Nghiên cứu chế tạo gạch không nung từ nguồn chất thải rắn vô cơ trong công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy

Gạch không nung – Vật liệu bền vững cho kiến trúc xanh và môi trường

Quy trình sản suất giấy và bột giấy tạo ra một lượng lớn chất thải ở các dạng khác nhau (chất hữu cơ và vô cơ ở thể rắn, lỏng, khí), trong đó có bùn vôi là chất thải rắn vô cơ cuối cùng thu được sau quá trình thu hồi, xử lý các hóa chất đã sử dụng trong quy trình sản xuất.

Thành phần bùn vôi sau khi được rửa và đưa sang máy vắt nước có chứa một lượng lớn canxi cacbonat (CaCO3). Phương pháp xử lý bùn vôi sau khi được rửa và vắt khô thường là đưa đi tập kết thẳng ngoài bãi, tạo thành các bãi chôn lấp khổng lồ. Ngoài ra, bùn vôi có thể được đưa vào lò nung vôi tạo thành CaO để tái sử dụng trong quá trình xút hóa trong quy trình thu hồi, xử lý hóa chất. Tuy nhiên, phương pháp này tiêu tốn nhiều nhiệt lượng, phát sinh nhiều chi phí xử lý nên các nhà máy thường không nung lại bùn vôi mà xử lý bằng cách chôn lấp. Theo một số nghiên cứu thì lượng bùn vôi này đã được thử nghiệm như thành phần để chế tạo các vật liệu xây dựng như bê tông tươi, gạch nung đất sét, làm chất gia cố nền đường…

Gạch xây là bộ phận cấu thành quan trọng của một công trình xây dựng. Gạch nung được sản xuất từ nguyên liệu chính là đất sét và phải trải qua quá trình nung để tăng độ bền cho viên gạch, quá trình này tiêu tốn rất nhiều năng lượng đồng thời thải vào bầu khí quyển một lượng lớn khí thải độc hại. Hiện nay, gạch không nung được phát triển và thay thế dần cho gạch nung. Gạch không nung là một loại gạch mà sau khi định hình thì tự đóng rắn và đạt các chỉ số cơ học như cường độ nén, uốn, độ hút nước… Thành phần nguyên liệu sản xuất gạch không nung chủ yếu là xi măng, cát và đá mạt được phối trộn với các tỉ lệ khác nhau. 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…

Tại Mỹ, Tây Âu, Nhật Bản, tỷ lệ vật liệu xây dựng không nung chiếm tới hơn 70% thị phần, một số nước đang phát triển trên thế giới có xu hướng giảm gạch nung xuống chỉ còn 30 – 50% và xu hướng thay thế toàn bộ bằng gạch không nung. Ở nước ta, tỷ lệ sử dụng gạch không nung rất thấp, đến thời điểm này tỷ lệ gạch không nung mới chiếm 4 – 5% sản lượng gạch toàn quốc. Sản phẩm gạch không nung có nhiều chủng loại để có thể sử dụng rộng rãi từ những công trình phụ trợ nhỏ đến các công trình kiến trúc cao tầng, giá thành phù hợp với từng công trình.

Từ đó, tác giả đặt vấn đề nghiên cứu sử dụng bùn vôi thay thế cho nguyên liệu cát để phối trộn với các vật liệu khác (đá mạt, xi măng, nước…) để chế tạo sản xuất gạch không nung với mục đích tận dụng được vật liệu có sẵn là bùn vôi cũng như tiết kiệm chi phí cho việc vận chuyển bùn vôi ra ngoài chôn lấp, cũng như giảm sự tiêu tốn không gian để tập kết. Các mẫu gạch được chế tạo theo các tỉ lệ cấp phối khác nhau và được khảo các tính chất cơ lý như độ bền nén, độ bền uốn, độ hút nước… và so sánh với các tiêu chuẩn Việt Nam để đánh giá khả năng ứng dụng trong các loại công trình phù hợp.