Đ I H C ĐÀ N NG
TRƯỜNG Đ I H C BÁCH KHOA
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
LƯ NG MINH TRUNG
NGHIÊN C U
THAN THAY THẾ MỘT
NG DỤNG
TT
PH N CÁT Đ CHẾ T O BÊ TÔNG I MĔNG DỐNG
C P IV TR
va
CHO KẾT C U ÁO ĐƯỜNG Ô TÔ T
TT
H
L
XUỐNG TRÊN Đ A BÀN T NH TRÀ VINH
LU N VĔN THẠC Sƾ K THU T
K thuật xây dựng công trình giao thông
ĐƠ N ng - Nĕm 2017
Đ I H C ĐÀ N NG
TRƯỜNG Đ I H C BÁCH KHOA
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
LƯ NG MINH TRUNG
NGHIÊN C U
THAN THAY THẾ MỘT
NG DỤNG
PH N CÁT Đ CHẾ T O BÊ TÔNG I MĔNG DỐNG
CHO KẾT C U ÁO ĐƯỜNG Ô TÔ T
C P IV TR
H
L
va
TT
XUỐNG TRÊN Đ A BÀN T NH TRÀ VINH
TT
Chuyên ngành: K thuật xây dựng công trình giao thông
Mã số: 60. 58. 02. 05
LU N VĔN THẠC Sƾ K THU T
K thuật xây dựng công trình giao thông
NG ỜI H NG D N KHOA H C:
TS. Huỳnh Phương Nam
ĐƠ N ng - Nĕm 2017
LỜI CẢM
N
Học viên in ch n thành cảm ơn Thầy giáo TS. Huỳnh Phư ng Nam đã tận
tình hướng dẫn - chỉ bảo trong quá trình làm luận vĕn.
Xin chân thành cảm ơn tập th cán bộ, giảng viên Khoa Xây dựng Cầu
đường, Phòng KH, SĐH & HTQT Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà
Nẵng, Ban đào tạo Sau đại học - Đại học Đà Nẵng, cùng cơ quan, gia đình, bạn
bè đã động viên và tạo điều kiện cho học viên trong thời gian học cao học và
hoàn thành luận vĕn tốt nghiệp này.
Với thời gian nghiên cứu và nĕng lực bản thân còn hạn ch , luận vĕn chắc
chắn không tránh khỏi những thi u sót, tồn tại. Học viên rất mong nhận được
những ý ki n đóng góp từ phía các thầy cô và bạn bè đồng nghiệp đ luận vĕn
được hoàn thiện hơn.
TT
H
L
va
TT
Đà Nẵng, tháng 9 năm 2017
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và ch a từng đ ợc ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.
Tác gi lu n vĕn
TT
H
L
va
TT
Lư ng Minh Trung
DANH MỤC CH
VIẾT T T
- X0: Cấp phối bê tông không thay th xỉ than
- X20: Cấp phối bê tông thường thay th 20% xỉ than cho cát
- X40: Cấp phối bê tông thường thay th 40% xỉ than cho cát
TT
H
L
va
TT
- X60: Cấp phối bê tông thường thay th 60% xỉ than cho cát
MỤC LỤC
M
Đ U .........................................................................................................................1
1. Tính cấp thi t của đề tài...............................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ....................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...............................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................2
5. K t quả dự ki n............................................................................................................2
6. Bố cục đề tài: ...............................................................................................................2
Chư ng 1TỔNG QUAN V BÊ TÔNG S DỤNG X THAN, Đ NH HƯỚNG
PHÁT TRI N ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN TRÀ VINH..................4
1.1 Tổng quan về xỉ than: ................................................................................................4
1.1.1 Khái niệm về xỉ than: .............................................................................................4
1.1.2
u nhược đi m của xỉ than ....................................................................................5
1.1.3 Tình hình sử dụng xỉ than trên th giới ..................................................................5
Việt nam: ...................................................................5
1.2Các vấn đề liên quan đ n xỉ than
TT
1.1.4 Tình hình sử dụng xỉ than
nhà máy nhiệt điện Duyên hải: ..........................9
va
1.3Định hướng phát tri n giao thông nông thôn
tình Trà Vinh .................................10
H
L
1.4 K t luận chương 1 ...................................................................................................12
TT
Chư ng 2V T LIỆU CHẾ T O, THIẾT KẾ C P PHỐI VÀ PHƯ NG PHÁP
ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ TÍNH CH T C Lụ CỦA BÊ TÔNG I MĔNG M T
ĐƯỜNG ........................................................................................................................13
2.1 Tính chất cơ lý của vật liệu đầu vào .........................................................................13
2.1.1 Xi mĕng .................................................................................................................13
2.2.2 Cát .........................................................................................................................14
2.1.3 Đá dĕm ..................................................................................................................16
2.2 Tính chất lý hóa của xỉ than nhà máy nhiệt điện Duyên Hải ....................................19
2.2.1 Thành phần hóa học ..............................................................................................19
2.2.2 Khối lượng riêng, thành phần hạt và mô đun độ lớn .............................................20
2.3 Thi t k cấp phối bê tông .........................................................................................21
2.3.1 Cấp phối đối chứng (không dùng xỉ than) .............................................................21
2.3.2 Các cấp phối bê tông sử dụng xỉ than thay th một phần cát .................................22
2.4 Các thí nghiệm đánh giá tính chất cơ lý của hỗn hợp bê tông và bê tông .................22
2.4.1 Thí nghiệm đo độ sụt của hỗn hợp bê tông theo tiêu chu n:..................................22
2.4.2 Thí nghiệm ác định cường độ chịu nén của bê tông: ...........................................23
2.4.3 Thí nghiệm ác định cường độ chịu uốn của bê tông ............................................25
2.4.4 Thí nghiệm ác định độ hút nước của bê tông .......................................................27
2.5 Yêu cầu k thuật của bê tông i mĕng cho k t cấu áo đường từ cấp IV tr xuống ...29
2.6 K t luận chương 2 ...................................................................................................30
Chư ng 3ĐÁNH GIÁ KHẢ NĔNG S DỤNG X THAN NHIỆT ĐIỆN DUYÊN
