Công nghệ sản xuất gạch Vôi - Cát (Canxi Silicat)

Giới thiệu công nghệ sản xuất gạch vôi cát

Thạc sĩ ĐÀO ĐỨC DIỄN

Phó Chủ tịch CTCP Đầu tư & Công nghệ Đức Thành

Thúc đẩy ứng dụng vật liệu xây dựng mới, xóa bỏ gạch đất sét nung là những yêu cầu cấp bách để nâng cao khả năng sử dụng các nguồn tài nguyên và bảo vệ môi trường, để nước ta thực hiện bảo vệ nguồn tài nguyên đất, thực hiện các mục tiêu quan trọng trong chiến lược phát triển bền vững lâu dài.

Mỗi năm nước ta tạo ra hàng triệu tấn tro xỉ than, lượng tích trữ đã hàng chục triệu tấn, không chỉ chiếm dụng diện tích đất lớn, mà còn chứa những chất độc hại làm ô nhiễm nghiêm trọng đến đất, nguồn nước và không khí khu vực xung quanh. Đẩy nhanh phát triển sản xuất vật liệu từ các chất thải rắn như tro xỉ than, phế thải xây dựng, phế thải luyện kim và hóa chất thành vật liệu xây dựng mới, là nâng cao khả năng sử dụng các nguồn tài nguyên, cải thiện môi trường, thúc đẩy phát triển kinh tế gắn với bảo vệ môi trường.

Sản xuất gạch Canxi Silicat không chỉ cung cấp cho thị trường một chủng loại vật liệu xây có chất lượng cao mà còn góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, biến chất thải thành sản phẩm quý giá có thể tái sử dụng,một ngành nghề lý tưởng trong tiến trình phát triển vật liệu không nung nói riêng, sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước nói chung.

Gạch Canxi Silicat có thể sử dụng một số nguyên liệu khác nhau căn cứ điều kiện nguyên vật liệu sẵn có tại địa phương. Trong khuôn khổ bài viết này, tác giả xin giới thiệu chủng loại gạch Canxi Silicat phổ biến, dễ dàng triển khai ở nhiều tỉnh thành trong cả nước đó là gạch Vôi - Cát.

1. Cấp phối nguyên liệu của gạch vôi cát

a. Căn cứ xây dựng:

 - Đáp ứng tất cả yêu cầu về các thông số vật lý, cơ học trong phạm vi cho phép.

 - Hạn chế sử dụng vôi sống và thạch cao để đơn giản hóa quá trình sản xuất và hạ giá thành sản phẩm.

 - Chú trọng sử dụng cốt liệu rẻ và vôi bột.

 - Lựa chọn cấp phối bắt buộc phải thích ứng với điều kiện công nghệ sản xuất và tính sẵn có tại địa phương.

b. Tỷ lệ phối nguyên liệu:

Cát và/hoặc tro bay 90%, vôi 10%, nước 10-14% (căn cứ theo tình hình nguyên vật liệu thực tế để điều chỉnh hợp lý tỉ lệ vôi tăng/giảm).

c. Yêu cầu về nguyên vật liệu:

Cát: 

Cát mà chúng ta dùng để sản xuất gạch vôi cát có các loại như cát sông, cát biển, cát phong tích, cát trầm tích, cát núi, cát đuôi quang…. kích thước cát có thể chia thành các loại cát rất thô, cát thô, cát trung, cát mịn, cát rất mịn. Chỉ khi xếp cát có kích thước phân phối tốt, kích thước hạt không đều cùng với nhau mới có thể nâng cao độ cứng và chất lượng. Nếu như thiếu một chút hạt có độ mịn thì có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

Nhìn từ phối liệu cát của các nước tiên tiến như Đức khi sản xuất gạch vôi cát, yêu cầu rất là nghiêm khắc:

Kích thước (mm)	< 0.15	0.15 -0.4	0.4-2.5
Tỉ lệ	18%-30%	30% -40%;	52% -70%

Gạch vôi cát mà chúng ta sản xuất phải xây dựng tỷ lệ trên cơ sở cát phải đảm bảo yêu cầu chất lượng, phân tích kỹ lưỡng các yếu tố như tỉ lệ bùn, tạp chất, độ mịn, thành phần hóa...

