tailieunhanh - Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng tính chất vật liệu geopolyme đóng rắn từ bùn đỏ và cao lanh

Trong nghiên cứu này, vật liệu geopolyme trên cơ sở bùn đỏ và cao lanh đã được nghiên cứu chế tạo nhằm tạo ra vật liệu với định hướng ứng dụng trong lĩnh vực xây dựng. Hỗn hợp cao lanh, bùn đỏ được trộn với dung dịch chất hoạt hóa kiềm, Ca(OH)2, nhiệt độ và thời gian dưỡng mẫu khác nhau tạo thành vật liệu geopolyme. | Nghiên cứu khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT VẬT LIỆU GEOPOLYME ĐÓNG RẮN TỪ BÙN ĐỎ VÀ CAO LANH Công Tiến Dũng1 Phương Thảo2 Lê Thị Phương Thảo1 Nguyễn Viết Hùng1 Lê Thị Duyên1 Võ Thị Hạnh1 Vũ Thị Minh Hồng1 Nguyễn Mạnh Hà1 Đặng Văn Kiên3 Nguyễn Duyên Phong3 Tóm tắt Trong nghiên cứu này vật liệu geopolyme trên cơ sở bùn đỏ và cao lanh đã được nghiên cứu chế tạo nhằm tạo ra vật liệu với định hướng ứng dụng trong lĩnh vực xây dựng. Hỗn hợp cao lanh bùn đỏ được trộn với dung dịch chất hoạt hóa kiềm Ca OH 2 nhiệt độ và thời gian dưỡng mẫu khác nhau tạo thành vật liệu geopolyme. Kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu geopolyme chế tạo được sau xử lý đóng rắn bùn đỏ có khả năng cho cường độ chịu nén cao nhất là 21 MPa. Sự có mặt của Ca OH 2 tạo ra thành phần C-S- H C-A-S-H làm tăng cường độ chịu nén của vật liệu chế tạo được. Từ khóa Geopolyme Polyme vô cơ Bùn đỏ Cao lanh. 1. MỞ ĐẦU Để sản xuất ra 1 tấn alumina nguyên liệu để sản xuất nhôm từ quặng bauxit bằng phương pháp Bayer sẽ thải ra khoảng 1 3-1 5 tấn bùn thải bùn đỏ 1 . Hàng năm lượng bùn đỏ thải ra trên thế giới là rất lớn lên tới 82 triệu tấn 1-3 . Tại Việt Nam nhà máy alumin Tân Rai Lâm Đồng cũng thải ra cỡ 1 5 triệu tấn bùn đỏ năm. Bùn thải này có độ pH rất cao từ 11-13 2 và chính là tác nhân gây nguy cơ ô nhiễm môi trường như i ô nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt do có chứa kiềm và các tạp chất kim loại nặng 4 ii tác động trực tiếp tới thảm động thực vật 5 iii nguy cơ gây ảnh hưởng và khó có thể khắc phục trên diện rộng như sự cố bùn đỏ ở Ajka Hungary năm 2010 6 7 . Chính vì vậy việc xử lý bùn đỏ đã và đang được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu làm vật liệu zeolit hấp phụ 8-11 làm chất xúc tác 12 13 làm vật liệu xây dựng 2 14 15 . Polyme vô cơ còn gọi là geopolyme là hợp chất aluminosilicat ở dạng từ vô định hình đến mạng lưới bán tinh thể không gian 3 chiều 16 . Mạng lưới cấu trúc của polyme vô cơ dựa trên cơ sở ngưng tụ liên kết các tứ diện SiO4 và AlO4 tạo thành .