ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐỊA CHẤT --- Nguyễn Thế Hậu ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ ĐẶC TÍNH CÔNG NGHỆ DOLOMIT KHU VỰC TỈNH HÀ NAM VÀ KHẢ NĂNG S
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA ĐỊA CHẤT
-
Nguyễn Thế Hậu
ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ ĐẶC TÍNH CÔNG NGHỆ DOLOMIT KHU VỰC TỈNH HÀ NAM VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG
TRONG SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà nội - 2014
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA ĐỊA CHẤT
-
Nguyễn Thế Hậu
ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ ĐẶC TÍNH CÔNG NGHỆ DOLOMIT KHU VỰC TỈNH HÀ NAM VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT GẠCH
KHÔNG NUNG
Chuyên ngành: Khoáng vật học
Mã Số: 60440205
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS.Phan Lưu Anh
Hà nội - 2014
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện luận văn này, học viên đã nhận được sự giúp đỡ tận tâm và rất nhiệt tình từ TS Phan Lưu Anh Thầy không chỉ hướng dẫn học viên hoàn thành luận văn mà còn là tấm gương về tinh thần trách nhiệm trong công việc
để học viên noi theo Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới thầy
Bên cạnh đó, không thể không nói tới các thầy cô, nhân viên, cán bộ trong khoa Địa Chất, trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia Hà Nội đã chỉ bảo và giúp đỡ học viên trong suốt thời gian theo học chương trình cao học tại trường Học viên xin được gửi tới các thầy cô, nhân viên và cán bộ trong khoa Địa chất lời cảm ơn chân thành nhất
Học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Lãnh đạo Viện địa chất và các đồng nghiệp tại Viện Địa Chất-Viện Hàn Lâm Khoa học và Công Nghệ Việt Nam,
đã giúp đỡ và tạo điều kiện thực hiện nghiên cứu một cách tốt nhất
Học viên xin gửi lời cảm ơn đến ThS.Nguyễn Ánh Dương và tập thể tác giả
của đề tài: “Nghiên cứu khả năng sử dụng dolomit chất lượng thấp ở khu vực Hà
Nam và Ninh Bình trong sản xuất vật liệu không nung ” Đã giúp đỡ học viên thực
hiện nghiên cứu cũng như cung cấp tài liệu và số liệu để học viên hoàn thành luận văn của mình
Nhân dịp này, tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, khuyến khích và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi có thể học tập, làm việc và đặc biệt là thực hiện luận văn này
Trong quá trình thực hiện luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót, học viên rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ các thầy cô và các bạn để học viên có thể hoàn thiện luận văn của mình tốt hơn
Một lần nữa, học viên xin chân thành cảm ơn!
Học viên
Nguyễn Thế hậu
Trang 4MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG
MỞ ĐẦU 1 Chương 1 - KHÁI QUÁT VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined
1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined
1.1.1 Vị trí địa lý Error! Bookmark not defined 1.1.2 Đặc điểm địa hình Error! Bookmark not defined 1.1.3 Khí hậu thủy văn Error! Bookmark not defined 1.1.4 Đặc điểm kinh tế - xã hội Error! Bookmark not defined 1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined
1.2.1 Lịch sử nghiên cứu địa chất và khoáng sản Error! Bookmark not defined
1.2.2 Đặc điểm địa chất khu vực Error! Bookmark not defined Chương 2 - TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ HỆ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 2.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DOLOMIT Error! Bookmark not defined
2.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới Error! Bookmark not defined 2.1.2 Ở Việt Nam Error! Bookmark not defined
Trang 52.2 HỆ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined
Chương 3 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM DOLOMIT KHU VỰC Error! Bookmark not defined
TỈNH HÀ NAM Error! Bookmark not defined 3.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, THẠCH HỌC- KHOÁNG VẬT Error! Bookmark not defined
3.1.1 Đặc điểm địa chất các mỏ dolomit Error! Bookmark not defined 3.1.2 Đặc điểm thạch học – khoáng vật Error! Bookmark not defined 3.2 ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN HÓA HỌC Error! Bookmark not defined 3.3 ĐỘ HOẠT TÍNH ( ĐỘ HÚT VÔI) Error! Bookmark not defined Chương 4 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG
TỪ DOLOMIT KHU VỰC TỈNH HÀ NAM Error! Bookmark not defined 4.1 NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ GIA Error! Bookmark not defined 4.1.1 Nguyên liệu Error! Bookmark not defined 4.1.2 Các loại phụ gia Error! Bookmark not defined 4.2 THỦ NGHIỆM XÁC ĐỊNH TỶ LỆ PHỐI LIỆU TỐI ƯU Error! Bookmark not defined