Vôi:

Vôi chia thành vôi canxi và vôi magie, vôi sống tại Việt Nam đa phần đều là vôi canxi, hàm lượng cacbonat là 86% trở lên, MgO < 1.5%, C02 < 4%, lượng nước kết tinh < 3%, S03 < 5%. Độ mịn của các hạt theo tiêu chuẩn, độ lọt sàng không lớn hơn 15%.

Ở các nước phát triển trên thế giới, vôi yêu cầu không chỉ có tính an toàn ổn định tốt, mà còn cần có trạng thái ủ tốt.

 

2. Quy trình công nghệ

a. Trộn, phối liệu:

Tất cả các nguyên liệu như bột vôi,cốt liệu (cát hoặc tro bay) qua thiết bị vận chuyển vào máy định lượng điện tử, sau đó theo máy nâng kiểu gầu đưa vào máy trộn hai trục, thêm nước để trộn, nguyên liệu hỗn hợp tạo thành tiếp tục đi đưa ủ trong phòng ủ, hỗn hợp sau khi ủ xong vận chuyển lên phễu cấp liệu, nâng cao đến trục lăn để tiến hành nhào trộn, sau đó hỗn hợp dùng băng tải chuyển đến các phễu cấp liệu máy ép định hình sản phẩm.

Cho dù là thiết kế cấp phối hay là quy trình công nghệ, cân đo, nhào trộn nguyên liệu hỗn hợp đều cần tiến hành chặt chẽ, khoa học, đảm bảo đúng tiêu chuẩn chất lượng; không được phép cắt giảm công đoạn, cắt giảm nguyên liệu, hạ thấp thấp tiêu chuẩn, làm việc qua loa, hạ chi phí và chất lượng.

b. Nén ép định hình sản phẩm:

Công nghệ nén ép hình thành sản phẩm là khâu quan trọng trong cả quy trình công nghệ sản xuất,là yếu tố cốt lõi và cơ sở để chất lượng sản phẩm đạt hoặc vượt qua được các tiêu chuẩn của nhà nước.

Máy thủy lực ép tĩnh song động hoặc máy ép tĩnh một chiều có lực ép lớn (từ 400 đến 1.200 tấn) được sử dụng phổ biến trên thế giới. Lực ép của máy là rất quan trọng để đảm bảo mật độ nguyên liệu đồng nhất, được nén ép chặt tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đông kết sản phẩm.

Máy ép nên lắp đặt hệ thống cấp liệu tự động,chuẩn bị đầy đủ phôi liệu trong máy ép để hình thành ép thủy lực liên tục,sau đó máy gắp tự động đặt phôi gạch sau khi nén ép lên xe chưng áp .

c. Chưng áp và xếp dỡ sản phẩm

Xe chưng áp khi đã xếp đầy phôi gạch chuyển vào khu chưng dưỡng, sau đó xe gòng kéo vào nồi hấp để tiến hành chưng dưỡng.

Việc chưng áp gạch vôi cát là một yêu cầu tối quan trọng để nâng cao chất lượng sản phẩm. Hiện nay gạch vôi cát thường dùng các nồi hấp như 2m * 26-31m, 2.85m * 26-31m, áp lực nồi hấp và thời gian nhiệt độ không đổi là một yếu tố quan trọng để nâng cao cường độ nén, giảm độ co ngót sản phẩm. Nếu như nồi hấp 1.6MPA, thời gian nhiệt không đổi là 7-8 giờ, nồi hấp 1.25 MPA thì thời gian nhiệt độ không đổi là 11-12 giờ, nhiệt độ khi làm việc nên từ 197^oC thì mới có thể bảo đảm chất lượng.

