Trước những quan ngại về ảnh hưởng xấu của amiăng tới sức khỏe con người, từ năm 2001 chính phủ đã đưa ra những chính sách nhằm điều chỉnh và thắt chặt việc sử dụng amiăng trong ngành vật liệu xây dựng đồng thời cũng khuyến khích việc nghiên cứu tìm ra vật liệu thay thế cho amiăng trong sản xuất tấm lợp. Do chính sách trên, một số viện nghiên cứu và  công ty sản xuất tấm lợp đã quan tâm tới chủ đề này. Các nghiên cứu, thử nghiệm về các vật liệu thay thế amiăng trong sản xuất tấm lợp tại Việt Nam bắt đầu vào khoảng những năm 2002 – 2003 và đến năm 2007 thì dây chuyền sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng (năng suất 2 triệu m²/năm) đầu tiên tại Việt Nam được Viện Công nghệ - Bộ Công Thương thiết kế, chế tạo và lắp đặt tại Cty CP Tân Thuận Cường (Tứ Kỳ - Hải Dương). Đến nay, sau 4 năm vận hành dây chuyền vẫn làm việc ổn định; sản phẩm tấm lợp không amiăng của dây chuyền đạt tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản JIS A5430:2004 - Tiêu chuẩn tấm xi măng gia cường sợi - đã xuất hiện ở thị trường nội địa và xuất khẩu sang một số nước như Hàn Quốc, Ai Cập. 

Dưới đây, chúng tôi xin giới thiệu khái quát về một số đặc điểm của vật liệu, công nghệ và thiết bị sản xuất tấm lợp không sử dụng amiăng đã được ứng dụng tại Cty Tân Thuận Cường.

VẬT LIỆU, CÔNG NGHỆ VÀ MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SẢN XUẤT TẤM LỢP KHÔNG AMIĂNG

1. Vật liệu:

Như đã biết, amiăng là vật liệu có nhiều tính năng công nghệ ưu việt trong sản xuất tấm lợp bằng phương pháp xeo. Trên thực tế, để sản xuất tấm lợp amiăng ximăng (tấm lợp AC) người ta chỉ sử dụng hai loại vật liệu chính là ximăng và amiăng cộng thêm một lượng nhỏ bột giấy với mục đích trợ xeo.

Để thay thế amiăng trong sản xuất tấm lợp, người ta phải sử dụng tối thiểu hai loại sợi và một số chất phụ gia với mục đích làm tăng độ bám dính giữa sợi và nền ximăng, tăng khả năng lọc của huyền phù cũng như cải thiện các tính chất khác của sản phẩm. Hiện nay, sợi PVA (Polyvinyl Alcohol) và sợi cellulose (bột giấy) là các loại sợi gia cường và trợ xeo được sử dụng chủ yếu trong công nghệ sản xuất tấm lợp không amiăng. Ngoài ra, cũng có một số chất phụ gia khác được nêu trong bảng dưới đây. Lưu ý rằng không phải tất cả các loại phụ gia nêu trong bảng đều được sử dụng, tùy thuộc nguồn cung cấp, giá thành nguyên vật liệu và giá thành sản phẩm dự kiến mà nhà sản xuất có thể lựa chọn cấp phối  để sử dụng cho phù hợp. 

Cấp phối thường được sử dụng như sau (tính theo % tổng lượng chất rắn):

- Sợi PVA ( sợi Kuralon A8 – Nhật Bản):              1,8 – 2 %

- Bột giấy Kraft (bột sợi dài):                                3 – 4%

- Silica Fume:                                                     4 – 5%

- Bentonite:                                                         3 – 4%

- Flocculant:                                                       100 – 150 ppm

- Ximăng:                                                            khối lượng còn lại

Nhìn chung, với cấp phối này, tấm lợp không amiăng đảm bảo tính kinh tế, dễ kiểm soát qui trình sản xuất và đảm bảo độ bền cần thiết của sản phẩm

2. Đặc điểm công nghệ sản xuất tấm lợp không amiăng

Qui trình sản xuất tấm lợp không amiăng có nhiều khác biệt lớn so với qui trình sản xuất tấm lợp AC, đó là:

-  Số lượng vật liệu chính và phụ gia lớn hơn nhiều so với tấm lợp AC.

-  Hầu hết các loại phụ gia cần công tác chuẩn bị trước khi sử dụng (phối trộn, khuấy ...) để đảm bảo yêu cầu cần thiết của huyền phù cũng như của đảm bảo chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Do đó, cần có thêm một số thiết bị thiết yếu bố trí trong dây chuyền sản xuất.

- Việc kiểm soát quá trình sản xuất sản xuất tấm lợp không amiăng đòi hỏi nghiêm ngặt hơn, nhất là việc định lượng nồng độ và khối lượng huyền phù, thời gian của chu kỳ mẻ trộn, trình tự phối trộn, dưỡng hộ sản phẩm...do đó công tác kiểm tra chất lượng sản phẩm và công tác tự động hóa quá trình sản xuất cần được coi trọng.

