Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước nông nghiệp, hằng năm sản lượng nông sản luôn tăng lên
không ngừng đặc biệt là sản lượng lúa gạo. Khi sản lượng lúa gạo tăng lên thì sẽ kéo theo
nhiều vấn đề nhưng có một vấn đề đã có từ lâu nhưng ít được chú ý đến, đến bây giời
mời được quan tâm đôi chút. Dó là tình hình sử dụng nguồn nguyên liệu vỏ trấu.
Hiện nay, vỏ trấu chủ yếu là thải trực tiếp ra sông, gây cản trở giao thông đường
thủy, gây mất mỹ quan, mất cân bằng sinh thái và ô nhiễm môi trường.
Và hiện nay, tiết kiệm năng lượng là một bài toán vô cùng nan giải. Do đó, trong
thiết kế cũng như xây dựng của ngành xây dựng phải làm sao để tiết kiệm được năng
lượng nhiều nhất. Chính vì điều đó mà ngành công nghệ vật liệu cách nhiệt cũng phải
“tham gia vào quá trình tìm đáp án cho bài toán nan giải này” bằng cách tìm ra nhũng
vật liệu cách nhiệt rẻ nhất, mà lại mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất.
Đề tài “ nghiên cứu sản xuất vật liệu cách nhiệt từ vỏ trấu” sẽ giải quyết được
những vấn đề:
•

Khi có định hướng sử dụng vỏ trầu sẽ không còn thải ra sông, giải quyết đươc vấn đề môi

•

trường, và sinh thái.
Đề tài cũng có ý nghĩa rất lớn trong việc nâng cao giá trị cao lúa, tăng thêm nguồn thu

•

nhập cho người nông dân.
Và đề tài cũng giải quyết được bài toán vật liệu xây dựng tiết kiệm năng lượng hiện nay.

Chương I. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU VỎ TRẤU...............................................................................1

Trang i


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Chương 4: PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT TẤM CÁCH NHIỆT TỪ VỎ TRẤU....................................26

Trang ii


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Chương I. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU VỎ TRẤU
1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA GẠO Ở NƯỚC TA
1.1 Lúa gạo là nguồn lương thực cơ bản
Gạo cung cấp các chất dinh dưỡng chính: tinh bột, các protein cần thiết, chất béo,
đường,… Và cây lúa cũng tạo việc làm cho hàng triệu lao động ở nông thôn, cũng như
thành thị. Cây lúa đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế, chính trị xã hội trong
lịch sử phát triển của dân tộc Viêt Nam.
Việt Nam là một nước có truyền thống trồng lúa nước, nền văn minh lúa nước đã
có hơn 4000 năm lịch sử. Việt Nam chia ra bảy vùng sinh thái nông nghiệp: miền núi
phía Bắc, Đồng Bằng sông Hồng, Bắc Trung Bộ, nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông
Nam Bộ, và đồng bằng sông Cửu Long. Cây lúa là loại cây trồng được trồng nhiều nhất
trong bảy vùng sinh thái đó. Và điều kiện tự nhiên ở Việt Nam rất thích hợp cho cây lúa
phát triển.

Hình 1: Cánh đồng lúa ở đồng bằng.

Trang 1



Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Hình 2: Cánh đồng lúa ở vùng cao.
Cây lúa thích nghi với nhiều điều kiện khác nhau như: đất mặn, đất phèn, đất phù
sa; và thành phần cơ giới của đất cũng rất khác nhau từ đất sét đến đất cát pha; và cây lúa
cũng chịu được khí hậu nóng, lạnh, khô hạn, sống được ở các độ cao khác nhau. Do đó
đây cũng là một ưu điểm giúp cho cây lúa Việt Nam ngày càng phát triển hơn nữa.
Thống kê của “ Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn”, ta cò các bảng số liệu về sản
lượng lúa gạo, và tình hình sản xuất lúa gạo giữa các vùng như sau:
Bảng 1: Tổng sản lượng lúa gạo qua các năm.
Năm

Tổng sản lượng lúa
(1000 tấn)

2001

32108.4

2002

34447.2

2003

34568.8

2004


36148.9

2005

35832.9

2006

35849.5

2007

35942.7

2008

38729.8

2009

38895.5

Trang 2


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Bảng 2: Diện tích sản lượng lúa gạo các vùng ở Việt Nam.
STT Khu vực


Diện tích
(1000 ha)

Sản lượng
(1000 tấn)

1
2
3
4
5
6
7
8

Đồng bằng sông Hồng
1,111.6
6,298.4
Đông Bắc
552.5
2,517.0
Tây Bắc
157.6
573.8
Bắc Trung Bộ
683.1
3239.3
Duyên Hải Nam Trung Bộ
375.7

1911.8
Tây Nguyên
205.0
858.3
Đông Nam Bộ
431.5
1831.4
Đồng bằng sông Cửu Long 3,683.3
18637.1
Tổng cộng
7,200.4
35867.0
Khi so sánh diện tích và sản lượng lúa gạo với một số loại cây trồng khác ở Việt

Nam thì ta thấy lúa gạo luôn chiếm diện tích khá lớn. Bảng số liệu thống kê của Bộ Nông
Nghiệp về diện tích và sản lượng của cây lúa so với các cây trồng khác sẽ cho ta thấy
điều đó.
Bảng 3: Diện tích và sản lượng của một số cây lương thực chính ở Việt Nam.
STT Tên

cây Diện tích
(1000 ha)

Sản lượng
(1000 tấn)

trồng
1
Lúa
7,200.4

35,867.0
2
Ngô
1,068.2
4,134.4
3
Sắn
496.803
7,984.9
4
Khoai lang
177.645
1,456.6
Theo bảng số liệu trên ta thấy, diện tích đất trồng lúa và sản lượng lúa ở Việt Nam
cao gấp nhiều lần so với các loại cây nông nghiệp khác, chứng tỏ vị thế của cây lúa Việt
Nam so với các cây nông nghiệp khác.
1.2 Tình hình xuất khẩu gạo của Việt Nam
Việt Nam là nước xuất gạo đứng thứ hai trên thế giới. Sản lượng xuất khẩu gạo
của nước ta hiện nay khá cao, và tăng dần qua các năm. Theo thống kê của bộ nông
nghiệp và phát triển nông thôn đến năm 2006 thì sản lượng xuất khẩu gạo của Việt Nam
như sau:
Bảng 4: Sản lượng xuất khẩu gạo của Việt Nam qua các năm
Năm
Gạo(tấn)

