PUZOLAN VIỆT NAM: TIỀM NĂNG VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG

TIỀM NĂNG PUZOLAN

Trong những năm gần đây, công tác khai thác, chế biến khoáng sản, đặc biệt là vàng, bạc, thiếc, quặng đa kim, đá quý,v.v... được triển khai mạnh mẽ ở nhiều địa phương trên phạm vi cả nước, tuy vậy không phải trong mọi trường hợp đều đạt được hiệu quả kinh tế mong muốn nếu như không nói đến thua lỗ và những hậu quả phá hoại môi trường nghiêm trọng đã xảy ra.

Trong khi đó ở nhiều địa phương tồn tại một tiềm năng to lớn hơn về một loại khoáng sản tuy không quý hiếm như vàng, bạc nhưng điều kiện khai thác, chế biến lại đơn giản hơn và có thể được sử dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày và chắc chắn có ý nghĩa kinh tế và xã hội cao hơn, nhưng vẫn thường bị xem nhẹ, đó là phụ gia hoạt tính tự nhiên puzolan, nguồn nguyên liệu không thể thiếu trong công nghệ sản xuất xi măng và vật liệu xây dựng không nung, đặc biệt có ý nghĩa tại các khu vực miền núi, vùng sâu, vùng xa và hải đảo.

Thông thường puzolan được phân chia làm hai loại theo nguồn gốc:

Puzolan tự nhiên: là sản phẩm của các quá trình hoạt động địa chất nội sinh và ngoại sinh như : tro, tuf, thuỷ tinh núi lửa, điatomit, trepel, opoka và một số sản phẩm có nguồn gốc biến chất hoặc phong hoá khác.

Puzolan nhân tạo: là những loại nguyên liệu sau khi đã được xử lý kỹ thuật thích hợp sẽ có đủ tính chất đặc trưng của puzolan như: tro bay, xỉ than, gạch nung nhẹ lửa, vv...

Và dựa vào hoạt tính (độ hút vôi) của puzolan người ta còn phân chia puzolan thành các loại: rất mạnh, mạnh, trung bình và yếu (trơ).

Kết quả nghiên cứu trong nhiều năm qua (từ 1960-2000) của Viện Địa chất cùng với một số cơ quan khác đã cho thấy nước ta có một tiềm năng puzolan to lớn, phong phú về thể loại và chất lượng.

Đã phát hiện puzolan trong nhiều thành tạo địa chất khác nhau: trong vỏ phong hoá trên các thành tạo biến chất cổ Proterozoi thuộc phức hệ Ngọc Linh (Pr₁ nl) ở Kon Tum, với bề dày hàng trăm mét, kéo dài hàng chục km.

Puzolan phổ biến rộng rãi trong các thành tạo bazan tuổi N2 - QI và QII- IV khác nhau: bazan bọt, bazan vi lỗ rỗng, bazan bán phong hoá, đất laterit phân bố rộng rãi trên khắp Tây Nguyên trên địa bàn các tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đãk Lắk và kéo dài dọc theo miền duyên hải Nam Trung Bộ từ Quảng Trị, Bình Định, Quảng Ngãi, Phú Yên, Ninh Thuận, Bình Thuận đến Đồng Nai, Sông Bé, Bà Rịa - Vũng Tầu và ở các khu vực hải đảo như Cồn Cỏ, Lý Sơn, vv...với số lượng được chúng tôi thống kê lên tới xấp xỉ trăm mỏ và điểm quặng có giá trị

Ở miền Bắc puzolan cũng đã được phát hiện tại Nghệ An (Nghĩa Đŕn, Phủ Quỳ), Thanh Hoá (Nông Cống, Hà Trung), Hoà Bình, trong phun trào trầm tích P₂-T₁ hệ tầng Viên Nam, và trong bazan QII_{- IV}, ? Hà Tây (Tiên Kiên), Hải Phòng (núi Đồn, Thuỷ Nguyên), trong lớp vỏ phong hoá giàu silic của các thành tạo địa chất cổ và trong cả các thành tạo Đệ tứ của vùng đảo Vân Hải (đá bọt) và có đủ tiền đề đểkhẳng định sự tồn tại của puzolan tại các tỉnh Sơn La, Lai Châu, Cao Bằng, Lạng Sơn và Quảng Ninh

Puzolan cũng đã được phát hiện trong các thành tạo trầm tích Neogen tại Kon Tum (Đãk Cấm), Lâm Đồng (Di Linh, Đại Lao), Phú yên, Vân Hoà (điatomit) với trữ lượng lên tới hàng trăm triệu tấn.

