CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1. Mục đích đề tài Trong những năm gần đây, biến đổi khí hậu gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến Việt Nam, đặc biệt là các khu vực ven biển, các đồng bằng lớn, do hạn hán dẫn đến sự xâm nhập mặn. Mặt khác, các công trình ven biển hoặc bị nhiễm mặn bị giảm tuổi thọ, xuống cấp rất nhanh trở thành vấn đề lớn cho các nhà lãnh đạo, các nhà thầu và ngành xây dựng nói chung.
Vì vậy, chúng em làm đề tài này để mô tả về dây chuyền công nghệ sản xuất, clinker bền nước biển góp phần đa dạng hóa các chủng loại xi măng, nhằm xây dựng các công trình nhiễm sunfate hiện nay. Giới thiệu về xi măng bền nước biển Xi măng bền nước biển là một nguyên vật liệu không thể thiếu trong các công trình xây dựng ven biển, hải đảo, vùng nước bị nhiễm mặn, nước phèn, các công trình ngầm. Chúng đóng vai trò kết dính các nguyên vật liệu với nhau, có nhiều ưu điểm như giảm sự ăn mòn của các ion sunfate, clorua, giúp tăng cường tính chống nước, đảm bảo sự an toàn cho kết cấu thép, giúp công trình giữ được thiết kế ban đầu, tăng độ bền và tuổi thọ cho công trình. Trong điều kiện khắc nghiệt do môi trường biển Việt Nam nóng ẩm, mưa bão nhiều nên các loại xi măng bền nước biển nhập khẩu từ nước ngoài chưa thật sự phù hợp.
Trước tình hình cấp bách này buộc các nhà nghiên cứu phải tìm ra giải pháp sản xuất ra loại xi măng phù hợp với điều kiện thực tế bằng việc kết hợp với các loại phụ gia phổ biến như xỉ lò cao, đá vôi, tro bay,… Điều quan trọng là cách phối trộn các thành phần. Tình hình sản xuất xi măng trên thế giới và trong nước 1.1 Tình hình sản xuất xi măng trên thế giới Ngành xi măng Thế giới đang đối diện với áp lực bão hòa về nhu cầu tiêu thụ và tình trạng dư thừa lớn về công suất sản xuất. Năm 2019, sản lượng sản xuất và tiêu thụ xi măng toàn cầu đạt 4.1 tỷ tấn, trong khi tổng công suất thiết kế của các nhà máy trên thế giới lên tới 5.3 tỷ tấn/năm nên công suất huy động toàn ngành chỉ ở mức 78%. SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 12 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.
HUỲNH THỊ HẠNH Diễn biến cung - cầu xi măng Thế giới trong giai đoạn 2010 – 2019.1 Bảng thống kê lượng xi măng cung – cầu trên thế giới giai đoạn 2010 – 2019 Nguồn cung xi măng đang dần bị kiểm soát và hạn chế ở nhiều quốc gia. Công suất và sản lượng sản xuất xi măng trên thế giới trong 10 năm gần nhất (2010 – 2019) tăng trưởng lần lượt là 2. Sản lượng sản xuất toàn cầu bắt đầu suy giảm từ mức 4.2 tỷ tấn vào năm 2015 xuống còn 4.1 tỷ tấn trong năm 2019. Nguyên nhân chính do các nước chủ động hạn chế các nhà máy mới và cắt giảm công suất xi măng để kiểm soát tình hình dư thừa của thị trường trong nước, điển hình là các quốc gia ở khu vực châu Á như Trung Quốc, Indonesia, Việt Nam…[6] SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 13 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS.
HUỲNH THỊ HẠNH Hình 1.2 Sản lượng xi măng của các nước năm 2019, trong đó Việt Nam đứng thứ 3 thế giới (đơn vị tính theo triệu tấn) Ở các nước lớn trên thế giới, họ chú trọng trong việc dùng xi măng bền nước biển như là vật liệu chính yếu để chế tạo ra các khối bê tông lớn làm thành những bức tường để ngăn sóng biển, làm đê điều ở các khu vực ven biển. SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 14 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH Hình 1.3 Bức tường ngăn sóng thần ở Nhật Bản Hình 1.4 Đê chắn sóng biển được mệnh danh là “Vạn Lý Trường Thành” của Nhật SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 15 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH 1.
