Công nghệ sản xuất tấm lợp PVA - xi măng

Thứ năm, 13/10/2005 00:00

Để thực hiện Quy hoạch tổng thể phát triển công nghiệp vật liệu xây dựng VLXD đến năm 2010 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt và đảm bảo sản xuất sạch hơn, vừa qua Viện VLXD Bộ xây dựng đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất tấm lợp sử dụng sợi polyvinylalcol PVA thay thế amiăng - loại vật liệu sẽ không được sử dụng ở nước ta từ 01/01/2004 trong sản xuất tấm lợp. Kết quả đạt được là rất đáng khích lệ, tuy nhiên hiện nay còn 2 vấn đề tồn tại là tuổi thọ trong điều kiện khí hậu nóng ẩm và giá thành đang được Viện tập trung hoàn thiện.

Từ đầu thập niên 80 của thế kỷ XX đến nay, sản lượng các sản phẩm amiăng - xi măng AC trên thế giới ngày càng giảm mạnh . Lý do chính là sợi amiăng có những tác động tiêu cực tới sức khỏe con người. Nhóm amiăng màu xanh amphibole đã được khẳng định chắc chắn là gây bệnh ung thư và đã bị cấm sử dụng một cách nghiêm ngặt từ đầu thập niên 90, còn nhóm amiăng trắng crysotile được xem là ít độc hại hơn nên còn được sử dụng.

Tuy còn nhiều ý kiến khác nhau về mức độ tác động của crysotile đến bệnh đường hô hấp ở người nhưng nhiều nước đã ngừng và xu hướng chung của thế giới là cũng sẽ ngừng sử dụng loại sợi này: Aixơlen 1983, Na Uy 1984, Đan Mạch 1986, Thụy Điển 1986, Hungari amphibole: 1988, crysotile: 2005, Thụy Sĩ 1989, Áo 1990, Hà Lan 1991, Phần Lan 1992, Italia 1992, Đức 1993, Nhật Bản amphibole: 1995, crysotile: 2004, Coet 1993, Pháp 1996, Slovakia 1996, Ba Lan 1997, Bỉ 1998, Anh 1999, Braxin 2000/2001, Latvia 2001, Chi Lê 2001, Achentina amphibole: 2000, crysotile: 2001, Tây Ban Nha, Lucxămbua, Niuzilân, Urugoay, Séc, Malaixia 2002, Australia 2003, Croatia, Hy Lạp, Bồ Đào Nha 2005.

Ở nước ta, trong Quyết định số 115/2001/QĐ-TTg ngày 01/8/2001 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển ngành công nghiệp VLXD Việt Nam đến 2010, Điều 1.3.c đã ghi rõ: Phát triển và ổn định sản xuất các loại vật liệu lợp kim loại và phi kim loại. Cần hướng đến việc đầu tư phát triển ngói không nung ngay tại những vùng không có đất sét tốt như vùng núi phía Bắc, Tây Nguyên và Nam Trung Bộ. Ngành công nghiệp VLXD cần có kế hoạch nghiên cứu và sử dụng vật liệu thay thế cho amiăng trong sản xuất tấm lợp, kiểm tra nghiêm ngặt các cơ sở sản xuất tấm lợp sử dụng amiăng hiện có theo tiêu chuẩn môi trường và y tế, không tăng sản lượng và không đầu tư mới cơ sở sản xuất tấm lợp sử dụng amiăng. Từ 2004 không được sử dụng vật liệu amiăng trong sản xuất tấm lợp.

Để thực hiện Quyết định trên của Thủ tướng Chính phủ, đồng thời triển khai nghiên cứu các giải pháp tổng hợp xử lý bụi, khí thải, nước thải và chất thải rắn để đảm bảo sản xuất sạch hơn trong các cơ sở sản xuất tấm lợp AC hiện có, Bộ xây dựng đã giao cho Viện VLXD nghiên cứu sử dụng các loại sợi khác trong sản xuất tấm lợp không amiăng, thông qua đề tài mã số RDN-05-01: Nghiên cứu công nghệ thích hợp sản xuất vật liệu tổ hợp xi măng - polime - sợi vô cơ - sợi hữu cơ để chế tạo cấu kiện nhẹ sử dụng trong xây dựng công trình ở vùng đất yếu và vùng có động đất thuộc chương trình nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ xây dựng giai đoạn 2001-2005. Phạm vi nghiên cứu của đề tài là xác lập công nghệ sản xuất vật liệu mới không amiăng làm cơ sở cho việc chế tạo các cấu kiện nhẹ như tấm lợp, tấm trần, tấm tường, góp phần đa dạng hóa sản phẩm VLXD ở nước ta trong tiến trình hội nhập vào nền kinh tế thế giới.

