Phát triển bền vững bê tông cốt liệu xỉ thép khu vực miền Đông Nam bộ

Chia sẻ: Liễu Yêu Yêu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu "Phát triển bền vững bê tông cốt liệu xỉ thép khu vực miền Đông Nam bộ" báo cáo kết quả đạt được sử dụng xỉ thép hồ quan điện (EAF) để thay thế cốt liệu đá tự nhiên trong hỗn hợp bê tông xi măng xỉ lò điện hồ quang (CEAFS). Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Phát triển bền vững bê tông cốt liệu xỉ thép khu vực miền Đông Nam bộ

PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG BÊ TÔNG CỐT LIỆU XỈ THÉP KHU VỰC MIỀN ĐÔNG NAM BỘ Trần Hữu Bằng1, Nguyễn Ngọc Huệ1, Võ Thanh Hùng1, Nguyễn Hải Linh1 1. Trường Đại học Thủ Dầu Một TÓM TẮT Phát triển bền vững là giảm tác động đến môi trường của một hay nhiều công trình xây dựng trong suốt thời gian tồn tại của nó. Trong công trình nghiên cứu này, tác giả báo cáo kết quả đạt được sử dụng xỉ thép hồ quan điện (EAF) để thay thế cốt liệu đá tự nhiên trong hỗn hợp bê tông xi măng xỉ lò điện hồ quang (CEAFS). CEAFS được chế tạo bằng cách trộn 50% đá tự nhiên với 50% xỉ EAF trong cốt liệu thô kết hợp phụ gia khoáng tro bay (FA) và silica fume (SF) thay thế một phần xi măng theo hàm lượng (FA: 0%, 20%, 30% và 40%; SF: 0%, 5% và 10%) theo khối lượng chất kết dính. Tuy nhiên, việc kết hợp cốt liệu xỉ EAF với (FA0% + SF10%; FA10% + SF0%; FA10% + SF10%; và FA20% + SF10%) trong hỗn hợp CEAFS đã cải thiện đáng kể đặc tính cơ học theo thời gian. Đề xuất vấn đề phát triển bền vững cốt liệu bê tông xỉ thép CEAFS trong tương lai khu vực Miền Đông Nam Bộ. Từ khóa: Bê tông xi măng xỉ lò điện hồ quang (CEAFS); Tro bay (FA); Silica fume (SF); Cường độ nén; Cường độ kéo khi uốn; Phát triển bền vững. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Thép là một trong những vật liệu xây dựng phổ biến nhất trên thế giới. Hợp kim này thường được sử dụng làm giá đỡ cho các khung kết cấu của tất cả các loại công trình, từ các tòa nhà chọc trời đến xây dựng đường cao tốc. Lý do chính tại sao thép được sử dụng phổ biến như vậy chỉ đơn giản là do sự kết hợp độc đáo của sức mạnh, độ bền, khả năng làm việc và chi phí. Tuy nhiên, trong khi là một trong những ngành công nghiệp lớn nhất thế giới, ngành sản xuất thép được biết đến là ngành có tác động tiêu cực đáng kể đến môi trường[11], [17]. Mặc dù thép có thể được sản xuất thông qua tái chế sắt vụn, các nhà nghiên cứu đã ước tính rằng khoảng hai tỷ tấn quặng sắt và một tỷ tấn than luyện kim được sử dụng trong ngành công nghiệp thép toàn cầu mỗi năm [21]. Dựa trên các báo cáo trước đây, khoảng 190÷290 triệu tấn xỉ thép được tạo ra hàng năm [20]. Phần lớn xỉ thép toàn cầu cuối cùng sẽ được xử lý, chỉ một phần nhỏ được tái chế [18], [13], [14], [10]. Với khả năng duy trì sự sống của Trái đất đang bị xói mòn từng ngày, nhu cầu cấp thiết là phải giảm lượng chất thải được tạo ra và bảo tồn các nguồn tài nguyên không thể tái tạo. Do đó, mục tiêu chính của đánh giá này là đánh giá tiềm năng tái chế xỉ thép của EAF, đặc biệt là đối với ngành sản xuất thép của Malaysia. Các phương án tái chế xỉ thép khả thi đã được đánh giá dựa trên các đặc tính kỹ thuật. Hơn nữa, phát triển bền vững đã được đề cao trong những năm qua, người ta thường biết rằng các quốc gia có trình độ phát triển con người cao hơn có xu hướng gặp phải các vấn đề môi trường nghiêm trọng [22]. 340
