- Địa điểm thử nghiệm:
Dây chuyền sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng (sản phẩm của đề tài KC.06.15)
đặt tại Thành phố Vinh – Nghệ An.
- Mục đích của thử nghiệm:
+ Thử nghiệm toàn bộ thiết bị của dây chuyền sản xuất sản phẩm tấm lợp không sử dụng ami¨ng.
+ Thử nghiệm sản xuất trên quy mô công nghiệp sản phẩm tấm lợp không sử dụng ami¨ng.
+ Xác định các thông số công nghệ của sản phẩm mới phù hợp với dây chuyền 1 triệu m2 sản phẩm /năm.
+ Tập trung vào một số cấp phối đã lựa chọn trong thời gian qua với sợi gia cường PVA và cellulose.
+ Xác định các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của sản phẩm.
+ Lấy mẫu đo đạc các thông số cơ - lý chủ yếu của sản phẩm.
- Số lần thử nghiệm:
+ Thử nghiệm 1: ngày 24 tháng 10 năm 2004 . + Thử nghiệm 2: ngày 27 tháng 10 năm 2004.
+ Thử nghiệm 3: các ngày 23-26 tháng 1 năm 2005.
Thử nghiệm 1
a. Công nghệ: Xeo cán trên dây chuyền sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng.
b. Vật liệu:
+ Ximăng PCB 30 sản xuất tại Cty Ximăng Cầu Đ−ớc - Nghệ An + Sợi gia c−ờng: sợi PVA
+ Bột giấy Kraff: dạng khô
+ Bentonite: đã ngâm nước 24h
+ Bột giấy thô: dạng −ớt(21% chất rắn) c. Mô tả:
Chuẩn bị thiết bị:
+ Chạy vét liệu cũ trong 30 phút
+ Dừng máy dọn vệ sinh và bảo d−ỡng 60 phút Tỷ lệ phối liệu ban đầu (cho 1 mẻ phối liệu):
+ Xim¨ng: 350 kg (90,9%) + Bét giÊy Kraff: 15 kg (3,9%) + Bentonite: 14 kg (3,6%) + PVA: 3 kg (0,8%)
Quy trình sản xuất:
- Giấy Kraff và phụ gia đánh qua máy khuấy trục đứng, bơm lên thùng trung gian, qua các máy nghiền đĩa 5 chu kỳ, chuyển sang chứa tại bể dự trữ.
- Bơm bột giấy vào Hollander, đổ ximăng, xả thêm nước đục.
- Phun sợi PVA.
- Đổ Bentonite (đã ngâm nước cho trương nở), đánh đều, xả liệu xuống bể khuấy chuyển liệu, súc rửa lại Hollander bằng nước đục và nước trong.
- Bơm liệu lên bể khuấy phân phối, xả xuống bể xeo nh− sản xuất tấm lợp ami¨ng xim¨ng.
Phối liệu, đánh giá sơ bộ:
- Các mẻ liệu từ 1 đến 5 cấp phối liệu nh− tỷ lệ ở trên. Không cho phụ gia khác.
Ban đầu ra tấm bán thành phẩm rất đẹp, không có lỗi, cắt ba via ngang dọc tấm khó do tấm rất dai. Sau đó tấm khô, có hiện t−ợng lột tấm khỏi tang định hình, xé ba via theo chiều dọc tấm rất dễ, xé theo chiều ngang thì khó hơn. Điều chỉnh áp lực của bể xeo, tăng tốc độ xeo, tấm đỡ nứt nh−ng vẫn có cảm giác bở. Sợi PVA phân bố rất đều trên mặt cắt ngang và trên mặt tấm. Tấm trên tang định hình còn có một số chỗ loang mầu trắng.
- Các mẻ liệu từ 6 đến 14 cấp phối liệu thay đổi so với tỷ lệ lần 1: thêm 3 kg phụ gia khác. Các thành phần liệu khác không thay đổi. Tấm lắc −ớt phẳng không có lỗi, vật liệu đỡ khô, dai hơn, khi tạo sóng trên mặt tấm còn một số nứt nhỏ dọc theo tÊm.