Xin trích nêu dưới đây một số điểm puzolan đã được nghiên cứu phát hiện trong những năm qua (Bảng 1).

KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỦA PUZOLAN

1. Trong công nghiệp sản xuất xi măng

Bên cạnh độ hoạt tính, chất lượng puzolan còn phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố khác tuỳ thuộc từng lĩnh vực sử dụng (SO₃, Na₂O, K₂O, hàm lượng monmorilonit, v.v.). Trong thực tế, có nhiều loại vật liệu (đá silic), mặc dù có độ hút vôi thấp, nhưng khi phối trộn vào xi măng gốc lại cho ta sản phẩm có cường độ đạt yêu cầu kỹ thuật nên song song với độ hoạt tính, ngày nay để đánh giá chất lượng của puzolan người ta thường áp dụng phương pháp xác định chỉ số hoạt tính cường độ của từng loại phụ gia.

Hiện tại, puzolan Việt Nam được khai thác, sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực sản xuất xi măng, là một đňi hỏi kỹ thuật nhằm các mục đích:

1- Loại trừ lượng CaO tự do (dư thừa) sinh ra trong quá trình sản xuất hoặc thuỷ hoá của xi măng, hạn chế hiện tượng toả nhiệt làm tăng thể tích gây nứt vỡ công trình, đặc biệt là các công trình thuỷ.

2- Để thúc đẩy quá trình thành tạo các chất kết dính, lấp đầy các lỗ rỗng và mao mạch trong bê tông, hạn chế các quá trình xâm nhập và ăn mòn cốt thép của các ion Cl^-, SO₄^2-, từ đó tăng thêm độ bền nước, độ bền sulfat của sản phẩm.

3- Và đặc biệt, song song với các mục đích kỹ thuật, sử dụng puzolan trong sản xuất xi măng còn cho phép nâng cao hiệu quả kinh tế của các cơ sở xí nghiệp sản xuất bởi lẽ puzolan được pha trộn trực tiếp vào clinke với hàm lượng từ 15- 40% mà không cần trải qua quá trình nung luyện.

Theo tiêu chuẩn hiện hành TCVN 6260 - 1997, bên cạnh ximăng pooclăng thông dụng còn tồn tại xi măng pooclăng hỗn hợp PCB 30 và PCB 40 với tỷ lệ phối trộn phụ gia vào clinke cho phép tới 40% trong đó phụ gia trơ không quá 20%, hay nói cách khác, nếu cần sản xuất 10 triệu tấn xi măng thì cần 4 triệu tấn phụ gia để phối trộn mà không phải nung luyện tới 1400⁰C, đem lại một hiệu quả kinh tế khổng lồ cho nền công nghiệp sản xuất xi măng.

Hiện tại puzolan và phụ gia khác được khai thác và sử dụng từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như: tro bay của nhiệt điện Phả Lại, đá silic núi Đồn ở vùng Thủy Nguyên (Hải Phòng), bazan Nông Cống (Thanh Hoá), bazan Phủ Quỳ (Nghệ An), bazan Núi Voi (Quảng Ngãi), Trà Bá, KBang (Gia Lai), tuf Sông Cầu (Phú Yên), bazan núi Thơm, Gia Quy, Long Phước (Bà Rịa - Vũng Tầu ) v.v...

Bảng 1. Đặc điểm một số loại puzolan ở Việt Nam

2. Trong công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng không nung

Hiện nay việc sử dụng puzolan và các nguồn nguyên liệu khác để sản xuất vật liệu xây dựng không nung chưa được đầu tư và quan tâm đúng mức bởi nhiều nguyên nhân.

1- Công tác điều tra cơ bản và sử dụng hợp lí tài nguyên còn hạn chế: trong những năm qua công tác điều tra cơ bản chủ yếu nhằm mục tiêu thăm dò, tìm kiếm khoáng sản phi kim loại, kim loại, đá quý và vật liệu xây dựng truyền thống như cát, sét, sỏi mà chưa chú ý một cách đúng mức tới công tác điều tra và sử dụng các nguồn nguyên liệu không truyền thống, có hoạt tính lớn để sản xuất vật liệu xây dựng không nung puzolan.

2- Các xí nghiệp sản xuất chưa thể quan tâm đúng mức đến vật liệu xây dựng không nung: một mặt vì không nắm bắt được nguồn nguyên liệu, mặt khác không có quy trình công nghệ phù hợp, nên chưa đầutư thích đáng.

3- Trên thị trường chưa có sản phẩm nên người tiêu dùng chưa có khái niệm và thói quen sử dụng vật liệu xây dựng không nung.

