Luận văn thạc sĩ xây dựng công trình thủy nghiên cứu sử dụng tro tuyển nhà máy nhiệt điện hải phòng làm phụ gia bê tông áp dụng cho bê tông công trình cảng lạch huyện hải phòng

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng tro tuyển từ nhà máy nhiệt điện Hải Phòng làm phụ gia cho bê tông công trình cảng Lạch huyện Hải Phòng.

• Tác giả: Ngô Thị Hồng
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Toàn Đức - Trưởng khoa Xây dựng
• Trường học: Đại học Hải Phòng
• Chuyên ngành: Kỹ thuật chuyên ngành công trình thủy
• Đề tài: Nghiên cứu sử dụng tro tuyển nhà máy nhiệt điện Hải Phòng làm phụ gia bê tông cho công trình cảng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, SỬ DỤNG TRO BAY TRONG BÊ TÔNG
• 1.1. Khái niệm và tính chất của tro bay
• 1.2. Tình hình nghiên cứu sử dụng Tro bay trong bê tông trên thế giới và Việt Nam
• 1.3. Kết quả nghiên cứu đã đạt được
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu sử dụng trong nghiên cứu
• 2.2. Luận chứng áp dụng Tổ hợp Tro bay + Phụ gia siêu dẻo trong
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG SỬ DỤNG TRO TUYẾN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN HẢI PHÒNG, ÁP DỤNG CHO BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH CẢNG LẠCH HUYỆN - HẢI PHÒNG
• 3.1. Thiết kế thành phần bê tông sử dụng tro tuyển nhà máy nhiệt điện Hải phòng dựa trên nền tảng phương pháp quy hoạch toán học thực nghiệm
• 3.2. Lựa chọn các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ, tính chống thấm nước của bê tông. Hàm mục tiêu nghiên cứu trong thí nghiệm
• 3.3. Lựa chọn thành phần tối ưu của bê tông sử dụng tro tuyển của nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng
• 3.4. Thiết kế cấp phối bê tông cho công trình cảng Lạch Huyện — Hải phòng. Phương pháp
• 3.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế do việc sử dụng tro tuyển của nhà máy nhiệt điện Hải Phòng
• KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH VẼ

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nghiên cứu sử dụng tro tuyển

Nghiên cứu sử dụng tro tuyển từ nhà máy nhiệt điện Hải Phòng làm phụ gia bê tông cho công trình cảng Lạch Huyện - Hải Phòng nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và cải thiện chất lượng bê tông. Tro tuyển, một loại phế thải từ quá trình đốt than, có thành phần hóa học phong phú và được biết đến với khả năng cải thiện tính chất cơ lý của bê tông. Việc sử dụng tro bay trong bê tông không chỉ giúp tiết kiệm nguyên liệu mà còn góp phần vào việc tái sử dụng phế phẩm, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Nghiên cứu này cũng nhằm mục tiêu nâng cao hiệu suất và độ bền của bê tông, đặc biệt là trong các công trình xây dựng như cảng, nơi yêu cầu cao về chất lượng và độ bền. Việc áp dụng tro tuyển trong công trình cảng không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn thể hiện trách nhiệm xã hội trong việc bảo vệ môi trường.

II. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng tro bay

Tình hình nghiên cứu sử dụng tro bay trong bê tông đã được thực hiện từ những năm 1980 và ngày càng trở nên phổ biến trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Nghiên cứu cho thấy, việc bổ sung tro bay vào bê tông không chỉ cải thiện cường độ mà còn nâng cao khả năng chống thấm và độ bền của bê tông. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tro bay có thể thay thế từ 10% đến 50% khối lượng xi măng, tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật của từng loại công trình. Việc sử dụng tro bay giúp giảm lượng nước cần thiết cho quá trình trộn bê tông, đồng thời cải thiện tính công tác của hỗn hợp bê tông. Đặc biệt, tro bay có khả năng tạo ra các phản ứng pozzolanic, giúp tăng cường độ bền và giảm thiểu sự nứt nẻ của bê tông. Đây là một hướng đi mới trong ngành công nghệ xây dựng, góp phần vào việc phát triển bền vững.

III. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu trong đề tài này bao gồm phương pháp thực nghiệm và toán học. Các thí nghiệm được tiến hành để xác định tỷ lệ tối ưu của tro tuyển trong bê tông nhằm đạt được hiệu suất bê tông cao nhất. Các mẫu bê tông được chế tạo với các tỷ lệ khác nhau của tro tuyển, sau đó tiến hành các thử nghiệm về cường độ chịu nén, khả năng chống thấm và độ dẻo của bê tông. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm kết hợp với phần mềm tính toán sẽ giúp xác định được cấp phối tối ưu, từ đó đưa ra những khuyến nghị về việc sử dụng tro tuyển trong các công trình xây dựng. Kết quả nghiên cứu sẽ đóng góp vào việc nâng cao chất lượng bê tông cũng như giảm thiểu tác động môi trường từ việc thải bỏ tro bay.

IV. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng tro tuyển từ nhà máy nhiệt điện Hải Phòng đã nâng cao cường độ và khả năng chống thấm của bê tông. Cụ thể, bê tông có sử dụng tro tuyển cho thấy cường độ chịu nén tăng từ 16% đến 25% so với bê tông truyền thống, đồng thời khả năng chống thấm cũng được cải thiện rõ rệt. Điều này chứng tỏ rằng, tro tuyển không chỉ là một phụ gia hiệu quả mà còn là một giải pháp bền vững cho ngành xây dựng. Việc áp dụng tro tuyển trong các công trình như cảng Lạch Huyện không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm thiểu lượng phế thải từ nhà máy nhiệt điện. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới trong việc tái sử dụng phế phẩm công nghiệp, đồng thời khẳng định vai trò quan trọng của công nghệ xây dựng trong việc phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam đang chứng kiến sự gia tăng nhanh chóng nhu cầu sử dụng điện, đặc biệt là từ các nhà máy nhiệt điện đốt than. Theo ước tính, mỗi năm các nhà máy nhiệt điện phía Bắc thải ra hàng trăm triệu tấn tro xỉ than, phần lớn được chứa trong các hồ chứa gần khu công nghiệp và dân cư, gây nguy cơ ô nhiễm môi trường đất và nước do chứa kim loại nặng. Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng, với công suất 1200 MW, cũng thải ra lượng phế thải lớn nhưng chưa có hệ thống xử lý và tái sử dụng hiệu quả.

Luận văn tập trung nghiên cứu việc sử dụng tro tuyển từ nhà máy nhiệt điện Hải Phòng làm phụ gia trong bê tông, áp dụng cho công trình cảng Lạch Huyện - Hải Phòng, một cảng quốc tế nước sâu quy mô lớn. Mục tiêu chính là giảm thiểu tác động môi trường từ phế thải nhiệt điện, đồng thời nâng cao tính chất cơ lý của bê tông, đặc biệt là cường độ chịu nén và khả năng chống thấm. Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi vật liệu và công nghệ hiện có tại Việt Nam, với thời gian nghiên cứu tập trung vào giai đoạn thi công và bảo dưỡng bê tông tại công trình cảng.

Ý nghĩa của đề tài không chỉ nằm ở việc bảo vệ môi trường, tiết kiệm diện tích chôn lấp phế thải mà còn góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật trong xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện và cảng biển, phù hợp với xu hướng phát triển bền vững của ngành vật liệu xây dựng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về bê tông có phụ gia khoáng hoạt tính, đặc biệt là tro bay và tro tuyển. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

1. Hiệu ứng tường chắn (Wall Effect): Tro bay có thành phần SiO₂ hoạt tính phản ứng với sản phẩm thủy hóa Ca(OH)₂ tạo ra các hợp chất CSH, làm tăng độ đặc chắc vùng giao diện chuyển tiếp giữa cốt liệu và đá xi măng, từ đó nâng cao cường độ và khả năng chống thấm của bê tông.

2. Hiệu ứng hình cầu (Ball Bearing Effect): Các hạt tro bay có dạng hình cầu mịn giúp cải thiện tính công tác của hỗn hợp bê tông, giảm lượng nước cần thiết khi trộn mà vẫn giữ được độ linh động.

3. Hiệu ứng phân tán (Dispersion Effect): Tro bay phân tán giữa các hạt xi măng, tăng diện tích tiếp xúc với nước, thúc đẩy quá trình thủy hóa.

4. Hiệu ứng tăng độ đặc chắc vi cấu trúc (Increased Packing Density): Tro bay lấp đầy các lỗ rỗng trong cấu trúc bê tông, làm tăng độ đặc chắc và giảm độ rỗng.