4.3 THỬ NGHIỆM XÁC ĐỊNH LỰC NÉN VÀ ĐỘ ẨM TẠO HÌNH SẢN PHẨM GẠCH Error! Bookmark not defined
4.3.1 Thử nghiệm lựa chọn độ ẩm phối liệu và tạo hình sản phẩm Error!
Bookmark not defined
4.3.2 Thử nghiệm lựa chọn lực nén tạo hình Error! Bookmark not defined
4.4 BẢO DƯỠNG SẢN PHẨM Error! Bookmark not defined
Trang 64.5 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA GẠCH KHÔNG NUNG TỪ DOLOMIT KHU VỰC NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 3
Trang 7DANH MỤC HÌNH
Hình 1 Sơ đồ địa chất và phân bố các mỏ dolomit khu vực Hà Nam 10
Hình 3.1 Dolomit vỡ vụn bở rời mỏ Tây Thung Hoàng Khiêm (HN7) 21
Hình 3.2 Dolomit cấu tạo nứt nẻ, vỡ vụn mỏ Dốc Ba Chồm 21
Hình 3.3a Dolomit nứt nẻ, vỡ vụn khu vực Tân Sơn (TS1) 22
Hình 3.3b Dolomit nứt nẻ, vỡ vụn khu vực Tân Sơn (TS1) 22
Hình 3.4 Đặc điểm thạch học của mẫu dolomit khu vực Thung Hoàng
Khiêm (mẫu HN7)
23
Hình 3.5 Đặc điểm thạch học của mẫu dolomit khu vực Thành Bồng 24
Hình 3.6 Đặc điểm thạch học của mẫu dolomit khu vực Tượng Lĩnh( Mẫu
TL1)
24
Hình 3.7.Đặc điểm thạch học của mẫu dolomit khu vực Thung Hoàng
Khiêm (mẫu HN6/2)
25
Hình 3.8a Giản đồ phân tích nhiễu xạ rơnghen mẫu dolomite khu vực
Thành Bồng (mẫu HN9 )
26
Hình 3.8b Giản đồ phân tích nhiệt vi sai mẫu dolomit Thanh Bồng 26
Hình 4.1 Đồ thị so sánh độ hút nước của các sản phẩm thử nghiệm với các
kiểu tỷ lệ phối trộn khác nhau
34
Hình 4.2 Đồ thị so sánh độ cường độ kháng nén của các sản phẩm thử
Trang 8nghiệm với các kiểu tỷ lệ phối trộn khác nhau 34
Hình 4.3 Đồ thị so sánh cường độ kháng uốn, kháng nén của các sản phẩm
thử nghiệm với tỷ lệ phối trộn phụ gia khác nhau
35
Hình 4.4 Ảnh hưởng của độ ẩm tạo hình đến khối lượng thể tích và cường
độ sản phẩm (phối liệu theo kiểu GD11)
38
Hình 4.5 Biểu đồ tương quan giữa cường độ kháng nén và lực nén tạo hình 40 Hình 4.6 Biểu đồ tương quan giữa khối lượng thể tích và lực nén tạo hình 40 Hình 4.7 Biểu đồ tương quan giữa độ hút nước và lực nén tạo hình 41 Hình 4.8 Mẫu gạch không nung từ dolomit khu vực tỉnh Hà Nam 41 Hình 4.9 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất gạch không nung từ dolomit
khu vực Hà Nam
44
Trang 9DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 Đặc điểm thành phần khoáng vật các mẫu dolomit khu vực tỉnh Hà
Nam………
24
Bảng 2 Kết quả thành phần hóa học và độ hoạt tính dolomit khu vực Hà Nam 26
Bảng 3.Kết quả phân tích độ hút vôi mẫu dolomit khu vực Hà Nam 27
Bảng 4 Thành phần hoá học của vôi nung Kiện Khê……… 29
Bảng 5 Đặc điểm kỹ thuật chết kết dính kiểu dolomit + vôi……… 30
Bảng 6 Đặc điểm kỹ thuật chết kết dính kiểu dolomit + vôi+ xi măng……… 31
Bảng 7 Đặc điểm kỹ thuật chết kết dính kiểu dolomit + vôi+ cát 32
