
Với trọng lượng nhẹ hơn gạch đỏ truyền thống và bê tơng thơng thường, gạch
bê tơng bọt siêu nhẹ có khả năng kháng lại sức tàn phá của động đất và giảm tối đa tỉ
lệ thương vong cho con người và thiệt hại về tài sản.
- Khả năng cách nhiệt và chống cháy

So với gạch đỏ truyền thống và bê tơng thơng thường, gạch bê tơng bọt siêu nhẹ
có khả năng cách nhiệt và chống cháy rất hiệu quả. Do đó, sử dụng sản phẩm gạch bê
tơng bọt siêu nhẹ sẽ giảm đáng kể chi phí điều hồ nhiệt độ trong các cơng trình xây
dựng.
- Chất lượng vững bền theo thời gian
Gạch bê tông bọt siêu nhẹ vững bền theo thời gian trong mọi điều kiện thời
tiết, không bị mối mọt và chống cháy cao.
- Dễ thi công

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
7


Gạch bê tơng khí có thể sản xuất theo nhiều kích cỡ khác nhau tùy theo u cầu
của cơng trình. Các cơng trình thường sử dụng loại gạch dày 22cm cho tường ngoài và
gạch dày 10cm cho tường ngăn, thậm chí những kích thước phi tiêu chuẩn khác, khách
hàng chỉ cần đặt hàng trước một ngày là nhà máy sản xuất có thể đáp ứng được.

Khi xây bằng gạch bê tơng khí thì cơng tác hồn thiện như lắp đặt điện nước cực kỳ dễ
dàng, tường bằng bê tơng khí có thể cho phép khoan, doa, tạo rãnh, tạo hốc một cách
dễ dàng hơn nhiều so với gạch xây thông thường mang lại sự tiện lợi và linh hoạt trong
thi cơng.
Bên cạnh những tính năng nổi trội so với gạch xây truyền thống, gạch bê tơng
khí cịn có đặc điểm là một loại vật liệu thân thiện với môi trường. Trong q trình sản
xuất khơng phát sinh khí thải, nước thải cũng như chất thải rắn. Nguồn nguyên liệu để
sản xuất chủ yếu là cát, và đặc biệt có thể dùng phế thải của các nhà máy nhiệt điện.
- Tiết kiệm chi phí vật liệu xây
Sử dụng gạch bê tơng bọt siêu nhẹ sẽ giảm hơn 50% chi phí vật liệu xây trong
tồn bộ kết cấu cơng trình so với gạch đỏ truyền thống. Với hình dáng đồng nhất và
kích thước to hơn, gạch bê tơng bọt siêu nhẹ cịn giúp tiết kiệm được vữa xây và sơn
hoàn thiện.
- Thân thiện môi trường
Gạch bê tông bọt siêu nhẹ được sản xuất với nguyên liệu là tro bay hoặc bột
đá, là các loại chất thải trong các cơng trình khai khống mà hiện nay cần rất nhiều
chi phí để xử lý. Với mục tiêu thay thế gạch đỏ truyền thống trong lĩnh vực xây dựng,

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
8


gạch bê tơng bọt siêu nhẹ góp phần giảm thiểu tình trạng mất đất nơng nghiệp nói
riêng và ảnh hưởng hiệu ứng nhà kính nói chung ở Việt Nam.
- Ứng dụng
+ Chung cư, nhà cao tầng cho người có thu nhập thấp.
+ Nhà đơn, nhà phố, biệt thự.
+ Nhà nghỉ dưỡng, resort, hotel.
+ Trường học, bệnh viện.