Sau khi chưng dưỡng xong sẽ tiếp tục kéo xe chưng dưỡng ra xếp, có thể sử dụng máy xếp tự động hoặc xếp tay thành khối trên pallets, tùy theo yêu cầu có thể cuốn màng PE để đảm bảo độ hút ấm và mỹ quan, đồng thời kiểm tra hình thức bên ngoài, có thể test cường độ, phân loại sau đó vận chuyển lưu kho hoặc đưa đến công trình. Sản phẩm có thể đưa vào xây dựng ngay sau công đoạn chưng dưỡng.

Sơ đồ quy trình công nghệ tổng quát

3. Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm

Sản phẩm gạch vôi cát có hình thức rất đẹp, bề mặt phẳng, mịn, ít sứt góc cạnh và hầu như không có hiện tượng rạn nứt bề mặt; cường độ chịu lực phổ biến trong khoảng 15Mpa - 25Mpa, cường độ chịu uốn phổ biến từ 2.0Mpa – 3.0Mpa (cao gấp 2, 3 lần so với gạch xi măng cốt liệu); độ hút nước dưới 8%, gạch có khả năng chống thấm rất tốt trong khi vẫn đảm bảo độ bám dính vữa xây trát như gạch tuynel; kích thước sản phẩm chuẩn xác đến 01mm; tất cả các chỉ tiêu lý hóa khác yêu cầu đối với vật liệu xây thông thường đều đạt các chỉ số vượt trội.

Gạch vôi cát có thể sản xuất theo nhiều mẫu mã, kích thước khác nhau theo yêu cầu của người tiêu dùng. Yêu cầu kỹ thuật thi công, vật liệu xây, trát hoàn toàn phổ thông như gạch truyền thống.

Hiện nay, tại Việt Nam gạch vôi cát được áp dụng theo TCVN 2118-1994. Tuy nhiên tiêu chuẩn này đã quá cũ và lạc hậu, cần phải được cập nhật cho phù hợp tình hình thực tế nhằm khuyến khích sản xuất và tiêu thụ chủng loại vật liệu xây có chất lượng rất cao này.

4. Suất đầu tư và giá thành sản phẩm

Theo tính toán của Công ty Cổ phần Đầu tư & Công nghệ Đức Thành, để đầu tư một dây chuyền sản xuất gạch vôi cát có công suất khoảng 100.000 m³/năm cần khoảng 30 – 40 tỷ đồng, trong đó đầu tư cho hạ tầng, nhà xưởng khoảng 40% còn lại là máy móc thiết bị, diện tích đất cần khoảng 2 ha

Gạch vôi cát có chất lượng rất tốt, thuộc phân khúc vật liệu xây có chất lượng cao nhất. Trước đây tại nước ta đã có một vài cơ sở sản xuất, dù chất lượng tốt nhưng do giá cả cao không cạnh tranh được nên ít được chú trọng phát triển. Hiện nay, cùng với quá trình hoàn thiện công nghệ cũng như tính phổ biến, sẵn có của máy móc thiết bị, giá thành thực tế gạch vôi cát rất cạnh tranh. Giá thành sản phẩm tại nhà máy chỉ khoảng 500 đồng/viên QTC hay khoảng 370.000 đồng/m³ gạch.

Với chất lượng và nhiều ưu điểm vượt trội (kể cả so sánh với các chủng loại gạch không nung hiện nay tại Việt Nam), nguồn nguyên liệu phong phú, suất đầu tư và giá thành rẻ, gạch vôi cát hứa hẹn sẽ là dòng sản phẩm mới được sự quan tâm mạnh mẽ của các nhà đầu tư tiên phong có tầm nhìn cũng như người tiêu dùng khó tính, từ đó góp phần làm phong phú, đa dạng các chủng loại vật liệu xây đáp ứng yêu cầu khác nhau của các loại công trình.

Theo Tạp chí Vật liệu Xây dựng