Bảng 8 Kết quả thử nghiệm các đặc trưng cơ lý của mẫu sản phẩm thử nghiệm 32 Bảng 9 Kết quả đặc trưng cơ lý của sản phẩm gạch không nung ở các tỷ lệ khác nhau………
36 Bảng 10 Kết quả xác định các chỉ tiêu cơ lý của sản phẩm gạch không nung với lực nén khác nhau………
38
Bảng 11 Kết quả thử nghiệm gạch không nung từ dolomit khu vực Hà Nam… 41
Trang 10MỞ ĐẦU
Sử dụng vật liệu xây dựng không nung (VLXKN) đã trở thành xu thế chung của các nước trên thế giới Ở Trung Quốc, đến năm 2010 vật liệu xây dựng kiểu mới chiếm tỷ lệ hơn 55%; ở Anh, VLXKN đang chiếm 60% trong tổng số vật liệu xây …
Theo quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng tại Việt Nam đến năm
2020, nhu cầu sử dụng vật liệu xây tương ứng khoảng 42 tỷ viên gạch quy chuẩn Nếu đáp ứng nhu cầu này bằng gạch đất sét nung sẽ tiêu tốn khoảng 57 đến 60 triệu m³ đất sét, tương đương với 2.800 đến 3.000 ha đất nông nghiệp; tiêu tốn từ 5,3 đến 5,6 triệu tấn than, thải ra khoảng 17 triệu tấn khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính Điều
và hơn nữa nó còn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trong, ảnh hưởng đến sức khỏe con người
Đánh giá đúng được xu thế phát triển tất yếu của ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, ngày 28/4/2010, Thủ tướng chính phủ ra quyết định số
567/QĐ-TT về việc phê duyệt chương trình phát triển vật liệu xây dựng không nung 2010
Và trong quy ho ạch tổng thể phát triển ngành công nghiệp vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và chương trình phát triển vật liệu xây không nung đến năm
2020 đã đặt ra mục tiêu đưa tỷ lệ sử dụng vật liệu không nung lên 20- 25% vào năm
2015 và 30- 40% vào năm 2020, tiến tới xóa bỏ hoàn toàn cơ sở sản xuất gạch đất nung bằng lò thủ công
Hiện nay, công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng không nung đã mang lại nhiều kết quả tích cực như: tận dụng được nhiều nguồn nguyên liệu rẻ tiền hiện có tại các vùng miền, tạo ra được nhiều loại vật liệu xây dựng (VLXD) có giá thành thấp
Kết quả đề tài “ Đánh giá tiềm năng một số khoáng sản phi kim loại (phụ gia xi
măng, nguyên liệu để sản xuất vật liệu xây dựng không nung, sericit) trên địa bàn
Trang 11Quý Nam và nnk trong năm 2012-2013 cho thấy dolomit có những đặc tính kỹ thuật
và có thể sử dụng trong sản xuất vật liệu xây dựng không nung
Xuất phát từ thực trạng đó, việc nghiên cứu, đánh giá các đặc tính kỹ thuật của dolomit ở Việt Nam nói chung và khu vực tỉnh Hà Nam nói riêng nhằm đáp ứng mục đích sản xuất vật liệu xây dựng không nung là rất cần thiết, không chỉ có ý nghĩa khoa học, mà còn có ý nghĩa thực thực tiễn, đề xuất thêm nguồn nguyên liệu mới cho sản xuất vật liệu xây dựng không nung góp phần phát triển công nghiệp địa phương, phát triển vật liệu xây dựng thân thiện môi trường phù hợp với xu thế của thời đại, tận dụng nguồn nguyên liệu phế thải