Các khái niệm chính bao gồm: tro tuyển (tro bay tuyển), phụ gia siêu dẻo, cường độ chịu nén, khả năng chống thấm, tỷ lệ nước/chất kết dính (N/CKD), và quy hoạch toán học thực nghiệm.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng kết hợp phương pháp thực nghiệm và toán học. Vật liệu nghiên cứu gồm xi măng PC30 Chinfon Hải Phòng, cát sông Lô, đá Kiện Khê, tro tuyển nhà máy nhiệt điện Hải Phòng và phụ gia siêu dẻo Sikament R4. Các tính chất cơ lý của vật liệu được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành.

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm được áp dụng để thiết kế cấp phối bê tông với các mức hàm lượng tro tuyển khác nhau, nhằm tìm ra thành phần tối ưu cho bê tông có cường độ và khả năng chống thấm cao. Phần mềm Maple hỗ trợ tính toán và mô phỏng các phương trình toán học liên quan.

Cỡ mẫu thí nghiệm gồm nhiều cấp phối bê tông với tỷ lệ tro tuyển từ 10% đến 50% so với khối lượng chất kết dính, được thử nghiệm ở các tuổi bê tông 1, 7, 28, 60, 90 và 120 ngày. Phương pháp chọn mẫu là chọn các mức biến thiên của yếu tố ảnh hưởng theo thiết kế trực giao bậc hai, giúp giảm số lượng thí nghiệm cần thiết mà vẫn đảm bảo độ chính xác.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ khảo sát vật liệu, thực hiện thí nghiệm, phân tích dữ liệu đến thiết kế cấp phối bê tông và đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật tại công trình cảng Lạch Huyện.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của tro tuyển đến cường độ bê tông: Bê tông sử dụng tro tuyển với hàm lượng 10% xi măng có cường độ nén tăng từ 16-25% so với bê tông không sử dụng tro tuyển khi kết hợp phụ gia siêu dẻo. Ở tuổi 28 ngày, cường độ bê tông có tro tuyển đạt trung bình 20,3 MPa, cao hơn 15% so với mẫu đối chứng.

2. Khả năng chống thấm: Bê tông có tro tuyển 10% kết hợp phụ gia siêu dẻo nâng cao khả năng chống thấm trung bình 0,5 MPa so với bê tông truyền thống. Khả năng chống thấm giảm 40-43% khi không bảo dưỡng trong điều kiện khí hậu nóng ẩm, nhấn mạnh vai trò bảo dưỡng.

3. Giảm lượng nước trộn: Sử dụng tro tuyển giúp giảm lượng nước trộn từ 8,8% đến 19,4% so với bê tông không sử dụng tro tuyển, nhờ hiệu ứng hình cầu và phân tán của tro tuyển, giữ nguyên tính công tác của hỗn hợp.

4. Hiệu quả kinh tế và môi trường: Việc thay thế xi măng bằng tro tuyển giảm lượng xi măng sử dụng khoảng 116 kg/m³ bê tông, tương đương giảm phát thải CO₂ đáng kể. Diện tích hồ chứa phế thải giảm, giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường.

Thảo luận kết quả

Các kết quả cho thấy tro tuyển nhà máy nhiệt điện Hải Phòng có tính chất khoáng hoạt tính cao, phù hợp làm phụ gia khoáng trong bê tông công trình cảng biển. Cường độ bê tông tăng rõ rệt ở tuổi muộn (28-120 ngày) do phản ứng puzơlan của tro tuyển, phù hợp với yêu cầu bê tông khối lớn và công trình thủy lợi, thủy điện không đòi hỏi cường độ sớm.

Khả năng chống thấm được cải thiện nhờ tăng độ đặc chắc vùng giao diện chuyển tiếp, giảm lỗ rỗng và tăng cường liên kết giữa xi măng và cốt liệu. Việc giảm lượng nước trộn không chỉ nâng cao tính công tác mà còn giảm lỗ rỗng trong bê tông, tăng độ bền và tuổi thọ công trình.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả phù hợp với xu hướng sử dụng tro bay trong bê tông chất lượng cao, bê tông khối lớn, góp phần giảm phát thải khí nhà kính và bảo vệ môi trường. Biểu đồ thể hiện sự phát triển cường độ theo tuổi bê tông và khả năng chống thấm dưới các điều kiện bảo dưỡng khác nhau sẽ minh họa rõ nét các phát hiện này.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng tỷ lệ tro tuyển 10-25% trong thiết kế bê tông công trình cảng biển: Động từ hành động là "thiết kế" và "áp dụng" nhằm tối ưu cường độ và khả năng chống thấm, thời gian thực hiện trong giai đoạn thi công cảng Lạch Huyện, do chủ đầu tư và nhà thầu thi công chịu trách nhiệm.

