Chatbox

Các bạn vui lòng dùng từ ngữ lịch sự và có văn hóa,sử dụng Tiếng Việt có dấu chuẩn. Chúc các bạn vui vẻ!
23/04/2010 12:04 # 1
anhlatuan
Cấp độ: 10 - Kỹ năng: 11

Kinh nghiệm: 29/100 (29%)
Kĩ năng: 101/110 (92%)
Ngày gia nhập: 02/03/2010
Bài gởi: 479
Được cảm ơn: 651
Hoá đá nhân tạo...


HOÁ ĐÁ NHÂN TẠO BẰNG CÔNG NGHỆ PÔLIME HOÁ ĐẤT TẠP

 

Nghiên cứu của nhóm IPT Group, chuyên nghiên cứu công nghệ đất hoá đá, công nghệ pôlime hoá từ các khoáng aluminosilicate và những khoáng tương tự, để sáng tạo ra những vật liệu mới, sản phẩm mới có tính năng cao, bền, giá cả cạnh tranh. Tạp chí VLXD đương đại xin giới thiệu một nghiên cứu của nhóm IPT Group.

 

     Đó là một phương cách bình thường của thiên nhiên, khiến cho vật liệu vô cơ như đất tạp bở rời kết dính lại với nhau theo 5 yếu tố: vật liệu + xi măng + nén ép + nung + thời gian.
      Muốn biến hiện tượng thiên nhiên này thành một phương cách nhân tạo, thì phải có đủ các yếu tố trên. Nhưng muốn dùng phương cách này, cần đổi thời gian địa chất (đơn vị triệu năm) thành thời gian con người (đơn vị năm).
      Trong thế kỷ 17, người ta đã chế ra xi măng Portland (CPA) như xi măng Hà Tiên còn dùng đến ngày nay. Yếu tố thời gian chỉ còn 28 ngày, nhưng sau 7 ngày, đá nhân tạo (chủ yếu là đá cát) đã dùng được rồi: Đó là cát sạch + CPA.
      Cuối thế kỷ 20, cơ chế hoá xi măng bằng sự kết tinh đã được thay thế bằng sự pôlime hoá nhờ điện tích. Đó là một khám phá khoa học làm rung chuyển ngành hoá học cổ điển, vì nó đã cho rằng không bao giờ vật liệu vô cơ được pôlime hoá ở nhiệt độ bình thường, dù có sự nén ép chen vào.
 
            CƠ CHẾ CỔ ĐIỂN: KẾT TINH HÓA
         
      Muốn cho những hạt cát rời rạc được kết dính vào nhau để tạo ra một đá cát nhân tạo, người ta trộn 20% - 30% xi măng Portland vào cát sạch với nước. Xi măng Portland (CPA) là một silicat vôi, được xay mịn (mesh = 100) silicat một bên và vôi một bên, cả hai đều được hoạt hoá ở 14500C trong lò nung dạng ướt hay khô.
      Trong nước, vôi tôi gắn lại với cặn silicat, tạo thành tinh thể silicat vôi, làm cho khối cát ướt sủng và bở rời hoá cứng. Dưới kính hiển vi ta thấy hạt cát dán dính vào nhau nhờ các tinh thể silicat ấy. Trong nhiệt độ thường, khoáng vật này không bị huỷ hoại bởi nước mưa, nên đá cát nhân tạo được dùng cho xây dựng.
       Cái lợi trước tiên là việc tạo hình cho khối đá, khi nócòn là vật liệu bở rời. Sau đó, sự kết tinh xảy ra dưới nước, nên không đợi khô mới cứng, mà cứng trong nước. Thời gian hoá đá xảy ra trong 28 ngày; có thể sử dụng vật liệu từ 7 ngày.
Cái hại của phương cách là phải dùng cát sạch với xi măng hoặc cát vật liệu sạch, ròng khác (đá dăm). Xi măng không hợp với đất có bùn và sét, nhất là tạo ra nứt nẻ trong sét. Ngoài ra, nó chịu đựng đất phèn, mặn rất kém, dù với tỉ lệ cao.
 