HẢI THAY THẾ MỘT PH N CÁT CHẾ T O BÊ TÔNG I MĔNG CHO ÁO
ĐƯỜNG Ô TÔ T C P IV TR XUỐNG ..............................................................31
3.1 K t quả thí nghiệm và bàn luận các tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông sử
dụng xỉ than nhiệt điện Duyên Hải thay th một phần cát ..............................................31
3.1.1 Độ sụt của hỗn hợp bê tông ..................................................................................31
3.1.2 Cường độ chịu nén của bê tông theo thời gian ......................................................33
3.2.2 Phân tích k t quả và bàn luận ................................................................................33
3.1.3 Cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông ................................................................36
TT
3.1.4 Độ hút nước của bê tông: ......................................................................................37
va
3.1.5 Nhận xét chung về tỉ lệ thay th xỉ than cho cát ....................................................38
H
L
3.2 Thi t k k t cấu mặt đường bê tông i mĕng cấp IV tr xuống bằng bê tông dùng
xỉ than nhiệt điện Duyên Hải thay th một phần cát .....................................................38
TT
3.2.1 Nguyên tắc thi t k : Quy t định số 3230/QĐ-BGTVT [18] ................................38
3.2.2 Tính toán cho 3 cấp phối bê tông X0, X20 và X40 ..............................................38
3.3 Đánh giá hiệu quả kinh t và môi trường .................................................................42
3.3.1 Hiệu quả kinh t ....................................................................................................42
3.3.2 Hiệu quả về mặt môi trường: .................................................................................44
3.7 K t luận chương 3 ...................................................................................................46
KẾT LU N VÀ H
NG PHÁT TRIỂN Đ TÀI ......................................................47
1. KẾT LU N ...............................................................................................................47
2. H
NG PHÁT TRIỂN Đ TÀI .............................................................................48
TÀİ LİỆU THAM KHẢO...........................................................................................49
DANH MỤC BẢNG BI U
Bảng 1.1 Nhu cầu vật liệu xây nung và không nung .......................................................8
Bảng 2.1Thành phần hóa học của xi măng [8] .............................................................14
Bảng 2.2 Các chỉ tiêu cơ - lý - hóa của xi măng ...........................................................14
Bảng 2.4 Kết quả thí nghiệm thành phần cơ lý cát .......................................................15
Bảng 2.5 Kết quả thí nghiệm thành phần hạt cát ..........................................................16
Bảng 2.6 Chỉ tiêu cơ lý của đá dăm ...............................................................................18
Bảng 2.7 Thành phần hạt của đá dăm ...........................................................................18
Bảng 2.8 Thành phần hóa học của xỉ than [11] ............................................................19
Bảng 2.9 Kết quả thí nghiệm tính chất vật lý của xỉ than TCVN 7570:2006 [10]. .......20
Bảng 2.10 Kết quả thí nghiệm thành phần hạt của xỉ than ...........................................20
Bảng 2.11 Cấp phối bê tông mác M30 không xỉ than (cấp phối đối chứng X0) ...........22
Bảng 2.12 Thành phần vật liệu của các cấp phối bê tông ............................................22
TT
Bảng 2.13 Hệ số tính đổi c ờng độ kéo uốn ...............................................................27
va
Bảng 3.1 Kết quả đo độ sụt của các cấp phối bê tông ..................................................32
L
Bảng 3.2 Số l ợng tổ mẫu và kế hoạch nén theo thời gian ...........................................33
H
Bảng 3.3 C ờng độ nén của các cấp phối bê tông theo thời gian ................................33
TT
Bảng 3.4 C ờng độ uốn ở 28 ngày tuổi củacác cấp phối bê tông ................................36
Bảng 3.5 Độ hút n ớc cho các cấp phối bê tông ..........................................................37
Bảng 3.6 Giá thành 1m3 bê tông cấp phối X0 đến chân công trình .............................42
Bảng 3.7 Giá thành 1m3 bê tông cấp phối X20 đến chân công trình ............................42
Bảng 3.8 Giá thành 1m3 bê tông cấp phối X40 đến chân công trình ............................43
Bảng 3.9 Giá thành 1m3 bê tông cấp phối X60 đến chân công trình ............................43
Bảng 3.10 Tổng hợp giá thành 1m3 bê tông cho các cấp phối ......................................43
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Phun n ớc tạo ẩm tại bãi chôn lấp tro xỉ của Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải
1 .....................................................................................................................................10
Hình 1.2 Trà Vinh phát triển giao thông nông thôn [5]................................................11
Hình 2.1 Xi măng Holcim (Insee) ..................................................................................13
Hình 2.2 Thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý của cát....................................................................15
Hình 2.3 Biểu đồ thành phần hạt của cát ......................................................................16
Hình 2.4 Thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý của đá dăm.............................................................17
Hình 2.5 Biểu đồ thành phần hạt của đá dăm ...............................................................19
Hình 2.7 Thành phần hạt của xỉ than ............................................................................21
Hình 2.8 Quá trình thí nghiệm độ sụt của bê tông ........................................................23
