slide thuyết trình vật liệu xây dựng đề tài Công nghệ chế tạo bê tông Polime sử dụng nhựa Phuran

 Để có thể kìm hãm tốc độ ô nhiễm đã lên tới mức cảnh báo như hiện nay đòi hỏi chúng ta phải có biện pháp thay thế một phần bê tông sử dụng CKD xi măng pooc lăng bằng loại bê tông sử dụ

• Công nghệ chế tạo

bê tông polime sử dụng nhựa phuran

 Tính cấp thiết của bê tông

polime

Bê tông là vật liệu xây dựng thông dụng nhất trên hành tinh chúng

ta Hiện nay, khoảng 5-8% lượng CO2 do con người thải ra có

nguồn gốc từ ngành công nghiệp sản xuất xi măng Portland, một chất kết dính không thể thiếu của bê tông thông thường.

Xi măng Portland là một trong những vật liệu được sản xuất rộng rãi nhất trên Trái đất Sản lượng xi măng Portland trên toàn thế giới hiện tại đã vượt qua ngưỡng 2,6 tỉ tấn một năm và hàng năm tăng trung bình 5%.

 Để có thể kìm hãm tốc độ ô nhiễm đã lên tới

mức cảnh báo như hiện nay đòi hỏi chúng ta

phải có biện pháp thay thế một phần bê tông sử dụng CKD xi măng pooc lăng bằng loại bê tông

sử dụng CKD polime.Bê tông polime sử dụng các loại thải phẩm từ nhà máy than đá,lọc

dầu.Sử dụng các loại CKD làm từ nhựa như

polieste,epoxy,phuran,xelulozo vv.Trong bài viết này đề cập đến nhựa phuran

 Bê tông polyme có rất nhiều ưu điểm so với bê

tông thông thường Trước hết, về căn bản nó có khả năng "hạn chế" lượng khí thải CO2 đồng

thời có thể tạo ra một cơ sở hạ tầng có khả năng

sử dụng qua hàng trăm năm

 So sánh với xi măng Portland thông thường (OPC),

bê tông polyme (GPC) có nhiều tính năng tốt hơn (khả năng chống ăn mòn hóa học, chịu nhiệt (tới 2400oF), chịu nén và có độ bền kéo, sự co ngót )

 Các tính chất của nhựa phuran

 Các loại nhựa phuran nhận được trên cơ sở

rượu phurphuril, phurphurol và rượu

phurphuril hoặc phurphurol và axeton.Phụ thuộc vào loại monome được sử dụng khi chế tạo chúng mà phân ra nhựa

I, Tính chất của polime phuran

1, Phurphurol –axeton (PA)

Monome PA ở nhiệt độ bình thường là chất lỏng màu vàng tím có nhiệt độ sôi 160 –

200 ,chúng không tan trong kenton, cả trong polieste phức tạp và polieste etilelglicol

 Bảng tính chất chính của của monome PA

2, Oligome - Phuril

Bảng các tính chất của Oligome PL -20

Phần khô,không nhỏ hơn ,% 65Tốc độ keo hóa ở 250 , không lớn hơn,s 350

Độ nhớt theo thiết kế NK-4, không lớn

 Chất đóng rắn, chất độn và

chất hóa dẻo đi với nhựa

phuran

 Một số hình ảnh về chất hóa dẻo và đóng rắn

 Monome PA đóng rắn trong điều kiện lạnh hoặc

khi đốt nóng với sự tham gia của chất xúc tác

axit: benzen sunphua axit( BSA),

n-toluolsunphua clorit…benzen sunphua axit là

sản phẩm dạng tinh thể có khối lượng tinh thể tương đối 158.18 Axit này hòa tan tốt trong

nước, axeton, phurphurol và rượu etyl

 Khi đóng rắn các sản phẩm ban đầu cẩu quá

trình ngưng kết hoặc các polime hòa tan độ nhớt khác nhau chịu ảnh hưởng của các axit hoặc đốt nóng chuyển sang trạng thái không hòa tan,

không đúc được

 Oligome PL-2 đóng rắn ở nhiệt độ 120-140 độ C

có sự tham gia của axit malein và một số chất xúc tác axit khác Trong điều kiện lạnh chúng đóng rắn dưới tác động của tiếp xúc Petrov, của muối aniline, axit sunphuaric và axit clohydic và một

số chất xúc tác khác

 Các oligome phuran không đóng rắn hòa hợp tốt

với các chất dẻo, các polyme nhiệt hóa khác

nhau, cao su tự nhiên và nhân tạo, các atfan

 Khi có mặt các axit khoáng hóa mạnh chúng biến

thành màu đen nhanh, đóng rắn và trở nên giòn không đúc được Các axit yếu hơn( malenin,

savel, phốt phát ) tác động chậm và oligome mềm trong thời gian dài

 Để chúng đóng rắn trong điều kiện nhiệt độ

bình thường tốt nhất sử dụng axit benzene và toluolsunphua; ở điều kiện này tốc độ đóng rắn đủ lớn