2001
3.792.358

2002
3.240.932


2003
3.813.274

Trang 3

2004
4.059.738

2005
5.250.265

2006
4.643.399


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Và sản lượng này sẽ tăng nhiều trong các năm sau nữa, do nhu cầu gạo trên thế
giới ngày càng tăng và sản lượng lúa gạo của Việt Nam ngày càng tăng.
Hai khu vực sản xuất nhiều lúa gạo là: đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông
Cửu Long.
2. ĐẠI CƯƠNG VỀ VỎ TRẤU
Cấu tạo của hạt lúa gồm có 2 bộ phận chính: vỏ trấu bên ngoài và hạt gạo bên
trong. Ngoài ra, bao quanh hạt gạo là lớp cám và phía đầu hạt gạo là bộ phần hạt mầm
gọi là tấm.
Khi xay xát, lực tác động sẽ làm tách phần vỏ trấu và vỏ cám ra khỏi hạt gạo. Nhờ
bộ phận sàng phân loại ta sẽ tách riêng được các bộ phận của hạt lúa.
Theo nhiều tài liệu nghiên cứu: tùy thuộc vào từng loại lúa khác nhau mà ta sẽ có
tỷ lệ giữa hạt lúa và vỏ trấu khác nhau. Nhưng tỷ lệ trung bình giữa trấu và lúa là 0.2:1.

2.1 Thành phần của vỏ trấu
Vỏ trấu chứa: 75% chất hữu cơ dễ cháy trong quá trình đốt, và khoảng 25% còn
lại sẽ chuyển thành tro.
• Chất hữu cơ chủ yếu là: cellulose, ligin, hemicelluloses và một số chất hữu cơ
khác có hàm lượng khá nhỏ. Các chất hữu cơ của vỏ trấu chủ yếu là các
polycacbonhydrat rất dài nên đa số các vi sinh vật không thể trực tiếp sử dụng
•

được, nhưng có thể sử dụng làm chất đốt.
Sau khi đốt thì thu được tro. Hàm lượng tro có chứa trên 80% SiO 2, thành phần
này được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như sử dụng trong công nghiệp Silicat,
công nghiệp sản xuất vật liệu bán dẫn,……
Bảng 5: Bảng thành phần chi tiết của vỏ trấu.
Thành phần

Phần trăm
%
Cellulose
32.24
Hemicelluloses
21.34
Ligin
21.44
Chất chiết
1.82
Nước
8.11
Tro khoáng
15.05
Thành phần hóa học của tro trong khoáng chất

SiO2
96.34
K2O
2.31
MgO
0.45
Fe2O3
0.2
Al2O3
0.41
CaO
0.41

Trang 4


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Na2O

0.08

Dựa vào bảng trên ta thấy: chất hữu cơ là thành phần chủ yếu của vỏ trấu chiếm
gần 75% gồm Cellulose, Hemicelluloses, Ligin. Trong đó Cellulose va Hemicellulose có
thành phần gần giống nhau là tinh thể, bền hóa và thủy phân ở 180 0C ở áp suất từ 1-1.5
Mpa; Ligin là sản phẩm vô định hình, kém bền nhưng có tác dụng là tăng khối liện kết
giữa các thành phần với nhau thành một khối bền vững.
Hàm lượng tro khoáng là khoảng 25%, đặc biệt là trong tro khoáng có đến
96.34% là SiO2. Mà SiO2 là chất cách nhiệt rất tốt nó là hàm lượng chủ yếu trong chất
Aerogel, Aerogel là chất cách nhiệt cao cấp, nó cách nhiệt hơn thủy tinh đến 17 lần.

 Do đó, vỏ trấu có tiềm năng rất lớn để sử dụng làm tấm cách nhiệt.
2.2 Các hướng ứng dụng phổ biến của trấu đã nghiên cứu hiên nay
2.2.1 Sử dụng làm chất đốt
Là hướng ứng dụng phổ biến và dễ làm nhất hiện nay. Trấu có khả năng cháy,
sinh nhiệt rất tốt do thành phần có đến 75% là chất dễ cháy. Theo nhiều tài liệu nghiên
cứu: 1kg trấu đốt cháy sinh ra được 3400 Kcal.
Nguyên liệu trấu có các ưu điểm nổi bật khi được sử dụng làm chất đốt: vỏ trấu
sau khi xay rất khô nên rất dễ cháy, có hình dạng nhỏ, rời tơi xốp nhẹ nên rất dễ vận
chuyển. Nên từ lâu, vỏ trấu đã quá quen thuộc với người Việt Nam, từ ngày xưa, nó đã
được sử dụng làm chất đốt. Nhưng chỉ là chất đốt đơn thuần không có giá trị cao về kinh
tế.
Để biến vỏ trấu thành 1 chất đốt có giá trị kinh tế thì vỏ trấu nên qua công đoạn sơ
chế để nâng cao giá trị của vỏ trấu:
• Hiện nay có một số công ty chế biến nén vỏ trấu thành củi trấu. Điển hình là trung
tâm nghiên cứu Thực Nghiệm Đa Dạng Sinh Học Hòa An thuộc trường Đại Học
Cần Thơ, có trụ sở tại xã Hòa An, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang đã nghiên
cứu sản xuất củi trấu cho các loại bếp gia đình và các loại bếp thông dụng khác để
sử dụng làm chất đốt. Cứ 1.5kg vỏ trấu cho ra 1kg củi. Củi trấu có đường kính
2.2.2

7.5cm, dài từ 0.5m đến 1m. Củi trấu cháy rất đượm và ít khói.
Một số ứng dụng khác
Tro trấu sau khi đốt, hàm lượng SiO 2 hơn 80%, đây là nguồn nguyên liệu SiO 2 rất

quý và dồi dào, và ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực như công nghệ silicat, sản xuất
chất bán dẫn, trong vật liệu xây dựng, …..
• Sử dụng trong vật liệu xây dựng:

Trang 5



Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Ta sử dụng tro trấu để làm vật liệu xây dựng siêu nhẹ. Vì tro trấu sau khi đốt có hàm
lượng hơn 80% SiO2 rất thích hợp cho việc sản xuất vật liệu siêu nhẹ trong vật liệu xây

•

dựng.
• Sử dụng sản xuất chất cách nhiệt:
Người ta sử dụng tro trấu để sản xuất Aerogel cách nhiệt, một mặt hàng công nghệ cao có
ứng dụng rộng rãi.

Hình 5: Arogel thu được từ SiO2 của vỏ trấu.

Trang 6


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Hình 6: SiO2 thu được từ vỏ trấu.
•

Trấu còn sử dụng để sản xuất ra điện.