Hình 2.9 Quá trình thí nghiệm đúc mẫu nén của bê tông .............................................24
Hình 2.10 Quá trình nén bê tông ...................................................................................24
TT
Hình 2.11 Mẫu thử c ờng độ uốn của bê tông ..............................................................25
va
Hình 2.12 Thí nghiệm uốn mẫu bê tông ........................................................................26
L
Hình 2.14 Ngâm mẫu bê tông trong bể n ớc ................................................................28
H
Hình 2.15 Cân mẫu bê tông ...........................................................................................28
TT
Hình 2.16 Sấy mẫu bê tông ở nhiệt độ 2000C ................................................................29
Hình 3.1 Đo độ sụt của các cấp phối bê tông ...............................................................31
Hình 3.2 Độ sụt của hỗn hợp bê tông theo từng cấp phối.............................................32
Hình 3.3 C ờng độ nén của các cấp phối bê tông theo thời gian .................................34
Hình 3.4 C ờng độ nén của các cấp phối bê tông theo từng tuổi .................................35
Hình 3.5 C ờng độ uốn ở tuổi 28 ngày của các cấp phối bê tông ................................36
Hình 3.6 Độ hút n ớc của các cấp phối bê tông ...........................................................37
Hình 3.7 Hiện t ợng sạt lở bờ sông ở tỉnh An Giang do khai thác cát .........................44
Hình 3.8 Bể chôn xỉ than + tro bay và phun n ớc tạo ẩm tại bãi chôn lấp tro xỉ của
Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải 1 ..................................................................................45
NGHIÊN C U NG DỤNG
THAN THAY THẾ MỘT PH N CÁT Đ CHẾ
T O BÊ TÔNG I MĔNG DỐNG CHO KẾT C U ÁO ĐƯỜNG Ô TÔ T
C P IV TR XUỐNG TRÊN Đ A BÀN T NH TRÀ VINH
H c viên: Lương Minh Trung; Chuyên ngành: K thuật xây dựng công trình giao
thông; Mã số: 60.08.02.05; Khóa: K31 Trường Đại học Bách Khoa- Đại học Đà Nẵng
Tóm t t: Xỉ than là nguồn ph ph m trong quá trình hoạt động của nhà máy nhiệt điện và gây ra
những tác hại to lớn về vấn đề môi trường. Tuy nhiên, nguồn xỉ than này có th tận dụng đ làm vật
liệu ch tạo bê tông gạch không nung và sang nền…. Hiện nay, nhiệt điện Duyên Hải Trà Vinh hoạt
động từ nĕm 2015 đ n nay đã làm nảy sinh nhiều vấn đề liên quan đ n việc chôn lấp xỉ than và ô
nhiễm môi trường. Đề tài đã ti n hành đánh giá thành phần hóa học và một số tính chất vật lý của xỉ
than nhiệt điện Duyên Hải, từ đó nghiên cứu sử dụng xỉ than này đ thay th một phần cát trong ch
tạo bê tông sử dụng cho đường cấp IV tr xuống Trà Vinh. T lệ thay th xỉ than cho cát lần lượt là
20%, 40% và 60% về mặt khối lượng. K t quả cho thấy cường độ nén của bê tông tĕng cao nhất hàm
lượng thay th 20% và cao hơn cường độ của cấp phối đối chứng, sau đó giảm dần. Xỉ than không làm
thay đổi cường độ uốn nhiều trừ cấp phối thay th 60%. Nhìn chung, với tỉ lệ thay th xỉ than cho cát
là 20% và 40% thì bê tông đạt yêu cầu đ ch tạo mặt đường cấp IV tr xuống, trong đó tỉ lệ 20% là
hợp lý nhất. Luận vĕn cũng đã đánh giá hiệu quả về mặt kinh t và môi trường khi sử dụng xỉ than
thay th một phần cát trong ch tạo bê tông i mĕng.
va
TT
T khóa: Xỉ than nhiệt điện Duyên Hải, bê tông i mĕng, cường độ nén, cường độ uốn, đường cấp IV
tr xuống.
TT
H
L
RESEARCH FOR APPLYING CERAMIC SUBSTITUTES A SUBSTRATE OF
CONCRETE CONCRETE CONCRETE MAKING MACHINES USED FOR
AUTOMOBILE TRAY STRUCTURES FROM IV TRANSPORTATION ON
TRA VINH PROVINCE
Summary: Coal slag is the source of waste in the operation of the thermal power plant and causes
great harm to the environment. However, this source of coal slag can be used to make materials for
making unfinished brick and so on .... Currently, the Thuy Hai thermal power plant in Tra Vinh, which
has been operating since 2015, has raised many issues related to burial of coal slag and environmental
pollution. The subject has carried out evaluation of chemical composition and some physical
properties of coal slag in Duyen Hai, from which to study the use of coal slag to replace some sand in
the manufacture of concrete used for sugar level IV or lower in Tra Vinh. Coal slag replacement rates
for sand are 20%, 40% and 60% in volume respectively. The results showed that the compressive
strength of concrete increased the highest at the replacement level of 20% and higher than the intensity
of control matrices, then decreased. Coal slags do not change the bending intensity much except 60%
replacement. In general, with the coal slag replacement rate of 20% and 40%, the concrete is required
to produce level IV or less pavement, in which the ratio of 20% is the most reasonable. The thesis also
evaluated the economic and environmental efficiency of using coal slag to replace sand in cement
production.
Key words: Duyen Hai thermal coal slag, concrete, compressive strength, bending strength, grade IV
and below.
1
M
Đ U
1. Tính c p thi t c a đ tài
Với sự phát tri n kinh t của nước ta hiện nay, lượng điện tiêu thụ ngày càng
tĕng cao, nguồn điện từ các nhà máy thủy điện không đủ đáp ứng nhu cầu, nước ta đã
đầu tư y dựng một số mô hình cung cấp điện như: điện gió, nhiệt điện....trong đó các
nhà máy nhiệt điện được chú trọng đầu tư với quy mô công suất lớn. Tại tỉnh Trà Vinh
được đầu tư y dựng dự án Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 1. Ngoài ra, trong thời
gian tới đ n nĕm 2020 Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải s đưa vào hoạt động thêm Nhà
máy nhiệt điện Duyên Hải 3 với công suất 1200MW, Nhà máy nhiệt điện đã đưa vào
quá trình vận hành nĕm 2015 với công suất 1200MW, hàng nĕm Nhà máy nhiệt điện
Duyên Hải 1 thải ra môi trường khoảng 477.152 tấn ỉ than nĕm Duyên Hải 3 m rộng
600MW, Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 2 với công suất 1200MW. Như vậy, khi các
dự án vận hành s thải ra lượng ỉ than rất lớn, là một trong số các chất thải rắn sinh ra
trong quá trình đốt than trong các nhà máy nhiệt điện.