Tình hình sản xuất xi măng trong nước Kể từ 5/2021 tình hình tiêu thụ xi măng trong nước bắt đầu bị ảnh hưởng do dịch Covid-19, nhiều địa phương áp dụng giãn cách xã hội khiến việc vận chuyển hàng hóa khó khăn, các công trình xây dựng bị ngưng trệ. Số liệu từ Vụ Vật liệu xây dựng – bộ xây dựng cho thấy, trong 8/2021, mức tiêu thụ sản phẩm xi măng đạt khoảng 70.77 triệu tấn, tăng 4 % so với cùng kì năm 2020; trong đó, tiêu thụ tại thị trường nội địa đạt khoảng 43.54 triệu tấn, giảm khoảng 5 % so với cùng kì năm 2020. Xét theo địa bản tiêu thụ nội địa năm 2021 thì khu vực miền nam có mức tiêu thụ tăng mạnh nhất cả nước với tốc độ tăng trưởng 12.2% so với năm trước và đang cao hơn mức trung bình cả nước 4. Theo VNCA, Việt Nam đang đứng thứ 5 thế giới về năng lực sản xuất, chỉ sau Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ và Nga.
Hiện sản lượng sản xuất xi măng của Việt Nam đạt xấp xỉ 100 triệu tấn/ năm. Ngành xi măng phục hồi sau đại dịch Covid – 19. Trong năm 2021, giá xi măng tăng nhẹ chủ yếu đến từ áp lực giá nguyên liệu đầu vào năng lượng (than) tăng mạnh từ đầu năm, tại miền Nam, giá than đã tăng 144% kể từ đầu năm nhưng giá xi măng tăng chỉ khoảng 3%. Sản lượng sản xuất xi măng 9 tháng năm 2021 đạt 73.9 triệu tấn, tăng 2.7% so với cùng kì năm trước, sản lượng tiêu thụ xi măng 9 tháng năm 2021 đạt 77.5 triệu tấn, tăng 3.5% so với cùng kì năm trước.
Trái ngược với việc tăng giá bán thì sản lượng tiêu thụ xi măng nội địa trong năm 2021 giảm mạnh, đạt 45.6 triệu tấn, giảm 5.1% so với cùng kì năm trước so với cùng kì với nguyên nhân chính từ COVID-19. Lượng xuất khẩu đạt 31.9 triệu tấn, tăng 19% so với cùng kì năm trước và tiếp tục xuất chính sang thị trường Trung Quốc. Đây là giải pháp nhằm giảm áp lực dư cung, tuy nhiên mặt hàng xuất khẩu chủ yếu lại là clinker, có giá bán và biên lợi nhuận gộp thấp [7]. Hiện nay, một số đơn vị doanh nghiệp của Việt Nam đã sản xuất thành công xi măng bền nước biển.
Tuy nhiên, việc phát triển dòng xi măng đặc thù trên thi trường vẫn còn những khó khăn nhất định. Các chủ đầu tư, tư vấn thiết kế ít quan tâm đến vật liệu xây dựng cho biển đảo, vùng nước mặn, quy mô các công trình khá nhỏ bé nên thường các nhà máy chỉ sản xuất theo đơn hàng mà đặc thù của SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 16 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH loại xi măng này khác với các loại thông thường nên giá cả sẽ cao hơn, mặc khác, xi măng không thể để tồn kho quá lâu từ đây không thể sản xuất đại trà nên các chủ đầu tư thường không chú trọng dùng vật liệu xây dựng chuyên dụng dẫn đến tuổi thọ các công trình chỉ 5 – 10 năm đã xuống cấp trầm trọng. Theo đó, nhà nước sẽ ban hành các chính sách, quy chuẩn về việc sử dụng đúng vật liệu xây dựng chuyên dùng cho công trình biển đảo.