- Các mẻ liệu từ 15 đến 17 cấp phối liệu thay đổi so với lần 2: thêm 30 kg bột giấy thô. Các thành phần liệu khác không thay đổi. Tấm lắc −ớt phẳng không có lỗi, liệu mềm, dai hơn, tạo sóng tốt.
d. NhËn xÐt:
+ Vật liệu đ−ợc đánh nhuyễn, dung dịch huyền phù không bị hiện t−ợng tách n−íc trong.
+ Xeo lên băng dễ dàng nhưng lưu ý duy trì chênh áp bể xeo: bể xeo dễ bị tụt
áp và khó nâng trở lại, nếu nâng áp trở lại đ−ợc thì cũng làm phế phẩm một sè tÊm.
+ Ximăng hoà trộn tốt và thoát ra ngoài rất ít. N−ớc công nghệ tốt, các côn nước không bị đọng bùn.
+ Cắt tang khó do sợi PVA rất dai.
+ Cắt ba via ngang, dọc không đứt hết do sợi PVA nhỏ và tấm liệu mềm lọt vào khe giữa l−ỡi dao và l−ỡi gà, cần điều chỉnh l−ỡi gà của dao cắt chính xác (nh−ng rất nguy hiểm vì dễ gây mẻ dao).
+ Tấm sản phẩm đưa vào dưỡng hộ bình thường, độ cứng sau dưỡng hộ kém hơn tấm lợp amiăng ximăng .
g. KÕt luËn:
Số l−ợng tấm đạt chất l−ợng: 661 tấm Tổng số vật liệu tiêu hao: 6.537 kg Trong đó:
- Xim¨ng: 5.950 kg - Sợi PVA: 51 kg - Bentonite: 200 kg - Bét giÊy Kraff: 210 kg - Bột giấy thô: 90 kg (−ớt).
- Phụ gia khác: 36 kg Sản phẩm :
- Tấm sản phẩm với sợi PVA nhẹ hơn tấm với sợi amiăng.
- Mặt tấm sản phẩm mịn, nhìn bằng mắt thường thấy sợi PVA phân bố rất đều.
- Mặt cắt tấm (vị trí dao cắt ba via hoạt động tốt): nhẵn, không nhìn thấy đốm nh−
tấm lợp amiăng ximăng, xung quanh biên thấy rõ sợi PVA.
- Dùng tay bẻ thấy khó hơn tấm lợp amiăng ximăng, cảm giác ban đầu là tấm sản phẩm khá chắc chắn, bền.
Thử nghiệm 2
a. Công nghệ: Xeo cán trên dây chuyền sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng.
b. Vật liệu:
+ Sợi gia c−ờng: sợi PVA.
+ Bột giấy Kraff: dạng khô.
+ Bentonite: đã ngâm nước 24h.
+ Bột giấy thô dạng −ớt (21% chất rắn).
c. Mô tả:
Chuẩn bị thiết bị.
+ Chạy vét liệu cũ trong 30 phút.
Tỷ lệ phối liệu (cho 1 mẻ phối liệu).
+ Xim¨ng: 350 kg (87,4%).
+ Bét giÊy Kraff: 15 kg (3,75%).
+ Bột giấy thô: 15 kg (3,75%).
+ Bentonite: 14 kg (3,5%).
+ PVA: 3 kg (0,75%).
+ Phụ gia khác: 3 kg (0,75%).
Quy trình sản xuất:
+ Giấy Kraff, bột giấy thô và phụ gia đánh qua máy khuấy trục đứng, bơm lên thùng trung gian, qua các máy nghiền đĩa 5 chu kỳ, chuyển sang chứa tại bể dù tr÷.
+ Bơm bột giấy vào Hollander, đổ ximăng, xả thêm nước đục.
+ Phun sợi PVA.
+ Đổ Bentonite, đánh đều, xả liệu xuống bể khuấy chuyển liệu, súc rửa lại Hollander bằng nước đục và nước trong.
+ Bơm liệu lên khuấy phân phối, xả xuống xeo nh− sản xuất tấm lợp ximăng ami¨ng.
Phối liệu, đánh giá sơ bộ :
+ Các mẻ phối liệu từ 1 đến 8: phối liệu nh− trên. Ban đầu tấm ra rất đẹp, không có lỗi, cắt ba via ngang dọc khó do tấm rất dai. Sau đó tấm khô, có hiện t−ợng lột tấm khỏi tang định hình, xé ba via theo chiều dọc tấm rất dễ, xé theo chiều ngang thì khó hơn. Sợi PVA phân bố rất đều trên mặt cắt ngang và trên mặt tấm.