TT
H
L
va
TT
Tùy thuộc vào nguồn nhiên liệu (than đá, than n u,...) và công nghệ đốt (lò than
phun, lò tầng sôi,...) mà khối lượng và thành phần ỉ than khác nhau, n u không có
giải pháp xử lý triệt đ thì ngoài việc cần đ n hàng nghìn hecta đất đ chôn lấp, ỉ than
còn là nguồn gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí. Tuy nhiên, hiện nay
theo thống kê cho thấy khoảng 10% lượng ỉ than thải ra hàng nĕm được thu gom, sử
dụng, còn lại 90% vẫn thực hiện chôn lấp. Với nhiều công dụng như trên, ỉ than n u
không được thu gom, tận dụng s không chỉ là một sự lãng phí lớn mà còn là một hi m
họa đối với môi trường và ngày 23/9/2014 Thủ tướng Chính phủ đã có quy t định số
1696 QĐ-TTg về một số giải pháp thực hiện xử lý ỉ than, thạch cao của các nhà máy
nhiệt điện, nhà máy hóa chất ph n bón đ làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng.
Hiện nay tỉnh Trà Vinh là một trong số những tỉnh được Trung ơng ưu tiên
đầu tư quy hoạch y dựng nông thôn mới. Tỉnh Trà vinh có tổng cộng 7 huyện và 1
thành phố, trong giai đoạn đầu thực hiện quy hoạch y dựng nông thôn mới (giai
đoạn tư 2011- 2015) tỉnh Trà vinh có 23/85 ã thực hiện y dựng nông thôn mới
nhưng cho đ n nay chỉ được 23 ã đạt tiêu chí nông thôn mới, đa phần các ã không
đạt tiêu chí nông thôn mới phần lớn là do mạng lưới giao thông nông thôn không đạt
theo bộ tiêu chí của nông thôn mới. Chính vì vậy các cấp chính quyền của tỉnh Trà
Vinh đầu tư y dựng mạng lưới đường giao thông nông thôn cho các ã của 17 ã
y dựng nông thôn mới đ n nĕm 2020, và ti p tục lập đề án y dựng mang lưới giao
thông nông thôn cho 68 ã còn lại của tỉnh Trà Vinh đ n nĕm 2030 là hoàn thành
mạng lưới giao thông nông thôn của tỉnh đ gốp phần y dựng nông thôn mới cho tất
các ã còn lại đ n nĕm 2030 là phải đạt được ã nông thôn mới.
2
Chính vì những y u tố trên, mà tôi lựa chọn vấn đề “Nghiên cứu ứng dụng ỉ
than thay th một phần cát đ ch tạo bê tông i mĕng cho k t cấu áo đường ô tô từ
cấp 4 tr uống trên địa bàn tỉnh Trà Vinh làm đề tài nghiên cứu của luận vĕn.
2. M c tiêu nghiên c u c a đ tƠi
- Nghiên cứu thành phần hóa học và tính chất vật lý của xỉ than của nhiệt điện Duyên
Hải Trà Vinh
- Nghiên cứu các đặc trưng cơ lý chủ y u của hỗn hợp bê tông và bê tông sử dụng ỉ
than thay th một phần cát.
- Đề xuất t lệ sử dụng xỉ than thích hợp thay th một phần cát về mặt th tích đ ch
tạo bê tông i mĕng cho k t cấu áo đường ô tô từ cấp 4 tr uống trên địa bàn tỉnh Trà
Vinh.
3. Đ i tư ng vƠ ph m vi nghiên c u
+ Nguồn thải ỉ than từ Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải chưa qua ử lý.
+ Các cơ s lý thuy t, mô Hình tính toán, thực nghiệm của bài toán ch tạo bê tông
dùng ỉ than thay th một phần cát.
4. Phư ng pháp nghiên c u
H
5. K t qu dự ki n
TT
- Phương pháp thực nghiệm.
L
- Phương pháp nghiên cứu lý thuy t.
va
TT
+ Bê tông dùng ỉ than thay th một phần cát và bê tông không dùng xỉ than.
Việc nghiên cứu của đề tài giúp thêm thông tin hữu ích về việc sử dụng ỉ than đ
ch tạo bê tông tương ứng với đường ô tô từ cấp 4 tr uống:
-
K t quả tính chất lý, hóa của xỉ than nhiệt điện Duyên hải.
Đánh giá, so sánh k t quả thực nghiệm giữa bê tông có sử dụng ỉ than nhiệt điện
Duyên Hải với bê tông thường. Từ đó, đề xuất phương án sử dụng bê tông xỉ phù hợp
cho đường ô tô từ cấp IV tr uống mà vẫn đảm bảo yêu cầu k thuật và hiệu quả kinh
t .
6. B c c đ tƠi:
M đầu:
Chương 1:Tổng quanvềbê tông sử dụng ỉ than, định hướng phát tri n đường giao
thông nông thôn Trà Vinh.
Chương 2: Vật liệu ch tạo, thi t k cấp phối bê tông và phương pháp đánh giá một
3
số tính chất cơ lý của bê tông i mĕng mặt đường.
Chương 3: Đánh giá khả nĕng sử dụng xỉ than nhiệt điện Duyên Hải thay th một
phần cát trong ch tạo bê tông i mĕng cho mặt đường từ cấp IV tr xuống.
TT
H
L
va
TT
K t lu n và hư ng phát tri n đ tài
4
Chư ng 1
TỔNG QUAN V BÊ TÔNG S DỤNG
THAN, Đ NH HƯỚNG PHÁT
TRI N ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN TRÀ VINH.