•

Sản xuất đồ thủ công mỹ nghệ.

Trang 7



Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Hình 7: Đồ thủ công mỹ nghệ sản xuất từ SiO2 từ vỏ trấu
 Qua các dẫn chứng trên ta thấy ứng dụng của trấu rất đa dạng trong đời sống của chúng
ta. Nhưng các ứng dụng trên chỉ sử dụng một lượng nhỏ vỏ trấu, chưa tận dụng được hết
nguồn nguyên liệu phong phú này. Nên cần nghiên cứu một hướng đi nào có thể sử dụng
triệt để nguồn nguyên liệu phong phú về số lượng.
 Trấu có ưu thế rất lớn về số lượng cũng như giá thành, nên việc nghiên cứu vỏ trấu có ý
nghĩa rất cao về mặt kinh tế cũng như là vấn đề chính trị xã hội và có ý nghĩa nhân sinh
rất lớn.
2.3 Thực trạng nguyên liệu vỏ trấu hiện nay
Từ xưa đến nay, ta chỉ chú ý đến vai trò của hạt gạo, hạt gạo chính là sản phẩm
chính của cây lúa. Vỏ trấu là sản phẩm ít được sử dụng sau xay sát, ở một số ít gia đình ở
nông thôn sử dụng vỏ trấu đế làm chất đốt, nhưng số lượng rất ít. Hoặc vỏ trấu sử dụng
làm làm phân bón, nhưng dễ gây hại cho đất do hàm lượng SiO 2 trong vỏ trấu khá cao
chiếm gần 40%, …… Hoặc vỏ trấu được sử dụng trong một số lĩng vực như đã giới thiệu
ở trên.
Số liệu thống kê sản lượng lúa và lượng vỏ trấu của Bộ Nông Nghiệp trên các
vùng năm 2007 như sau:
Bảng 6: Sản lượng lúa và vỏ trấu năm 2007
STT

Khu vực

Sản lượng lúa

Sản lượng trấu


(1000 tấn)

(1000 tấn)

Trang 8


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

1
2
3
4
5

Đồng bằng sông Hồng
Đông Bắc
Tây Bắc
Bắc Trung Bộ
Duyên Hải Nam

6,298.4
2,517.0
573.8
3239.3
1911.8

12596.8
503.4
114.76

647.86
328.36

6
7
8

Trung Bộ
Tây Nguyên
858.3
Đông Nam Bộ
1831.4
Đồng bằng sông Cửu 18637.1

171.66
366.28
3727.42

Long
Tổng cộng

7173.47

35867.0

Dựa vào bảng số liệu ta thấy, hằng năm trung bình Việt Nam thải ra khoảng
7173.4 nghìn tấn vỏ trấu, đây là một con số vô cùng không lồ. Con số khổng lồ này đã
được sử dụng như sau:
• Vào cuối những năm 80 và đầu những năm 90, khi khoa học kỹ thuật còn chưa
phát triển, trấu được dùng làm chất đốt. Ở quy mô hộ gia đình vỏ trấu được sử

dụng làm chất đốt cấp nhiệt chính phục vụ nhu cầu sinh hoạt hằng ngày, thậm chí
một số nhà máy cũng sử dụng vỏ trấu để làm chất đốt cấp nhiệt. Hay một số cũng
được đốt để thu hồi tro làm phân bón, ……
 Nhưng khi khoa học kỹ thuật phát triển như vũ bão, nhiều loại nguyên liệu mới
được khai thác và đưa vào sử dụng nhiều hơn như: dầu, than, … thì vỏ trấu đã
mất đi ưu thế của nó. Và nó trở thành loại chất đốt nguyên thủy. Hiện nay, ở
đồng bằng sông Cửu Long, trấu được thải trực tiếp từ các nhà máy xay xát ra các
dòng sông gây ô nhiễm nghiêm trọng các dòng sông, kênh, rạch, ….
 Sản lượng trấu còn tăng nhiều trong tương lai khi người nông dân áp dụng những
thành tựu khoa học kỹ thuật vào nông nghiệp. Điều này cũng đồng nghĩa với việc,
lượng trấu thải ra các dòng sông ngày càng nhiều. Và thực tế đã chứng minh, các
dòng sông ở Đồng Bằng sông Cửu Long đang bị “nghẹt thở” vì trấu từ các nhà
máy xay xát đổ ra. Dòng chảy của các con sông đầy trấu, làm ảnh hưởng đến đời
sống của người dân, làm ảnh hường đến môi trường sinh thái, mỹ quan, và gây
ảnh hưởng đến giao thông đường thủy.

Trang 9


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Hình 3 :Trấu thải trực tiếp ra sông ở nhà máy xay xát.

Hình 4: Ghe chở trấu đi tiêu thụ.
Đã đến lúc phải nghĩ đầu ra cho nguồn nguyên liệu rác này để chấm dứt tình trạng
trấu thải ra sông cũng như nâng cao hơn nữa giá trị của cây lúa.
Trong nhiều năm qua, có nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về khả
năng ứng dụng của vỏ trấu, biến vỏ trấu thành một sản phẩm khác có ích như: sử dụng vỏ
trấu làm chất lọc nước, sản xuất etanol từ vỏ trấu,…nhưng chưa mang lại hiệu quả cao
cho việc sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu trấu.

Điều này cũng đồng nghĩa với việc, lượng trấu thải ra các dòng sông ngày càng
nhiều. Và thực tế đã chứng minh, các dòng sông ở Đồng Bằng sông Cửu Long đang bị

Trang 10


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

“nghẹt thở” vì trấu từ các nhà máy xay xát đổ ra. Trấu vẫn là trấu, vẫn là “mối nguy hiểm
trước mắt” vừa là “mối nguy hiểm tiềm ẩn” với con người.
3. LÝ DO CHỌN VỎ TRẤU LÀM TẤM CÁCH NHIỆT
3.1 Phân tích những hạn chế của các ứng dụng trên của vỏ trấu
Từ những dẫn chứng trên, ta thấy cần chọn một hướng đi cho vỏ trấu Việt Nam
nhằm nâng cao giá trị kinh tế cho cây lúa, cũng như giải quyết các vấn đề khác như ô
nhiễm môi trường,…
Các định hướng cho vỏ trấu trên cũng khá khả thi, nhưng giải quyết vấn đề chưa
triệt để.
• Nếu sử dụng làm chất đốt thì sẽ tro sẽ bay lơ lửng trong không khí, gây ô nhiễm
môi trường, thậm chí còn nguy hiểm hơn là dạng vỏ trấu ban đầu. Ở nông thôn thì
có thể sử dụng tro làm phân bón cho cây trồng, nhưng lượng này cũng không
nhiều, còn ở thành thị thì vấn đề này vô cùng nan giải, và chắc không ai sử dụng
•

