Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng vôi và silica fume đến đặc tính cơ lý của vữa xi măng sử dụng hàm lượng tro bay cao

Abstract

Sử dụng tro bay thay thế một phần hay toàn bộ xi măng Poóc lăng trong chế tạo vữa, bê tông ngày càng thu hút được sự quan tâm trong giới học thuật và ứng dụng thực tế do các ưu điểm cả về đặc tính cơ lý và tính thân thiện môi trường của vật liệu. Tuy nhiên, với hàm lượng tro bay cao, thời gian đông kết của vữa bị kéo dài, chậm phát triển cường độ, gây giảm tiến độ thi công, và làm hạn chế tính ứng dụng của vữa. Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của việc bổ sung lượng vôi (5÷30 %) hoặc silica fume (2÷10 %) đến một số tính chất của vữa, như độ linh động, thời gian bắt đầu đông kết và cường độ phát triển theo thời gian (3÷90 ngày tuổi), trong đó xi măng Nghi Sơn PC40 được thay thế bởi 60, 70 và 80 % tro bay Duyên Hải theo khối lượng, được tiến hành và so sánh đối chiếu với nhóm mẫu đối chứng (100 % PC40). Kết quả thí nghiệm cho thấy, hàm lượng vôi bổ sung tối ưu để đạt được các tính chất cường độ tuổi sớm (3 và 7 ngày) và cải thiện thời gian đông kết lần lượt là 5 %; 10 %; 15 % so với tổng lượng chất kết dính tương ứng cho cấp phối vữa sử dụng tro bay là 60 %; 70 % và 80 %. Trong khi đó, tỷ lệ hợp lý lựa chọn silica fume là 6 % trong tất cả các cấp phối.

Nghiên cứu ứng dụng bêtông geopolymer cho cầu dầm liên tục bê tông cốt thép dự ứng lực

“…Ở Việt Nam, với nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng và để đáp ứng các yêu cầu của thời đại công nghiệp hóa và hiện đại hóa, ngành năng lượng nhiệt điện cùng với ngành thủy điện và tua bin khí, năng lượng tái tạo đã đóng góp một lượng lớn năng lượng, trong đó năng lượng điện từ than (nhiệt điện than) chiếm tới 51,9% tổng sản lượng điện sản xuất trên toàn hệ thống của Tập đoàn điện lực Việt Nam [1]. Tuy nhiên, mặt trái của sự phát triển ngành công nghiệp năng lượng điện than này cũng như của các nhà máy công nghiệp luyện kim là sự xuất hiện các sản phẩm phế thải với khối lượng lớn cần được xử lý, đó là tro bay và xỉ lò cao; các phế phẩm này được tái sử dụng không nhiều, phần lớn được chôn lấp tại các bãi chứa [2][3][4]. Ngoài việc là nguy cơ gây ô nhiễm đất và nguồn nước trong một thời gian rất dài, việc chôn lấp cũng đồng thời chiếm một diện tích đất rộng hàng nghìn hecta cho bãi rác, nhất là khi Việt Nam có kế hoạch đến năm 2030 sẽ có gần 80 nhà máy nhiệt điện [5].…”

“…Tuy nhiên, việc sản xuất và sử dụng loại xi măng này lại gây ra nhiều tác động xấu đến môi trường. Theo các nghiên cứu, ngành sản xuất xi măng chiếm khoảng 5-7% tổng lượng khí thải toàn cầu [2,4,6], gây ảnh hưởng đến tầng ozon, tăng hiệu ứng nhà kính và làm biến đổi khí hậu (trong khi Việt Nam là một trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của biến đổi khí hậu [7]). Ngoài ra, việc sản xuất xi măng poóc lăng truyền thống đòi hỏi sử dụng lượng lớn nguyên liệu, tài nguyên thiên nhiên và hầu như không tái sử dụng các chế phẩm công nghiệp như tro bay và xỉ lò cao.…”

“…GPC cũng là loại bêtông có độ dính bám với cốt thép và khả năng chống thấm nước tốt. Việc áp dụng GPC cho kết cấu dầm cầu T12 m theo nghiên cứu này là khả quan [4]. Một nghiên cứu khác cũng đã xây dựng được cấp phối chế tạo bêtông GPC có cường độ nén mẫu trung bình là 50 MPa từ hỗn hợp tro bay và xỉ lò cao.…”

“…Bêtông GPC là vật liệu có tính công tác thấp do hồ geopolymer có tính dính và độ nhớt cao khi trộn hỗn hợp bột rắn nguyên liệu với dung dịch kiềm gốc natri [22], thể hiện ở độ sụt bằng 6 cm được nêu trong mục 2.1. Tính công tác của bêtông GPC có thể được cải thiện bằng cách điều chỉnh lượng nước trong hỗn hợp, có thể thêm 2% phụ gia siêu dẻo gốc naphthalene sulphonate, không ảnh hưởng nhiều đến cường độ nén [4]. Thời gian đông cứng của loại bêtông này phụ thuộc phần lớn vào thành phần hóa học của các nguyên liệu và nhiệt độ bảo dưỡng.…”

“…Cường độ kéo: Kết quả của các thí nghiệm kéo gián tiếp cho thấy cường độ kéo của GPC cao hơn so với giá trị tính toán theo các tiêu chuẩn Úc AS 3600 (2005) và Châu Âu Eurocode 2 (2002). Nguyên nhân của hiện tượng trên được cho là do dưới ứng suất kéo tính chất của GPC tốt hơn so với vật liệu xi măng poóc lăng do trải qua phản ứng đa trùng ngưng, tạo nên mạng cấu trúc cứng và bền vững [4,23]. Sarker PK thông qua các thí nghiệm cũng minh chứng điều tương tự đối với cường độ ép chẻ [24].…”