Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng tro bay và xỉ lò cao đến tính chất của bê tông geopolymer cát biển

Bài viết Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng tro bay và xỉ lò cao đến tính chất của bê tông geopolymer cát biển nghiên cứu sử dụng cát biển để thay thế cát tự nhiên, kết hợp phụ gia khoáng (tro bay và xỉ lò cao hoạt tính) và dung dịch kiềm hoạt hóa (NaOH và Na2SiO3) để thiết kế và sản xuất bê tông geopolymer, loại bê tông này gọi là bê tông geopolymer cát biển ứng dụng thi công cho các CTTL và các công trình ven biển.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng tro bay và xỉ lò cao đến tính chất của bê tông geopolymer cát biển Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG TRO BAY VÀ XỈ LÒ CAO ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA BÊ TÔNG GEOPOLYMER CÁT BIỂN Nguyễn Quang Phú1, Ngô Thị Ngọc Vân1, Nguyễn Thành Lệ2 1 Trường Đại học Thủy lợi, phuvlxd@tlu.edu.vn 2 Vụ Tổ chức Cán bộ - Bộ NN&PTNT 1. GIỚI THIỆU CHUNG khoa TP. HCM… nhưng phần lớn các nghiên Bê tông Geopolymer là loại bê tông không cứu chỉ tập trung vào lĩnh vực xây dựng dân sử dụng chất kết dính (CKD) xi măng dụng, giao thông vận tải. Trong khi đó, Pooclăng thông thường, mà sử dụng CKD những nghiên cứu BT GPM ứng dụng cho kiềm hoạt hóa (CKD Geopolymer), là sản CTTL còn rất hạn chế và chưa được nghiên phẩm của quá trình phản ứng giữa vật liệu có cứu chuyên sâu, đặc biệt là sử dụng cát biển nguồn gốc silic và nhôm với dung dịch kiềm. thay thế cát tự nhiên để sản xuất BT GPM thì Một số nghiên cứu về bê tông Geopolymer chưa có nghiên cứu nào có tính ứng dụng (BT GPM) hiện nay cho thấy tính khả quan thực tế cho các CTTL. của loại vật liệu xanh thân thiện với môi trường Bài báo nghiên cứu sử dụng cát biển để thay này [3]. Hơn nữa việc sử dụng BT GPM trên thế cát tự nhiên, kết hợp phụ gia khoáng (tro cơ sở chất kết dính tro bay kiềm hoạt hóa hoặc bay và xỉ lò cao hoạt tính) và dung dịch kiềm xỉ lò cao kiềm hoạt hóa còn tận dụng được hoạt hóa (NaOH và Na2SiO3) để thiết kế và sản nguồn phế thải mịn thu được từ các nhà máy xuất BT GPM, loại bê tông này gọi là BT nhiệt điện và luyện gang thép. GPM cát biển ứng dụng thi công cho các Để sản xuất BT truyền thống người ta dùng CTTL và các công trình ven biển. cát tự nhiên hay cát nghiền đạt TCVN. Tuy 2. VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG nhiên, do nhu cầu xây dựng ngày càng phát PHÁP NGHIÊN CỨU triển, đặc biệt là các CTTL và các công trình ven biển được xây dựng nhiều làm cho nguồn Vật liệu sử dụng bao gồm các loại sau: cát tự nhiên để sản xuất bê tông ngày càng + Tro bay (FA): Tro bay có độ ẩm 1,15%; khan hiếm và không phải nơi nào cũng có khối lượng riêng 2,19 g/cm3; khối lượng thể nguồn cát tự nhiên dồi dào. Cát xây dựng phải tích xốp 0,955 g/cm3 và thành phần hóa