Thực hiện nhiệm vụ được giao, Viện VLXD đã nghiên cứu tổng quan những loại sợi đã được sử dụng trong sản xuất tấm lợp trên thế giới, các loại hình công nghệ đã được áp dụng trong việc chuyển đổi từ sản xuất tấm lợp AC sang tấm lợp không amiăng và đi đến lựa chọn loại sợi PVA vì những lý do sau đây: Một là, sợi PVA có độ phân cực lớn, tạo tính tương thích với các sản phẩm thủy hóa xi măng, dễ dàng phân tán trong hồ liệu, bám dính tốt với đá xi măng. Hai là, sợi PVA có cường độ chịu kéo và mô đun đàn hồi cao, bền axít, bền kiềm, bền ánh sáng. Ba là, sợi PVA không gây độc tính về mặt hóa học đối với con người, còn về mặt cơ học, sợi PVA có đường kính lớn từ 10 đến 16 mm, không bị sợi hóa dưới tác dụng cơ học do đó không gây ra các bệnh đường hô hấp. Sợi PVA đã được sử dụng trong ngành dệt ở các nước phát triển gần 50 NĂM nay và chưa phát hiện trường hợp nào bị ung thư phổi do tiếp xúc với sợi PVA. Khi bị phân hủy nhiệt, chỉ có khí CO và CO2 với nồng độ nhỏ hơn 10 lần so với sợi bông.

Tấm lợp PVA-C đã được sản xuất đại trà ở các nước cấm sử dụng sợi amiăng, lâu nhất là Đan Mạch 1986, mới nhất là Braxin 2002.

Về công nghệ, các nước chuyển đổi đều sử dụng công nghệ xeo - ướt như đối với sợi amiăng nhưng có bổ sung thêm công đoạn nghiền nhuyễn bột giấy craf, thêm máy ép lọc cho tấm lợp và máy ép chồng cho tấm phẳng với lực ép khoảng 150-160 kg/cm2. Dây chuyền được vận hành theo chế độ tự động, công suất trung bình là 5000000 m2/năm quy về tấm phẳng. Giá thiết bị và công nghệ cho một dây chuyền như vậy khoảng 8 triệu EUR. Nguồn cung cấp thiết bị chủ yếu từ châu Âu: Erternit, Siempelkamp, Weharhalr. Nguồn cung cấp sợi PVA chủ yếu từ Nhật Bản và Trung Quốc.

Hướng giải quyết của Viện là tiếp thu các kết quả nghiên cứu và kinh nghiệm sản xuất từ các nước đã chuyển đổi để vận dụng vào điều kiện cụ thể của nước ta, tận dụng triệt để hệ thống thiết bị sản xuất tấm lợp AC hiện có. Dây chuyền thiết bị được chọn trong quá trình nghiên cứu thuộc Công ty cổ phần Nam Việt Navifico - thành phố Hồ Chí Minh. Đây là dây chuyền thiết bị sản xuất tấm lợp AC hiện đại nhất hiện có ở trong nước, công suất 3000 sản phẩm/ca được thiết kế chế tạo theo mẫu thiết bị của Cộng hòa Pháp. Trên dây chuyền này, đã bổ sung thêm máy nghiền đĩa kép do Chi nhánh Công ty cơ khí Quang Trung tại thành phố Hồ Chí Minh chế tạo và lắp đặt để nghiền nhuyễn bột giấy.

Sợi PVA được nhập từ Trung Quốc và Nhật Bản. Bột giấy tái chế từ vỏ bao xi măng đạt độ nghiền trên 600SR, xi măng PCB 40 Nghi Sơn, phụ gia Mekalit và phụ gia trợ lọc TT-01 do Viện VLXD nghiên cứu sản xuất.

Viện đã tiến hành 2 đợt sản xuất thử công nghiệp ở Navifico: Tháng 10/2002 với 1600 tấm sóng và 400 tấm phẳng, tháng 8/2003 với 4000 tấm sóng. Kiểm tra theo TCVN 4434-2000 quy định cho tấm lợp AC, các chỉ tiêu của tấm sóng PVA-C đều đạt. Riêng đối với tấm phẳng, do chúng ta chưa có tiêu chuẩn nên Viện đã kiểm tra dựa theo tiêu chuẩn quốc tế Australia - Newziland AS/NZS 2908.2:2000, và các chỉ tiêu của tấm phẳng đều đạt tiêu chuẩn này.

Tháng 9/2003, Nhà máy bê tông và xây dựng Xuân Mai thuộc VINACONEX đã phối hợp với Viện sản xuất thử nghiệm 1800 tấm sóng PVA-C trên dây chuyền sản xuất tấm lợp AC của Nhà máy dây chuyền tấm lợp AC này vừa mới được đưa vào vận hành cuối năm 2002, công suất 1200 sản phẩm/ca do Công ty cổ phần tấm lợp và VLXD Đông Anh chuyển giao. Qua kiểm tra cho thấy các chỉ tiêu của tấm lợp PVA-C đều đạt TCVN 4434-2000.