1.1
T ng quan v x than:
1.1.1 Khái niệm về xỉ than:
Trong quá trình đốt than có 2 nguồn thải chính là chất khí và chất rắn. Trong
nguồn thải khí, ngoài các chất CO2, CO, NOx và SOx… có th còn có một số kim loại
bay hơi. Nguồn thải rắn có khoảng 15 - 20% chất vô cơ không cháy và cả lượng than
chưa cháy h t bị dính vón thành các hạt lớn và rơi uống đáy lò gọi là ỉ than.
Như vậy ỉ than là những hạt thô và to hơn tro bay, là thành phần không cháy
được tập trung đáy lò, cỡ hạt dao động từ bằng hạt cát mịn đ n hạt sỏi (0.125 mm
đ n 2 mm). Chúng thường được dùng đ thay th cát trong sản uất vật liệu không
nung và làm nền đường, lấp đầm lầy…
va
TT
Hiện nay Việt Nam nói chung s ti p tục phát tri n các nhà máy nhiệt điện
than với t lệ thích hợp, phù hợp với khả nĕng cung cấp và ph n bố của các nguồn
nhiên liệu. Trong đó, khai thác tối đa nguồn than trong nước cho phát tri n các nhà
máy nhiệt điện, ưu tiên sử dụng than trong nước cho các nhà máy nhiệt điện khu vực
miền Bắc.
TT
H
L
Thống kê cho thấy, công suất phát điện của các nhà máy điện đốt than trong
nước trên 5.000MW chạy bằng than antra it trong nước, với lượng tiêu thụ hằng nĕm
vào khoảng 16 triệu tấn than. Lượng tro xỉ thải ra là 5,7 triệu tấn. Từ nĕm 2013, riêng
lượng tro xỉ thải hằng nĕm tại 5 nhà máy nhiệt điện đốt than của Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam khi phát đủ công suất ước tính khoảng 2,8 triệu tấn nĕm (trong
đó khoảng 1,7 triệu tấn là tro đáy). Dự báo, đ n nĕm 2030, khi tổng công suất nhiệt
điện đốt than của cả nước tĕng lên khoảng 77.000MW, kéo theo tĕng lượng than tiêu
thụ là 176 triệu tấn thì lượng tro xỉ thải s đạt 35 triệu tấn/nĕm và thải ra bầu khí quy n
một lượng khí SOx khổng lồ, ước tính khoảng 5 triệu tấn nĕm[1].
Việc sử dụng tro ỉ của các nhà máy nhiệt điện than còn có rất nhiều hạn
ch .Cho đ n nay, ngoài Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại tận dụng nguồn tro ỉ thải làm
nguyên liệu cho sản uất vật liệu y dựng, các nhà máy nhiệt điện than còn lại chưa
áp dụng giải pháp đ sử dụng nguồn tro ỉ, g y ra tình trạng phải sử dụng hàng ngàn
héc ta đất làm bãi thải, bãi chôn lấp tro ỉ.
Cũng như tỉnh Trà Vinh nói riêng việc đầu tư y dựng nhà máy nhiệt điện
cũng được phát tri n mạnh như nhà máy nhiệt điện Duyên Hải vận hành phát điện 2
nhà máy nhưng trong nĕm qua đã thải ra môi trường hàng triệu tấn tro xỉ.
5
1.1.2
u nh ợc điểm của xỉ than
1.1.2.1
u điểm
Khối lượng xỉ than nhẹ, thành phần hạt khá giống cát mịn nên có th ch tạo vật
liệu bê tông nhẹ từ xỉ than cho các nhà cao tầng.Bên cạnh đó, tro ỉ của có th làm phụ
gia trong sản xuất i mĕng, bêtông. Ngoài ra, tro ỉ còn được sử dụng đ làm chất liên
k t gia cố các công trình giao thông, sản xuất gạch không nung, làm tấm trần, tường
thạch cao, gốm sứ rất hiệu quả với tổng mức tiêu thụ có th lên đ n hàng chục triệu
tấn nĕm.
Xỉ than là chất ph thải nên giá thành xỉ than thô (chưa qua ử lý) còn rất rẻ so
với cát.Hiện giá trị của xỉ than nhà máy nhiệt điện Duyên Hải chỉ khoảng khoảng
5.000 - 5.500 đồng/tấn nên khi vật liệu sử dụng từ xỉ than s giảm được giá thành xây
dựng.
1.1.2.2 Nh ợc điểm
Bên cạnh các ưu đi m nêu trên, xỉ than còn có những nhược đi m sau:
TT
H
L
va
TT
Thành phần hạt của xỉ than không đồng đều
Thành phần hóa lý không ổn định, tùy theo vào chất lượng than và quy trình đốt
than
Trong thành phần xỉ than có chứa thành phần kim loại nặng như Carbon và tạp
chất khác, gây ô nhiễm môi trường.
Dây sử dụng các công nghệ tách loại thành phần carbon trong tro đáng ghi
nhận. Tuy nhiên các công nghệ này có nhược đi m như chi phí đầu tư lớn; công suất
xử lý thấp; và cần diện tích mặt bằng do đó chạy theo chi phí giá thành bê tông cao
Xây dựng hệ thống xử lý xỉ than và các sản ph m liên quan phải đảm bảo thân
thiện với môi trường
1.1.3 Tình Hình sử dụng xỉ than trên thế giới
Ở nhiều nước trên th giới, tro xỉ than từ các nhà máy nhiệt điện được sử dụng
rất hiệu quả trong nhiều lƿnh vực, đặc biệt là xây dựng.Việc sử dụng rác thải công
nghiệp như tro ỉ than trong xây dựng đường sá luôn được khuy n khích và đôi khi là
một điều kiện bắt buộc. Tại Pháp, 99% tro xỉ than được tái sử dụng, tại Nhật Bản con
số này 80% và tại Hàn Quốc là 85%[2].