 Sự đóng của các oligome phuran kéo theo sự

tăng đáng kể tỷ trọng của chúng ( từ 1100

đến 1500 kg/m3) và vì thế có độ co lớn, làm giảm độ bám dính của chúng Vì vậy polime phuran được sử dụng kết hợp với các chất

độn khoáng dạng bột mịm hoặc dạng sợi,

chúng không những làm giảm độ co mà giúp chúng làm việc được ở nhiệt độ cao

 Đã từ lâu chúng ta biết rằng điều kiện cần thiết

để tăng tác động của chất độn có độ mịn cao khi đưa chúng vào polime là sự gần của các

tính chất phân tử của bề mặt chất độn và chất dẻo tổng hợp

 Trong khi đó đa số các chất độn khoáng thông

thường về tính hút nước không thể hiện tính hoạt tính của mình, thể hiện ở sự tăng các tính chất cơ lý của chúng Độ bền bám dính của

polime và độ bền bám dính của hệ polime-

chất độn phụ thuộc vào bản chất của sự tương tác phân tử

 Một số phụ gia dạng bột phổ biến có nguồn

gốc tự nhiên như trepel, diatomit, opoki,

puzolan, bọt pemza, tù, diabaz hoặc có nguồn gốc nhân tạo như xỉ lò cao dạng viên, tro bay,

hồ nhephelin, bột gạch samot nghiền mịn…

 Các phụ gia rắn trong hỗn hợp có thể tồn tại

không những ở dạng bột khoáng không hòa

tan, còn sử dụng loại phụ gia rắn trong hỗn hợp chúng dễ tạo thành dung dịch hoặc chất nóng chảy Chúng có thể là các muối không tan,

kiềm và các chất điện giải và chất không điện giải khác

 Một số chất độn khoáng sử dụng cho bê tông

polime

 Một số hình ảnh về cốt liệu sử dụng cho bê tông

polime

Sỏi sông Gạch vỡ chịu axit

 Cốt liệu ( tiếp )

Đá dăm bandan Đá dăm granit

 Tính chất của vật liệu polyme trên cơ sở

polyme phuran có chất độn phụ thuộc vào

dạng chất độn, độ mịn của chúng, mức độ lèn đầy chất độn, đặc trưng bề mặt của chất độn, bản chất sự tác động lên ranh giới polyme-

chất độn

 Phụ gia ở dạng bột Phụ gia khoáng mịn hoạt

tính đưa vào trong thành phần của nhựa

phuran với mục đích tạo cho chúng có các

tính chất theo yêu cầu

 Các vật liệu phụ gia lỏng cũng được ứng dụng

rộng rãi- đồng nhất hoặc nhiều pha thí dụ như huyền phù nước của polyme, hoặc dễ dàng

chuyển sang trạng thái lỏng dưới dạng dung dịch keo và dung dịch thực như bọt xà phòng

 Các dạng khác nhau của chất hoạt tính bề mặt

sử dụng chúng rất có hiệu quả trong vật liệu polyme phuran để hình thành nên cấu trúc và đảm bảo các thông số chất lượng theo yêu cầu

 Công nghệ chế tạo bê tông polime

Quy trình công nghệ các loại

trạm trộn bê tông polime

Trong quá trình thiết kế trạm trộn bê tông, các kĩ

sư không thể bỏ qua việc phân tích để lựa chọn cho mình một quy trình công nghệ hợp lý với

nhiệm vụ thiết kế Sau đây chúng tôi xin đưa ra 4 quy trình công nghệ điển hình cho các trạm trộn:

 - Trạm trộn bê tông cưỡng bức dạng tháp

 - Trạm trộn bê tông cưỡng bức dạng nằm ngang

 - Trạm trộn bê tông liên tục

 - Trạm trộn bê tông chu kỳ

  1 Trạm trộn bê tông cưỡng bức dạng tháp

 Trong đó :