Qua sản xuất thử ở quy mô công nghiệp tấm lợp PVA-C tại 2 cơ sở thấy rằng, hệ thống sản xuất tấm lợp AC và kỹ năng lao động của những người đang vận hành sản xuất tấm lợp AC đều được sử dụng trong sản xuất tấm lợp PVA-C, chỉ cần bổ sung thêm cụm thiết bị gia công tinh bột giấy, cụm thiết bị pha phụ gia trợ lọc và cải tiến một số chi tiết trên thiết bị trộn liệu, xy lanh xeo và côn nước đục, do đó không làm xáo trộn đến tình hình sử dụng nhân lực và hệ thống thiết bị, nhà xưởng đã đầu tư của các cơ sở sản xuất AC khi chuyển đổi.

Hiện tại sợi PVA đang phải nhập ngoại nhưng tương lai có thể tự tổ chức sản xuất trong nước vì chúng ta có sẵn nguồn nguyên liệu, đặc biệt là nguồn khí thiên nhiên rất phong phú ở các tỉnh phía Nam. Như vậy, một khi sợi PVA được sản xuất trong nước thì chúng ta hoàn toàn chủ động về nguyên liệu để sản xuất tấm lợp PVA-C. Lúc đó, không những chỉ đảm bảo việc làm cho gần 10000 người đang hoạt động trong sản xuất và kinh doanh tấm lợp AC hiện có mà còn tạo thêm việc làm cho hàng trăm người khác trong các cơ sở sản xuất phụ gia Mekalit, phụ gia trợ lọc, tái chế bột giấy và sản xuất sợi PVA.

Giá thành tấm lợp PVA-C hiện còn cao hơn khoảng 20-25% so với tấm lợp AC. Phần chênh cao này chủ yếu là chi phí phụ gia Mekalit và điện năng để nghiền nhuyễn bột giấy. Các chi phí này có thể được hạ thấp hơn trong quá trình sản xuất đại trà.

Độ bền của tấm lợp PVA-C trong điều kiện khí hậu Việt Nam hiện là vấn đề còn đang được thảo luận. Tuy nhiên Viện VLXD đã thí nghiệm tấm lợp PVA-C bằng chu kỳ nóng - ẩm dựa theo tiêu chuẩn AS/NZS 2908.2:2000 quy định cho tấm lợp, tấm phẳng xenlulo - xi măng, kết quả cho thấy đạt được tiêu chuẩn này. Đồng thời Viện cũng đã kiểm tra cường độ uốn gãy của tấm lợp thử nghiệm thăm dò năm 1998 để ngoài khuôn viên Navifico, kết quả là sau 5 năm giảm đi 5-7% so với mẫu kiểm tra lúc mới chế tạo. Chúng tôi đã tham chiếu kết quả kiểm tra của nhóm nghiên cứu Nhật Bản khi so sánh sự suy giảm cường độ của tấm lợp PVA-C và AC để phơi ngoài trời Okayama Nhật Bản sau 6 năm và mức độ suy giảm của PVA-C trong khoảng 6-7%, trong khi AC là 3-5%. Kết quả kiêm tra của nhóm nghiên cứu Thụy Sĩ và Bỉ cũng cho thấy, tấm lợp PVA-C phơi ngoài trời vùng Trung Âu sau 18 năm, sợi PVA trong các tấm lợp đó chưa có dấu hiệu suy giảm cường độ chịu kéo do tác động đồng thời của thời tiết và kiềm trong xi măng. Viện VLXD đang tiếp tục nghiên cứu vấn đề này bằng phương pháp thử tăng tốc mà các nhóm nghiên cứu nước ngoài đã áp dụng theo ISO 8836-1993.

Có lẽ vấn đề tăng độ bền và hạ giá thành sẽ được giải quyết một khi bổ sung thêm máy ép lọc. Dưới tác dụng của lực ép, khả năng tách lớp sẽ được hạn chế, cường độ sẽ được nâng cao, do đó sẽ nâng cao được độ bền. Đồng thời, khi có máy ép, sẽ sử dụng được xi măng mác thấp hơn và thay thế một phần Mekalit bằng các phụ gia khoáng khác rẻ hơn thì giá thành tấm lợp PVA-C cũng được giảm xuống. Hiện nay Viện VLXD đang phối hợp với Công ty cổ phần tấm lợp và VLXD Đông Anh hoàn thiện vấn đề này.

Nguồn tin: http://www.tchdkh.org.vn