ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN LY ĐỂ SẢN XUẤT

VẬT LIỆU KIÊN CỐ HÓA KÊNH MƯƠNG THỦY LỢI

TỪ ĐẤT SÉT TẠI TỈNH BÌNH ĐỊNH

CNĐT:    KS. Tống Nhuệ

CQCTTH: HTX Nông nghiệp Nhơn Hậu - An Nhơn.

CBPH:    TS. Đỗ Quang Hào, KS. Đỗ Tấn Tiên , CN Mai Đức Anh, KS. Trần Công Danh, CN Võ Văn Cảnh

TGTH:    2005

MỞ ĐẦU:

Đặc điểm tự nhiên của vùng trung bộ nói chung và Bình Định nói riêng là độ dốc lớn nên dễ ngập lụt vào mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 11, dòng chảy xiết, thoát nhanh và đất cát chiếm tỷ lệ lớn. Kênh mương nội đồng chưa được kiên cố hóa nên một lượng nước tưới lớn bị tiêu hao vô ích. Hằng năm, sau mùa mưa lũ, kênh mương bị sạt lở, vùi lấp ở nhiều vùng; nhân dân phải tốn nhiều tiền của và công sức để duy tu bảo dưỡng, nạo vét. Trước thực tế nêu trên, nhà nước đã đưa chương trình kiên cố hóa kênh mương bằng bêtông ximăng. Chương trình bêtông hóa kênh mương mang lại nhiều lợi ích cho nông nghiệp và nông dân; nhiều giải pháp kỹ thuật đã được áp dụng, song chương trình này có tiến độ khá chậm. Một trong những nguyên nhân chính làm chậm tiến độ kiên cố hóa kênh mương là giá thành xây lắp mương khá cao. Vì vậy việc tìm ra loại vật liệu có sức bền tương đương bêtông ximăng, có giá thành phù hợp với khả năng đầu tư của ngân sách và của nhân dân để xây dựng kênh mương thủy lợi là một yêu cầu cấp thiết.

   Sau những năm nghiên cứu, Giáo sư Trần Kim Thạch - Đại học khoa học Tự nhiên đã tìm ra một loại hóa chất hữu cơ khi trộn với đất sét và vôi có khả năng tạo sự điện ly có liên kết âm dương bền vững và vô tận, làm cho đất sét trở nên cứng và bền vững trong nước, có thể sản xuất tấm đan dùng lát kênh mương thủy lợi tốt.

I. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

1.1. Mục tiêu:

- Ứng dụng đất sét Polyme hóa để sản xuất ra tấm đan  phục vụ kiên cố hóa kênh mương thuỷ lợi nhằm hạ giá thành so với kênh mương sản xuất bằng vữa xi măng (mác 75).

- Chuyển giao quy trình kỹ thuật để nhân rộng mô hình cho các địa phương khác trong tỉnh.

1.2. Nội dung

- Xác định cường độ chịu nén, chịu uốn và độ hút nước của tấm đan.

- Tiến hành các chỉ tiêu thí nghiệm :

   + Xác định khối lượng khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất (gK_max, W_tn).

   + Xác định độ bền khi nén (cường độ kháng ép: R_n).

   + Xác định độ ổn định với nước sau năm chu kỳ bảo hoà sấy khô (R_nt⁰, q_m).

- Xây dựng thử nghiệm mô hình sản xuất tấm đan tại Hợp tác xã Nhơn Hậu, chọn được quy cách tấm đan thích hợp cho vận chuyển và xây lắp .

- Triển khai thi công kết cấu kênh mương thuỷ lợi bằng đất gia cố làm thí nghiệm ở hiện trường là 1.000m dài, theo 14 TCN 120-2002 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.

- Phân tích hiệu quả kinh tế kỹ thuật của phương pháp xản xuất tấm đan bằng đất sét Polyme hóa  với phương pháp sản xuất tấm đan bằng xi măng.

- Xây dựng quy trình sản xuất, lắp ráp tấm đan cho mương tưới.

1.3. Phương pháp:

- Quan sát, phân tích, đánh giá, nhận xét.

- Thu thập số liệu qua phân tích, kiểm nghiệm của các cơ sở kiểm nghiệm của tỉnh. Mẫu chọn ngẫu nhiên 3 lần nhắc lại cho 1 công thức.

- Sản xuất, vận hành, sửa chữa, bổ sung đối với hệ thống máy sản xuất tấm đan.

