zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

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

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

10
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: 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) (kg) đó, khi hàm lượng GBFS trong BT GPM tăng lên thì độ sụt của HHBT giảm xuống, khi BT CP4 407,3 0,0 176,48 88,24 GPM cát biển sử dụng 100%GBFS thì độ sụt CP41 305,5 101,8 176,48 88,24 của HHBT chỉ còn 16,5 cm, độ sụt giảm đến CP42 203,65 203,65 176,48 88,24 5,0 cm so với khi BT GPM sử dụng 100%FA. CP43 101,8 305,5 176,48 88,24 Còn về Rn: Vì các khoáng vật có trong CP44 0,0 407,3 176,48 88,24 GBFS tự kết tinh và rắn chắc khi kết hợp với nước, nên làm cho Rn của BT GPM có nhiều Tiến hành trộn các mẫu BT GPM thiết kế GBFS sẽ tăng hơn so với nhiều FA, tăng từ như bảng 1, kiểm tra độ sụt (Sn, cm) của các HHBT. Khi đạt yêu cầu về tính công tác, đúc 4,8 đến 15,5% so với mẫu BT GPM cát biển mẫu kiểm tra cường độ nén (Rn) và mác chống sử dụng 100%FA. Cường độ của BT GPM thấm (W) các cấp phối BT GPM cát biển. cát biển đạt giá trị cao nhất khi sử dụng hỗn hợp PGK gồm 50%FA và 50%GBFS (CP42: 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 38,8 PMa). Tuy nhiên, khi thay thế 100% là GBFS (CP44) thì Rn lại có xu hướng giảm 3.1. Kết quả thí nghiệm độ sụt và cường xuống (giảm từ CP4: 33,6 MPa xuống CP44: độ nén của các cấp phối BT GPM cát biển 32,2 MPa), lý do là tổng hàm lượng (SiO2 và Thí nghiệm xác định Sn, cm của các Al2O3) có trong GBFS thấp hơn trong FA, HHBT theo tiêu chuẩn TCVN 3106:2007. nên DDHH phản ứng chưa triệt để, để tạo ra 144
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 các gel Polymer trong BT, dẫn đến giảm một cứu đã xác định được tỷ lệ FA:GBFS = phần cường độ nén của BT GPM cát biển. 50:50, với tỷ lệ pha trộn PGK này cho cường độ nén tăng so với mẫu đối chứng 100%FA 3.2. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm là 15,48% và mẫu đối chứng 100%GBFS là của bê tông GPM cát biển 20,50%. Vì vậy cần nghiên cứu thiết kế với Đúc các tổ mẫu gồm 06 mẫu (D15xH15) các tỷ lệ của DD kiềm hoạt hóa và tỷ lệ PGK cm, bảo dưỡng 28 ngày tuổi, thí nghiệm (W, khác nhau, nhằm tạo ra được nhiều mác BT atm) theo TCVN 3116:2007. Kết quả thí GPM cát biển phù hợp với các hạng mục nghiệm mác chống thấm như trong Bảng 2. công trình xây dựng. Bảng 2. Kết quả thí nghiệm mác chống thấm BT GPM thiết kế có mác chống thấm rất của các cấp phối BT GPM cát biển cao (từ W12 tăng lên W14), cao hơn mác chống thấm của BT truyền thống cùng mác STT Cấp phối W (atm) thiết kế từ 2 đến 3 cấp. Điều này cho thấy khi 1 CP4 W12 sử dụng hỗn hợp PGK (FA và GBFS) với 2 CP41 W12 dung dịch (Na2SiO3 và NaOH) và PGSD hợp 3 CP42 W14 lý trong thiết kế BT GPM cát biển sẽ chế tạo được loại BT GPM có độ đặc chắc và tính 4 CP43 W14 bền rất cao, đáp ứng được các yêu cầu kỹ 5 CP44 W14 thuật thi công các công trình xây dựng và đặc Nhận xét: Khi hàm lượng GBFS trong BT biệt là ứng dụng cho các công trình Thủy lợi và công trình ven biển. GPM tăng lên thì mác chống thấm của BT GPM tăng lên từ W12 lên W14, tăng 1 cấp so 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO với mẫu đối chứng (CP4). Điều này là do các khoáng vật có trong GBFS tự rắn chắc, nên [1] B.H.Shinde, Dr.K.N.Kadam, (2016). “Strength properties of Fly Ash Based ngoài kết dính GPM còn có các kết dính của Geopolymer concrete with Sea sand”. các thành phần khoáng vật này, làm cho BT [2] Bakri, A.M.M.A., H.Kamarudin, and được đặc xít hơn tại các vùng chuyển tiếp giữa M.Binhussain (2012). “Microstructure các hạt cốt liệu trong cấu trúc của BT. Vấn đề study in optimization of high strength fly cần nghiên cứu thêm về loại bê tông với hàm ash based geopolymer”. Advanced Material lượng GBFS cao hơn FA để ứng dụng cho các Research, pp. 2173-2180. CT xây dựng nói chung và CTTL, công trình [3] Davidovit.J (2011), GPM Chemistry and biển nói riêng. Application, 3rd edition, GPM Institute. [4] Feng Rao, Qi Liu (2015), Geopolymeration 4. KẾT LUẬN and Its Potential Application in Mine Tailings Consolidation: Mineral Processing BT GPM rắn chắc là quá trình hình thành and Extractive Metallurgy Review 36. GPM hóa phức tạp của các thành phần hóa [5] Jianzhuang Xiao el al, (2017). “Use of sea- học có trong PGK được kích hoạt bằng DD sand and seawater in concrete construction: kiềm hoạt hóa, sau đó Geopolymer gắn kết Current status and future opportunities”. Construction and Building Materials 155, các hạt cốt liệu thành một thể đồng nhất rắn 1101-1111. chắc. Cường độ và tính bền của BT GPM phụ [6] XU. H, Van Deventer. J.S.J (2000), the thuộc rất nhiều vào hàm lượng PGK, tỷ lệ geopolymerisation of alumino-silicate của DD kiềm hoạt hóa với tổng lượng PGK, minerals, International Journal of Mineral nồng độ của DD kiềm hoạt hóa… Nghiên Processing, vol.59, pp.247-266. 145

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2428 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.