Trong công nghiệp i mĕng, tro thô được dùng đ thay th đất sét, một trong
những nguyên liệu chính đ sản xuất i mĕng, vì tro có thành phần hóa học gần như
tương tự đất sét. Chính vì vậy, các nước tiên ti n bên cạnh nhà máy nhiệt điện
luôn có các nhà máy i mĕng đ sử dụng tro xỉ than tại chỗ
1.1.4 Tình Hình sử dụng xỉ than ở Việt nam:
6
Dù về thành phần hóa học tro xỉ than có th thay th một phần đất sét nhưng
các nhà sản xuất i mĕng không mấy mặn mà vì lượng mất khi nung quá lớn, tạo áp
xuất cao trong lò nung clinker và nhiều bất lợi khác. Hiện nay chỉ có nhà máy i mĕng
Nghi Sơn (Thanh Hóa) do Nhật Bản đầu tư đang dự định mua tro xỉ than của nhà máy
nhiệt điện Nghi Sơn bằng hệ thống bĕng tải vì hai nhà máy này chỉ cách nhau 2km.
Giá mua tro xỉ than là 3 USD/tấn, tương đương với giá đất sét.
Ở Việt Nam, tại các nhà máy điện như Yên Phụ, Cao Ngạn, Việt Trì, Đạm Hà
Bắc và Ninh Bình ậ do lượng than chưa cháy còn cao, người d n địa phương đã khai
thác tro ỉ bằng cách dùng sàng thủ công tách phần than sót đ nung gạch, nung vôi và
làm chất đốt. Tro ỉ còn lại được trộn lẫn với bùn làm chất dính đ sử dụng trực ti p,
hoặc thêm vôi đ đóng gạch ỉ.
TT
Những nĕm 80 của th k trước, Công ty Điện lực 1 k t hợp với Trường Đại
học Mỏ-Địa chất đã nghiên cứu và tuy n tro ỉ Nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn và
nhiệt điện Phả Lại. Nghiên cứu chỉ ti n hành phòng thí nghiệm với quy mô dây
chuyền tuy n chỉ gồm 4 ngĕn máy th tích nhỏ ( Cao Ngạn, Phả Lại và Đức Giang).
Khi đó, mục tiêu nghiên cứu chỉ là đ thu lại lượng than chưa cháy h t còn lẫn trong
tro ỉ.
TT
H
L
va
Đ n những nĕm 90, thì các Xí nghiệp i mĕng áp dụng k t quả nghiên cứu của
đề tài 26A-07-01 về “Nghiên cứu sử dụng tro ỉ nhiệt điện Phả Lại làm phụ gia sản
uất i mĕng . Sau đó, Bộ X y Dựng đã quy t định cho phép sử dụng phụ gia tro ỉ
Phả Lại vào sản uất i mĕng các nhà máy i mĕng lò quay Hoàng Thạch, Bỉm Sơn
và Hải Phòng với t lệ pha trộn không quá 15 %, với điều kiện phụ gia tro ỉ Phả Lại
phải đảm bảo yêu cầu hàm lượng MKN (than chưa cháy) < 11%.
Từ nĕm 1995ậ1997, hai Viện là Viện khoa học Vật liệu, Viện KHCN Việt Nam
cũng đã ti n hành nghiên cứu khả nĕng tái ch và sử dụng tro ỉ nhà máy nhiệt điện
Ninh Bình đ thu hồi lại than đ phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản uất gạch nung,
còn tro ỉ làm vật liệu cho đường giao thông và gạch y dựng.
Từ nĕm 1997, đáp ứng yêu cầu sử dụng tro tuy n đ sản uất bê tông khối lớn
trong y dựng các đập thu lợi, công trình thu điện và một số công trình y dựng
d n dụng khác.
Phát triển đầu t , xây dựng các Nhà máy tuyển tro xỉ
Do các ưu đi m vượt trội và hiệu quả kinh t của công nghệ bê tông đầm lĕn sử
dụng phụ gia tro ỉ (RCC) trong y dựng đập thu điện, Việt Nam đã quy t định áp
dụng công nghệ này cho các công trình đập thu điện, trước tiên là thu điện Sơn La.
Công trình thu điện Sơn La có nhu cầu tro tuy n rất lớn, trung bình là 20.000
7
tấn tháng. Vì vậy chỉ trong một thời gian ngắn, một loạt í nghiệp tuy n tro ỉ nhiệt
điện được y dựng và đưa vào hoạt động.
Nĕm 2006, Công ty cổ phần Bắc Sơn và Công ty cổ phần Cao Cường thực hiện
02 dự án y dựng ư ng tuy n tro ỉ Phả Lại tại hồ Bình Giang với công suất 5000 ậ
6000 tấn tháng sản ph m tro tuy n.Nguồn nguyên liệu chủ y u của các ư ng này là
tro ỉ của hồ chứa thải Bình Giang từ nhà máy nhiệt điện Phả Lại.
Nĕm 2007, Ban Quản lý công trình Thu điện Sơn La đã y dựng ư ng tuy n
liền kề với nhà máy nhiệt điện Phả Lại II, có công suất 10000 tấn tháng. Đầu nĕm
2008 ư ng này đã đưa vào hoạt động.
Nĕm 2008, Công ty phụ gia bê tông Phả Lại (PHALAMI), đã y dựng ư ng
tuy n tro bay nhiệt điện Phả Lại có công suất 5000 tấn tháng. Tháng 8-2009, chính
thức đưa vào hoạt động.Nguồn nguyên liệu của ư ng tuy n này cũng lấy trực ti p từ
ilo của nhà máy nhiệt điện Phả Lại II.
TT
Cuối nĕm 2009, Công ty cổ phần Nhiệt điện Ninh Bình đã ti n hành đầu tư y
dựng ư ng tuy n tro ỉ, công suất 20000 tấn nĕm.Nĕm 2011, tại nhà máy Nhiệt điện
Uông Bí đang ti n hành thi công ư ng tuy n tro ỉ với công suất 50 000 tấn nĕm.Dự
ki n, đầu nĕm 2012 s đưa vào sản uất.
