Luận Văn Thạc Sĩ: Ứng Dụng Tro Trấu Trong Cọc Đất Bằng Công Nghệ Geopolymer Tại Đồng Bằng Sông Cửu Long

• Tác giả: Nguyễn Tân Nô
• Người hướng dẫn: TS. Lê Anh Tuấn
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng
• Đề tài: Nghiên cứu sử dụng tro trấu dùng cho cọc đất ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long bằng công nghệ geopolymer
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ GEOPOLYMER
• 1.1. Các công trình nghiên cứu trên thế giới
• 1.2. Các công trình nghiên cứu trong nước
• 1.3. Kết luận chương
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan về vật liệu geopolymer
• 2.2. Cơ sở hoá học tạo thành vật liệu geopolymer đất yếu và tro trấu
• 2.3. Kết luận chương
• 3. CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ
• 3.1. Vật liệu
• 3.2. Xi măng Portland
• 3.3. Dung dịch hoạt hoá
• 3.4. Môi trường dưỡng hộ
• 3.5. Thiết kế thành phần cấp phối
• 3.6. Phương pháp tạo mẫu và phương pháp thí nghiệm
• 3.6.1. Phương pháp tạo mẫu
• 3.6.2. Phương pháp thí nghiệm
• 3.7. Kết quả thí nghiệm
• 3.7.1. Ảnh hưởng của thời gian bảo dưỡng đến cường độ chịu nén, module biến dạng của đất gia cố
• 3.7.2. Ảnh hưởng của hàm lượng dung dịch hoạt hoá đến cường độ chịu nén, module biến dạng của đất gia cố
• 3.7.3. Ảnh hưởng của hàm lượng tro trấu đến cường độ chịu nén, module biến dạng của đất gia cố
• 3.7.3.1. Khi hàm lượng tro trấu chiếm 30% theo khối lượng
• 3.7.3.2. Khi hàm lượng tro trấu chiếm 40% theo khối lượng
• 3.7.3.3. Khi hàm lượng tro trấu chiếm 50% theo khối lượng
• 3.7.4. Ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến cường độ chịu nén, module biến dạng của đất gia cố
• 3.7.5. Đánh giá cường độ chịu nén, module biến dạng của mẫu đất được xử lý bằng công nghệ geopolymer tổng hợp từ tro trấu và phương pháp đất trộn xi măng
• 3.7.6. Phân tích kết quả thí nghiệm
• 3.7.6.1. Theo vật liệu đầu vào
• 3.7.6.2. Theo hình dạng vết nứt khi mẫu phá hoại
• 3.7.6.3. Theo kết quả phân tích cấu trúc mẫu geopolymer bằng phương pháp phổ hồng ngoại FT-IR
• 3.7.6.4. Theo kết quả phân tích cấu trúc bề mặt bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 3.8. Kết luận chương
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
• 4.1. Kết luận
• 4.2. Hướng phát triển đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• A. Kết quả thí nghiệm mẫu đất nguyên dạng
• B. Kết quả thí nghiệm mẫu geopolymer tổng hợp từ 30% RHA
• C. Kết quả thí nghiệm mẫu geopolymer tổng hợp từ 40% RHA
• D. Kết quả thí nghiệm mẫu geopolymer tổng hợp từ 50% RHA
• E. Kết quả thí nghiệm mẫu đất trộn xi măng

I. Giới thiệu về nghiên cứu ứng dụng tro trấu trong cọc đất bằng công nghệ geopolymer tại đồng bằng sông Cửu Long

Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng tro trấu trong việc gia cố cọc đất bằng công nghệ geopolymer tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Tro trấu, một phụ phẩm nông nghiệp, được sử dụng như một vật liệu thay thế xi măng trong việc tạo ra geopolymer, một vật liệu xây dựng bền vững và thân thiện với môi trường. Nghiên cứu nhằm giải quyết vấn đề xử lý đất yếu trong khu vực, nơi mà lớp đất sét yếu dày đặc gây khó khăn cho các công trình xây dựng.