Vì những lẽ trên, học viên đã lựa chọn đề tài “Đặc điểm thành phần vật
chất và đặc tính công nghệ của dolomit khu vực tỉnh Hà Nam và khả năng sử dụng trong sản xuất gạch không nung” làm luận văn của mình
Mục tiêu của luận văn
Làm rõ các đặc điểm thành phần vật chất, đặc tính công nghệ và khả năng sử dụng của dolomit ở khu vực Hà Nam cho sản xuất gạch không nung
Luận văn được trình bày với những nội dung chính sau :
Khái quát về khu vực nghiên cứu
Tổng quan về tình hình nghiên cứu dolomit và hệ phương pháp nghiên cứu
Một số đặc điểm của dolomit khu vực Hà Nam
Khả năng sử dụng dolomit khu vực tỉnh Hà Nam trong sản xuất gạch không nung
Trang 12Cơ sở tài liệu
Luận văn được xây dựng trên cơ sở các tài liệu thu thập và sử dụng các số liệu
nghiên cứu của đề tài « Nghiên cứu khả năng sử dụng dolomit chất lƣợng thấp
ở khu vực Hà Nam và Ninh Bình trong sản xuất vật liệu không nung » do viện
Địa chất chủ trì và tác giả là một thành viên của đề tài
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1- Anja Diekamp, Jürgen Konzett, and Peter W Mirwald 2011: Dolomitic lime mortar - burning, slaking and setting Geophysical Research Abstracts Vol 13, EGU2011-13379-2 EGU General Assembly 2011
2- Badrul., L.L Chiou M J., Azlina Z., Juliana.Z., 2007: Dolomite as an alternative weighting agent in drilling fluids Journal of Engineering Science and Technology Vol 2, No 2 , pp.164- 176
3- Deelman, J.C (1999): "Low-temperature nucleation of magnesite and
dolomite", Neues Jahrbuch für Mineralogie, Monatshefte, pp 289–302
4- Deelman J.C., 2011: Low-temperature formation of dolomit and magnesite E- Book 2011 version 2.3 J.C.Deelman@ demonl.nl
5- Dolomite - British Geological Survey 2006 www.bgs.ac.uk
6- Lê Tiến Dũng và nnk 1996: Các thành tạo dolomit nguồn gốc trầm tích trong các địa tầng đá carbonat lấy ví dụ vùng Kim Bảng (Hà Nam) và Tân Lâm (Quảng Trị) Tuyển tập báo cáo khoa học hội nghị khoa học lần thứ 12 Đại học Mỏ- Địa chất
7- Nguyễn Văn Dũng 2008: Nghiên cứu sản xuất frit và men frit tráng lên tấm
ốp lát ceramic Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng - số 3(26),
pp.25-31
Trang 138- Nguyễn Ánh Dương và nnk 2010 : Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng, khả năng sử dụng của puzolan từ các thành tạo phun trào axit khu vực Mù Căng Chải- Yên Bái” Viện Địa chất, Hà Nội
9- Nguyễn Ánh Dương, 2011: Nguyên liệu khoáng hoạt tính từ một số thành tạo đá phun trào axít và trung tính ở Việt Nam và ý nghĩa thực tiễn của chúng Tạp chí Các Khoa học về Trái đất, Số 3ĐB, tr 559-605