TT
H
L
va
Ngoài ra cũng có những nghiên cứu ứng dụng tuy n tro ỉ nhiệt điện Phả Lại
theo các phương pháp tuy n khác nhưng kém hiệu quả như: Công ty Sông Đà 12 đã
đầu tư y dựng ư ng sản uất phụ gia bê tông từ tro bay nhiệt điện Phả Lại bằng
phương pháp tuy n tƿnh điện. Và Công ty cổ phần Hải Sơn đã đầu tư y dựng ư ng
sản uất phụ gia bê tông bằng phương pháp đốt trong lò tuy nen.
Sự khác nhau của các ư ng này là về nguồn cấp liệu và phương án khử nước
sản ph m:
+ Nguồn cấp liệu là tro ỉ nguyên khai đã lưu giữ trong bãi thải: dùng bơm hút,
chuy n từ bãi thải, đổ trực ti p vào máy ph n cấp oắn, tách ỉ don trước khi khuấy
ti p úc tuy n nổi.
+ Nguồn cấp liệu là tro bay nguyên khai lưu giữ trong ilô: Dùng đường ống,
dẫn vào b chống lắng rồi từ đó bơm thẳng vào thùng khuấy ti p úc tuy n nổi.
Trường hợp không dùng đường ống phải dùng e téc chuy n về bơm vào bunke chứa
của ư ng tuy n, rồi cấp liệu vào thùng khuấy ti p úc tuy n nổi.
+ Tro tuy n cần được sấy khô, đóng bao, p kho trước khi bốc chuy n đ n nơi
tiêu thụ. Khi điều kiện tài chính cho phép, tro tuy n được khử nước b cô đặc, lọc ép
rồi sấy khô ậ thực hiện đầy đủ các kh u này, đảm bảo vệ sinh công nghiệp trong
ư ng tuy n.Trong trường hợp vị trí y dựng ư ng tuy n rộng rãi, tro tuy n được
khử nước b lắng, bốc úc ra bãi đ róc nước tự nhiên trước khi cấp vào máy sấy.
8
Quá trình phát tri n nêu trên cho thấy, việc đầu tư y dựng ư ng tuy n tro ỉ
các nhà máy nhiệt điện là cần thi t, vừa tận dụng nguồn ph thải vừa giảm thi u
được tác động môi trường. Đội ngũ cán bộ KHCN của Việt Nam có th ti n hành
nghiên cứu, thi t k , ch tạo thi t bị, y lắp và chuy n giao công nghệ cho các ư ng
tuy n tro ỉ có mođun công suất 10 tấn h ‚ 30 tấn h.
* Nhu cầu sử dụng tro xỉ sunfat-vôi để xây dựng đ ờng giao thông
Ở Việt Nam cũng đã sử dụng tro ỉ từ tro ỉ nhiệt điện đ
y dựng đường giao
thông, như đắp nền đường qua vùng đất y u; làm lớp thoát nước, lớp móng của k t cấu
mặt đường ôtô, lớp dưới của tầng mặt bằng vật liệu đá cát gia cố tro vôi - thạch cao
hoặc tro - xi mĕng; làm mặt đường bê tông và làm bột khoáng của bê tông nhựa…
* Nhu cầu sản xuất gạch không nung, bê tông nhẹ, bê tông ch ng áp
Gạch không nung (gạch đá ong, gạch ỉ vôi) đã được sử dụng từ l u, nhưng còn
nhiều hạn ch và hiện chỉ chi m khoảng 8 % tổng số gạch y bao che.
TT
Đ sản uất ra 40 t viên gạch nung từ nay đ n 2020 phải tiêu tốn 60 triệu tấn
than, riêng nĕm 2020 phải sử dụng 6,3 triệu tấn than. Việc sản uất gạch nung, đặc
biệt là lò thủ công thải ra khí quy n lượng lớn khí CO2, SO2 độc hại ảnh hư ng đ n
môi trường sống, sức khoẻ con người, giảm nĕng suất c y trồng.
L
va
Mới đ y Thủ tướng Chính phủ đã có Quy t định số 121 2008 ngày 29 8 2009,
phê duyệtQuy hoạch tổng th phát tri n vật liệu y dựng đ n nĕm 2020.
TT
H
u đi m và hiệu quả kinh t k thuật trong sản uất, sử dụng vật liệu không
nung s làm thay đổi thói quen sử dụng vật liệu y của người tiêu dùng.Chắc chắn
sản ph m gạch không nung s phát tri n mạnh m trong thời gian tới.
Sử dụng gạch y không nung (bê tông nhẹ, bê tông chưng áp sản uất từ tro
ỉ) cho nhà cao tầng có hiệu quả kinh t khá cao. Trong hỗn hợp này (tro tuy n, i
mĕng, vôi, thạch cao, bột nhôm), tro tuy n từ tro bay nhiệt điện là thành phần chính,
chi m đ n 70 % khối lượng. Vì vậy nhu cầu tro tuy n đạt chất lượng đ cung ứng cho
thị trường sản uất gạch không nung, gạch bê tông nhẹ và bê tông chưng áp là rất lớn.
* Phương hướng phát tri n tái ch và sử dụng tro ỉ Việt Nam
Việt Nam đang ti n hành công nghiệp hóa đất nước theo hướng phát tri n bền
vững. Vì vậy, việc phát tri n bền vững các ngành công nghiệp có liên quan đ n khai
thác ch bi n và sử dụng than là yêu cầu tất y u.
Trong quá trình đốt than có 2 nguồn thải chính là khí và rắn. Trong nguồn thải
khí, ngoài CO2, NxOy và SO2 …có th còn có một số kim loại bay hơi. Nguồn thải rắn
chủ y u là tro ỉ, thạch cao nh n tạo và một số kim loại quý hi m và ph n tán.
9
Vì vậy, việc phát tri n đổi mới và áp dụng các ti n bộ KHCN đ thu gom, tái
ch và sử dụng các ph thải có ý nghƿa quan trọng, không những chỉ giảm thi u khối
lượng thải mà còn có th thu hồi thêm được một số nguyên vật liệu thứ sinh và giảm
nguồn g y ô nhiễm môi trường[3].