II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU:

2.1. Xác định cường độ của đất gia cố:

Thí nghiệm 1 được thực hiện với 4 loại hỗn hợp sau :

- Đất á sét tại Thôn Nhạn Tháp.

- Đất á sét tại Nhơn Hậu + vôi.

- Đất á sét tại Nhơn Hậu + hóa chất NISS.

- Đất á sét tại Nhơn Hậu + vôi + hóa chất NISS.

Tiến hành quan sát các mẫu thí nghiệm sau khi được nén chặt bằng vít, phơi khô trong 3,7,14,28,42,60 ngày rồi đem ngâm nước. Kết quả thu được như sau :

Bảng 1: Kết quả thí nghiệm khả năng chịu ngập nước của các công thức

Thí nghiệm 2 được tiến hành với các mẫu đất lấy từ 7 điểm của 6 huyện là Phù Cát, Tây Sơn, Phù Mỹ, Vĩnh Thạnh, Hoài Ân, Hoài Nhơn.

Nhận xét :

- Công thức 1 và 2 phơi bao nhiêu ngày khi ngâm cũng bị rã.

- Công thức 3 viên đất để yên thì không rã, nhưng khi đụng vào thì bị biến dạng, mềm nhũn.

- Công thức 4 lá Đất á sét + vôi + hóa chất không rã, sau khi ngâm 12 tiếng lấy ra nguyên vẹn, ở tất cả các mốc thời gian, viên đất cứng chỉ hút một lượng nước nhỏ (Nước ngâm là 6kg, sau 12 tiếng còn 5,9 kg, lượng hao là 16,6 %).

Thí nghiệm 2 được tiến hành với các mẫu đất lấy từ 7 điểm thuộc 6 huyện là Phù Cát, Tây Sơn, Phù Mỹ, Vĩnh Thạnh, Hoài Ân, Hoài Nhơn.

Bảng 2 : Kết quả phân tích hàm lượng hạt sét :

(Kết quả phân tích do Chi nhánh Công ty TNHH NN MTV KSXD tại Miền Trung thực hiện)

Bảng 3 : Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén  :

(Kết quả phân tích do Chi nhánh Công ty TNHH NN MTV KSXD tại Miền Trung thực hiện).

2.2. Các công đoạn sản xuất tấm đan bằng phương pháp thủ công và cơ giới:

* Sơ đồ khối các công đoạn sản xuất thủ công :

       * Sơ đồ khối các công đoạn sản xuất cơ giới :

Nhận xét :

* Cường độ chịu nén :

- Tấm đan sản xuất bằng phương pháp cơ giới có cường độ chịu nén lớn hơn tấm đan sản xuất bằng phương pháp thủ công (100,6 daN/cm² và 76 daN/cm²).

- Theo thời gian cường độ chịu nén của tấm đan sản xuất bằng phương pháp cơ giới tăng nhanh hơn tấm đan sản xuất bằng phương pháp thủ công(sau 15 ngày tấm đan sản xuất bằng cơ giới tăng 17 daN/cm² và 18,3 daN/cm²; tấm đan sản xuất bằng phương pháp thủ công tăng 7,6 daN/cm²  và 0,2 daN/cm²)

- Sau 21 ngày cả 2 tấm đan đều đạt cường độ chịu nén là 75,8 daN/cm² và 82,5 daN/cm².

* Độ hút nước : Sau sản xuất 6 ngày tấm đan được sản xuất bằng 2 phương pháp trên cơ bản đều có độ hút nước rất nhỏ (15%) (TCVN 3113-93 qui định độ hút nước đạt tiêu chuẩn là nhỏ hơn hoặc bằng 16%)

Như vậy sau 6 ngày tấm đan sản xuất bằng cơ giới đã đạt TCVN 3113-93, tấm đan sản xuất bằng thủ công cao hơn 0,4%

* Cường độ chịu uốn : Cả 2 loại tấm đan đều có cường độ chịu uốn khá tốt (từ 21-26 dN/cm²).

Tuy chưa thật hoàn chỉnh về dây chuyền công nghệ, nhưng bước đầu cho thấy, sản xuất bằng thủ công đạt 70 tấm đan/ngày, sản xuất bằng cơ giới đạt 200 tấm đan/ngày. Nếu được cải tiến ở khâu đùn, ép, công suất sẽ tăng lên nhiều lần. Tấm đan sản xuất bằng cơ giới có ưu điểm vượt trội so với sản xuất bằng thủ công ở độ mịn của mặt tấm đan, cứng hơn nhiều và thời gian phơi được rút ngắn còn ½ so với bằng phương pháp thủ công.