học vận chuyển từ những cự ly rất xa, làm cho giá của loại tro bay phù hợp với tro bay hoạt tính thành của cát để sản xuất BT đến chân công loại F theo TCVN 10302:2014. trình tăng rất cao. Trong khi đó, tại nhiều nơi + Xỉ lò cao (GBFS) có khối lượng riêng cát biển có sẵn, trữ lượng lớn, việc nghiên cứu 2,67 g/cm3; MKN = 0,91%; chỉ số hoạt tính sử dụng cát biển thay thế cát tự nhiên để chế với xi măng: 108,6% và thành phần hóa học tạo BT GPM có ý nghĩa rất lớn trong vấn đề của xỉ thỏa mãn TCVN 11586:2016. giảm giá thành xây dựng và nhằm đa dạng các + Cát sử dụng là cát biển lấy từ vùng biển nguồn cốt liệu trong sản xuất BT nói chung và Quảng Ninh, cát mịn (Mdl = 1,85), tạp chất BT GPM nói riêng. đạt TCVN. Trong thiết kế BT GPM sẽ điều Tại Việt Nam đã có một số nghiên cứu về chỉnh hàm lượng phụ gia khoáng (PGK) và BT GPM của các đơn vị như: ĐH Xây dựng phụ gia siêu dẻo (PGSD) hợp lý để đạt được Hà Nội, Giao thông vận tải Hà Nội, Bách các yêu cầu kỹ thuật của BT thiết kế. 143 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 + Đá dăm được phối trộn thành cấp phối Sau đó đúc các tổ mẫu (15x15x15)cm, thí liên tục có Dmax = 20mm, thành phần hạt và nghiệm (Rn, MPa) của các cấp phối BT GPM tính chất cơ lý đạt TCVN 7570:2006. ở 28 ngày tuổi theo TCVN 3118:2012. Kết + Dung dịch kiềm hoạt hóa (DD) gồm quả thí nghiệm như trong Hình 1. NaOH và Na2SiO3 (NaOH dạng vảy khô, dung dịch NaOH có nồng độ mol là 12M, dung dịch Na2SiO3 có tỷ lệ SiO2/Na2O=2,5). + Phụ gia siêu dẻo (PGSD) giảm nước bậc cao gốc Polycarboxylate (PC), thông qua thí nghiệm xác định tỷ lệ pha trộn hợp lý, đảm bảo tính công tác của hỗn hợp BT GPM thiết kế. + Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng FA : GBFS, đề tài chọn mác BT của mẫu đối chứng (CP0 có FA = 100%; GBFS = 0%) có Hình 1. Biểu đồ so sánh Sn và Rn28 của các tỷ lệ DD/PGK = 0,65 để tiến hành thí nghiệm cấp phối BT GPM cát biển kiểm tra các tính chất kỹ thuật của BT GPM cát biển khi thay đổi hàm lượng dùng PGK. Nhận xét: Từ kết quả thí nghiệm trong Thay đổi hàm lượng FA = 75%; 50%, 25% hình 1, nhận thấy: Khi GBFS trong hỗn hợp và 0% và GBFS = 25%; 50%; 75% và 100% PGK tăng lên thì độ sụt (Sn) của hỗn hợp BT tương ứng, thành phần vật liệu cho các cấp GPM giảm đi, giảm từ 21,0 cm (CP4) xuống phối BT GPM cát biển khác nhau như trong 16,5 cm (CP44). Điều này là do: Trong thành bảng 1, tương ứng cát biển 605kg, đá dăm phần của GBFS có một số thành phần khoáng 1123kg và PGSD 5,1 lít cho 1m3 BT. vật được tự tạo ra trong lò luyện gang thép, vì Bảng 1. Thành phần vật liệu của các cấp phối vậy khi nghiền mịn thì chúng kết hợp với bê tông GPM cát biển nước, kết tinh và rắn chắc, do vậy lượng nước yêu cầu cần cho BT khi sử dụng nhiều GBFS PGK DDHH Cấp sẽ cao hơn khi sử dụng nhiều FA [5, 6]. Do phối FA GBFS Na2SiO3 NaOH (kg) (kg) (kg) ...