1.2
Các v n đ liên quan đ n x than
nhà máy nhi t đi n Duyên h i:
Trung t m Điện lực Duyên Hải ấp Mù U, xã Dân Thành (thị xã Duyên Hải,
tỉnh Trà Vinh) được quy hoạch 4 nhà máy, tổng công suất khoảng 4.415 MW. Tổng
vốn đầu tư hơn 5 t USD, diện tích 878,91ha.Hiện nay đã có 2 nhà máy hoạt động là
nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 1 và 3.Công ty Nhiệt điện Duyên Hải quản lý, vận hành
phát điện 2 nhà máy này.Chỉ mới có 2 nhà máy hoạt động trong nĕm qua nhưng đã
thải ra môi trường hàng triệu tấn tro xỉ.
Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải 1 có 2 tổ máy, tổng thầu EPC là Tập đoàn Điện
khí Đông Phương - Trung Quốc, phát điện thương mại từ tháng 1-2016. Nhà máy
Nhiệt điện Duyên Hải 3 có 2 tổ máy, tổng thầu EPC là Công ty Chenda - Trung Quốc,
đốt dầu lần đầu đ thử nghiệm vào tháng 8-2016.
TT
H
L
va
TT
Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải 1 sử dụng than cám 6A trong nước, sau khi đốt
s đ lại khoảng 30% tro xỉ, mỗi ngày thải ra 4.500 - 5.000 tấn, mỗi nĕm chừng 1,8
triệu tấn. Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải 3 có công nghệ tốt hơn và sử dụng than nhập
kh u nên sau khi đốt, lượng tro xỉ đ lại 7% - 8%, thải ra 664 tấn/ngày, chừng 240.000
tấn nĕm. Tổng cộng, 2 nhà máy mỗi nĕm thải ra hơn 2 triệu tấn tro xỉ than. Dự ki n 2
nĕm nữa, n u không có giải pháp tiêu thụ thì bãi tro xỉ tại Trung tâm Nhiệt diện Duyên
Hải s đầy tràn và s gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Thực hiện giải pháp bi n tro xỉ thành những vật liệu hữu ích, Công ty Nhiệt
điện Duyên Hải đã và đang tích cực tìm ki m khả nĕng sử dụng tro xỉ.Một số doanh
nghiệp đã ký hợp đồng lấy tro xỉ đ làm vật liệu xây dựng, tuy vậy, k t quả rất hạn ch
và hầu như chưa có lối ra. Tổng lượng tro xỉ tại bãi chứa của Trung t m Điện lực
Duyên Hải vừa được lấy đi vỏn vẻn 80.000 tấn đ thử nghiệm làm vật liệu xây dựng,
đơn giá 23.000 đồng/tấn (chưa k VAT). Riêng về tro đáy, tro đen khoảng 5.000 5.500 đồng/tấn chưa có đối tác tiêu thụ.
DNTN sản xuất và thương mại Nguyễn Trình TP Trà Vinh, chuyên về sản
xuất và kinh doanh vật liệu xây dựng cho bi t, ngay dây chuyền sản xuất đã không th
đầu tư đ sử dụng tro xỉ b i sản xuất gạch không nung bằng cốt liệu i mĕng, với dây
chuyền công suất 500.000 viên/ngày, có pha trộn một phần nhỏ tro xỉ, chỉ cần vốn đầu
tư 7 t đồng; còn đ sản xuất gạch không nung hoàn toàn bằng tro xỉ phải đầu tư đ n
100 t đồng, khi sản xuất lại tốn thêm nhiều phụ gia khác. Ông Trần Quốc Tuấn, Giám
đốc S Công thương tỉnh Trà Vinh, cho bi t thêm, thời gian qua có nhiều nhà đầu tư
đ n Trà Vinh tìm hi u việc sử dụng tro xỉ của các nhà máy nhiệt điện than. Lãnh đạo
10
địa phương rất quan tâm và có chính sách hỗ trợ đ n 40% thi t bị máy móc, nhưng còn
gặp tr ngại là chưa có quy chu n hay tiêu chu n đối với tro xỉ nhà máy nhiệt điện
than đ xác định chất thải này là thông thường hay độc hại với môi trường và sức khỏe
con người…
TT
H
L
va
TT
Ki m tra công tác bảo vệ môi trường Trung t m Điện lực Duyên Hải tại tỉnh
Trà Vinh, mới đ y Bộ trư ng Bộ TN-MT Trần Hồng Hà đã yêu cầu chủ đầu tư y
dựng đề án san lấp tro xỉ đ giảm tác hại với môi trường. Bộ trư ng yêu cầu Công ty
Nhiệt điện Duyên Hải, n u chưa th tiêu thụ tro xỉ than, phải có phương án san lấp và
che đậy, nhất là mùa gió chướng. Các thi t bị dự phòng cho công tác bảo vệ môi
trường cũng phải sẵn sàng đ thay th khi xảy ra hỏng hóc, không được đ có thời gian
xả thải ra môi trường mà không theo dõi, giám sát. Tĕng cường quan trắc môi trường
ung quanh nhà máy trong bán kính 1km đ cung cấp thông tin cho chính quyền địa
phương và người dân cùng giám sát, tạo được sự đồng thuận cao trong công tác bảo vệ
môi trường [4].
Hình 1.1 Phun n ớc tạo ẩm tại bãi chôn lấp tro xỉ của Nhà máy Nhiệt điện
Duyên Hải 1
1.3
Đ nh hư ng phát tri n giao thông nông thôn
tình Trà Vinh
Hiện nay tỉnh Trà Vinh là một trong số những tỉnh được Trung ơng ưu tiên
đầu tư quy hoạch y dựng nông thôn mới. Tỉnh Trà vinh có tổng cộng 7 huyện và 1
- Xem thêm -
.PDF 
69 
39 
68 