  1-Phễu chứa và định lượng sơ bộ;

  2-Tang sấy cát đá; 

  3-Băng gầu;  4-Thiết bị sàng

 5-Lọc và thu bụi; 6-Bồn chứa bột đá; 

  7-Buồng trộn; 8-Bình cân nhựa nóng ; 

  9 -Thiết bị cân đong cát đá nóng và bột đá

 Nguyên lý hoạt động

 Trạm trộn dạng tháp : vật liệu từ hộp cấp liệu

1 đến tang sấy 2 Sau khi được sấy khô để

giảm độ ẩm, loại bỏ tạp chất hiện có và tăng nhiệt độ của cốt liệu Sau đó nó được vận

chuyển theo phương đứng nhờ băng tải gầu

đến thiết bị sàng, để phân loại và định lượng trước khi đưa vào máy trộn cùng với bi tum và bột khoáng

 2 Trạm trộn bê tông cưỡng bức dạng nằm ngang:

  8-Thiết bị định lượng nhựa kiểu liên tục; 

  9- Máy trộn kiểu liên tục

  Nguyên lý hoạt động

  Ngược lại dạng tháp , dạng nằm ngang : vạt liệu sau khi được đưa vào tang sấy được vận chuyển lên sàng để phân loại , sau đó từ mặt đất chúng lại được vận chuyển lên máy trộn với bi tum và bột đá

 3 Trạm trộn bê tông liên tục:

 1-Phễu chứa vật liệu; 2-Thiết bị cấp liệu và

định lượng sơ bộ; 3-Băng gầu nguội;

4-Tang sấy; 5-Buồng đốttang sấy; 6-Máy dẫn vật liệu nóng vào chân băng gầu nóng; 7-Băng gầu nóng số 1; 8-Thiết bị thu bụi; 9-Phễu chứa vật liệu nóng; 10-Sàng phân

loại; 11-Băng gầu nóng số 2; 12-Thiết bị cung cấp nhựa; 13-Tang trộn; 14-Cửa xả bê tông nhựa; 15-Thiết bị định lượng vật liệu liên tục; 16-Thiết bị dẫn bụi vào chân băng gầu nóng

  Nguyên lý hoạt động

 Vật liệu cát, đá dăm các cỡ được đưa vào phễu

1 để xuống thiết bị cấp liệu và định lượng sơ bộ

2, rồi chuyển liên tục vào băng gầu 3 để đưa vật liệu vào tang sấy 4, vật liệu được rang sấy nhờ buồng đốt 5 sau khi đạt nhiệt độ quy định được máng dẫn 6 và băng tải gầu nóng 7 vận chuyển đến sàng phân loại 10 tại đây sàng phân ra 3 cỡ hạt Mỗi ngăn phễu 9 chứa một cỡ hạt ngăn thứ

4 chứa bột đá Từ ngăn phễu chứa này các vật liệu được đổ vào thiết bị định lượng liên tục 13 nhờ băng gầu nóng 11

 Sau đó nhựa được bơm liên tục vào tang trộn

13 nhờ thiết bị cấp nhựa 12 Sau khi trộn đạt yêu cầu đổ ra cửa xả 14 dùng thiết bị thu bụi

8 để lắng bụi lại ,bụi này lắng đọng sẽ tháo vào thiết bị 16 để đổ vào băng gầu 7 đưa lên sàng 10 sau đó theo cỡ hạt mà để vào ngăn phễu 9 Phần khói và bụi nhỏ sẽ theo quạt hút

và ống khói thải ra ngoài trời

4 Trạm trộn bê tông chu kỳ:

 1-Phễu cấp liệu nguội; 2-Thiết bị định lượng

sơ bộ; 3-băng vận chuyển; 4-Tang sấy;

5-Buồng đốt; 6-Các xy lô; 7- Thiết bị thu bụi; Băng gầu nóng; 9- Sàng phân loại; 10-Kho