3. Một số khuyết tật sản xuất thường gặp

             Hình 1: Sản phẩm xi măng có sợi PVA bị phân lớp và vón cục

                            Hình 2: Các dạng vết nứt trên tấm có dợi PVA

Hình 1 và 2 là một số khuyết tật sản xuất điển hình thường gặp trong sản xuất tấm lợp không amiăng có sử dụng sợi PVA. Các khuyết tật này rất thường xảy ra  đối với các nhà sản xuất vào giai đoạn đầu khi chuyển từ sản xuất tấm AC sang sản xuất tấm không amiăng. Các nguyên nhân chính gây nên các khuyết tật là:

- Sử dụng nguyên vật liệu không phù hợp hoặc kém chất lượng,

- Qui trình chuẩn bị nguyên vật liệu trước khi sử dụng chưa phù hợp.

- Thiếu các thiết bị bổ sung cần thiết trong dây chuyền.

- Công tác dưỡng hộ sản phẩm được thực hiện chưa đạt yêu cầu.

Theo kinh nghiệm của chúng tôi, để đảm bảo ngăn chặn các khuyết tật và để đảm bảo tính kinh tế của sản phẩm, các biện pháp chính phải thực hiện là:

- Tìm hiểu kỹ các đặc điểm vật liệu, công nghệ và qui trình sản xuất tấm lợp không amiăng. Coi trọng tuyển mộ, bồi dưỡng, xây dựng đội ngũ KCS. Mặt khác, cũng cần hỗ trợ của các chuyên gia có kinh nghiệm sản xuất tấm lợp không amiăng tập huấn cho đội ngũ cán bộ kỹ thuật, công nhân sản xuất. Các chuyên gia Nhật có kinh nghiệm khuyên cần thiết lập một hệ thống kiểm tra chất lượng toàn diện (QC) trong trường hợp này.

- Bổ sung các thiết bị cần thiết vào dây chuyền sản xuất và cải tiến các thiết bị cũ cho phù hợp với công nghệ mới. Các thiết bị mới cần có năng suất phù hợp để không làm giảm năng suất của dây chuyền. Theo kinh nghiệm của chúng tôi, cần đặc biệt chú trọng thiết bị nghiền mịn bột giấy (sử dụng các máy nghiền đĩa) và các thiết bị khuấy trộn, các bồn trữ sử dụng để chuẩn bị và tồn trữ các chất phụ gia dưới dạng huyền phù trước khi đưa vào sử dụng.

- Cần trang bị một phòng thí nghiệm tại phân xưởng sản xuất để kiểm soát các thông số công nghệ và đánh giá nhanh chất lượng huyền phù, chất lượng của sản phẩm trung gian ngay trong quá trình sản xuất. Phòng thí nghiệm cần có một đội ngũ cán bộ kỹ thuật được đào tạo phù hợp vận hành.

Hình 3: Thiết bị nghiền mịn bột giấy chuyên dụng cho công nghê sản xuất tấm lợp

                  không amiăng được thiết kế và chế tạo tại viện công nghệ

KẾT LUẬN

Mặc dù còn khá mới mẻ nhưng các kết quả trên qui mô công nghiệp của công nghệ sản xuất tấm lợp không amiăng được nghiên cứu, phát triển bới các nhà khoa học, kỹ sư trong nước đã chứng tỏ việc thay thế amiăng trong sản xuất tấm lợp là hoàn toàn khả thi trong điều kiện Việt Nam. Trong khuôn khổ một bài báo ngắn rất khó chuyển tải các chi tiết của công nghệ này đến các đồng nghiệp và các độc giả quan tâm. Các tác giả mong được sự thảo luận và đóng góp ý kiến của các quí đồng nghiệp và quí độc giả để chủ đề của bài báo này sẽ được tiếp tục hoàn thiện và phát triển hơn nữa.  

Tài liệu tham khảo

- Hannant, D.J., 1978. "Fibre cements and fibre concretes", John Willey & Sons, Chichester

- Negro, C., Blanco, Piro, I.J. and  L.M., Tijero, J. 2006.  "Methodology for flocculant selection in fiber-cement manufacture". Cement & Concrete Composites 28, 90-96.

- Japanese Industrial Standard, JIS A 5430:2004, 2004. "Fiber reinforced cement boards", Tokyo, Japan.

- Savastano Jr,  H.,  Warden, P.G. and  Coutts, R.S.P. 2000. "Brazil waste fibres as reinforcement for cement-based composites" 22, 379-384.

- Savastano Jr,  H.,  Warden, P.G. and  Coutts, R.S.P. 2003.  "Potential of  alternative fibre cement as building materials for developing area".  Cement & Concrete Composites, 25 585-592.