Nhìn chung, nghiên cứu của các tác giả sử dụng bê tông xi măng xỉ lò hồ quang (CEAFS) mô tả độ về độ bền, đặc biệt là sự tấn công của môi trường xâm thực cacbonat và sunphat của bê tông cốt liệu xỉ thép [9] Các nhà nghiên cứu ở Ý [2] đã thử nghiệm độ bền của CEAFS về khả năng đóng băng và rã đông, làm ướt và làm khô, cũng như tăng tốc độ lão hóa trong nước nóng. Họ đi đến kết luận rằng nó có thể so sánh với bê tông tiêu chuẩn. Tuy nhiên, khả năng chống xâm nhập của ion clorua CEAFS đã được cải thiện, với giảm hệ số khuếch tán và cải thiện độ bền trong cài đặt clorua. Chất lượng của xỉ rất có thể là yếu tố chính gây ra sự khác biệt trong kết quả nghiên cứu của các nhóm nghiên cứu khác nhau trên khắp thế giới. Tại Việt Nam, do tác động môi trường nghiêm trọng của xỉ thép và khối lượng lớn xỉ thép dư thừa đã hạn chế việc ứng dụng vật liệu này, ví dụ khu vực tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu ở miền Đông Nam Bộ nhận được khoảng 3.75 triệu tấn phôi hàng năm từ sản xuất thép, sản lượng xỉ thép hàng năm đã tăng gần gấp đôi lên 412.000÷562.000 tấn [19]. Tỷ lệ mặt đường bê tông đầm lăn của hỗn hợp (RCCP) để tạo RCCP nhóm tác giả đã triển khai ba tổ hợp cốt liệu thô khác nhau: 100% đá dăm (nhóm A), 50% đá dăm và 50% xỉ EAF (nhóm B) và 100% EAF xỉ (nhóm C). Tro bay (Loại F) được sử dụng như một chất thay thế ba phần trăm cho xi măng trong mỗi loại cốt liệu (tức là 0%, 20% và 40%) [12]. Xỉ thép được xem là chất thải rắn thuần túy và nó phải được xử lý như một dạng chất thải rắn theo Nghị định số 59/2007/NĐ-CP ngày 9/4/2007 của Thủ tướng Chính phủ. Điều này đã làm dấy lên lo ngại của các cấp chính quyền vì một lượng lớn xỉ thép đang tăng lên hàng năm, có thể gây ra mối đe dọa môi trường bao gồm việc chiếm diện tích đất và tốn chi phí cho việc chôn lấp xỉ thép. Nghiên cứu này là báo cáo kết quả CEAFS với các mục tiêu cụ thể: Các đặc tính cơ học CEAFS sẽ được tiến hành thí nghiêm bao gồm cường độ nén và cường độ kéo khi uốn. Các mẫu được đánh giá về cường độ nén và uốn ở 3, 7, 28 và 56 ngày tuổi. Cuối cùng, các phát hiện của nghiên cứu nhằm làm rõ cách CEAFS có thể chế tạo thành công từ chất thải xỉ EAF của ngành công nghiệp. Kết quả của nghiên cứu này sẽ giúp tận dụng nguồn vật liệu xỉ thải EAF một cách hiệu quả, cũng như hỗ trợ sản xuất CESFS, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường theo hướng phát triển bền vững. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Kế hoạch triển khai thực nghiệm được tác giả tiến hành tại Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM – Phòng thí nghiệm Vật liệu Xây dựng LAS-XD 238 [5]. 