I. Sự cần thiết của nghiên cứu
Nghiên cứu về bê tông xi măng (BTXM) với phụ gia nano SiO2 và silica fume là rất cần thiết trong bối cảnh hiện nay. Các quốc gia như Trung Quốc, Hàn Quốc, và Nhật Bản đã áp dụng BTXM cho mặt đường ô tô với tỷ lệ cao. Tại Việt Nam, mặc dù BTXM đã được sử dụng từ những năm 80, nhưng tỷ lệ hiện tại vẫn còn thấp, chỉ khoảng 3% mạng lưới đường. Khu vực miền Tây đang triển khai nhiều dự án BTXM, cho thấy tiềm năng phát triển của loại vật liệu này. Việc sử dụng silica fume và nano SiO2 không chỉ giúp cải thiện chất lượng bê tông mà còn giảm thiểu khí thải CO2 từ việc sản xuất xi măng. Sự kết hợp giữa hai loại phụ gia này có thể nâng cao tính năng cơ học và hóa học của BTXM, từ đó đáp ứng nhu cầu xây dựng đường ô tô chất lượng cao.
II. Tính chất và ứng dụng của phụ gia nano SiO2 và silica fume
Phụ gia nano SiO2 và silica fume đã được chứng minh là có khả năng cải thiện đáng kể các tính chất của bê tông xi măng. Nano SiO2, với kích thước hạt nhỏ, có thể làm tăng cường độ và độ bền của bê tông thông qua phản ứng pozzolanic. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng nano SiO2 có thể làm giảm kích thước tinh thể CH trong bê tông, từ đó cải thiện cấu trúc vi mô và tăng cường độ chịu nén. Silica fume, mặc dù có tốc độ phản ứng chậm hơn, cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các sản phẩm hydrat hóa có lợi cho cường độ bê tông. Sự kết hợp giữa hai loại phụ gia này không chỉ nâng cao tính năng mà còn mở ra hướng đi mới cho việc sử dụng các phế phẩm nông nghiệp như tro trấu trong sản xuất vật liệu xây dựng.
III. Phương pháp nghiên cứu và thí nghiệm
Phương pháp nghiên cứu bao gồm cả lý thuyết và thực nghiệm, nhằm đánh giá hiệu quả của phụ gia nano SiO2 và silica fume trong bê tông xi măng. Các thí nghiệm được thực hiện để xác định các đặc trưng như cường độ chịu nén, độ thấm nước, và hệ số giãn nở nhiệt. Kết quả cho thấy rằng bê tông sử dụng phụ gia NS và kết hợp NS+SF có tính năng vượt trội hơn so với bê tông thông thường. Việc tính toán và thiết kế thành phần bê tông cũng được thực hiện để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cho mặt đường ô tô. Những kết quả này không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có thể áp dụng thực tiễn trong xây dựng đường giao thông.
IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nghiên cứu này không chỉ góp phần vào việc phát triển công nghệ bê tông xi măng mà còn có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ môi trường. Việc tận dụng tro trấu để sản xuất nano SiO2 giúp giảm thiểu chất thải nông nghiệp, đồng thời tạo ra một nguồn nguyên liệu giá trị cho ngành xây dựng. Sự cải thiện về tính năng của BTXM khi sử dụng phụ gia NS và NS+SF có thể giúp nâng cao chất lượng mặt đường ô tô, đáp ứng nhu cầu giao thông ngày càng tăng. Các kết quả nghiên cứu sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các kỹ sư thiết kế và các nhà đầu tư trong lĩnh vực xây dựng, đặc biệt là trong khu vực miền Tây Nam Bộ.