2. Kết hợp sử dụng phụ gia siêu dẻo để giảm lượng nước trộn: Giải pháp này giúp duy trì tính công tác của bê tông, giảm lỗ rỗng, nâng cao độ bền, được thực hiện song song với thiết kế cấp phối, do nhà cung cấp vật liệu và kỹ sư thiết kế đảm nhận.

3. Xây dựng quy trình bảo dưỡng bê tông phù hợp với điều kiện khí hậu nóng ẩm: Bảo dưỡng đúng cách giúp duy trì cường độ và khả năng chống thấm, giảm thiểu rạn nứt do co ngót và nhiệt độ, áp dụng trong suốt quá trình thi công và bảo dưỡng công trình, do nhà thầu thi công và giám sát thực hiện.

4. Phát triển hệ thống thu gom và xử lý tro tuyển tại nhà máy nhiệt điện Hải Phòng: Giải pháp này nhằm tận dụng tối đa phế thải, giảm ô nhiễm môi trường và chi phí xử lý, thời gian thực hiện dài hạn, do các cơ quan quản lý môi trường và nhà máy nhiệt điện phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế và thi công công trình xây dựng: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và phương pháp thiết kế cấp phối bê tông sử dụng tro tuyển, giúp nâng cao chất lượng và hiệu quả thi công.

2. Chuyên gia môi trường và quản lý phế thải công nghiệp: Luận văn cung cấp giải pháp tái sử dụng phế thải nhiệt điện, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, hỗ trợ xây dựng chính sách quản lý bền vững.

3. Nhà sản xuất vật liệu xây dựng: Thông tin về đặc tính tro tuyển và phụ gia siêu dẻo giúp phát triển sản phẩm bê tông chất lượng cao, thân thiện môi trường.

4. Các cơ quan quản lý nhà nước và đơn vị đầu tư: Cung cấp dữ liệu và khuyến nghị để xây dựng tiêu chuẩn, quy định về sử dụng phế thải công nghiệp trong xây dựng, góp phần phát triển kinh tế xanh.

Câu hỏi thường gặp

1. Tro tuyển là gì và tại sao nó được sử dụng trong bê tông?
   Tro tuyển là phế thải từ quá trình đốt than tại nhà máy nhiệt điện, chứa các oxit silic, canxi và magie có tính hoạt tính khoáng. Nó được sử dụng trong bê tông để cải thiện cường độ, giảm nhiệt thủy hóa và tăng khả năng chống thấm.

2. Hàm lượng tro tuyển tối ưu trong bê tông là bao nhiêu?
   Nghiên cứu cho thấy hàm lượng tro tuyển từ 10-25% so với khối lượng chất kết dính là phù hợp để đạt cường độ và tính chống thấm tốt, đồng thời đảm bảo tính công tác của hỗn hợp bê tông.

3. Phụ gia siêu dẻo có vai trò gì khi sử dụng tro tuyển?
   Phụ gia siêu dẻo giúp giảm lượng nước trộn cần thiết mà vẫn giữ được độ linh động của bê tông, từ đó giảm lỗ rỗng và tăng cường độ bê tông khi sử dụng tro tuyển.

4. Việc sử dụng tro tuyển có ảnh hưởng đến thời gian đông kết của bê tông không?
   Có, tro tuyển làm chậm thời gian đông kết của bê tông, điều này phù hợp với bê tông khối lớn và công trình yêu cầu cường độ phát triển ở tuổi muộn.

5. Lợi ích môi trường khi sử dụng tro tuyển trong bê tông là gì?
   Sử dụng tro tuyển giảm lượng xi măng cần thiết, từ đó giảm phát thải CO₂ trong sản xuất xi măng, đồng thời giảm diện tích và nguy cơ ô nhiễm từ các hồ chứa phế thải nhiệt điện.

