Nghiên cứu sử dựng Puzzolan tự nhiên kết hợp với bột gốm sứ TOTO để chế tạo bê tông hạt mịn cường độ cao

Bê tông hạt mịn cường độ cao là vật liệu xây dựng thiết yếu, đóng vai trò quan trọng trong các công trình hiện đại. Tuy nhiên, sự cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên như cát và áp lực từ chất thải công nghiệp đòi hỏi việc tìm kiếm các giải pháp vật liệu bền vững. Nghiên cứu này tập trung vào việc tận dụng phế thải gốm sứ TOTO và puzzolan tự nhiên như những vật liệu thay thế một phần cát và xi măng, góp phần thúc đẩy kinh tế tuần hoàn và giảm thiểu tác động môi trường. Mục tiêu chính là đánh giá khả năng sử dụng kết hợp hai loại vật liệu này để chế tạo bê tông hạt mịn cường độ cao, từ đó nghiên cứu ảnh hưởng của chúng đến tính công tác, cường độ cơ học và vi cấu trúc của hỗn hợp.

Các nhà nghiên cứu, kỹ sư xây dựng, chuyên gia vật liệu, và sinh viên trong lĩnh vực công nghệ bê tông, vật liệu xây dựng bền vững và quản lý chất thải công nghiệp.

Nghiên cứu này trình bày kết quả khảo sát toàn diện về khả năng sử dụng kết hợp **puzzolan tự nhiên** và **bột gốm sứ TOTO** để chế tạo **bê tông hạt mịn cường độ cao**. Phương pháp thực nghiệm được áp dụng để đánh giá các tính chất cơ lý và vi cấu trúc. Kết quả cho thấy puzzolan tự nhiên, với 49,8% SiO2 vô định hình, tham gia hiệu quả vào phản ứng pozzolanic với Ca(OH)2. Khi thay thế xi măng ở mức 10%, puzzolan đã cải thiện đáng kể **cường độ nén** và **mô đun đàn hồi** của mẫu, do tạo ra nhiều khoáng có tính chất kết dính hơn. Tuy nhiên, việc tăng hàm lượng puzzolan thay thế lên 20-30% lại làm giảm các tính chất này, có thể do khả năng phản ứng của puzzolan đạt giới hạn hoặc sự thiếu hụt các sản phẩm thủy hóa từ xi măng.
Đặc biệt, **bột gốm sứ TOTO**, với cấu trúc hạt mịn hơn và bề mặt nhám ráp, đã chứng minh tiềm năng vượt trội trong việc thay thế cát tự nhiên. Mặc dù làm giảm **độ chảy loang** của hỗn hợp bê tông do tăng nhu cầu nước, nó lại cải thiện đáng kể liên kết vùng tiếp giáp giữa hồ xi măng và cốt liệu, qua đó nâng cao cường độ nén và mô đun đàn hồi. Phân tích **XRD** cũng xác nhận sự giảm Ca(OH)2 và tăng CSH với sự hiện diện của puzzolan. Việc sử dụng bột gốm sứ TOTO để thay thế cát tự nhiên không chỉ giúp tiết kiệm nguồn tài nguyên cát đang cạn kiệt mà còn là một hướng đi quan trọng trong việc phát triển vật liệu xây dựng bền vững, thúc đẩy sản xuất cát nhân tạo và kinh tế tuần hoàn, mang lại giá trị ứng dụng cao trong ngành xây dựng.