2.1. Xi măng (PCB 40), Tro bay (FA) and Silica Fume (SF) Các đặc tính vật lý và thành phần hóa học của PCB 40 được sử dụng trong nghiên cứu này, được sản xuất tại Việt Nam, theo tiêu chuẩn ASTM C150/C150M, trọng lượng riêng của PCB 40 là 3,14 g/cm3. SF được cung cấp bởi một công ty thương mại địa phương (Hình 1), và thành phần hóa học được báo cáo trong Bảng 1, theo tiêu chuẩn ASTM C1240-04, trọng lượng riêng của SF là 2.20 g/cm3. SF là một pozzolan vô định hình và có hoạt tính cao được liệt kê trong Bảng 1 tương ứng. Xi măng Hà Tiên được thay thế bằng tro bay (Hình 1). Bảng 1 cho thấy thành phần hóa học và tính chất vật lý của PCB 40, Silica Fume và Fly Ash. Trọng lượng riêng của FA là 2.40 g/cm3 vì tổng SAF (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) = 91.3%> 70%. Theo ASTM C618-05 phân loại tro bay Duyên Hải 3 là tro bay có hàm lượng canxi thấp (Loại F). 341
Hình 1: Mẫu vật liệu Xi măng, tro bay và silica fume Bảng 1. Kết quả thành phần vật lý và hóa học của xi măng, tro bay và silica fume Chemical composition (%) PCB 40 FA SF Silica (SiO2) 21,65 52,3 95,38 Alumina (Al2O3) 5,25 24,9 0,20 Ferric oxide (Fe2O3) 3,42 14,1 0,0063 Calcium oxide (CaO) 65,13 - 0,13 Magnesium oxide (MgO) 0,06 - 0,37 Sodium oxide (Na2O) 0,10 0,67 0,28 Potassium oxide (K2O) 0,72 - 0,007 Sulphuric anhydride (SO3) 0,18 0.47 0,45 Loss on ignition (LOI) 2,8 0,15 0,859 Physical characteristics Fineness (Blaine) (m2/kg) 380 289 16,000 Specific gravity 3,14 2,40 2,20 Initial setting time (min) 120 NA NA Final setting time (min) 180 NA NA Particle composition - Retaining on 45 mm sieve (%) NA 7,92 5.93 Compressive strength (MPa) 1 day 14,5 - - 3 days 26,5 - - 7 days 33,0 - - 28 days 44,0 - - 2.2. Cốt liệu nhỏ (cát) và cốt liệu lớn (Đá) Hình 2: Thí nghiệm thành phần hạt và độ ẩm của cốt liệu 2.2.1. Cốt liệu nhỏ (Cát) Cát sông Đồng Nai sử dụng làm thí nghiệm được tổng hợp Hình 2, Bảng 2 và Bảng 3. Được trình bày chi tiết các đặc tính vật lý và phân tích tương ứng theo tiêu chuẩn ASTM C33, ASTM C29 đáp ứng theo yêu cầu kỹ thuật TCVN 7570:06; TCVN 7572:06. 342
Bảng 2. Kết quả chỉ tiêu cơ lý của cát Fineness Water Absorption Specific Gravity Bulk dry specific gravity Moisture Content Modulus (%) (g/cm3) (g/cm3) (%) 2.51 0.45 2.64 2.63 2.5 Bảng 3. Kết quả thành phần hạt của cát Sieve sizes 4,75mm 2,36mm 1,18mm 600m 300m 150m Percentage passing 95–100 80–100 50–85 25–60 5–30 0–10 (ASTM C33 Standard) Cumulative (%) passed 100 91.95 81.75 57.89 12.07 5.25 2.2.2. Cốt liệu lớn (Đá) Đá dăm Bazan Dmax = 19 mm ở mỏ đá Tân Đông Hiệp – Bình Dương. Kết quả thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ, lý và phân tích thành phần hạt của đá dăm theo ASTM C33, ASTM C29 đáp ứng theo yêu cầu kỹ thuật TCVN 7570:06, TCVN 7572:06 được tổng hợp Hình 2, Bảng 4 và Bảng 5. Bảng 4. Kết quả chỉ tiêu cơ lý của Đá Dmax Water Specific gravity Bulk unit