củi trấu do những bất tiện mà nó gây ra.
Nếu sử dụng vỏ trấu để sản xuất SiO 2 và sản xuất arogel thì có vấn đề tồn đọng là
phải tốn hóa chất cũng như chi phí để thu hồi được những sản phầm đó.
Và những hướng đi trên đều có hạn chế chung là chỉ sử dụng được số lượng nhỏ

vỏ trấu, không tận dụng được số lượng lớn vỏ trấu hiện nay. Vì vậy cần nghiên cứu và
phát triển thêm những ứng dụng khác sử dụng hiệu quả hơn nguồn vỏ trấu vô cùng phong

phú hiện nay.
3.2 Định hướng nghiên cứu mới cho vỏ trấu
Sau khi xem xét toàn bộ vấn đề thì có một hướng đi mới cho vỏ trấu giải quyết
được mọi tồn đọng trên là: sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu. Những ưu việt của hướng
nghiên cứu này là ta tận dụng được những thế mạnh sau của vỏ trấu:
• Giá thành rất rẻ.
• Bản thân vỏ trấu đã là vật liệu cách nhiệt trong tự nhiên. Từ ngày xưa, ông bà ta
đã biết sử dụng vỏ trấu ở dạng thô sơ nguyên thủy để giữ ấm, giữ lạnh, hạn chế
•

thất thoát nhiệt.
Vỏ trấu là nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên, gần như là nguồn nguyên liệu vô tận,
được sản xuất ra và tái tạo thường xuyên.

Trang 11


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Chương II: ĐẠI CƯƠNG VỀ VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT
1. ĐẠI CƯƠNG VỀ VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT
Những vật liệu có tác dụng làm giảm tổn thất năng lượng do chúng ngăn cản khả
năng truyền nhiệt từ môi trường này (hay vật liệu này) sang môi trường khác (hay vật liệu
khác) gọi là vật liệu cách nhiệt.
Vật liệu cách nhiệt ở thời kỳ đầu mới sử dụng còn rất ít và sơ khai, chỉ qua một số
công đoạn chế biến đơn giản nên hiệu quả sử dụng thấp. Hiện nay, khoa học kỹ thuật
ngày càng phát triển đã làm cho vật liệu cách nhiệt có cấu tạo ngày càng hoàn thiện hơn
và có hiệu quả cách nhiệt cao hơn trước rất nhiều.
Các vật liệu cách nhiệt được liên kết với nhau thành một khối bởi chất kết dính,
thường là vô cơ và hữu cơ.

Trong giá thành xây dựng, thì vật liệu xây dựng chiếm khoảng 50 đến 60% giá
thành xây dựng. Ứng dụng những vật liệu xây dựng tiên tiến sẽ làm giảm giá thành của
công trình, và trong đó vật liệu cách nhiệt làm giảm trực tiếp giá thành của công trình.
Điều đó cho ta thấy vai trò của vật liệu cách nhiệt trong xây dựng.
Công trình có sử dụng vật liệu cách nhiệt trong kết cấu của bao che sẽ tiết kiệm
được năng lượng dùng cho sưởi ấm với những vùng có khi hậu lạnh. Và tiết kiệm năng
lượng dùng cho việc làm mát với những vùng có khí hậu nóng.
Ngoài lĩnh vực xây dựng, thì vật liệu cách nhiệt còn sử dụng trong các mội trường
khác nữa như trong công nghiệp lạnh, trong giao thông,… Và trong nhiều ngành kinh tế
khác.
•

Tình hình sản xuất vật liệu cách nhiệt ở nước ta:
Ở các nước có nền công nghiệp phát triển, thì nhu cầu về sử dụng năng lượng là
rất lớn, do đó vật liệu cách nhiệt được sử dụng rất nhiều. Chính điều này, đã tạo

•

điều kiện và thúc đẩy ngành công nghiệp vật liệu cách nhiệt phát triển.
Ở nước ta hiện nay, vật liệu cách nhiệt được sử dụng rất rộng rãi trong các nhà
máy điện, nồi hơi, lò sấy, lò nung, kho lạnh bảo quản thực phẩm, trong xây

•

dựng,... nhưng hiện nay, đây vẫn là một ngành công nghiệp non trẻ ở Việt Nam.
Đặc biệt là trong xây dựng, vật liệu cách nhiệt vẫn chưa sử dụng đúng mục đích
của nó, mà nó chỉ sử dụng chủ yếu vào mục đích làm giảm khối lượng các công
trình. Hiện nay, trên thị trường, vật liệu cách nhiệt dùng trong xây dựng chủ yếu ở
dạng tấm như: tấm trần cách nhiệt từ sợi khoáng với chất kết dính vô cơ và hữu
cơ, tấm ngăn cách từ dăm gỗ với chất kết dính là xi măng, …..


Trang 12


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

•

Trong tương lai, khi nhu cầu của vật liệu cách nhiệt tăng lên, thì điều đó cũng đòi
hỏi một thực trạng là nhu cầu sản xuất vật liệu cách nhiệt sẽ tăng lên. Với nguồn
nguyên liệu phong phú và đa dạng như hiện nay, thì công nghiệp sản xuất tấm

cách nhiệt Việt Nam sẽ rất phát triển trong tương lai.
2. PHÂN LOẠI VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT
Vật liệu cách nhiệt thường được phân loại theo các đặc điểm sau:
• Hình dạng bề ngoài.
• Cấu trúc.
• Loại nguyên liệu ban đầu.
• Khối lượng thể tích.
• Độ cứng, độ dẫn điện, tính cháy, ….
Theo hình dạng bề ngoài thì vật liệu cách nhiệt được chia ra thành: sản phẩm
dạng tấm, cuộn, dạng thừng, block, dạng rời, .… Trong đó, dạng phổ biến nhất là dạng
tấm. Kích thước phổ biến là dạng tấm có chiều dài 1m, chiều rộng 0.5m, chiều dày 510cm. Được sử dụng trong vật liệu xây dựng làm trần cách nhiệt, vách ngăn. Vật liệu
dạng rời, vật liệu này dụng để cách nhiệt cho các thiết bị công nghiệp. Vật liệu cách nhiệt
có kích thước và hình dạng xác định khi nó được trộn với chất kết dính.
Theo cấu trúc: được chia thành dạng sợi, dạng hạt, và dạng tổ ong.
Theo vật liệu ban đầu :
• Nhóm vật liệu cách nhiệt từ bông khoáng, loại nguyện liệu này chiếm phần lớn
trong sản phẩm.
• Vật liệu cách nhiệt gốm được chế tạo từ các loại đất sét.