Kết luận

• Tro tuyển nhà máy nhiệt điện Hải Phòng có thể sử dụng hiệu quả làm phụ gia khoáng trong bê tông công trình cảng Lạch Huyện, nâng cao cường độ và khả năng chống thấm.
• Hàm lượng tro tuyển tối ưu từ 10-25% kết hợp phụ gia siêu dẻo giúp giảm lượng nước trộn, tăng tính công tác và độ bền bê tông.
• Việc bảo dưỡng bê tông trong điều kiện khí hậu nóng ẩm là cần thiết để duy trì chất lượng bê tông sử dụng tro tuyển.
• Sử dụng tro tuyển góp phần giảm phát thải khí nhà kính và ô nhiễm môi trường, phù hợp với xu hướng phát triển bền vững.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai áp dụng cấp phối bê tông tối ưu tại công trình thực tế, đồng thời phát triển hệ thống thu gom và xử lý tro tuyển tại nhà máy nhiệt điện Hải Phòng.

Hành động kêu gọi: Các nhà nghiên cứu, kỹ sư và nhà quản lý nên phối hợp để mở rộng ứng dụng tro tuyển trong xây dựng, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TONG QUAN TINH HÌNH NGHIÊN CU DUNG TRO BAY TRONG BÊ TONG 1.1, Khái niệm và tính chat của tro bay. ‘Tro bay là phé thải thu được từ việc đốt than ở nhà máy nhiệt điện, thành phần của nó chứa các silic oxit (S/O:), canxi oxit (CaO), Magie oxit (MgO), lưu huỳnh oxit (SO,) và một phần ham lượng than chưa cháy (MKN) mà thường yêu cầu không vượt quá 6%. Hat tro bay dang hình cầu rất mịn, mịn hơn xi ming tỷ diện do theo phương pháp Blaine vào khoảng 250 — 600m‘/kg_ Dé có cơ sở cho việc sử dụng TT một cách hiệu quả trong bê tông, để tài đưa ra cơ sở khoa học trong việc sử dụng TT nói riêng và Tro bay nói chung như sau + Hiệu ứng tường chắn (wall effect): Khi xi mang thủy hóa, sản phẩm thủy hóa là Ca(OH); sẽ lắng đọng lên bé mặt hạt cốt liệu làm cho vùng giao diện chuyển tiếp (Interfacal Transition Zone -ITZ) giữa cốt liệu và đá xi ming bị rổng xốp làm giảm sự bám dính giữa chúng. Cơ chế này có thể giải thích như sau: trên bề mặt hạt xi măng có độ đậm đặc của các ion cao hơn trên bé mặt cốt liệu, các ion sẽ chuyển dich từ bề mặt hạt xi măng lên bề mặt hạt cốt liệu theo cơ chế khuếch tin bởi građien nông độ.

Vì y, khí sử dụng tro bay có thành phần SiO, hoạt tính chúng sẽ nhanh chóng dụng với sản phẩm thuỷ hóa có trên bề mặt hạt cốt liệu tạo ra các sản phẩm CSH lảm tăng. cường độ, tăng độ đặc chắc vùng giao diện chuyển tiếp, làm tăng độ bám dính giữa đá xi măng và hạt cốt liệu. Chính vì vậy, đối với bê tông chỉ sử dụng xi ming poóc lăng, thì khả năng chống thắm của bê tông thường thắp hơn so với. bê tông có sử dụng thêm phụ gia khoáng hoạt tính.

Điều này có thể giải thích là do bề mặt tiếp xúc giữa đá xi măng và cốt liệu là vùng tiếp xúc yếu dễ bị thấm nước. Khi pha phụ gia khoáng hoạt tính, thì sự liên kết của lớp tiếp xúc. nảy tăng lên, tăng độ đặc chắc giữa phan đá xi măng và cốt liệu, dẫn đến tăng tính chống thấm cho bê tông. Ngoài việc tăng cường khả năng chống thắm, do.

vùng giao diện chuyển tiếp được làm đặc chắc, cường độ của bê tông cũng. được cải thiện rõ rộ khi bê tông có sử dung phụ gia khoáng hoạt tính. Điều này thể hiện rõ đối với cường độ bê tông ở các tuổi dài lâu, + Hiệu ứng 6 bi (Ball Bearing Effect): khi thay thé xi mang bằng tro bay, do các hat tro bay có dang hình cầu nên chúng có tác dụng bôi tron, làm tăng tinh công tác cho hỗn hợp bê tông hay để đạt được cùng tính công tác thi hỗn hợp bê tông sử dụng tro bay sẽ cin lượng nước nhào trộn ít hơn hỗn hop bê tông không sử dụng tro bay. + Hiệu ứng phân tán (Dispersion Effect): tong hỗn hợp bê tông sử dụng tro bay, các hạt tro bay sẽ xâm nhập vào trong giữa các hạt xi tích các hạt xi mang ra làm cho bé mặt các hạt xỉ mang này tiếp xúc nhiều hơn với nước tăng nhanh quá trình thủy hóa của các hạt xi mang, + Hiệu ứng tăng độ đặc chắc vi cấu trúc (Increased Packing Density): tro bay sử dụng trong bê tông bé xung thành phần hạt còn thiếu trong xi măng.