+ Nâng cấp, thêm tầng.
+ Phịng cách âm cách nhiệt...
1.1.3. Tình hình sản xuất gạch siêu nhẹ không nung ở Việt Nam
Tại Việt Nam, các loại vật liệu xây dựng công nghệ cao này còn tương đối mới mẻ,
nhưng với tốc độ phát triển của ngành xây dựng khá nhanh như hiện nay thì các loại
vật liệu xây dựng xanh thân thiện môi trường chắc chắn sẽ có cơ hội rất lớn để phát
triển. Trong Quyết định 567/QĐ-TTg ngày 28/04/2010 của Thủ tướng Chính phủ về
phê duyệt tổng thể quy hoạch ngành vật liệu xây dựng ở Việt Nam, gạch bê tông bọt
siêu nhẹ được Chính phủ Việt Nam chọn làm giải pháp từng bước thay thế vật liệu xây
dựng bằng đất sét nung truyền thống nhằm mục đích bảo vệ mơi trường sống [7]. Từ
năm 2011, các cơng trình nhà từ 9 tầng trở lên sẽ sử dụng tối thiểu 30% vật liệu xây
dựng khơng nung loại nhẹ có khối lượng thể tích không lớn hơn 1.000kg/m 3 trong tổng
số vật liệu xây. Ba chủng loại vật liệu xây dựng không nung được dùng là gạch xi
măng cốt liệu, gạch nhẹ và các loại gạch khác. Bên cạnh đó, nhiều chính sách khuyến
khích hỗ trợ chuyển đổi đầu tư sản xuất vật liệu mới (gạch không nung) như được miễn
giảm thuế thu nhập doanh nghiệp, được tranh thủ lãi suất ưu đãi của chương trình kích
cầu của Chính phủ. Cụ thể, những doanh nghiệp hoạt động trên địa bàn TP HCM sẽ
được vay vốn thời hạn 7 năm, được TP hỗ trợ 50 - 100% lãi vay.
Trước dự báo thuận lợi và chính sách hỗ trợ tích cực của Chính phủ, một số
cơng ty mạnh dạn đầu tư nhập các dây chuyền sản xuất gạch bê tơng khí chưng áp
Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
9


(Autoclaved Aerated Concrete - gọi tắt là AAC). Khu vục phía Nam đang nhộn nhịp
với nhà máy ở Long An của Công ty CP gạch khối Tân Kỷ Nguyên. Ở phía Bắc, hàng
loạt dự án đầu tư nhà máy sản xuất bê tơng khí chưng áp đã và đang triển khai như:
Nhà máy sản xuất bê tơng khí chưng áp của Công ty Sông Đà 12, Viglacera.
Thông tư 09/2012/TT-BXD quy định sử dụng vật liệu xây không nung trong các cơng

trình xây dựng:
- Điều 1. Phạm vi điều chỉnh và đối tượng áp dụng.
- Điều 2. Các cơng trình xây dựng bắt buộc sử dụng vật liệu xây không nung.
- Điều 3. Khuyến khích sử dụng vật liệu xây khơng nung trong các cơng trình xây
dựng.
- Điều 4. Trách nhiệm của các tổ chức, cá nhân có liên quan trong việc sử dụng vật liệu
xây không nung đối với công trình xây dựng.
1.2. Giới thiệu tổng quát về chất thải điện tử
1.2.1. Định nghĩa về chất thải điện tử (E - Waste)
Cho đến nay chưa có một định nghĩa chính xác nào về chất thải điện tử do tính
đa dạng và phức tạp của sản phẩm điện tử. Mỗi quốc gia có một định nghĩa và giải
thích riêng về chất thải điện tử [18]. Theo OECD (tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế)
thì tất cả các thiết bị sử dụng năng lượng điện để vận hành, khi đã hết khả năng sử
dụng đều được coi là chất thải điện tử (E - Waste).
Một cách tổng quan: chất thải điện tử bao gồm toàn bộ các thiết bị, dụng cụ,
máy móc điện, điện tử cũ hỏng lỗi thời khơng sử dụng nữa cũng như các phế liệu, phế
phẩm thải ra trong quá trình sản xuất, lắp ráp và tiêu thụ.
1.2.2. Phân loại
Có thể phân loại chất thải điện - điện tử theo các thiết bị điện - điện tử theo
bảng 1.1 [13]:

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
10


Bảng 1.1: Phân loại thiết bị điện và điện tử thải theo chỉ thị của Liên minh Châu
Âu về thiết bị điện và điện tử thải (EU, 2002)
STT

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

LOẠI
Thiết bị gia dụng cỡ lớn

VÍ DỤ
Tủ lạnh,máy giặt, máy điều hịa máy rửa
bát...

Thiết bị gia dụng cỡ nhỏ

Bàn là, máy hút bụi, máy pha cà phê...

Thiết bị công nghệ thông tin và

Máy in, máy vi tính, máy đánh chữ, máy

truyền thống

tính bỏ túi, điện thoại...