weight Los Angeles Moisture content (mm) absorption (%) (g/cm3) (g/cm3) abrasion value (%) (%) 19 0.87 2.78 1.613 24.8 0.48 Bảng 5. Kết quả thành phần hạt của Đá Sieve size 25mm 19mm 9,5mm 4,75mm 2,36mm Percentage passing 100 85-100 10-30 0-10 0-5 (ASTM C33) Cumulative (%) passed 100 93.5 15 8.0 0 2.2.3. Cốt liệu xỉ thép (EAF) Hình 3: Cốt liệu xỉ thép được lấy mẫu phục vụ trong nghiên cứu Mẫu (Hình 3) được lấy tại Công ty TNHH Vật Liệu Xanh, khu Công Nghiệp Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu. Tính chất vật lý và thành phần hạt được thể hiện Bảng 6. Bảng 7 Mô tả sự phân bố cỡ hạt của cốt liệu thô với ưu thế tối đa của cốt liệu thô (19; 4.75 và 4.75) mm, và (Bảng 8 và Hình 4) cho thấy thành phần hóa học xỉ thép thô, để hạn chế nguy cơ giãn nở, xỉ EAF được ủ trong môi trường ngoài trời ít nhất 90 ngày và được xử lý bằng nước hàng ngày. Sau quá trình xử lý, các tính chất vật lý và hóa học của cốt liệu xỉ EAF đã được nghiên cứu. Độ ổn định thể tích của cốt liệu xỉ EAF được xác định bằng cách sử dụng các thí nghiệm giãn nở. Khả năng phản ứng kiềm của cốt liệu xỉ EAF được thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM D4792. 343
Bảng 6. Kết quả chỉ tiêu cơ lý của EAF Dmax Water Absorption Specific Gravity Bulk unit weight Los Angeles abrasion Expansion average (mm) (%) (g/cm3) (g/cm3) value (%) (ASTM D4792) (%) 19 2.24 3.50 1.64 19.64 0.25 Bảng 7. Kết quả thành phần hạt của EAF Sieve size 25mm 19mm 9.5mm 4.75mm 2.36mm Percentage passing 100 85-100 10-30 0-10 0-5 (ASTM C33) Cumulative (%) passed 100 93.0 15.0 7.2 0.0 Bảng 8. Bảng so sánh thành phần hóa học EAF (%) Oxide Iron oxides Free composition CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO TiO2 Na2O3 K2O P2O5 Total CaO (wt.%) In this study 25.49 14.60 40.36 6.62 7.25 3.70 0.40 0.30 0.10 0.40
2.2.6. Kế hoạch thực hiện CEAFS 2.2.6.1. Tiêu chuẩn thiết kế: Tiêu chuẩn ACI 211.1-97 được sử dụng để tính toán và thiết kế thành phần bê tông với cường độ cụ thể là 30MPa (C30); SF + FA được sử dụng trong bê tông để cải thiện cường độ và giảm hàm lượng xi măng. CEAFS được thực hiện bằng cách kết hợp 50% đá nghiền với 50% xỉ EAF trong cốt liệu thô. Chất kết dính ban đầu được làm bằng 100% xi măng. Hàm lượng xi măng được thay thế bằng FA + SF, bao gồm 0%, 10%, 20%, 30% và 40% tổng lượng chất kết dính, FA cho hỗn hợp đối chứng, tham khảo các nghiên cứu trước đây. Sau đó, SF được sử dụng với nhiều tỷ lệ khác nhau trong các thành phần cấp phối, bao gồm 0%, 5% và 10%, của tổng lượng chất kết dính, SF cho hỗn hợp đối chứng với tỷ lệ nước trên chất kết dính được cố định ở mức 0.44 được tổng hợp Bảng 9 cho thấy tỷ lệ trộn của sáu hỗn hợp khác nhau. Phụ gia siêu dẻo (PGSD) dần dần được thêm vào để giữ giá trị độ sụt của hỗn hợp là 4±1 cm [5]. Bảng 9. Thành phần bê tông CEAFS cấp 30 MPa In this study C S FA SF CA+EAFS PGSD Mix code W/B FA (%) SF (%) (kg) (kg) (kg) (kg) (%) (kg) C30 FA0-SF0 - - 420 959 - - 1046 5.04 