+ Các mẻ phối liệu từ 9 đến 15: phối liệu thay đổi tỷ lệ lần 1, cho thêm 30 kg bột giấy thô, các thành phần khác không thay đổi. Tấm lắc −ớt phẳng không có lỗi, liệu đỡ khô, dai hơn, tạo sóng tốt.
+ Các mẻ liệu từ 16 đến 18: phối liệu thay đổi tỷ lệ lần 2 không thêm phụ gia khác. Các thành phần khác không thay đổi. Một số tấm lắc −ớt bị phân lớp, ximăng ít, sợi PVA lên tấm đều, tạo sóng bị nứt.
d. NhËn xÐt:
+ Vật liệu được đánh nhuyễn, không bị hiện tượng tách nước trong.
+ Xeo lên băng dễ dàng nhưng vẫn phải lưu ý duy trì chênh áp bể xeo.
+ Ximăng hoà trộn tốt và thoát ra ngoài ít. N−ớc công nghệ tốt, các côn n−ớc không bị đọng bùn.
+ Cắt tang khó do sợi PVA rất dai.
+ Cắt ba via ngang dọc không đứt hết do sợi nhỏ và tấm liệu mềm lọt qua khe giữa l−ỡi dao và l−ỡi gà, cần điều chỉnh l−ỡi gà của dao cắt chính xác.
+ Tấm đưa vào dưỡng hộ bình thường, độ cứng sau dưỡng hộ kém hơn tấm lợp ami¨ng xim¨ng.
g. KÕt luËn :
Số l−ợng tấm đạt chất l−ợng: 495 tấm.
Tổng số vật liệu tiêu hao:
Tổng số vật liệu tiêu hao: 7.229 kg - Xim¨ng: 6.300 kg
- Sợi PVA: 54 kg - Bentonite: 200 kg - GiÊy Kraff: 210 kg
- Bột giấy thô (21% chất rắn): 420 kg Phụ gia khác: 45 kg
Sản phẩm :
- Tấm nhẹ hơn tấm lợp amiăng ximăng.
- Mặt tấm mịn, nhìn thấy sợi PVA phân bố rất đều.
- Mặt cắt tấm (vị trí dao cắt ba via hoạt động tốt): nhẵn, không nhìn thấy đốm nh− tấm lợp amiăng ximăng, xung quanh biên thấy rõ sợi PVA.
- Bẻ khó hơn tấm lợp amiăng ximăng. Cảm giác ban đầu tấm chắc chắn, bền.
Nhận xét đối với các lần thử nghiệm 1 và 2:
- Thử nghiệm cho phép đánh giá khả năng xeo trên dây chuyền công nghệ mới đảm bảo tốt các yêu cầu của sản phẩm tấm lợp không amiăng sản xuất bằng ph−ơng pháp xeo cán.
- Các cấp phối thử nghiệm không khác nhau nhiều nên hiệu quả thay đổi sản phẩm ch−a rõ rệt. Tuy nhiên, đã xác định đ−ợc cấp phối có khả năng nhất.
- Ximăng sử dụng trong thử nghiệm có chất l−ợng không ổn định và ch−a phù hợp.
- Tay nghề của công nhân trong toàn bộ dây chuyền ch−a cao. Trong một số tr−ờng hợp do có trục trặc ở khâu tạo hình nên phải giữ liệu ở khâu xeo lâu hơn th−ờng lệ nên xảy ra hiện t−ợng “rã liệu” gây phế phẩm.
- Cần tiến hành thêm một số thử nghiệm khác với các điều kiện tốt hơn để kết luận về
độ ổn định của cấp phối.