Thiết bị tiêu dùng

Thiết bị chiếu sáng

Đài, tivi, máy quay phim, máy ghi âm, âm
ly, nhạc cụ...
Đèn huỳnh quang, đèn compact, đèn natri hạ
áp...

Dụng cụ điện và điện tử (ngoại trừ

Máy khoan, máy cưa, máy khâu, dụng cụ

các dụng cụ cố định quy mô lớn)

hàn...

Đồ chơi, thiết bị giải trí và thể thao

Tàu điện, ơtơ đồ chơi, máy chơi điện tử cầm
tay...

Thiết bị y tế (ngoại trừ các sản

Thiết bị phóng xạ, máy lọc máu, thiết bị tim

phẩm cấy ghép và truyền nhiễm)

mạch, máy hô hấp...

Dụng cụ theo dõi và kiểm sốt

Máy móc tự động

Máy điều nhiệt, máy dị khói, thiết bị cân
đo...
Máy rút tiền tự động, máy pha nước nóng...

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
11


1.2.3. Thành phần vật chất của chất thải điện - điện tử
Chất thải điện tử là một loại chất thải rắn không đồng nhất và phức hợp về vật
chất và thành phần. Để phát triển hệ thống tái chế thân thiện mơi trường và có hiệu quả
điều quan trọng là phân loại và nhận dạng vật liệu có giá trị, các chất nguy hại tiếp theo
là các đặc trưng vật lý của luồng chất thải điện tử [14]. Chất thải điện và điện tử chứa
hơn 1000 chất khác nhau, trong đó có nhiều chất độc hại như: chì, thuỷ ngân, asen,
cadmium, selennium, chất chống cháy có khả năng tạo ra dioxin khi cháy. Theo quan
điểm tái chế có thể phân loại theo 2 nhóm:

a. Thành phần vật chất có giá trị
Theo Trung tâm các vấn đề Quản lý Tài nguyên và Chất thải Châu Âu
(ETC/RWM): sắt và thép là các nguyên liệu phổ biến nhất trong các thiết bị điện và
điện tử và chiếm hơn 50% tổng lượng chất thải điện và điện tử, nhựa là thành phần
nhiều thứ hai chiếm xấp xỉ 21%, nhiều thứ ba chiếm khoảng 13% là kim loại khác bao
gồm cả kim loại quý hiếm (Al, Zn, Cu, Pb, Sn, Cr, Au, Ag, Pt, Pd …) và thành phần
còn lại là thủy tinh chiếm khoảng 10% tổng trọng lượng chất thải điện - điện tử.

b. Thành phần vật chất gây nguy hại
Rác thải điện tử chứa rất nhiều các kim loại nặng hoặc những hợp chất độc hại
với con người và môi trường sống. Rác thải điện tử làm ơ nhiễm khơng khí, ơ nhiễm
đất, ô nhiễm nguồn nước, gây ra các căn bệnh nguy hiểm. Chất độc sản sinh ra như
những chất liệu không cháy được và các kim loại nặng có thể là mối nguy cơ đối với
sức khỏe của công nhân sản xuất thiết bị và những người sinh sống gần các “núi rác”
máy tính phế thải [17]. Rất nhiều trẻ em địa phương và công nhân làm việc tại những
cơ sở tái chế kém chất lượng trên đã mắc những chứng bệnh liên quan đến đường hô

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
12


hấp, bệnh ngồi da, thậm trí ung thư do linh kiện điện tử. Các nguồn thải độc hại tác
động đến môi trường và con người được thể hiện ở bảng 1.2.
Bảng 1.2. Các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử và tác hại của chúng
ST

Các chất độc hại có trong rác thải

Tác hại với mơi trường sống và cơ

T

điện, điện tử

thể sống

Polyclo biphenyl (PCB)Tụ điện,

Gây ung thư, ảnh hưởng đến hệ thần

máy biến thế

kinh, hệ miễn dịch, tuyến nội tiết

1

Tetrabrombi sphenol-A (TBBA)
2

Polybrombip chất chống cháy cho
nhựa (nhựa chịu nhiệt, cáp cách điện)