• Vật liệu cách nhiệt vừa là vật liệu vô cơ và vừa là vật liệu hữu cơ.
3. CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT
Chia ra làm hai đặc tính cơ bản:
• Tính chất nhiệt lý.
• Tính chất cơ lý.
3.1 Tính chất nhiệt lý
• Tính dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt:
Là thuộc tính quan trọng của vật liệu cách nhiệt.
Theo định luật Furie ta có:
Q
λ=
F .τ .∆t
l
Trong đó :
• Q : nhiệt lượng truyền đi theo phương vuông góc với vách ngăn.
• F :diện tích vách ngăn.
• τ : thời gian truyền nhiệt.
• ∆t : chênh lệch nhiệt độ giữa hai bề mặt.
• l : chiều dày vách ngăn.

Trang 13


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

•
•

•
•


• λ : hệ số dẫn nhiệt, w/m.0C
Nhiệt dung :
Là tính chất của vật liệu hấp thụ nhiệt khi nhiệt độ tăng.
Nhiệt dung riêng phụ thuộc vào bản chất của vật liệu và nhiệt độ vách ngăn.
Độ dẫn nhiệt :
Là tốc độ san phẳng nhiệt độ tại các điểm khác nhau của môi trường.
Độ dẫn nhiệt được xác định theo công thức sau :
λ
a=
Cγ
Trong đó :
• a : độ dẫn nhiệt, đơn vị : m2/s.
• λ : hệ số dẫn nhiệt, w/m.0C
• C: nhiệt dung riêng, kj/kg.0C.
• γ : khối lượng riêng, kg/m3.
Nhiệt độ sử dụng tới hạn:
Là nhiệt độ trong điều kiện cho phép để sử dụng vật liệu trong điều kiện lâu dài.
Nhiệt độ tới hạn thường thấp hơn độ bền nhiệt độ của vật liệu.
Độ rỗng thể tích:
Là tỷ lệ phần trăm pha khí có trong khối tích của vật liệu.
Kích thước và hình dạng của độ rỗng vật liệu ảnh hưởng lớn đến tính chất nhiệt lý

cũng như tính chất cơ lý của vật liệu cách nhiệt.
Độ rỗng là tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng vì nó ảnh hưởng đến các tính chất khác
của vật liệu như: cường độ, độ hút nước, khả năng truyền nhiệt độ, tính chống băng giá,
chống ăn mòn,…….
• Khối lượng thể tích.
Khối lượng thể tích: là độ rỗng thể tích của một đơn vị thể tích vật liệu ở trạng
thái tự do.

Khối lượng thể tích xốp: là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu dạng hạt
rời rạc được đổ đóng ở trạng thái tự nhiên.
Biết khối lượng riêng thể tích ta có thể dự đoán các tính chất của vật liệu như: độ
đặc, độ rồng, cường độ, độ hút nước, hệ số truyền nhiệt,…..
3.2 Tính chất cơ lý của vật liệu cách nhiệt
Tính chất cơ lý của vật liệu cách nhiệt ảnh hưởng rất lớn hiệu quả sử dụng của
chúng.
3.2.1 Cường độ
Cường độ của vật liệu là khả năng của chúng chịu được các ứng suất nén, kéo uốn
đạt đến một ngưỡng giá trị nào đó mà chúng không bị phá hủy. Hay ta có thể gọi đó là
giới hạn bền.
Mỗi loại vật liệu cách nhiệt sẽ có 1 giá trị giới hạn bền tiêu chuẩn.
Bảng 7: Bảng giới hạn bền của 1 số loại vất liệu cách nhiệt.

Trang 14


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Loại vật liệu cách nhiệt

Khối lượng thể tích Cường độ MPa
Nén
Uốn
Bê tông tổ ong
350
0.6
Thủy tinh bọt
200
1

0.7
Tấm bông khoáng với
200
0.1
chất kết dính nhựa tổng
hợp
Vật liệu chứa amiang

350

-

0.170.3

Sản phẩm peclit với
chất kết dính:

300
300

-Ximang.
Sản

-Bitum.
phẩm gỗ

0.8

cách


nhiệt.
Tấm sợi gỗ.
Fibrolit.
Chất dẻo cách nhiệt.

0.15

400

0.8

0.25
-

300
400
25
50
100

0.07

0.12
0.7
0.1

0.1

0.1


0.2-0.4

-

3.2.2 Độ ẩm
Là chỉ tiêu kỹ thuật đánh giá sự có mặt của nước trong vật liệu ở các mức độ khác
nhau. Vật liệu cách nhiệt bị ẩm thì độ bền cơ học của vật liệu cũng giảm. Đồng thời, các
tính chất khác của vật liệu cũng thay đổi như: độ bền sinh học giảm, khả năng chịu băng
giá giảm,…..
Vật liệu cách nhiệt cũng hút ẩm từ không khí tới khi đạt trạng thái cân bằng. Độ
ẩm đó gọi là độ ẩm cân bằng hay độ ẩm hấp phụ. Ta có thể hạn chế độ ẩm hấp phu bằng
cách giảm khối lượng của các lỗ rỗng vi mô, vì khi độ ẩm lớn hơn 50% sẽ xảy ra hiện
tượng ngưng tụ nước trong các lỗ rỗng vi mô này. Hay có một biện pháp khác mà ta có
thể hạn chế độ ẩm hấp phụ là bảo vệ bề mặt vật liệu bằng các lớp vật liệu phủ hay vữa
trát.
3.2.3 Độ hút nước
Là tính chất giữ nước và hút nước của vật liệu cách nhiệt.
Cường độ của vật liệu cách nhiệt sẽ giảm khi bão hòa nước. Mức độ suy giảm
cường độ của vật liệu được đánh giá bằng chỉ tiêu hệ số mềm, Kmềm:
kmềm= Rb/Rk
Trang 15


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Trong đó:

