I. Kích hoạt kiềm nội bộ
Kích hoạt kiềm nội bộ (IAA) là phương pháp được nghiên cứu để tăng cường phản ứng pozzolanic của tro bay trong hệ thống xi măng tro bay. Phương pháp này sử dụng các dung dịch kiềm như NaOH hoặc Ca(OH)2 bão hòa để kích hoạt phản ứng hóa học bên trong vật liệu. IAA không chỉ giảm hàm lượng Ca(OH)2 mà còn tăng cường tiêu thụ Ca(OH)2 thông qua phản ứng pozzolanic. Điều này được chứng minh qua các thí nghiệm đo lường hàm lượng Ca(OH)2 và phân tích nhiệt trọng lượng. IAA cũng được áp dụng trong điều kiện nhiệt độ bình thường, mang lại tính thực tiễn cao hơn so với các phương pháp kích hoạt kiềm truyền thống.
1.1 Cơ chế kích hoạt kiềm nội bộ
Cơ chế kích hoạt kiềm nội bộ dựa trên việc sử dụng các dung dịch kiềm để tăng tốc phản ứng pozzolanic của tro bay. Khi dung dịch kiềm được bơm vào hệ thống xi măng tro bay, nó làm tăng nồng độ OH-, thúc đẩy sự hòa tan của silica và alumina trong tro bay. Điều này dẫn đến sự hình thành các sản phẩm hydrat hóa như C-S-H, cải thiện tính chất hóa học và tính chất cơ học của vật liệu. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả khi áp dụng sau 3 tháng đúc, giúp tối ưu hóa quá trình hydrat hóa và phản ứng pozzolanic.
II. Tính chất hóa học của hệ thống xi măng tro bay
Tính chất hóa học của hệ thống xi măng tro bay được cải thiện đáng kể nhờ kích hoạt kiềm nội bộ. Các thí nghiệm cho thấy IAA làm giảm hàm lượng Ca(OH)2 và tăng cường tiêu thụ Ca(OH)2 thông qua phản ứng pozzolanic. Đặc biệt, việc sử dụng dung dịch Ca(OH)2 bão hòa mang lại hiệu quả cao hơn so với nước hoặc NaOH. IAA cũng được chứng minh là có tác động tích cực đến quá trình hydrat hóa của xi măng, giúp cải thiện tính bền vững của vật liệu.
2.1 Ảnh hưởng của IAA lên hàm lượng Ca OH 2
IAA làm giảm đáng kể hàm lượng Ca(OH)2 trong hệ thống xi măng tro bay, đặc biệt là ở mẫu có 40% tro bay (FA40). Việc tiêm dung dịch Ca(OH)2 bão hòa vào hệ thống giúp giảm hàm lượng Ca(OH)2 và tăng cường tiêu thụ Ca(OH)2 thông qua phản ứng pozzolanic. Điều này được xác nhận qua phân tích nhiệt trọng lượng và hình ảnh SEM, cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong cấu trúc vi mô của vật liệu.
III. Tính chất cơ học của hệ thống xi măng tro bay
Tính chất cơ học của hệ thống xi măng tro bay được cải thiện nhờ kích hoạt kiềm nội bộ. IAA làm giảm tổng thể tích lỗ rỗng và thay đổi phân bố kích thước lỗ rỗng, với sự giảm tỷ lệ thể tích lỗ rỗng từ 20-330 nm và tăng tỷ lệ thể tích lỗ rỗng từ 3-20 nm. Điều này cho thấy IAA có hiệu quả trong việc tăng cường phản ứng pozzolanic và cải thiện cấu trúc vi mô của vật liệu. Mặc dù IAA không làm tăng đáng kể cường độ nén, nó giúp giảm thể tích lỗ rỗng lớn và cải thiện độ bền lâu dài của vật liệu.
3.1 Ảnh hưởng của IAA lên độ xốp
IAA làm giảm tổng thể tích lỗ rỗng trong hệ thống xi măng tro bay, đặc biệt là ở mẫu FA40. Phân bố kích thước lỗ rỗng cũng thay đổi, với sự giảm tỷ lệ thể tích lỗ rỗng từ 20-330 nm và tăng tỷ lệ thể tích lỗ rỗng từ 3-20 nm. Điều này cho thấy IAA có hiệu quả trong việc tăng cường phản ứng pozzolanic và cải thiện cấu trúc vi mô của vật liệu. Các thí nghiệm cũng cho thấy IAA áp dụng sau 3 tháng đúc mang lại hiệu quả cao hơn so với áp dụng sau 1 tháng.
IV. Ứng dụng thực tiễn và giá trị nghiên cứu
Nghiên cứu về kích hoạt kiềm nội bộ trong hệ thống xi măng tro bay mang lại giá trị thực tiễn cao trong công nghệ xây dựng. IAA giúp cải thiện tính chất hóa học và tính chất cơ học của vật liệu, đồng thời tăng cường tính bền vững và độ bền lâu dài. Phương pháp này có thể được áp dụng rộng rãi trong sản xuất bê tông cường độ cao, giúp giảm chi phí và bảo vệ môi trường. Nghiên cứu cũng mở ra hướng đi mới trong việc sử dụng tro bay như một vật liệu thay thế xi măng truyền thống.
4.1 Cải thiện tính bền vững
Kích hoạt kiềm nội bộ giúp cải thiện tính bền vững của hệ thống xi măng tro bay bằng cách tăng cường phản ứng pozzolanic và cải thiện cấu trúc vi mô của vật liệu. Điều này không chỉ giúp tăng cường độ bền lâu dài của vật liệu mà còn giảm thiểu tác động môi trường thông qua việc sử dụng tro bay như một vật liệu thay thế xi măng truyền thống. IAA cũng giúp giảm chi phí sản xuất và tăng hiệu quả kinh tế trong công nghệ xây dựng.