3
4
5
6

Gây tổn thương lâu dài đến sức khỏe,
gây ngộ độc sâu khi cháy

Flocacbon trong bộ phận làm lạnh, bột

Khi cháy gây nhiễm độc

cách điện

Polyvinyl clorua (PVC)
Cháy ở nhiệt độ cao sinh ra

Cáp cách điện

dioxin và furan

As (lượng nhỏ ở dạng gali asenua, bên
trong các diod phát quang)
Ba - chất thu khí màn hình CRT

Gây ngộ độc cấp tính và mãn tính
Gây nổ nếu ẩm ướt bộ chỉnh lưu, bộ
phận phát tia độc nếu nuốt phải

Pin Ni-Cd sạc lại, lớp huỳnh
7

quang (đèn hình CRT), mực

Độc cấp tính và mãn tính

máy in và trống, máy

photocopy ( trống máy photo)

8
9

Cr(VI) Băng và đĩa ghi dữ liệu

Độc cấp tính và mãn tính, gây dị ứng

Pb - màn hình CRT, pin, bản mạch máy

Gây độc với hệ thần kinh, thận, mất

in

trí nhớ đặc biệt với trẻ em

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
13


10
11
12
13

Li Pin liti

Gây nổ nếu ẩm

Hg - trong đèn hình màn hình

Gây ngộ độc cấp tính và mãn tính

LCD, pin kiềm và công tắc
Pin Ni-Cd sạc lại hoặc trong màn hình

Gây dị ứng

CRT
Lớp huỳnh quang màn hình CRT

Gây độc với da và mắt

Kẽm sunfua các bộ phận bên trong
14

màn hình CRT, trộn với nguyên tố đất

độc nếu nuốt phải

hiếm
1.2.4. Hiện trạng phát sinh chất thải điện tử ở Việt Nam
Theo kết quả điều tra năm 2005 Việt Nam có khoảng 50 cơ sở sản xuất, lắp ráp
linh kiện, thiết bị điện tử. Định hướng phát triển ngành công nghiệp này đến năm 2020,
tổng số các cơ sở công nghiệp điện tử sẽ tăng lên khoảng 120 - 150 cơ sở. Hiện tại đã
hình thành một số các cơ sở sản xuất linh kiện điện tử như đèn hình ti vi, monitor, tụ
điện, điện trở, mạch in… và trong tương lai không xa ngành công nghiệp vật liệu điện
tử - bán dẫn cũng sẽ ra đời. Bước đầu công nghiệp điện tử ở Việt Nam cùng với các

ngành khác như bưu chính viễn thơng, tự động hóa, cơng nghệ thơng tin đã mang lại bộ
mặt mới trong đời sống sinh hoạt xã hội, góp phần đáng kể vào thu nhập quốc dân.

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
14


Hình 1.3. Lượng chất thải thiết bị điện và điện tử ở Việt Nam từ 2002-2006 và ước
tính đến năm 2020.
Hình 1.3 Mơ tả sự phát sinh một số loại đồ điện, điện tử thải từ năm 2002-2006
và dự báo lượng chất thải tương ứng của các thiết bị này vào năm 2020 theo ước tính
của cơng ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên Môi trường Đô thị (URENCO) [19].
Hình 1.3 cho biết dự báo đến năm 2020, đáng chú ý nhất trong việc gia tăng lượng
thải là mặt hàng tivi (tăng khoảng 1230% so với năm 2006), tiếp đến là điện thoại di
động (tăng khoảng 600%). Đây cũng chính là hai loại thiết bị điện tử được sử
dụng phổ biến nhất trong xã hội tại thời điểm hiện tại.
Tuy nhiên, đồng hành với sự phát triển công nghiệp điện tử là sự phát sinh một
lượng không nhỏ chất thải điện tử, bao gồm: chất thải công nghiệp điện tử và thiết bị
điện, điện tử thải sau sử dụng.
Chất thải công nghiệp điện tử (E - Waste) bao gồm vụn kim loại, dây dẫn điện,
bản mạch in hỏng, linh kiện hỏng, chất thải hàn, thủy tinh... Theo kết quả điều tra, ước
tính tổng lượng chất thải cơng nghiệp điện tử trên toàn lãnh thổ Việt Nam là khoảng

Nghiên cứu sử dụng thủy tinh từ chất thải điện - điện tử để sản xuất vật liệu nhẹ không nung ứng
dụng trong xây dựng
15