Thử nghiệm 3
a. Công nghệ: Xeo cán trên dây chuyền sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng.
b. Vật liệu:
+ Ximăng PC 300 Hoàng Mai + Sợi gia c−ờng: sợi PVA + Bột giấy Kraff: dạng khô
+ Bentonite: ng©m n−íc 24h
+ Bột giấy thô dạng −ớt (21% chất rắn) + Phụ gia khác
c. Mô tả:
Chuẩn bị thiết bị
+ Chạy vét liệu cũ trong 30 phút
Tỷ lệ phối liệu ban đầu (tính cho một mẻ sản phẩm) + Xim¨ng: 350 kg (88,16%)
+ Bét giÊy Kraff: 15 kg (3,78%)
+ Bột giấy thô: 10 kg (2,52%) + Bentonite: 14 kg (3,52%) + PVA: 3 kg (0,76%)
+ Phụ gia khác: 5 kg (1,26%) Quy trình sản xuất
+ Giấy Kraff, bột giấy thô đánh qua máy khuấy trục đứng, bơm lên thùng trung gian, qua máy nghiền đĩa 6 - 8 chu kỳ, chuyển sang chứa tại bể dự trữ.
+ Bơm bột giấy vào Hollander, đổ ximăng, phụ gia khác và xả thêm nước đục.
+ Phun sợi PVA.
+ Đổ Bentonite, đánh đều, xả liệu xuống bể khuấy chuyển liệu, súc rửa lại Hollander bằng nước đục và nước trong.
+ Bơm liệu lên khuấy phân phối, xả xuống xeo nh− sản xuất tấm lợp ximăng ami¨ng.
Phối liệu, đánh giá sơ bộ
+ Mẻ 1 đến 3 l−ợng giấy nhiều, nổi lên bề mặt tấm (do sử dụng bột giấy thô) + Mẻ 4 đến 9 bỏ loại giấy thường nên bề mặt tấm không nổi giấy, ximăng bề
mặt lên đẹp, đều hơn.
+ Mẻ 10 đến 12 phối 10kg giấy Kraff Liên xô + 10 kg giấy Kraff Indonesia (phối lẫn hai loại giấy này tấm ra dẻo hơn bề mặt đẹp hơn).
+ Mẻ 13 đến 15 hết l−ợng Bentonite đã chuẩn bị nh−ng tấm ra không thấy thay đổi, không nứt, bề mặt ximăng lên đẹp. Chạy thử nghiệm phối liệu này
đánh giá sản phẩm cảm nhận khả quan hơn những đợt chạy trước, sản phẩm ra từ đầu đến khi hết liệu không thấy tình trạng nứt, mất ximăng. Tấm ra
đẹp không thua tấm amiăng, l−ợng ximăng thất thoát nhiều hơn chạy amiăng nh−ng không đáng kể.
d. NhËn xÐt:
+ Vật liệu được đánh nhuyễn, không bị hiện tượng tách nước trong.
+ Xeo lên băng dễ dàng.
+ Ximăng hoà trộn tốt và thoát ra ngoài rất ít. N−ớc công nghệ tốt, các côn
+ Cắt tang khó do sợi PVA rất dai.
+ Cắt ba via ngang dọc không đứt hết do sợi nhỏ và tấm liệu mềm lọt qua khe giữa l−ỡi dao và l−ỡi gà, cần điều chỉnh l−ỡi gà của dao cắt chính xác . + Tấm đưa vào dưỡng hộ bình thường, độ cứng sau dưỡng hộ kém hơn tấm lợp
ami¨ng xim¨ng.
+ Việc trộn phụ gia khác cùng với ximăng cho kết quả tốt, quá trình thuỷ hoá
ximăng và phụ gia diễn ra đồng thời, cải thiện đ−ợc tính xeo của huyền phù.
g. KÕt luËn :
Số l−ợng tấm đạt chất l−ợng: 1.323 tấm Tổng số vật liệu tiêu hao:
- Xim¨ng: 13.300 kg - Sợi PVA: 114 kg - Bentonite: 448 kg - GiÊy Kraff: 512 kg
- Bột giấy thô (21% chất rắn): 545 kg Phụ gia khác: 190kg
Sản phẩm :
- Theo đánh giá chung chất l−ợng tấm đẹp, đều hơn. Tấm ra đẹp không thua tấm sử dụng amiăng.
- Tấm nhẹ hơn tấm lợp amiăng ximăng.
- Mặt tấm mịn, nhìn thấy sợi PVA phân bố rất đều.
- Mặt cắt tấm (vị trí dao cắt ba via hoạt động tốt): nhẵn, không nhìn thấy đốm nh− tấm lợp amiăng ximăng, xung quanh biên thấy rõ sợi PVA.
Bẻ khó hơn tấm lợp amiăng ximăng. Cảm giác ban đầu tấm chắc chắn, bền.