làm cho dai hạt trở nên liên tục, làm giảm lỗ rỗng trong đá xi măng. Các hạt tro bay một phần tham gia phản ứng puzolanic, tạo khoáng có cường độ một phần tham gia điền diy cấu trú vi mô, làm cho đá xi măng trở nên đặc chắc Theo các kết quả nghiên cứu của TS, Phạm Toản Đức |3], với cùng ham lượng xi mang và độ lưu động của hỗn hợp bê tông, những n dụng tro tuyểnzsiêu déo có cường độ cao hơn từ 16-25 %, khả năng chống thấm cao hơn 0,5 MPa. Nguyên nhân do sử dụng chất siêu déo làm giảm. lượng nước cần của hỗn hợp bê tông làm giảm lượng lỗ rỗng trong cấu trúc bê.

tông đồng nghĩa với việc tăng độ chặt của bê tông đóng rắn. Trong khi đó, tro tuyển ngoài vai trò là chat độn nghiền mịn lắp đây các lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu còn tham gia vào quá trình thủy hóa của xi mang nên cường độ và khả năng chống thắm của bê tông được nâng cao rõ rệt. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra ring, ở độ tuôi ngắn ngày tro tuyển với ham lượng 10% xi măng ít có tác dụng trong việc cải thiện cường độ bê tông. Sự gia tăng cường độ bê tông chủ yếu do chit siêu déo giảm nước.

Tác dung của tro tuyển sẽ àng thấy rõ ở ác tuổi 28, 60, 90 và 120 ngày. [3] Việc sử dụng tro tuyển với hàm lượng 10% xi măng giúp cải thiện ding kế độ chống thắm của bê tông do cấu trúc của tro tuyển là các hạt hình cầu nằm giữa không gian giữa các hạt cốt liệu cũng như lỗ rỗng trong cấu trúc của tinh thé hydro silieat, hydro aluminat. Có thể thấy rõ tác dụng của tro tuyển trong cấu trúc bê tông ở hình 1.2bCấutrúcêôngkhsửdụngtrouyể inh 1.2¢ Cấu trúc bê tông có sử đụng tro tuyển Hình 1.2a: cho thấy tro tuyển có cấu trúc hình cầu.2b: cho thấy cấu trúc của bê tông không có tro tuyển có cấu trúc. rỗng rõ ràng, không đặc chắc.2c: cho thấy cấu trúc của bê tông có tro tuyển đặc chắc hơn nên có khả năng chống thắm tốt hơn.

‘Tro tuyển (TT) đã được nghi cứu sử dụng từ cuối những năm 80 của. thé ky trước. Ứng dụng TT cho bê tông trở nên phổ biển khi bắt đầu sử dung bê tông trong xây dựng các đập thủy lợi, thủy điện. Trong thời gian tới, hàng loạt các nhà máy nhiệt điện đốt than di vào hoạt động sẽ cho ra một lượng tro xỉ lớn, nếu không sử dụng sẽ gây ô nhiễm môi trường.

Đặc điểm của hầu hết các sản phẩm tro xi này đều có tính chất tương tự như tro xi nhà máy nhiệt điện Hải Phòng. Do vậy việc nghiên cứu sử dụng TT s là cơ sở giúp cho việc sử dụng các sản phẩm tro xi của các nhà máy nhiệt điện khác.3 giới thiệu về xưởng tách Tro tuyển của công ty cổ phần Sông Da Cao Cường được sử dụng để tách Tro xi than của nhà máy nhiệt điện Phả Hình 1.3 Xưởng tách Tro của công ty Cổ Phần Sông Ba Cao Cường Hiện nay, tại Việt Nam tro bay nhiệt điện là loại phụ gia khoáng mịn phổ biển có nhiều nguồn cung cấp, hạt tro bay có hình dạng cầu kích thước tương tự hạt xi ming. Trong tro bay có thành phần SiO; ở dang vô định hình tác dụng với vôi dư trong xi măng tạo thành hợp chất CSH có cường độ. Nó có những tác dụng chủ yếu đối với hỗn hợp bê tông tươi va bê tông đóng rắn như sau: ~_ Giảm khả năng tách nước, phân ting của hỗn hợp bê tong.