0.44 FA10-SF0 10 - 378 948 42 - 1046 5.46 FA20-SF0 20 - 336 938 84 - 1046 5.88 FA30-SF0 30 - 294 928 126 - 1046 6.51 FA40-SF0 40 - 252 917 168 - 1046 6.72 FA0-SF5 - 5 399 951 - 21 1046 4.62 FA0-SF10 - 10 378 945 - 42 1046 5.25 FA10-SF5 10 5 357 941 42 21 1046 6.09 FA20-SF5 20 5 315 931 84 21 1046 6.30 FA30-SF5 30 5 273 920 126 21 1046 6.72 FA40-SF5 40 5 231 910 168 21 1046 6.93 FA10-SF10 10 10 336 934 42 42 1046 6.22 FA20-SF10 20 10 294 924 84 42 1046 6.51 FA30-SF10 30 10 252 913 126 42 1046 7.14 FA40-SF10 40 10 210 903 168 42 1046 7.77 Ghi chú: C-Xi măng; S-Cát; FA- Tro bay; SF-Silica Fume; CA+EAFS-Đá+Xỉ thép; PGSD- Sika Viscocrete 3000-20M; W/B-Nước/Chất kết dính (Xi măng+SF+FA). 2.2.6.2. Quy trình chế tạo, đúc và bảo dưỡng mẫu SF có diện tích bề mặt và kích thước hạt Microsilica cao, khó phân tán trong hỗn hợp bê tông. Các bước sau đây là quy trình trộn thử nghiệm để tạo ra bê tông đồng nhất, ổn định, như được trình bày trong Hình 5. Hình 6 có bảy bước để trộn mẫu CEAFS [5]. Hình 5: Công tác kiểm tra độ sụt và đúc mẫu 345
‫ فصل‬1- Hình 6: Quy trình trộn CEAFS * Nhận xét: Hỗn hợp CEAFS được trộn trong một máy trộn 60 lít. Thử nghiệm độ cường độ nén trên mẫu hình trụ có kích thước (150x300) mm và thử nghiệm uốn trên dầm (150x150x600) mm. Trước khi lấy mẫu, bề mặt bên trong khuôn phải nhẵn, sạch và được bôi trơn. Một máy rung tần số 2800÷3000vòng/phút và biên độ 0.35÷0.5 mm nén mẫu. Sau đó, chúng được bảo dưỡng trong phòng ở (25 ± 2)0C trong thời gian tối thiểu là 24 giờ. Cuối cùng, các khuôn được lấy ra và ngâm trong nước. Chỉ tiêu cường độ nén và uốn được thử nghiệm ở 3, 7, 28 và 56 ngày tuổi. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Thí nghiệm cường độ nén và chịu kéo khi uốn: Thí nghiệm cường độ nén thực hiện theo tiêu cuản ASTM C39 và tham khảo TCVN 3118:1993 được thể hiện Hình 7 và Hình 8. Kết quả thí nghiệm cường độ nén thực hiện theo tiêu cuản ASTM C79 và tham khảo TCVN 3119:1993 được thể hiện Hình 7 và Hình 9 [5]. Hình 7: Thí nghiệm cường độ chịu nén và kéo khi uốn CEAFS 3.2 Tính cơ học của CEAFS Độ bền nén và độ bền uốn của hỗn hợp CEAFS đã được thử nghiệm ở các độ tuổi khác nhau, như được chỉ ra trong Hình 8 và Hình 9. Với sự kết hợp tỷ lệ FA và SF được sử dụng, độ bền CEAFS đáp ứng cấp C30 ở 3, 7, 28 và 56 ngày, so với FA0+SF0. Hỗn hợp FA0+SF10 có giá trị lớn nhất ở mọi lứa tuổi, điều này có thể giải thích do nhiều yếu tố. Đầu tiên, tỷ lệ nước-xi măng trong hỗn hợp FA+SF thấp hơn trong hỗn hợp FA0+SF0. Hơn nữa, Adegoloye et al. [4] phát hiện ra rằng độ rộng của Vùng chuyển tiếp giữa các mặt phẳng lớn hơn trong bê tông có tỷ lệ xi măng nước cao hơn so với bê tông có tỷ lệ xi măng nước thấp. Cuối cùng, Palankar và cộng sự [15] nhận thấy rằng việc thiếu cường độ liên kết giữa hồ xi măng và cốt liệu có thể là nguyên nhân khiến bê tông bị mất cường độ khi sử dụng cốt liệu xỉ EAF. Vấn đề này được tạo ra do sự hình thành lớp canxit trong quá trình xử lý phong hóa của cốt liệu xỉ EAF. Khi CAFS không sử dụng các bổ sung FA và SF, sức mạnh bị ảnh hưởng bởi tất cả các yếu tố này [5]. 346
