Chế tạo vật liệu bê tông có hàm lượng tro bay cao
Việt Nam hiện thải ra hơn 25 triệu tấn tro, xỉ mỗi năm, chủ yếu từ các nhà máy điện. Hầu hết lượng tro, xỉ này được vận chuyển ra ngoài bãi thải, chiếm diện tích đất để tồn chứa ngày càng lớn, đồng thời tác động xấu đến môi trường về lâu dài. Trong khi đó, tro bay có thể thay thế xi măng trong sản xuất bê tông. Từ thực tế trên, các nhà khoa học tại Phân Viện Vật liệu xây dựng miền Nam đã tiến hành nghiên cứu chế tạo thành công bê tông có hàm lượng tro bay cao (HVFC), tức là loại có hàm lượng thay thế xi măng trên 80%.
Sản xuất thử nghiệm bê tông HVFC
Bê tông HVFC có nhiều ưu điểm như giảm nứt vì nhiệt, giảm độ co ngót khô, chống thấm, làm chậm quá trình carbonat hóa bê tông, hạn chế khả năng phản ứng kiềm-silic, bền vững trong môi trường xâm thực sulfat hay clo. Để chế tạo bê tông HVFC, nhóm tác giả đã sử dụng nguyên vật liệu gồm xi măng OPC40 Nghi Sơn, tro bay của nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 1, cốt liệu nhỏ (cát sông, cát nghiền), cốt liệu lớn (đá dăm), nước, vôi. Ngoài ra, nhóm còn sử dụng các phụ gia siêu dẻo; Silica fume; và hỗn hợp hóa chất làm đông kết sớm là sodium thiocyanate (NaSCN), diethanolamine (DEA) và glycerol (Gly).
Kết quả, nhóm đã chế tạo được bê tông HVFC với tỷ lệ tro bay thay thế xi măng lên tới 80%, đáp ứng được các tính chất cơ học trong xây dựng như cường độ nén, uốn, nén chẻ, mô đun đàn hồi và độ co ngót khô. Trong đó, cường độ nén của bê tông HVFC có xu hướng tăng dần theo thời gian, ở 28 ngày đạt giá trị 59,47 - 70,13 MPa; ở tuổi 180 ngày đạt 73,51 – 80,12 Mpa. Với các kết quả này, bê tông HVFC hoàn toàn có thể sử dụng cho các kết cấu công trình xây dựng trong thực tế nhờ đã cải thiện được cường độ ở tuổi sớm và vẫn tiếp tục phát triển cường độ mạnh mẽ ở những tuổi muộn, vượt rất nhiều so với yêu cầu mục tiêu 40 MPa đề ra ở 28 ngày.
Các thử nghiệm khả năng bảo vệ ăn mòn cốt thép của bê tông HVFC cũng cho kết quả vượt trội so với bê tông thường. Kết quả thử nghiệm hoàn toàn phù hợp với yêu cầu của các tiêu chuẩn trong xây dựng như MS, NT Build 357, TCVN 3120:1993... Các tác giả đã sử dụng sản phẩm để sản xuất cọc vuông bê tông cốt thép và các kết quả thực nghiệm đều đạt yêu cầu.
Theo nhóm tác giả, có thể sử dụng các dây chuyền, thiết bị sản xuất bê tông chất lượng cao để sản xuất bê tông HVFC, do công nghệ trộn hỗn hợp bê tông tương tự nhau. Bê tông HVFC có chi phí sản xuất tương đương so với bê tông chất lượng cao không sử dụng tro bay, có thể sử dụng trong các công trình xây dựng khác nhau. Hơn nữa việc sử dụng lên đến 80% tro bay thay thế xi măng còn giúp giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường đối với chất thải tro xỉ nhiệt điện và tiết kiệm tài nguyên.