2.3. So sánh hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của mương xây dựng bằng bêtông đất sét với mương xây dựng bằng bê tông ximăng:

- Giá thành 1 tấm đan đất sét với cước vận chuyển đất bằng cơ giới là 5.951 đồng, tạm tính khấu hao và chi phí điện là 110 đồng. Như vậy sản xuất 1 tấm đan đất sét trong điều kiện thiết bị và dây chuyền sản xuất chưa thật hoàn chỉnh giá thành thấp hơn 1 tấm đan ximăng là 4.152 đồng (bằng 55,5%). Với giá thành này thì kinh phí dùng để xây lắp 2km kênh mương bêtông ximăng có thể dùng để xây dựng 3km mương bêtông đất sét với chất lượng và thời gian xây lắp tương đương.

- HTX đã xây dựng 1km mương bê tông xi măng chi phí thực tế 400 triệu đồng; 1km mương bằng đất sét Polyme hóa chi phí thực tế 200 triệu đồng.

- Đoạn mương tưới trước khi được lát đan, nước chảy qua mất 2giờ 40phút. Sau khi được lát đan, thời gian nước chảy qua còn 30phút. Tức là một lượng lớn nước thấm trên mương được tiết kiệm sau khi được lát đan. Đồng thời, thời gian tưới cũng được tiết kiệm rất nhiều.

- Tấm đan sản xuất ra được sử dụng hết không có phế phẩm.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận:

Sau gần một năm tiến hành thí nghiệm và thực nghiệm dùng hóa chất vô cơ và hữu cơ phối trộn với đất sét để sản xuất tấm đan dùng kiên cố hóa kênh mương thủy lợi tại xã Nhơn Hậu, huyện An Nhơn cho thấy công nghệ này đạt được kết quả bước đầu là những tấm đan được sản xuất ra đạt tiêu chuẩn dùng để xây dựng kênh mương thủy lợi (Theo TCVN 3113-93).

Qua số liệu phân tích cho thấy, đất sét dùng cho công nghệ Polyme hóa trong tỉnh là khá dồi dào, có khả năng nhân rộng kết quả của đề tài ở các địa phương khác trong tỉnh .

- Giá thành thực tế xây dựng 1km mương bằng đất sét chỉ bằng 50% 1km mương được xây dựng bằng ximăng với cùng quy cách. Nếu tiếp tục cải tiến công nghệ, nâng cao năng suất, giá thành của tấm đan sản xuất từ đất sét sẽ thấp hơn nữa.

- Công nghệ Polyme hóa đất sét được áp dụng, sẽ tạo ra nhiều công ăn việc làm cho lao động địa phương. Mặc khác góp phần thúc đẩy tiến độ kiên cố hóa kênh mương nhanh hơn. Đồng thời công nghệ Polyme hóa đất sét hứa hẹn được sử dụng tốt vào một số lĩnh vực khác trong tỉnh, đem lại nhiều lợi ích về kinh tế và xã hội.

- Sau khi xây dựng hoàn chỉnh 1km mương tại xã Nhơn Hậu- An Nhơn, đã có một số đơn vị trong và ngoài tỉnh đã và sẽ đến tham quan dây chuyền công nghệ và 01km kênh mương do đề tài xây dựng mới được hoàn thành. Đồng thời, các đơn vị cũng có ý định đặt hàng và hợp tác triển khai tại đơn vị và địa phương của họ.

Kiến nghị:

- Đề nghị UBND tỉnh cho phép ứng dụng vật liệu đất sét được Polyme hóa trong xây dựng kênh mương thủy lợi.

- Đề nghị Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn có kế hoạch ứng dụng loại vật liệu đất sét được Polyme hóa và xây dựng kênh mương nội đồng trong tỉnh.

- Đề nghị UBND tỉnh và Hội đồng khoa học công nghệ tỉnh cho phép tiếp tục nghiên cứu công nghệ Polyme hóa đất sét trong xây dựng đường giao thông nông thôn; xây dựng sân phơi, sân chứa hàng, sản phẩm mỹ nghệ với đất gia cố không nung…

                                                                           Biên tập: ÁI THÙY