Bởi thực hiện Nghị quyết số 36 – NQ/TW về chiến lược phát triển bền vững kinh tế Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn 2045 và nhu cầu phát triển công trình xây dựng các dự án ven biển, hải đảo là rất lớn [8]. Theo đề án số 126/QĐ - TTg được ban hành vào ngày 25/1/2019 để phục vụ xây dựng công trình biển đảo. Việc phát triển các vật liệu xây dựng đặc biệt là xi măng bền sunfat có tính chống xâm thực cao là mục tiêu hàng đầu. Ngày 28/12/2018, tại Văn bản số 1895/TTg - CN, Thủ tướng Chính phủ đã đồng ý bổ sung thêm 2 dây chuyền kết hợp xử lý rác thải, bảo vệ môi trường, tạo ra các sản phẩm xi măng chất lượng cao, xi măng chịu mặn bền sunfat phục vụ công trình ven biển.
Điển hình, Công ty Cổ phần Xi măng Thành Thắng Group (Hà Nam) là một trong những doanh nghiệp tiên phong hưởng ứng đề án 126. Mới đây, ngày 27/12/2021, Thành Thắng Group đã đốt lò, đưa vào vận hành dây chuyền số 4 Nhà máy xi măng Thành Thắng, công suất 2.3 triệu tấn xi măng/năm, chuyên sản xuất các sản phẩm xi măng chất lượng cao, xi măng chịu mặn bền sunfate phục vụ các công trình ven biển và hải đảo. Ăn mòn đá xi măng do khí hậu 1.1 Độ ẩm Không khí ẩm tạo điều kiện thuận lợi cho nấm mốc phát triển, gây ăn mòn kim loại, làm tổn thất tính chất cách nhiệt của các loại vật liệu xốp. Nhiệt độ Nhiệt độ cao sẽ tăng tốc độ các phản ứng gây phá huỷ vật liệu.
Sự biến thiên nhiệt độ trong ngày cũng gây nên những thay đổi bất lợi các tính chất vật lý của vật liệu như: độ cứng, độ nhớt, cường độ, kích thước, làm nứt nẻ bê tông. SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 17 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH 1. Gió Gió mạnh mang theo hạt mưa, cát, bụi là bào mòn bề mặt vật liệu, rửa trôi các sản phẩm phản ứng của các quá trình trên, tạo điều kiện mới cho các phản ứng đó tiếp tục hoạt động.
Ăn mòn đá xi măng do bị nhiễm phèn 1. Định nghĩa phèn Đất chua phèn có một quá trình hình thành đặc biệt. Trong đất có chứa nhiều hợp chất sunfua chủ yếu là pirit. Đất axit sunfuaric nếu để khô có đặc tính rất chua, trong đất có những đốm màu vàng đó là các muối sunfate sắt nhôm.
Trong quá trình nước luôn chuyển, FeS2 kết hợp với Oxy tạo nên hợp chất sunfate: Fe2 + S2- + 2O2 → Fe2+ + S6+ + O2-4 Sunfate sinh ra trong quá trình hình thành đất phèn là nguyên nhân ăn mòn. Khu vực phèn ở miền nam Bảng 1.1 tỷ lệ diện tích mặt nước gây ăn mòn BTCT các mức khác nhau TT Tiểu vùng khảo Tỷ lệ diện tích (%) mặt nước gây ăn mòn BTCT sát ứng với các mức theo pH > 6.9 Không ăn Ăn mòn Ăn mòn Ăn mòn mòn yếu trung bình mạnh 1 Đồng Tháp 1.81 Mười 2 Tứ Giác Long 4.59 Xuyên 3 Bán Đảo Cà 14.98 Mau 4 Giữa 2 sông 20.77 0 0 0 Vàm Cỏ Tổng 40.37 Diện tích môi trường nước chua phèn gây ăn mòn BTCT chiếm tới gần 60%, SVTH: VŨ QUỐC THỐNG – 1713363 18 NGUYỄN THÀNH LUÂN − 1812998 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. HUỲNH THỊ HẠNH trong đó diện tích gây ăn mòn mạnh chiếm khoảng 10% diện tích khu vực ĐBSCL.