60 Compressive Strength 3 days 7 days 28 days 56 days 40 (MPa) 20 0 Hình 8: Kết quả cường độ nén CEAFS 8 3 days 7 days 28 days 56 days 6 Felxural Strength (MPa) 4 2 0 Hình 9: Kết quả cường độ kéo khi uốn CEAFS * Nhận xét: Những phát hiện này phù hợp với nghiên cứu trước đó về bê tông [1]. Tuy nhiên, sự tương tác pozzolanic của Fly Ash và Silica Fume đã làm tăng sức mạnh lâu dài. Cốt liệu xỉ EAF có thể được khẳng định, giữ nước và ức chế sự phát triển của sức mạnh ở độ tuổi sớm. Ở 28 ngày và 56 ngày cụ thể như sau: - Cường độ nén FA0+SF10 của hỗn hợp CEAFS là 45.48 và 47.40 MPa; ở FA10+SF0 của hỗn hợp CEAFS là 38.28 và 41.58 MPa; ở FA10+SF10 của hỗn hợp CEAFS là 37.26 và 42.90 MPa; và trong FA20+SF10 của hỗn hợp CEAFS là 36.42 và 40.32 MPa. - Cường độ kéo khi uốn trong FA0+SF10 của hỗn hợp CEAFS là 6.82 và 7.11 MPa; ở FA10+SF0 của hỗn hợp CEAFS là 5.74 và 6,24 MPa; và ở FA10+SF10 của hỗn hợp CEAFS là 5.79 và 6.44 MPa; và ở FA20+SF10 của hỗn hợp CEAFS là 5.46 và 6.05 MPa. 3.3. Đề xuất phát triển bền vững bê tông cốt liệu xỉ thép khu vực miền Đông Nam Bộ - Việc thực hiện xây dựng bền vững ở trong nước còn hạn chế do cách nhìn nhận về về nguồn vật liệu tái chế một cách chưa thiết thực về công nghệ bền vững, thiếu thị trường nhập khẩu công nghệ và mối quan tâm của khách hàng về lợi nhuận và thời gian hoàn vốn. Nghiên cứu cho thấy các cấp chính quyền và nhà thầu địa phương vẫn chưa nhiệt tình trong việc thực hiện các dự án công trình xanh; - Để khuyến khích các dự án xây dựng bền vững trong nước, tác giả cho rằng cần tạo ra các điều kiện và khuyến khích để các bên liên quan trong ngành tích cực theo đuổi các dự án có sử dụng nguồn vật liệu tái chế, thông qua các chính sách của chính phủ, hệ thống xếp hạng và phối hợp với các đối tác chính, chẳng hạn như năng lực doanh nghiệp, tài chính…; - Tính khả thi của việc sử dụng các vật liệu phế thải khác nhau, bao gồm cả bê tông tái chế xỉ thép, được đánh giá dựa trên sự tham khảo của vấn đề môi trường liên quan. Tác giả tin 347
rằng việc đưa chất thải tái chế vào sản xuất bê tông sẽ đạt hiệu suất cao, có thể là một đóng góp đáng kể cho một ngành công nghiệp xây dựng bền vững; - Nhiệm vụ của kỹ sư và nhà nghiên cứu là phải đánh giá xem có nên sử dụng một hoặc nhiều vật liệu phế thải có sẵn để sản xuất bê tông mới (bê tông cốt liệu xỉ thép) cho một dự án cụ thể hay không. Nhằm khẳng định một cách thiết thực khả năng ứng dụng của vật liệu tái chế nói chung và bê tông xi măng sử dụng cốt liệu xỉ thép nói riêng một cách hiệu quả nhất. 4. KẾT LUẬN Trong bài báo này tác giả trình bày kết quả đã được nghiên cứu các chỉ tiêu cường độ CEAFS [5] và đề xuất sử dụng nguồn vật liệu phế thải xỉ thép làm bê tông CEAFS ứng dụng vào công trình xây dựng khu vực miền Đông Nam Bộ như sau: 1) Dựa trên các đặc điểm lý hóa của xỉ EAF ở tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu, cốt liệu xỉ EAF đủ điều kiện để thay thế cốt liệu tự nhiên. Do đó, xỉ EAF được sử dụng trong nghiên cứu này có thể được sử dụng trong CEAFS. 