Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng tro bay và xỉ lò cao hoạt tính đến tính chất của bê tông cường độ cao hạt mịn không sử dụng chất kết dính xi măng

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng tro bay nhiệt điện và xỉ lò cao hoạt tính đến một số tính chất của bê tông cường độ cao hạt mịn không sử dụng chất kết dính xi măng. Hỗn hợp bê tông có tính công tác tốt và cường độ nén thiết kế của bê tông ở tuổi 28 ngày đạt trên 70 MPa.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng tro bay và xỉ lò cao hoạt tính đến tính chất của bê tông cường độ cao hạt mịn không sử dụng chất kết dính xi măng BÀI BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG TRO BAY VÀ XỈ LÒ CAO HOẠT TÍNH ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO HẠT MỊN KHÔNG SỬ DỤNG CHẤT KẾT DÍNH XI MĂNG Tăng Văn Lâm1, Nguyễn Đình Trinh2 Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng tro bay nhiệt điện và xỉ lò cao hoạt tính đến một số tính chất của bê tông cường độ cao hạt mịn không sử dụng chất kết dính xi măng. Hỗn hợp bê tông có tính công tác tốt và cường độ nén thiết kế của bê tông ở tuổi 28 ngày đạt trên 70 MPa. Trong đó, hỗn hợp tro bay và xỉ lò cao được sử dụng như là vật liệu alumino-silicat, dung dịch NaOH và Na2SiO3 được dùng như dung dịch kiềm kích hoạt vật liệu tro xỉ. Hàm lượng tro bay/xỉ lò cao đã khảo sát lần lượt là 80/20, 60/40, 40/60 và 20/80. Những kết quả thu được cho thấy triển vọng chế tạo thành công bê tông cường độ cao hạt mịn không sử dụng xi măng, thân thiện với môi trường. Từ khóa: Bê tông cường độ cao hạt mịn, tro bay, xỉ lò cao hoạt tính, dung dịch hoạt hóa, cường độ nén. 1. GIỚI THIỆU CHUNG * thải chưa cân bằng với lượng phát thải của các nhà Cùng với quá trình công nghiệp hóa, hiện đại máy. Mặt khác, tổng khối lượng tro, xỉ lưu giữ tại hóa đang phát triển vượt bậc ở Việt Nam, nhu bãi chứa của các nhà máy hiện còn rất lớn và vẫn cầu sử dụng năng lượng điện đốt than và gang, tiếp tục tăng cao; nhiều bãi thải chỉ còn khả năng thép, hợp kim ngày càng cao. Điều này dẫn tới lưu chứa trong một vài năm tới (Thủ tướng Chính lượng phát thải tro bay và xỉ lò cao ngày càng phủ, 2021). lớn, lượng phế thải rắn này đang tồn chứa tại các Bên cạnh đó, việc sản xuất quá nhiều các loại bãi thải ngày càng nhiều (Nguyễn Thanh Bằng xi măng Pooclăng khác nhau đã gây ra nhiều tác nnk., 2020; 2021; Tăng Văn Lâm nnk., 2021). Có hại về môi trường, đặc biệt là phát thải khí nhà thể nói rằng, tro bay nhiệt điện và xỉ lò cao là hai kính, khói bụi và cạn kiệt nguồn tài nguyên trong số những loại phế thải công nghiệp phức thiên nhiên. tạp nhất hiện nay trên thế giới. Nếu không được Trong giai đoạn hiện nay, chuyển dịch nền xử lý đúng cách, nó có thể gây ô nhiễm nước và kinh tế theo hướng kinh tế tuần hoàn, kinh tế đất, phá vỡ các chu kỳ sinh thái và gây nguy xanh, kinh tế phát thải carbon thấp là xu thế tất hiểm cho môi trường (Ferdous et al., 2013; Tăng yếu của một thế giới phát triển bền vững. Cùng Văn Lâm nnk., 2020). chung với xu thế đó, Việt Nam đã tập trung vào 3 Những năm gần đây, Việt Nam đã tập trung vào trụ cột quan trọng là: (i). Thiết kế, kéo dài vòng việc xử lý, sử dụng các nguồn tro bay, xỉ thải luyện đời vật liệu; (ii). Giảm rác thải, phát thải khí độc kim… của các nhà máy nhiệt điện, luyện kim để hại và khói bụi; (iii). Khôi phục hệ sinh thái và làm nguyên liệu sản xuất vật liệu và trong các công giảm tác động vào tự nhiên. Mặt khác, việc trình xây dựng. Nhưng do nhiều nguyên nhân khác chuyển dịch nền kinh tế theo hướng kinh tế tuần nhau, việc tái sử dụng các loại tro, xỉ… vẫn chưa hoàn sẽ góp phần giải quyết nhiều vấn đề về môi đạt được mục tiêu đề ra, sản lượng tiêu thụ chất trường, tiết kiệm nguồn tài nguyên tự nhiên, quản 1 lý tốt chất thải rắn của các ngành công nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 2 Trường Đại học Thủy lợi (Tăng Văn Lâm nnk., 2020). KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 76 (12/2021) 11 Hơn nữa, nhiều nghiên cứu trong và ngoài với Ms = 2,5 được sử dụng như dung dịch kiềm nước đã cho thấy nhược điểm chính của bê tông kích hoạt các hạt tro bay và xỉ. Trong nghiên cứu không sử dụng chất kết dính xi măng từ tro bay đã khảo sát tỷ số giữa tro bay nhiệt điện và xỉ lò nhiệt điện kết hợp với dung dịch kiềm hoạt hóa là cao dao động từ 80/20 đến 20/80. Ngoài ra, tỷ lệ khả năng đóng rắn và phát triển cường độ rất giữa dung dịch kiềm kích hoạt với vật liệu chậm ở nhiệt độ phòng. Còn nhược điểm chính alumino-silicat được khảo sát tại giá trị 0,35. của bê tông không sử dụng chất kết dính xi măng Những kết quả thu được cho thấy triển vọng tái sử từ xỉ lò cao nghiền mịn hoạt tính kết hợp với dung dụng triệt để các chất thải công nghiệp để chế tạo dịch kiềm hoạt hóa là có hiện tượng co khô lớn bê tông cường độ cao hạt mịn không sử dụng chất khi đông cứng và rắn chắc (Nguyễn Thắng Xiêm, kết dính xi măng. 2013; Rangan, 2008; Rattanasak et al., 2009) . 2. VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG Nhưng sự kết hợp giữa xỉ lò cao và tro bay trong PHÁP NGHIÊN CỨU thành phần bê tông có thể giải quyết vấn đề này. 2.1. Vật liệu sử dụng Mặt khác, ở Việt Nam việc nghiên cứu chế tạo bê 1. Vật liệu Alumino-silicat (ALS) gồm tro bay tông hạt mịn trên cơ sở các loại chất kết dính hoàn nhiệt điện Phả Lại và xỉ lò cao hoạt tính của khu toàn không có xi măng Pooclăng đến nay còn công nghiệp gang thép Hòa Phát. nhiều hạn chế, cần được tiếp tục nghiên cứu. (a). Tro bay (TB) loại F của nhiệt điện Phả Lại Vì vậy, mục đích chính của nghiên cứu này là thỏa mãn các yêu cầu của TCVN 10302:2014. sử dụng tro bay nhiệt điện Phả Lạ ...