1.1. Sự cần thiết của nghiên cứu

Khu vực đồng bằng sông Cửu Long có đặc điểm địa chất phức tạp với lớp đất yếu dày, gây ra nhiều thách thức cho các kỹ sư xây dựng. Việc sử dụng công nghệ geopolymer từ tro trấu không chỉ giúp cải thiện nền móng mà còn giảm thiểu tác động môi trường so với các phương pháp truyền thống như sử dụng xi măng. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới trong việc xử lý đất yếu bằng vật liệu thân thiện môi trường.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu nhằm xác định cấp phối tối ưu của tro trấu trong công nghệ geopolymer để đạt được cường độ chịu nén và module biến dạng tốt nhất. Các yếu tố ảnh hưởng như thời gian bảo dưỡng, hàm lượng dung dịch hoạt hóa, và tỷ lệ tro trấu được khảo sát kỹ lưỡng. Kết quả nghiên cứu sẽ được so sánh với phương pháp truyền thống sử dụng xi măng để đánh giá hiệu quả.

II. Công nghệ geopolymer và ứng dụng trong xử lý đất yếu

Công nghệ geopolymer là một phương pháp tiên tiến trong xử lý đất yếu, sử dụng các vật liệu thay thế xi măng như tro trấu, tro bay, và silica fume. Geopolymer được hình thành từ phản ứng hóa học giữa các vật liệu giàu silica và alumina với dung dịch kiềm. Nghiên cứu này tập trung vào việc tạo ra geopolymer từ tro trấu, một vật liệu dồi dào tại đồng bằng sông Cửu Long, nhằm cải thiện nền móng và giảm thiểu tác động môi trường.

2.1. Cơ sở lý thuyết của geopolymer

Geopolymer được hình thành từ phản ứng hóa học giữa các vật liệu giàu silica và alumina với dung dịch kiềm như NaOH hoặc KOH. Tro trấu, với hàm lượng silica cao, là nguyên liệu lý tưởng để tạo ra geopolymer. Quá trình này không chỉ tạo ra vật liệu có cường độ chịu nén cao mà còn giảm thiểu lượng khí thải CO2 so với sản xuất xi măng truyền thống.

2.2. Ứng dụng geopolymer trong xử lý đất yếu

Geopolymer được sử dụng để gia cố cọc đất trong các khu vực có đất yếu như đồng bằng sông Cửu Long. Phương pháp này giúp cải thiện nền móng bằng cách tăng cường độ chịu nén và module biến dạng của đất. Nghiên cứu này cũng so sánh hiệu quả của geopolymer với phương pháp truyền thống sử dụng xi măng, cho thấy tiềm năng lớn của công nghệ geopolymer trong xử lý đất yếu.

III. Kết quả nghiên cứu và đánh giá

Nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm để đánh giá cường độ chịu nén và module biến dạng của cọc đất được gia cố bằng geopolymer từ tro trấu. Kết quả cho thấy, với tỷ lệ tro trấu và dung dịch hoạt hóa tối ưu, geopolymer đạt được cường độ chịu nén cao hơn so với phương pháp truyền thống sử dụng xi măng. Điều này khẳng định tiềm năng ứng dụng của công nghệ geopolymer trong xử lý đất yếu tại đồng bằng sông Cửu Long.

3.1. Ảnh hưởng của thời gian bảo dưỡng

Thời gian bảo dưỡng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến cường độ chịu nén và module biến dạng của geopolymer. Kết quả thí nghiệm cho thấy, sau 28 ngày bảo dưỡng, cường độ chịu nén của geopolymer đạt mức tối ưu, cao hơn so với mẫu đất trộn xi măng. Điều này chứng tỏ geopolymer có khả năng phát triển cường độ theo thời gian.

3.2. So sánh với phương pháp truyền thống

Nghiên cứu so sánh hiệu quả của geopolymer với phương pháp truyền thống sử dụng xi măng. Kết quả cho thấy, geopolymer từ tro trấu không chỉ đạt được cường độ chịu nén cao hơn mà còn giảm thiểu tác động môi trường. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc xử lý đất yếu bằng vật liệu bền vững.