• Rb: cường độ bão hòa nước.
• Rk: cường độ mẫu ở trạng thái khô.
Có một số loại vật liệu cách nhiệt, khi bị bão hòa nước vật liệu sẽ nở trương và


thay đổi cấu trúc như tấm sợi gỗ, hoặc chúng bị co ngót như sản phẩm bông khoáng. Điều
này làm giảm đột ngột khả năng cách nhiệt của chúng.
 Đo đó, khi lựa chọn vật liệu cách nhiệt thì chúng ta nên chú ý tính chất thay đổi cấu trúc
của vật liệu khi bị làm ẩm vì điều này cũng ảnh hưởng đến tính cách nhiệt của vật liệu.
3.2.4 Độ bền chống băng giá
Là khả năng của vật liệu ở trạng thái bão hòa chịu được một số lượng chu kỳ đóng
và tan băng nhất định. Yếu tố này không được khảo sát ở điều kiện khí hậu của Việt
Nam.
3.2.5 Độ bền nhiệt
Là khả năng chịu được một số chu kỳ đốt nóng và làm nguội tức thời nhất định
mà không bị phá hủy.
Độ bền của vật liệu phụ thuộc vào tính chất lỗ rỗng, thành phần hóa và thành phần
khoáng cũng như tính chất của vật liệu kết dính . hình dạng của sẩn phẩm, cường độ và
tần suất thay đổi nhiệt độ.
Độ bền nhiệt của vật liệu cách nhiệt sẽ được tăng cường khi tăng độ đồng nhất
của vật liệu cách nhiệt bằng cách làm cho hệ số dãn dài và nhiệt giống nhau.
3.2.6 Độ chịu lửa
Là khả năng của vật liệu chịu được tác động trong môi trường nhiệt độ cao.
Đây chính là tính chất quan trọng đối với vật liệu chịu lửa nhẹ, và vật liệu cách
nhiệt ở nhiệt độ cao.
3.2.7 Tính chống cháy
Là khả năng chịu được tác động của nhiệt độ cao và tác động trực tiếp của ngọn
lửa mà không bị phá hoại.
Dựa vào khả năng chống cháy của vật liệu mà chia vật liệu thành ba nhóm: vật
liệu không cháy, vật liệu khó cháy và vật liệu cháy.
• Vật liệu không cháy: là những vật liệu như bêtong tổ ong, vật liệu chứa bong
•
•


khoáng, gốm cách nhiệt, những vật liệu có chất kết dính là ceramic.
Vật liệu cháy: là những vật liệu có chứa thành phần dễ cháy như tấm sợi gỗ, tấm
than bùn, vật liệu cách nhiệt dạng dẻo.
Vật liệu khó cháy: là vật liệu có tính chất trung gian của hai loại vật liệu trên.
Tính chống cháy của vật liệu có thể tăng cường được bằng cách trộn các vật liệu

dễ cháy với vật liệu không cháy, hay trộn với các phụ gia chống cháy. Các phụ gia chống
cháy hay sử dụng là cao lanh, amiang, thạch cao, đất sét. Ta nghiền nhỏ phụ gia này ra,

Trang 16


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

rồi sao đó trộn với vất liệu cách nhiệt để tăng khả năng chống cháy. Nhưng chú ý trộn với
tỷ lệ thích hợp để không làm giảm khả năng cách nhiệt của vật liệu.
Thường bên ngoài của mỗi sản phầm cách nhiệt, ta phủ một lớp sơn chống cháy.
Loại sơn hay sử dụng là silicat.
3.2.8 Tính âm học của vật liệu cách nhiệt
Một số vật liệu có độ rỗng lớn, thường là lỗ rỗng hở, được dùng cho mục đích
cách âm, tức là làm giảm tiếng ồn khi song truyền âm qua sóng âm truyền qua vách ngăn.
Trong vật liệu, tốc độ truyền sóng âm tỷ lệ với độ đặc của vật liệu.
Ta hay sử dụng hệ số hút âm để để đánh giá khả năng hút âm, cách âm của vật
liệu:

α=
Trong đó:

E bx − E px
E bx


=

E hp
Ebx

•

Ebx, Epx, Ehp: tương ứng là năng lượng âm bức xạ, phản xạ và hấp phụ.
• Hệ số hút âm α chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi tần số của sóng âm.
Đối với những vật liệu hút âm có cấu trúc rỗng, khi tầng số hút âm tăng thì hệ số
hút ẩm α cũng tăng.
Hệ số hút âm α cũng phụ thuộc vào tầng số dao động âm.
Hệ số hút âm α của một số vật liệu được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 8: Hệ số hút âm của một số vật liệu cách âm.
Vật liệu cách âm

Hệ số hút âm ứng với tầng số dao động, f (Hz)
125
500
1000
2000
4000
Tấm bêtong khoáng 0.05
0.66
0.91
0.96
0.89
Tấm bêtong tổ ong 0.08
0.36

0.62
0.77
0.76
Fibrolit cách âm
0.06
0.25
0.38
0.58
0.63
4. CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT BAN ĐẦU
4.1 Nguyên lý cách nhiệt của vật liệu cách nhiệt
Đối với những vật liệu cách nhiệt cơ bản, không phải là những vật liệu cách nhiệt
cao cấp thì hệ số dẫn nhiệt λ của vật liệu cách nhiệt lớn hơn hệ số dẫn nhiệt λ của không
khí rất nhiều lần. Bảng so sánh hệ số dẫn nhiệt λ của một số loại vật liệu:
Bảng 9: Hệ số cách nhiệt của một số vật liệu cách nhiệt truyền thống.
Vật liệu

Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.K)

Sợi thủy tinh (tỷ trọng 12kg/m3)

0.313 – 0.045

Sợi thủy tinh (tỷ trọng 24kg/m3)

0.263 – 0.038

Trang 17



Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Sợi thủy tinh mật độ thấp

0.400 – 0.058

Sợi đá (Rock Wool) mật độ thấp

0.357 – 0.052

Xen-lu-lô mật độ thấp

0.270 – 0.039

Mốp xốp (Expanded Polystyrene –
EPS)

0.263 – 0.038

Bọt xốp (Extruded Polystyrene – XPS)

0.208 – 0.030

Bảng 10: Hệ số cách nhiệt của một số chất khí.
Vật liệu

Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.K)

Không khí


0.181 – 0.026

Khí các-bô-níc

0.113 – 0.016

Khí Hê-li

1.031 – 0.149

Khí Mê-tan

0.234 – 0.034

Bảng 11: Hệ số cách nhiệt của chất lỏng
Vật liệu

Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.K)

Ethylene Glycol

0.56

Xăng

1.06

Nước cất

0.24


Bảng 12: Hệ số cách nhiệt của kim loại.
Vật liệu

Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.K)

Nhôm

1404 – 202.4

Đồng

2636 – 380.1

Sắt

468 – 67.58

Chì

241

Trang 18

– 37.75


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Bảng 13: Hệ số cách nhiệt của một số vật liệu xây dựng phổ biến.