2) Khi xỉ EAF được sử dụng để thay thế cốt liệu đá dăm, thì độ bền nén và độ bền uốn đã giảm nhẹ. Điều này là do xỉ EAF có kết cấu thô chỉ cải thiện rất ít trong các loại bê tông có tỷ lệ Nước/Chất kết dính (Xi măng+FA+SF) thấp, dẫn đến vùng chuyển tiếp bề mặt kém giữa cốt liệu xỉ EAF và ma trận kết dính. Tuy nhiên, trong CEAFS, EAF có thể được sử dụng để thay thế 50% đá dăm ở dạng cốt liệu thô phù hợp các chỉ tiêu vật liệu trong bê tông phục vụ ngành xây dựng. 3) Cần có một cơ quan nghiên cứu đầy đủ về cốt liệu bê tông tái chế (cố liệu xỉ thép) và việc ứng dụng nó, hiện nay chủ yếu được thực hiện bởi các cá nhân trong các tổ chức nghiên cứu và học thuật. 4) Hầu hết các nghiên cứu được khảo sát đều xem xét các đặc tính cơ học và độ bền của cốt liệu tái chế mà ít tập trung vào vấn tuổi thọ và khả năng ảnh hưởng đến môi trường trong một thời gian dài. Có rất ít nghiên cứu về tính khả thi về kinh tế và ý nghĩa tài chính của việc tái chế và tái sử dụng bê tông sử dụng cốt liệu xỉ thép trong các ứng dụng xây dựng. 5) Nghiên cứu về tác động môi trường của việc sử dụng vật liệu tái chế như vậy trong xây dựng hiếm khi được đề cập đến. 6) Các ứng dụng thực tế của việc sử dụng chất thải xây dựng tái chế vẫn còn sơ khai và cần một số nỗ lực lớn để thu hút các nhà đầu tư vào ngành này. 7) Hiện vẫn chưa có tiêu chuẩn, thông số kỹ thuật đề ra của các cấp chính quyền về chế biến và sử dụng cốt liệu tái chế cũng như chỉ dẫn kỹ thuật một cách cụ thể. Nhằm đảm bảo tận dụng được tối đa nguồn vật liệu xỉ thép vào trong lĩnh vực xây dựng mà không chứa chất gây hại ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. A. Mardani-Aghabaglou, K. Ramyar, “Mechanical properties of high-volume fly ash roller compacted concrete designed by maximum density method,” Constr. Build. Mater., vol. 38, no. 1, pp. 356-364, 2013. 2. C. Pellegrino, V. Gaddo, “Mechanical and durability characteristics of concrete containing EAF slag as aggregate,” Cem. Concr. Compos., vol. 31, no. 9, pp. 663-671, 2009. 348
3. F. Faleschini, K. Brunelli, M. A. Zanini, M. Dabalà, and C. Pellegrino, “Electric Arc Furnace Slag as Coarse Recycled Aggregate for Concrete Production,” J. Sustain. Metall., p. 44–50, November, 2015. 4. G. Adegoloye, A.L. Beaucour, S. Ortola, A. Noumowé, “Concretes made of EAF slag and AOD slag aggregates from stainless steel process: mechanical properties and durability,” Constr. Build. Mater., vol. 76, pp. 313-321, 2015. 5. Huu-Bang Tran, “Mechanical Properties of Coarse Aggregate Electric Arc Furnace Slag in Cement Concrete,” Civil Engineering Journal, vol. 7, no. 10, pp. 1716-1730, 2021. 6. I. Arribas, A. Santamaría, E. Ruiz, V. Ortega-López, J.M. Manso, “Electric arc furnace slag and its use in hydraulic concrete,” Constr. Build. Mater., vol. 90, pp. 68-79, 2015. 