Nghiên cứu một số đặc tính cơ học của bê tông geopolymer cốt liệu tái chế

Trong nghiên cứu trình bày ở đây, bê tông sử dụng cốt liệu tái chế và chất kết dính là geopolymer đã được thử nghiệm và đánh giá. Chất kết dính được tổng hợp từ tro bay (FA, một sản phẩm phụ công nghiệp), dung dịch natri silicat, dung dịch natri hydroxit, cát sông và cốt liệu thô tái chế được gọi là bê tông geopolymer cốt liệu tái chế (GRAC). Các đặc tính khác nhau của vật liệu này đã được nghiên cứu: Cường độ chịu nén, cường độ bám dính và khả năng chịu nhiệt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu một số đặc tính cơ học của bê tông geopolymer cốt liệu tái chế Nghiên cứu một số đặc tính cơ học của bê tông geopolymer cốt liệu tái chế Investigation on mechanical characteristics of geopolymer recycled aggregate concrete > LÊ HOÀI BÃO1; BÙI QUỐC BẢO2 1 Khoa Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng Miền Tây Email: lehoaibao@mtu.edu.vn 2 Nhóm nghiên cứu phát triển bền vững trong xây dựng, Khoa Kỹ thuật xây dựng, Trường Đại học Tôn Đức Thắng, TP.HCM Email: buiquocbao@tdtu.edu.vn; Tel: 0909358935 TÓM TẮT: ABSTRACT: Bê tông xi măng là vật liệu xây dựng phổ biến hiện nay do có Ordinary cement concrete is a popular material having numerous nhiều ưu điểm. Tuy nhiên, vật liệu này có nhiều tác động đến advantages; however, this material is also criticized due to its môi trường: thải CO2 đáng kể trong quá trình sản xuất xi măng, environmental impacts: significant CO2 emission during the cement tiêu thụ nhiều tài nguyên thiên nhiên. Để giảm tiêu thụ tài manufacture, high consumption of natural resources. To reduce the nguyên, việc tái chế cốt liệu từ những công trình cũ là một lựa resource consumption, the recycling of the aggregates from the chọn đã được sử dụng ở một số quốc gia trong vài thập kỷ qua. destruction sites is an option which have been used in several Về vấn đề khí thải carbon của bê tông, nghiên cứu chất kết dính countries since several decades. To reduce the carbon footprint of ít tác động đến môi trường hơn xi măng đã được thực hiện và concrete, alternative binders having less environmental impacts than geopolymer được coi là một giải pháp tiềm năng. Trong nghiên cement have been investigate, and geopolymer has been considered cứu trình bày ở đây, bê tông sử dụng cốt liệu tái chế và chất as a promising solution. In the present study, a non-conventional kết dính là geopolymer đã được thử nghiệm và đánh giá. Chất concrete using recycled aggregates and geopolymer was developed kết dính được tổng hợp từ tro bay (FA, một sản phẩm phụ công and investigated. The material was made from low calcium fly ash (FA, nghiệp), dung dịch natri silicat, dung dịch natri hydroxit, cát an industrial by-product), sodium silicate solution, sodium hydroxide sông và cốt liệu thô tái chế được gọi là bê tông geopolymer cốt solution, river sand and recycled coarse aggregate, called liệu tái chế (GRAC). Các đặc tính khác nhau của vật liệu này đã geopolymer recycled aggregate concrete (GRAC). Different aspects được nghiên cứu: cường độ chịu nén, cường độ bám dính và khả on this material were investigated: compressive strength, bonding năng chịu nhiệt. strength and high temperature resistance. Từ khóa: bê tông geopolymer cốt liệu tái chế; tro bay; cường độ Keywords: geopolymer recycled aggregate concrete; fly ash; chịu nén; cường độ bám dính; khả năng chịu nhiệt. compressive strength; bond strength; high temperature resistance. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ geopolymer như một chất kết dính đã được đề xuất sử dụng (Pacheco, Việc tiêu thụ bê tông trong lĩnh vực xây dựng ngày càng tăng dẫn 2013). Thuật ngữ “geopolymer” nói đến hệ cấu trúc vô cơ ba chiều vô đến sự gia tăng sản xuất xi măng và khai thác tài nguyên thiên nhiên. Sự định hình được tạo ra bằng phản ứng của tiền chất alumino-silicat với cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên và phát thải CO2 trong sản xuất xi măng dung dịch kiềm hoạt hóa. Nguồn aluminum và silica có thể là là những vấn đề cần được xử lý nhằm phát triển bền vững. Ngành công metakaolin hoặc các phế phẩm công nghiệp (ví dụ tro bay, xỉ). Các chất nghiệp xi măng là một trong các ngành chính thải ra CO2, việc sản xuất hoạt hóa thường là NaOH và Na2SiO3, nhưng cũng có thể sử dụng các một tấn xi măng Portland phát thải khoảng một tấn CO2 vào khí quyển; dung dịch kiềm khác. Sử dụng nhiệt độ cao trong quá trình bảo dưỡng chiếm 7% lượng phát thải CO2 toàn cầu (Braymand et al., 2018). Do đó, có thể thúc đẩy quá trình geopolymer hóa (Hardjito, 2005) nhưng việc điều quan trọng là phải tìm chất kết dính thay thế có lượng khí thải CO2 gia nhiệt làm tăng mức tiêu thụ năng lượng và phát thải CO2. Để giảm thấp hơn xi măng. Việc thay thế toàn bộ xi măng bằng cách sử dụng khai thác tài nguyên thiên nhiên, tái chế là một chiến lược được khuyến ISSN 2734-9888 10.2021 171 PHÁT TRIỂN X ÂY DỰNG BỀN VỮNG TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG khích nhằm phát triển nền kinh tế tuần hoàn. Việc tái chế trong xây dựng công trình đã được bắt đầu từ vài thập kỷ trước nhưng vẫn chưa phổ biến, vì khi cốt liệu tự nhiên vẫn còn đủ để cung ứng, việc sử dụng bê tông cốt liệu tái chế (RAC) vẫn chưa có lợi thế kinh tế đáng kể (De Larrard và Colina, 2018). Do đó, đến nay, bê tông phá dỡ thường được sử dụng để xây dựng đường giao thông. Tuy nhiên, ở các nước phát triển và đang phát triển, việc xây dựng mới đường giao thông có xu hướng giảm, do đó việc sử dụng cốt liệu tái chế cho đường cũng sẽ giảm, đồng Hình 3. Thành phần hạt của tro bay thời chất thải bê tông từ việc phá dỡ các công trình cũ sẽ tăng lên theo Thành phần hóa học của FA được xác định theo tiêu chuẩn thời gian (De Larrard và Colina, 2018). Các vật liệu hoặc chất thải khác có ASTM 618 (ASTM, 2019); kết quả kiểm tra được thể hiện trong Bảng chất lượng tốt như cốt liệu bê tông tái chế nên được sử dụng cho kết ...