Vật liệu

Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.K)

Mạt cưa

0.41 – 0.059

Dăm gỗ

0.41 – 0.059

Ngói

0.40 – 0.058

Nhựa đường

0.43 – 0.620

Bê tông (tỷ trọng D=140 pound/cubic foot)

9.70 – 1.399

Vải vụn (tỷ trọng D=6 pcf)

0.42 – 0.060

Kính thủy tinh


9.70 – 1.399

Đất (tỷ trọng D=130 pcf)

3.60 – 0.519

Gỗ linh sam

0.76 – 0.110

Gỗ sồi

1.18 – 0.170

Gỗ thông

1.04 – 0.150

Gỗ ép nhân tạo

0.83 – 0.119

 Dựa vào những bảng giá trị trên ta thấy: hệ số cách nhiệt λ của không khí so với
những loại vật liệu khác thì hệ số dẫn nhiệt λ của không khí nhỏ hơn rất nhiều.
Nguyên lý cách nhiệt như sau: do có sự đối lưu nhiệt nên không khí sẽ di chuyển
từ nơi này đến nơi khác để san bằng nhiệt độ giữa các vùng. Do đó, quá trình truyền nhiệt
xảy ra mạnh. Để hiện tượng dẫn nhiệt không xảy ra thì ta phải làm thế nào để giảm sự đối
lưu nhiệt để giảm quá trình truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ cao sang nơi có nhiệt độ thấp
hơn. Hay nói cách đơn giản là ta sẽ nhốt không khí lại để không khí không di chuyển và
khi đó không có sự đối lưu nhiệt. Và khi đó quá trình truyền nhiệt sẽ giảm đi hẳn đo hệ số

dẫn nhiệt λ của không khí rất thấp. Tức là không có sự san bằng nhiệt độ, và hiện tượng
cách nhiệt xảy ra.
 Như vậy, theo những lý luận trên thì ta sẽ có những phương pháp chế tạo vật liệu cách
nhiệt là phải tạo ra những lỗ xốp trong cấu trúc vật liệu và những lỗ xốp này phải có cấu
trúc tối ưu. Vì nếu, những lỗ xốp có cấu trúc quá lớn thì sẽ không nhốt không khí lại
được tức là vẫn có hiện tượng đối lưu nhiệt, vật liệu chưa thể cách nhiệt được. Nhưng nếu

Trang 19


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

cấu trúc của lỗ rỗng của vật liệu quá nhỏ hay bề mặt vật liệu gần như là khít chặt, không
có lỗ xốp nào thì vật liệu không thể cách nhiệt được do hệ số dẫn nhiệt λ của vật liệu lớn
hơn hệ số dẫn nhiệt λ của không khí. Do đó, ta phải chế tạo những vật liệu cách nhiệt
sao cho cấu trúc lỗ xốp là tối ưu.
 Vậy ứng với những lý luận trên thì phương pháp chế tạo vật liệu cách nhiệt là tạo ra cấu
trúc lỗ rỗng tối ưu. Và những phương pháp chế tạo vật liệu cách nhiệt theo nguyên lý này
là:

• Phương pháp phồng nở.
• Phương pháp tách chất tạo rỗng.
• Phương pháp sắp xếp không chặt chẽ.
• Phương pháp kết khối thể tích.
• Phương pháp tạo cấu trúc hỗn hợp.
4.2 Cơ sở hóa lý của việc táo cấu trúc rỗng lớn cho vật liệu cách nhiệt
4.2.1 Phương pháp phồng nở
Những loại vật liệu hay sử dụng phương pháp này: betong tổ ong, thủy tinh tổ

ong, cremic cách nhiệt, peclit, vemiculit phồng nở, chất dẻo cách nhiệt, …..

Phương pháp này bao gồm một số dạng như: phương pháp tạo khí, phương pháp
tạo bọt và cuốn khí, phương pháp cuốn khí, phương pháp khoáng hóa khô bọt khí kỹ
thuật.
Nguyên lý chung của phương pháp này là: đưa một chất khác như khí hay chất tạo
bọt,…. vào vật liệu cần tạo cấu trúc lỗ xốp ở nhiệt độ cao khi đó các chất này sẽ tạo ra
những vật liệu có cấu trúc rỗng theo mong muốn.
4.2.2 Phương pháp tách chất tạo rỗng
Là một trong những phương pháp được ứng dụng sớm nhất trong vật liệu cách
nhiệt.
Các dạng chủ yếu:
• Phương pháp tăng lượng nước nhào trộn.
• Phương pháp phụ gia cháy.
• Phương pháp bay hơi một lần trong các thành phần phối liệu.
4.2.2.1 Phương pháp tăng lượng nước nhào trộn
Cách tiến hành: trong quá trình nhào trộn, ta đưa một lượng nước lớn vào phối
trộn.
Nguyên lý: phương pháp này được thực hiện nhờ khả năng giữ nước của thành
phần cấu thành vật liệu. Trong quá trình hình thành bộ khung có tác dụng cản trở sự co
ngót do bay hơi nước làm cho khối vật liệu trở nên rỗng xốp.
Phương pháp này được sử dụng trong những loại những vật liệu cách nhiệt và
cách âm dạng sợi như: tấm sợi gỗ cách nhiệt, tấm bong khoáng trang trí, …..
4.2.2.2 Phương pháp phụ gia cháy tạo rỗng

Trang 20


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Ứng dụng: phương pháp này được sử dụng để chế tạo những vật liệu cách nhiệt ở
nhiệt độ cao hay vật liệu chịu lửa.