7. J.M. Manso, J.A. Polanco, M. Losañez, J.J. González, “Durability of concrete made with EAF slag as aggregate,” Cem. Concr. Compos., vol. 28, no. 6, p. 528–534, (2006). 8. J.T. San-José, I. Vegas, I. Arribas, I. Marcos, “The performance of steel-making slag concretes in the hardened state,” Mater. Des., vol. 60, pp. 612-619, 2014. 9. Kirschen, M.; Jung, I.-H.; Hackl, G. , “Phase Equilibrium Diagram for Electric Arc Furnace Slag Optimization in High Alloyed Chromium Stainless Steelmaking,” Metals, vol. 10, p. 826, 2020. 10. Kumar, S.; Kumar, R.; Bandopadhyay, A., “nnovative methodologies for the utilisation of wastes from metallurgical and allied industries,” Resour. Conserv. Recycl, vol. 48, pp. 301-314, 2006. 11. Lam, M.N.-T.; Le, D.-H.; Jaritngam, S., “Compressive strength and durability properties of roller- compacted concrete pavement containing electric arc furnace slag aggregate and fly ash,” Constr. Build. Mater, vol. 191, pp. 912-922, 2018. 12. Lizárraga, J.M.; Gallego, J., “Self-Healing Analysis of Half-Warm Asphalt Mixes Containing Electric Arc Furnace (EAF) Slag and Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) Using a Novel Thermomechanical Healing Treatment,” Materials (Basel), vol. 13, p. 2502, 2020. 13. Motevalizadeh, S.M.; Sedghi, R.; Rooholamini, H., “Fracture properties of asphalt mixtures containing electric arc furnace slag at low and intermediate temperatures,” Constr. Build. Mater, vol. 20, p. 117965, 2020. 14. N. Palankar, A.U. Ravi Shankar, B.M. Mithun, “Durability studies on eco-friendly concrete mixes incorporating steel slag as coarse aggregates,” J. Clean. Prod., vol. 129, pp. 437-448, 2016. 15. S. Monosi, M.L. Ruello, D. Sani, “Electric arc furnace slag as natural aggregate replacement in concrete production,” Cem. Concr. Compos., vol. 66, pp. 66-72, (2016). 16. Schino, A.D., “Environmental Impact of Steel Industry. In Handbook of Environmental Materials Management,” Springer International Publishing: Cham, Switzerland, pp. 1-21, 2018. 17. Tossavainen, M.; Engstrom, F.; Yang, Q.; Menad, N.; Lidstrom Larsson, M.; Bjorkman, B, “Characteristics of steel slag under different cooling conditions,” Waste Manag, vol. 27, p. 1335– 1344, 2007. 18. Tran, A.T.; Tran, G.H.; Nguyen, N.T.H.; Nguyen, K.S., “Characterization of carbonated steelmaking slag and its potential application in construction,” Vietnam J. Sci.Technol, vol. 61, p. 57, 2019. 19. USGS Iron and Steel Slag Data Sheet, “Mineral Commodity Summaries 2020 Available online,” accessed on 11 September 2020. 20. World Steel Association, “Steel Stastical Yearbook,” Available online, accessed on 11 September 2020. 21. Yumashev, A.; Ślusarczyk, B.; Kondrashev, S.; Mikhaylov, A., “ Global Indicators of Sustainable Development: Evaluation of the Influence of the Human Development Index on Consumption and Quality of Energy,” Energies, vol. 13, p. 2768, 2020. 349