4- Thiếu trao đổi thông tin giữa kết quả công tác điều tra cơ bản với các ngành liên quan có nhu cầu sử dụng nguyên liệu.

Và tình hình này đã dẫn tới hiện trạng ngành có nhu cầu thì không nắm bắt được nguyên liệu, ngành có nguyên liệu thì không nắm bắt được nhu cầu sử dụng, làm cho công tác định hướng khai thác sử dụng gặp nhiều khó khăn.

Tuy vậy trong những năm gần đây phối hợp với các Sở Khoa học, công nghệ và môi trường của một số tỉnh Tây Nguyên, Viện Địa chất đã tiến hành thử nghiệm sử dụng puzolan trong sản xuất vật liệu xây dựng không nung và đã góp phần cải thiện môi trường sinh thái, hạn chế ô nhiễm không khí do bụi đất đỏ gây nên trong mùa khô hanh và bùn lầy trong mùa mưa lũ tại một số trường học, nhà trẻ, mẫu giáo và cơ sở làm việc của địa phương.

Kết quả nghiên cứu chỉ rõ tính hữu ích về kinh tế và xã hội của puzơlan. Tuỳ thuộc vào chất lượng nguyên liêụ puzolan sử dụng ban đầu sản phẩm gạch không nung được sản xuất đạt cường độ từ 30 kg/cm²s đối với đất đỏ bazan và đạt trên 150 kg/cm² đối với bazan bán phong hoá, với độ hút nước 16-20%, thoả mãn yêu cầu kĩ thuật của vật liệu xây dựng.

Sản xuất vật liệu xây dựng không nung tại các vùng sẵn có nguồn nguyên liệu như Tây Nguyên và các hải đảo Cồn Cỏ, Lý Sơn chẳng những góp phần đáp ứng nhu cầu xây dựng của địa phương ở vùng sâu, vùng xa mà còn cho phép giảm chi phi sản xuất (giá thành sản phẩm tương đương 2/3 giá thành sản phẩm gạch sét nung truyền thống cùng chất lượng) và giảm được 85 đến 90 % cước phí vận chuyển.

Hơn nữa công nghệ sản xuất vật liệu không nung đơn giản, không đňi hỏi đầu tư lớn, không phụ thuộc vào quy mô sản xuất, không có phế phẩm và đặc biệt không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết nên có thể dễ dàng tiến hành sản xuất trực tiếp tại nơi có nhu cầu sử dụng.

Mặt khác sản xuất vật liệu xây dựng không nung còn hạn chế nạn khai thác bừa bãi đất canh tác, làm suy thoái môi trường sinh thái, hạn chế ô nhiễm môi trường không khí do CO₂, SO₃, NO₂ thải ra trong quá trình nung luyện gạch truyền thống.

Nhờ những ưu điểm trên, dựa trên kết quả nghiên cứu của Viện Địa chất thu được trong những năm qua, hiện tại vật liệu xây dựng không nung (gạch) đang được tiến hành sản xuất thử nghiệm quy mô công nghiệp tại Công ty Vật liệu xây dựng tỉnh Lâm Đồng.

Hy vọng trong những năm tới việc sản xuất vật liệu xây dựng không nung (gạch) và các sản phẩm khác sẽ được tiến hành đại trà tại khắp các tỉnh Tây Nguyên, hải đảo và ở những khu vực sẵn có các nguồn nguyên liệu khác mà hiện tại chưa được quan tâm nghiên cứu đúng mức, góp phần đáp ứng nhu cầu xây dựng nông thôn, miền núi, xoá đói giảm nghèo và thiết thực đưa tiến bộ khoa học kỹ thuật vào phục vụ cuộc sống đặc biệt của đồng bào vùng sâu, vùng xa...

Trong quá trình hoàn thành bài báo tác giả đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của các đồng nghiệp Trần Thị Sáu, Nguyễn Minh Vĩ, Nguyễn ánh Dương và nhiều người khác, nhân dịp này tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành.

VĂN LIỆU

1. Đŕo Văn Chén, 1982. Kỹ thuật sản xuất gạch không nung. Bộ xây dựng, Hà Nội.

2. Kiều Quý Nam, Đậu Hiển, Trần Thị Sáu, 2000. Một số kết quả nghiên cứu chất lượng, tiềm năng và khả năng sử dụng puzolan từ các thành tạo bazan vùng Pleiku. TC Địa chất, A/259 : 27-32. Hà Nội.

3. Nguyễn Ngọc Trường, 1980. Vỏ phong hoá bazan Tây nguyên. Tuyển tập báo cáo Chương trình điều tra Tây Nguyên. Uỷ ban KHKTNN, Hà Nội.