Chất tạo rỗng là mạt cưa, khi cháy các mạt cưa tạo các lỗ rỗng ăn thông nhau.
Chất tạo rỗng có kích thước hạt nhất định được trộn lẫn với hỗn hợp tạo thành, sau đó
đem đi sấy và nung.
Phụ gia cháy đáp ứng một số yêu cầu sau: khi cháy lượng chất khí thải ra không
quá lớn gây phồng nở, phải giử nguyên hình dạng ban đầu của sản phẩm, không làm đặc
chắc sản phẩm sau khi tách chất tạo rỗng.
4.2.2.3 Phương pháp bay hơi một trong các thành phần phối liệu
Nguyên lý: phương pháp này, thi các chất bay hơi được đưa vào hỗn hợp tạo hình
trong quá trình sản phẩm đã rắn chắc hay sau khi đã rắn chắc, chất tạo rỗng bay hơi tạo
rỗng xốp cho sản phẩm.
Chất tạo rỗng cần thỏa mãn một số yêu cầu: quá trình bay hơi diễn ra một cách từ
từ, không gây ảnh hưởng xấu đến hỗn hợp tạo hình, chất khí sinh ra không độc, giá thành
rẻ.
4.2.3 Phương pháp sắp xếp không chặt chẽ
Phương pháp này, hay còn gọi là phương pháp phân tán cơ học.
Đối tượng: sử dụng để chế tạo ra những vật liệu dạng hạt rời hay dạng sợi.
Vật liệu: là những vật liệu có sẵn torng tự nhiên như len, than thảo mộc khô, mạt
cưa, nham thạch xốp, bông khoáng, bông thủy tinh, …...
Khi sử dụng phương pháp này để chế tạo vật liệu cách nhiệt thì tính ổn định của
lớp cách nhiệt có được là nhờ lực liên kết cơ học cụ thể là sự phớt hóa các sợi kích thước
ngắn và trung bình. Sau đó ta tiến hành công đoạn ép cơ học để làm tăng mức độ liên kết
giữa các sợi và làm tăng cường độ sản phẩm. Sau đó ta tiến hành sấy để mối tiếp xúc giữa
các sợi càng trở nên chặt chẽ hơn làm cho khung sợi có cường độ cơ học và độ cứng cần
thiết.
Theo lý thuyết về sự sắp xếp hạt trong các hệ có thể tích lớn hơn nhiếu so với thể
tích của từng hạt thì độ hỏng giữa các hạt không phụ thuộc vào kích thước hạt mà chịu
ảnh hưởng bởi thành phần cấp hạt, hình dáng hạt, cũng như đặc điểm bề mặt của hạt. Tuy
nhiên trên thực tế đối với vật liệu cách nhiệt, kích thước hạt có ảnh hưởng lớn đến độ dẫn
nhiệt của vật liệu cách nhiệt và thường sử dụng thành phần hạt mịn.
Các biện pháp cơ học như nghiền, sàng phân loại cho phép điều khiển thành phần

hạt của tổ hợp vật liệu theo ý muốn. Theo lý thuyết về cơ học vật liệu rời tổ hợp các vật
liệu có đường kính gần nhau nhất cho độ rỗng lớn nhất.

Trang 21


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Để sử nghiền được vật liệu ta sử dụng máy nghiền búa, và đưa qua sàng phân loại
hạt để chọn lọc được những hạt có kích thước gần bằng nhau.
4.2.4 Phương pháp kết khối tiếp xúc:
Phương pháp này sử dụng cho những vật liệu cách nhiệt có cấu trúc rỗng lớn từ
các hạt có đường kính lớn, sợi dài, hoặc có thể sử dụng cho những loại vật liệu có đường
kính hạt d ≥ 3-5mm, hay các sợi có chiều dài là l ≥ 10-15mm.
Phương pháp này hay sử dụng với những vật liệu cách nhiệt như sau: bông
khoáng, bông thủy tinh, betong cách nhiệt, hạt thủy tinh rỗng, creramic, …
Nguyên lý: liên kết lên 2 bề mặt tiếp xúc bằng 1 lớp keo mỏng.
Số lượng các mồi liên kết được xác định bởi 2 yếu tố: tính bám dính của chất kết
dính với vật liệu và độ bền của chất kết dính.
Cường độ và tuổi thọ, cũng như độ bển của vật liệu phụ thuộc rất nhiểu vào các
yếu tố hóa lý như: bản chất của các phần tử tạo khung, bản chất của lớp kết dính và bề
dày của nó, độ tiếp xúc của các phần tử vật liệu, điều kiện môi trường sử dụng.
Các nhân tố ảnh hưởng đến sự hình thành cấu trúc và tính chất của vật liệu cách
nhiệt là:

•
•

Đặc trưng lưu biến của chất kết dính.
Lượng dùng chất kết dính đảm bảo duy trì duy trì độ hỏng giữa các hạt


•

hoặc sợi.
Kích thước, thành phần hạt của các phần tử tạo khung là những phần tử
giữ vai trò quan trọng đối với tính chất rỗng cũng như độ rỗng của sản

phẩm.
4.2.5 Phương pháp kết khối đặc thể tích:
Nguyên lý: phương pháp này sử dụng một lượng chất kết dính vừa đủ lớn để lấp
đầy độ hổng của giữa các phần tử tạo khung.
Ứng dụng nhiều trong các vật liệu: hạt thủy tinh rỗng, hạt chất dẻo chứa khí, vật
liệu amiăng tơi xốp, ….
Trong phương pháp này thì thành phần hạt sẽ yêu cầu nhiều kích thước hạt khác
nhau. Vì khi nhiều kích thước hạt khác nhau sẽ tạo ra lỗ hổng giữa các hạt là nhỏ nhất
nhằm giảm thiểu lượng chất kết dính.
Chất kết dính hay sử dụng là: chất kết dính từ nhựa tổng hợp và chất kết dính vô
cơ như: polime, bitum, thủy tinh lỏng, ...
4.2.6 Phương pháp tạo cấu trúc rỗng hỗn hợp:
 Nguyên lý: được xây dựng từ nguyên lý tạo độ rỗng đã nêu ở trên. Phương pháp này sẽ
tạo ra cấu trúc rỗng hỗn hợp làm tăng độ rỗng toàn phần và cải thiện một số tính chất của
sản phẩm như khả năng thấm nước, độ dẫn nhiệt, cường độ, …
Phương pháp này hay sử dụng trong vật liệu chịu lửa nhẹ, sản xuất sản phẩm gốm bọt.

Trang 22


Sản xuất tấm cách nhiệt từ vỏ trấu.

Chương III: CHẤT KẾT DÍNH

1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI
Chất kết dính là những chất hoặc hợp chất có khả năng tự rắn chắc hoặc liên kết
với một hệ khác thành một khối vững chắc.Các chất kết dính có một số đặc tính chung
như sau:
• Các chất kết dính ở trạng thái lỏng giọt hoặc huyền phù.
• Có khả năng thấm ướt bề mặt vật liệu cần liên kết, tạo liên kết cơ lý.
• Biến đổi hóa học hoặc hóa lý để tự rắn chắc và liên kết hệ vật liệu cần liên kết.
• Chất kết dính hoàn toàn đóng rắn, tạo sự liên kết vững chắc của hệ cần liên kết
với chất kết dính.
Chất kết dính có rất nhiều loại, nhưng xét theo bản chất và nguồn gốc ta chia chất
kết dính ra thành hai loại lớn là:
• Chất kết dinh vô cơ.
• Chất kết dính hữu cơ.
2. CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ
2.1 Khái niệm

Trang 23