8-chứa phụ gia; 11-băng gầu phụ gia; 12-Phễu cân; 13-Thùng trộn; 14-Thiết bị định lượng

nhựa; 14-Thiết bị chuyển bê tông nhựa; 16-Xe vận chuyển; 17-Thiết bị cấp nhựa

  Nguyên lý hoạt động

 Cát đá từ kho bãi được máy bốc xúc đưa vào

các ngăn phễu cấp liệu 1, mỗi ngăn chứa một

loại vật liệu riêng biệt Phía dưới mỗi phễu có gắn thiết bị định lượng sơ bộ vật liệu , vật liệu

sẽ rơi xuống máng cấp liệu 2 trước khi đưa vào băng chuyền 3 rồi đưa lên thùng sấy vật liệu 4

Ở đây vật liệu cát đá, đá dăm được rang sấy đến nhiệt độ 200- 220C nhờ ngọn lửa ở buồng đốt 5 Hơi nóng sau khi đã đi từ đầu này sang đầu kia của thùng sấy sẽ đi vào các thiết bị thu bụi 7 và các xi lô 6 trước khi được thải ra ngoài không khí

  Bụi được thu lại ở các thiết bị 6 và 7 nếu khong

chứa hạt sét có tính cơ lý thích hợp sẽ được đưa

về thùng bột đá để sử dụng lại  Vật liệu đá dăm các cỡ và cát sau khi được rang nóng đến nhiệt

độ 200-220C sẽ theo gầu nóng 8 đưa vào máy sàng 9 Tại đay , máy sàn phân loại ra 3 cỡ hạt Mỗi cỡ hạt sẽ rơi xuống một ngăn tương ứng

của thùng chứa  Bột đá được chuyển từ kho

chứa phụ gia 10 đến một ngăn riêng của thùng chứa nhờ băng gầu 11 Dưới các ngăn của thùng chứa là các thiết bị cân đong 12 Tại đây , các hỗn vật liệu lại được cân đong theo đúng tỷ lệ quy định của hỗn hợp bê tông nhựa và rồi được đưa vào thùng trộn 13

  Nhựa sau khi được đun nóng đến nhiệt độ

160-165C ở thiết bị nấu nhựa 17 , qua ống dẫn và

bơm , nhựa được bơm và định lượng lại tại thiết

bị định lượng 14 rồi bơm vào thùng trộn Hỗn hợp đá, cát , bột đá(hoặc có thêm phụ gia) được trộn đều trong thùng trộn 13 với thời gian từ 10 – 25 s Sau đó , nhựa sẽ phun vào và nhào trộn tiếp từ 10 – 20 s rồi mới mở cửa xả để đổ sản

phẩm vào xe vận chuyển Nhiệt độ của hỗn hợp

be tông sau khi trộn phải đạt từ 150- 160 C(nếu vận chuyển đi xa nhiệt độ có thể bằng 170C)

 ỨNG DỤNG CỦA BÊ TÔNG

POLYME TRÊN CƠ SỞ MONOME PA

 Monome PA ứng dụng rộng rãi trong sản xuất

vật liệu và cấu kiện xây dựng.Trên cơ sở chúng

đã chế tạo vữa và bê tông bền axit,bền dầu

mỡ,không chứa xi măng.Vữa và bê tông

polyme trên cơ sở monome phuran có đặc trưng

bởi độ bền hoá cao đối với axit,muối,kiềm và

chất hoà tan ngay cả ở nhiệt độ từ 100 đến 200

độ C.chúng ổn định,bền vững đối với tất cả các

axit nóng,trừ nitric và crom

 Với độ rỗng không lớn(0-3%),chúng hầu như không

thấm nước,dầu và khí, độ hút nước chỉ khoảng

0,01%.Hút ẩm do mao quản không xảy ra

Độ bền nhiệt của vữa và bê tông polyme trên cơ sở monome phuran đạt khoảng 150-200 độ C

CKD phuran

 Vữa bê tông polyme trên cơ sở monome phuran sử

dụng để gắn các tấm chịu axit,ngói và gạch,dùng để lót các thiết bị kim loại,chế tạo nền cũng như các thiết bị khác nhau trong các xưởng của các nhà máy hoá chất

 Bê tông polyme sử dụng trong xây dựng đường

hầm,giếng khai thác các công trình thuỷ, để chế tạo mái,nền trong các công trình hoá chất,

 Sử dụng để gắn cá tấm chịu axit

 Sử dụng vữa để gắn ngói và gạch

 Dùng để dán ngói

 Dùng để xây dựng hầm,giếng trong khai thác

các công trình thuỷ

 Dùng để chát các vết nứt trong các công trình

xây dựng

 Sử dụng cho các công trình chịu ăn mòn hóa

The end

Thank you !