- Lim chậm thai gian đóng rắn của hỗn hợp bê tông ~ _ Giảm nhiệt thủy hóa của bê tông, ~ Tang cường độ, tăng khả năng chồng xâm thực của bê tông Một số đặc điểm khác biệt giữa bê tông truyền thống và bê tông hàm lượng tro bay cao được đưa ra như sau: làng đạt độ chảy cũng như khả năng bơm, khả năng len chặt ~ Có bề mặt sau khi thi công tốt hơn, thời gian thi công nhanh hon. ~ Thời gian đông kết chậm hơn. - Cường độ bê tông sẽ đạt được sau tuổi 28-90 ngày hoặc muộn hơn. - Có độ ôn định kích thước tốt.

Ngăn cản các vết nút do nhiệt, do co tự. nhiên, do co khô. - Sau 3 tháng bảo dưỡng có khả năng chống lại sự xâm nhập ion Cl- cao (thí nghiệm theo ASTM C1202). - Có đội n chống mài mòn, phản ứng kiểm - silic, an mòn sunphát.

- Có hiệu quả kinh tế do giá thành vật liệu đầu vào thấp. - Thân thiện với môi trường, giảm khí thải cácbon, tăng nguồn nguyên vật liệu đầu vào cho ngành xây dựng. Tình hình nghiên cứu sử dụng Tro bay trong bê tông trên thé git và Việt Nam.1, Tình hình nghiên cứu sử dụng Tro bay trong bê tông trên thế giới Việc nghiên cứu bê tông có him lượng tro bay cao đã được thực hiện tir đầu những năm 80 của thé ky 20. Trai qua nhiều năm nghiên cứu và phát triển, đã đạt được những kết quả quan trọng như: chế tạo được bê tông có hàm lượng tro bay cao (High Volume Fly Ash Concrete - HVFAC), lông chất lượng cao có hàm lượng tro bay cao (High Performance, High Volume Fly Ash Concrete - HPVFAC).

“Trong các nghiên cứu về bê tông him lượng tro bay có một số nghiên. cứu đáng chú ý sau: ‘Tro bay có ảnh hưởng đến một số tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông đã đóng rắn như: cường độ nén và sự phát triển cường độ, môđun đản hồ từ biến, kha năng dính kết của bê tông với cốt thép, khả năng kháng va đập, khả năng chịu mài mòn, chống thắm và bảo vệ chống ăn mòn, giảm kha năng nở do phân ứng kiềm- slic, bền sunphát, co khô,y.Tro bay có thể ứng dụng trong hau hết các loại bê tông như: bê tông thương phẩm, bê tông. làm đường, bê tông khối lớn, bê tông bơm, bê tông ứng lực trước căng trước và ứng lực trước căng sau, vữa xây, vữa rót,v. Fourier, [23], đã sử dụng tro bay loại F để nghiên cứu sự phát triển cường độ của bê tông với tỷ lệ thay thé xi măng từ 30-50% theo khối lượng, hàm lượng chất kết dính từ 300-400 kg/m’, cường độ nén được xác định ở các tuổi 1, 7, 28, 56 ngày, đã kết luận: - Có thể sử dụng bê tông tro bay không phụ gia siêu déo với him lượng tro bay đạt đến 50% khối lượng chất kết đính cho cường độ nén tuổi 28 ngày.

- Khi thay thé xi măng bằng 30% tro bay cường độ tuổi 1 ngày hơn, tuy nhiên sau 28 ngày cường độ đạt cao hơn so với bê tông không có tro bay (loại tro bay Sundance). Với tro bay Point Tupper, cường độ tuổi 28 ngày của bê tông tương đương với bê tông đối chứng (tỷ lệ thay thé tro bay 40%, ông hàm lượng chất kết dính - 350 kg/m’). Rafat Siddique, [26], đã nghiên cứu thay thé xi măng bằng tro bay với tỷ lệ 40%, 45%, 50% theo khối lượng khi tổng him lượng cl t dính là 400 kg/m’. Qua t quả nghiên cứu đưa ra một số kết luận sau: ~ Việc thay thé xi mang bằng tro bay với các tỷ lệ trên làm giảm cường.