10- Nguyễn Ánh Dương và nnk 2011: Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất bazan Kainozoi khu vực Nghĩa Đàn - Nghệ An và khả năng sử dụng nguyên liệu này trong công nghệ sản xuất xi măng và bê tông đầm lăn” Viện Địa chất, Hà Nội
11- Nguyễn Ánh Dương và Kiều Quý Nam 2012: Tiềm năng, chất lượng một số khoáng sản phi kim loại khu vực Yên Bái Báo cáo tham dự Hội nghị Tây Bắc, Yên Bái
12- Nguyễn Ánh Dương và nnk 2013 Báo cáo đề tài “Đánh giá tiềm năng một
số khoáng sản phi kim loại (phụ gia xi măng, nguyên liệu để sản xuất vật liệu xây dựng không nung, sericit) trên địa bàn tỉnh Yên Bái và đề xuất công nghệ khai thác chế biến” Lưu Viện Địa chất
13- Vũ Đình Đấu, 2012: Nghiên cứu khả năng sử dụng đôlômít phong hóa làm vật liệu xây dựng Tạp chí KHCN xây dựng Số 11/2
14- Nghiêm Thị Hiển và nnk 2000: Nghiên cứu điều chế magie oxit từ dolomit
và nước ót http://www.vinachem.com.vn
15- Nguyễn Đăng Hùng 1966 : Kỹ thuật sản xuất vật liệu chịu lửa Tập II Nhà xuất bản Giáo dục Hà Nội
16- Julian R Gold Smith and Donald L Graf.1958: Structural and compositional variation in some natural dolomit Journal of Geology, Vol.66, No6, pp.678-693
Trang 1417- Lương Quang Khang và nnk.2004: Tiềm năng đá dolomit tỉnh Ninh Bình Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học trường Đại học Mỏ - Địa chất lần thứ 16 Hà Nội, 2004
18- Vũ Tiến Kiệm và nnk, 1969, Báo cáo tìm kiếm thăm dò dolomit Hạnh Lâm - Bút Sơn Lưu trữ Địa chất, Hà Nội
19- Võ Đình Lương và nnk.1982: Nghiên cứu sử dụng Dolomit Việt Nam sản xuất Vật Liệu Xây Dựng
20- Mineral Commodity Report 21 - Limestone, marble and dolomite dolomite uses industries
21- Kiều Quý Nam, Đậu Hiển, Trấn Thị Sáu, 2000: Một số kết quả nghiên cứu
về chất lượng, tiềm năng và khả năng sử dụng của puzơlan các thành tạo bazan vùng Pleiku Tạp chí Đại chất, Loạt A (259/7-8), tr.27-32
22- Kiều Quý Nam, 2001: Puzơlan Việt Nam - Tiềm năng và khả năng sử dụng Tạp chí Địa chất, Loạt A (267/11-12), tr.106-110
23- Kiều Quý Nam, 2002: Mối tương quan giữa thành phần hoá học, cấu trúc đá với hoạt tính puzơlan trong bazan Kainozoi tại Lâm Đồng Tạp chí Các Khoa học
về Trái đất (4), tr.341-347
24- Kiều Quý Nam, 2006: Nghiên cứu sử dụng puzơlan trong sản xuất vật liệu xây dựng không nung Tạp chí Địa chất, Loạt A (293/3-4), tr.16-24
25- Kiều Quý Nam, Nguyễn Ánh Dương, 2010: Nguyên liệu và công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng không nung - một vài kết quả thử nghiệm Tạp chí Địa chất, loạt A số 322/ 12/ 2010, tr.54-65
26- Phan Viết Nhân, Đỗ Đình Toát, Phan Viết Sơn, Phạm Ngọc Minh 2002: Đặc điểm phân bố thành phần hoá học của dolomit Kon Tum Tuyển tập Báo cáo Hội nghị khoa học lần thứ 15 - Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội,