I. Tổng quan về bê tông geopolymer và nano silica
Bê tông geopolymer là một loại vật liệu xây dựng mới, được sản xuất từ các nguyên liệu tự nhiên như tro bay và xỉ lò cao, kết hợp với dung dịch kiềm để tạo ra chất kết dính. Việc sử dụng nano silica trong bê tông geopolymer đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu. Nano silica không chỉ cải thiện tính chất cơ học mà còn giúp tăng cường độ bền và khả năng chống thấm cho bê tông. Theo nghiên cứu, việc bổ sung nano silica vào bê tông geopolymer có thể làm tăng cường độ chịu nén và chịu kéo, đồng thời giảm thiểu sự hình thành lỗ rỗng trong cấu trúc bê tông. Điều này dẫn đến việc cải thiện đáng kể tính bền vững của bê tông trong môi trường khắc nghiệt.
1.1. Tính chất của bê tông geopolymer
Bê tông geopolymer có nhiều ưu điểm so với bê tông truyền thống, bao gồm khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt tốt và cường độ cao. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng bê tông geopolymer có thể đạt được cường độ cao hơn so với bê tông xi măng thông thường khi được dưỡng hộ trong điều kiện thích hợp. Việc sử dụng nano silica trong bê tông geopolymer không chỉ giúp cải thiện cường độ mà còn làm tăng tính năng chịu lực của bê tông. Cụ thể, nghiên cứu cho thấy rằng việc bổ sung 3% nano silica có thể làm tăng cường độ chịu nén lên đến 17.03% và cường độ chịu kéo gián tiếp lên đến 19.32%.
II. Ảnh hưởng của nano silica đến tính chất cơ học của bê tông geopolymer
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hàm lượng nano silica tối ưu để cải thiện tính chất cơ học của bê tông geopolymer là 3%. Khi vượt quá hàm lượng này, hiệu quả của nano silica sẽ giảm dần do sự phân tán không đồng nhất trong hỗn hợp bê tông. Điều này dẫn đến việc hình thành lỗ rỗng và giảm cường độ của mẫu bê tông. Việc nghiên cứu ảnh hưởng của nano silica đến tính chất cơ học của bê tông geopolymer là rất quan trọng, không chỉ giúp tối ưu hóa công thức bê tông mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu trong ngành xây dựng.
2.1. Cường độ chịu nén và chịu kéo
Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng việc sử dụng nano silica nghiền mịn NS.32 giúp tăng cường độ chịu nén và chịu kéo gián tiếp của bê tông geopolymer. Cụ thể, cường độ chịu nén tăng 17.03% và cường độ chịu kéo gián tiếp tăng 19.32% so với mẫu không có phụ gia. Điều này chứng tỏ rằng nano silica có khả năng cải thiện đáng kể tính chất cơ học của bê tông geopolymer, từ đó mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các loại vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường.
III. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu
Nghiên cứu về ảnh hưởng của nano silica đến tính chất bê tông geopolymer không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành xây dựng. Việc sử dụng bê tông geopolymer có chứa nano silica có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường do giảm lượng khí CO2 phát thải từ quá trình sản xuất xi măng. Hơn nữa, bê tông geopolymer có khả năng chịu lực tốt hơn, giúp tăng tuổi thọ công trình và giảm chi phí bảo trì. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh hiện nay khi mà nhu cầu về vật liệu xây dựng bền vững ngày càng tăng.
3.1. Tính bền vững và bảo vệ môi trường
Việc áp dụng bê tông geopolymer có chứa nano silica không chỉ giúp cải thiện tính chất cơ học mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Bê tông geopolymer có thể được sản xuất từ các nguyên liệu tái chế như tro bay, giúp giảm thiểu lượng chất thải và ô nhiễm. Hơn nữa, với khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt tốt, bê tông geopolymer có thể được sử dụng trong các công trình xây dựng ở những khu vực có điều kiện khắc nghiệt, từ đó nâng cao tính bền vững của công trình.