Nhận xét đối với lần thử nghiệm 3:
So với lần thử nghiệm 1 và 2 trên dây chuyền Vinh thì lần thử nghiệm 3 hoàn chỉnh hơn cả. Theo đánh giá chung vật liệu và cấp phối này có độ ổn định cao, có thể duy trì sản xuất lâu dài.
Đánh giá bước đầu sản phẩm đạt chất lượng tốt.
4.3 Đánh giá chung các kết quả thử nghiệm
Các tấm sản phẩm ban đầu xuất hiện hiện t−ợng tách lớp, sau khi phân tích và điều chỉnh công nghệ tấm sản phẩm đã khắc phục đ−ợc hiện t−ợng này. Hình 4.1 và 4.2 minh hoạ sự khác nhau của tấm lợp bị tách lợp và tấm sau khi đã đ−ợc xử lý hiện t−ợng tách lợp.
Đối với vật liệu tấm lợp không sử dụng amiăng, khoảng điều chỉnh công nghệ rất hẹp so với công nghệ cũ nên cần có sự theo dõi chặt chẽ tất cả các khâu trong dây chuyền công nghệ, điều chỉnh kịp thời các hiện t−ợng khuyết tật của sản phẩm.
Đánh giá sơ bộ chất l−ợng sản phẩm có bề mặt nhẵn, sợi phân bố đều, ba via tấm lắc −ớt dai tương tự tấm lắc ướt có amiăng, không bị hiện tượng tách lớp. Hình học của tấm đảm bảo theo thông số của tiêu chuẩn TCVN 4434:2000. Cơ tính và các tính chất khác đ−ợc
đánh giá sau thời gian d−ỡng hộ.
Việc đánh tơi và phun sợi PVA vào huyền phù có tác dụng rất tốt trong việc phân bố sợi gia c−ờng PVA trong sản phẩm, tránh đ−ợc hiện t−ợng balling.
Chất l−ợng và độ nghiền của bột giấy rất quan trọng trong việc trợ lọc, chống thoát ximăng trong quá trình xeo. Tốt nhất là sử dụng bột giấy Kraff Liên xô (cũ) hoặc vỏ bao ximăng phế có chất l−ợng tốt.
Chất l−ợng ximăng cũng rất quan trọng, ximăng đạt các chỉ tiêu tốt cho sản phẩm xeo
đảm bảo yêu cầu, tránh đ−ợc phế phẩm, nứt tế vi trong khâu xeo và tạo hình. Việc sử dụng ximăng của Cty Ximăng Cầu Đ−ớc trong các thử nghiệm 1 và 2 cho các kết quả
kém hơn khá nhiều so với thử nghiệm 3 (sử dụng ximăng Hoàng Mai).
Hình 4.1: Tấm lợp bị tách lớp sau khi xeo cán
Hình 4.2: Tấm lợp đã xử lý đ−ợc hiện t−ợng tách lớp (nguồn: Lưu trữ Viện Công nghệ)
ch−ơng V
Kiểm tra cơ, lý tính mẫu sản phẩm tấm lợp không sử dụng amiăng
Trong phần thử nghiệm mẫu sản phẩm tấm lợp nhóm thực hiện đề tài đã tiến hành các phép
đo, phân tích các tính chất cơ - lý tính của sản phẩm mẫu đó là:
Đo độ dai va đập của tấm sản phẩm không sử dụng amiăng theo khuyến nghị của RILEM (Technical Recomendations for the Testing and Use of Construction Materials) [9].
Chụp mặt cắt sản phẩm bằng máy hiển vi điện tử - SEM (Scanning Electronic Machine)
- International Union of Testing and Research Laboratories for Material and Structures.
Đánh giá độ thẩm thấu của tấm mẫu bằng phương pháp ngâm nước.
Phân tích kiểm tra hàm l−ợng sợi amiăng (nếu có) trong sản phẩm tấm lợp mới.
Thử nghiệm để đánh giá độ lão hoá của sản phẩm.
Thử nghiệm chất l−ợng tấm lợp trong điều kiện môi tr−ờng tự nhiên.
Thử uốn gãy tấm lợp theo TCVN 4434 : 2000 (4435 : 2000).
5.1 Đo độ dai va đập theo RILEM