            CƠ CHẾ HOÁ ĐÁ MỚI
 
      Cuối cùng giá thành còn cao, khó sử dụng tại nông thôn, miền núi, vì không dùng đất tạp tại chỗ được (đem cát từ nơi khác đến).
            Trực tiếp
       GS Plattfort của Đại học Bruxelles (Bỉ) chứng minh rằng hạt tinh khoáng sét cao lanh, tên là kaolinite, gồm có 2 lá: 1 lá silic và một lá nhôm. Cả hai lá đều có điện tích âm, vì thế, khi khô, các hạt tinh thể kaolinite hít vào nhau do lực hấp phụ bề mặt tạo ra, nhưng khi có nước vào, Các mặt có điện tích âm đẩy nhau, làm cho sét cao lanh rã ra (chuyển động Brawn).
       Bằng cách dùng xút NaOH hoặc tương đương, người ta huỷ cơ cấu của lá nhôm, biến điện tích âm của nó làm điện tích dương. Tinh thể kaolinite còn lại, có 2 đầu âm dương đối nghịch nhau như một hạt nam châm cực nhỏ. Chúng tự động kết nối lại với nhau, đầu âm (-) với đầu dương (+), tạo ra một phân tử sợi dài vô tận, lớn bằng 10.000 lần phân tử làm nên kaolinite, gọi là một pôlime vô cơ – Si – O – Al - .
       Đây là điều mà ngành hoá học cổ điển không hiểu được và không chấp nhận được. Về chất lượng, sự hoá đá tạo ra độ cứng không thua gì cát và xi măng. Cái lợi của nó là dùng đất tạp tại chỗ vừa cát bùn, vừa đất sét, dùng đất này thế cho xi măng Portland (cần trên 20% sét cao lanh tạp). Nếu thiếu sét, có thể cho thêm sét nơi khác vào để giữ tỷ lệ 1 sét + 4 đất tạp cho vữa hồ.
       Do sự phát minh dựa trên một khoa học cơ bản mới, tức kết nối bằng điện tích, không phải bằng kết tinh, nên nó được công nhận là một công nghệ mới trong xây dựng, giao thông, y tế, công nghiệp. Giá thành lại rẻ, dùng cho nông thôn.
            Gián tiếp
       Các tác giả Nhật khám phá ra rằng các hạt sét và hạt bé đều có điện tích âm, nằm trong đất tạp. Đất cát cồn có 99% hạt cát, có 1% hạt bé. Đất phù sa ở đồng bằng sông Cửu Long có đến 90% hạt sét, cũng có 1% hạt bé. Tất cả đều có điện tích âm, nhưng cát và bùn không có lực nam châm lớn, chỉ có thể kết lại với nhau bằng xi măng CPA. Còn đưa vào đất các cation các điện tích dương (+) như C4+, Ca2+, Al3+, Mg3+, Fe3+ v.v… thì chúng kết các hạt sét và hạt bé lại với nhau  thành pôlime vô cơ, làm đất hoá đá, ở nhiệt độ bình thường.
       Đây cũng là một phát minh, dựa trên cơ sở khoa học của từ lực, một lực rất mạnh của thiên nhiên,cùng khắp, do ruột đất tạo ra, không tốn tiền mua, làm đất bở rờithành đá cứng. Do đó, người ta gọi nó là một công nghệ, một sự pôlime hoá gián tiếp, do cầu nối cation tạo ra các chuỗi pôlime vô cơ.
       Đối với loại hoá đá này, các tác giả dùng một lực tổng hợp cho đất gồm:Lực kết dính do sự kết tinh, đối với cát và bùn (bằng xi măng Portland), Lực kết dính trực tiếp và gián tiếp bằng điện tích, đối với đất sét và hạt bé (bằng hoá chất vi lượng) trong đất tạp. Nhờ đó hạ được giá thành, tăng chất lượng, có thể dùng ở nông thôn miền núi. Sức mạnh của các cách hoá đá này là làm ở nhiệt độ bình thường, tức là không nung như đồ gốm.
 
             Ý NGHĨA CỦA SỰ PÔLIME – HOÁ
 
       Như trên đã nói, quả thật đây là một công nghệ, vì nó đi từ một qui luật cơ bản của ngành vật lý: sự kết hợp pôlime thành đá do nối ráp điện tích trực tiếp từ các tinh thể, hay gián tiếp từ các vật liệu có điện tích âm trong đất. Sự ráp này từ trước đến giờ không ai nghĩ đến được, vì qui luật hoá học vô cơ không dạy được điều đó. Cho đến khi Plattfort phá được lá nhôm của khoáng vật kaolinite bằng phản ứng của cation Na+ với hydroxyt nhôm, làm lòi ra một điện tích dương và biến hạt kaolinite dài 10 A0 thành một nam châm cực nhỏ và cực mạnh. Đó là cơ chế pôlime hoá trực tiếp.
       Trong cơ chế gián tiếp, dùng 1 cation có 2 điện tích dương hay hơn, như Mg2+, Ca2+, Fe3+, sau khi đã hoạt hoá bằng H2SO4, để làm cầu nối giữa hai hạt sét (một anion có nhiều điện tích âm), hoặc giữa một hạt sét và một hạt bé, hoặc giữa 2 hạt bé của keo silic, thì tạo ra pôlime vô cơ và hoá đá. Phản ứng hoá đá xảy ra rất lâu. Muốn phản ứng xảy ra nhanh, nên dùng lignin (chất gỗ) để hoá đá, vừa rẻ lại vừa hợp với đời sống con người, tức vài ngày. Chất gỗ có thể lấy ra từ sự cô đặc của mủ chuối hay tương đương.
        Như vậy đất tạp cho chúng ta có phản ứng pôlime hoá mà ngày xưa ông bà ta đã làm (mà không biết) bằng vôi tôi và nước ót (MgCl2). Ngày nay con cháu khám phá ra rằng, đất tạp chia ra làm bốn phần: trong đó có 2 phần trơ và 2 phần pôlime hoá được:Phần trơ: cát, bùn làm cốt cho đá, Phần pôlime hoá: đất sét và keo silic, làm thịt hoá đá. Các phần không bằng nhau
 

Viện Địa lý Tài nguyên TP. HCM 





...
...TƯƠNG LAI ƠI MI LÀ TẤT CẢ CỦA TA...

 
Copyright© Đại học Duy Tân 2010 - 2022