I. Tổng quan về ứng dụng xỉ lò thép
Xỉ lò thép là sản phẩm phụ từ quá trình luyện thép, được sử dụng rộng rãi trong xây dựng trên thế giới. Tại Việt Nam, Bà Rịa - Vũng Tàu là khu vực tập trung nhiều nhà máy luyện thép, tạo ra lượng lớn xỉ lò thép. Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng xỉ lò thép làm cấp phối bê tông xi măng, nhằm giảm thiểu tác động môi trường và tận dụng nguồn tài nguyên tái chế. Xỉ lò thép có tính chất vật lý và hóa học tương tự đá tự nhiên, phù hợp để thay thế trong bê tông xi măng.
1.1. Ứng dụng xỉ lò thép trên thế giới
Trên thế giới, xỉ lò thép đã được sử dụng từ hàng trăm năm trong xây dựng đường giao thông và công trình công nghiệp. Các nước như Mỹ, Đức, Nhật Bản đã tái chế xỉ lò thép thành đá nhân tạo (Ecoslag) để xây dựng các công trình bền vững như sân bay, cầu cảng, và đường giao thông. Xỉ lò thép còn được dùng làm vật liệu phủ bãi chôn lấp rác và xử lý nước thải.
1.2. Thực trạng xỉ lò thép tại Việt Nam
Tại Việt Nam, xỉ lò thép chủ yếu phát sinh từ các nhà máy luyện thép ở Bà Rịa - Vũng Tàu. Khối lượng xỉ lò thép phát sinh hàng năm lên đến hơn 1 triệu tấn, gây áp lực lớn lên môi trường. Hiện nay, xỉ lò thép được sử dụng tự phát trong các công trình như đường nội bộ, nền nhà xưởng, nhưng chưa có quy trình nghiên cứu cụ thể để ứng dụng trong bê tông xi măng.
II. Nghiên cứu lý thuyết về bê tông xi măng
Bê tông xi măng là vật liệu xây dựng phổ biến, được tạo thành từ xi măng, cát, đá dăm và nước. Nghiên cứu này tập trung vào việc thay thế đá dăm bằng xỉ lò thép trong cấp phối bê tông xi măng. Bê tông xi măng sử dụng xỉ lò thép có tiềm năng giảm chi phí và bảo vệ môi trường, đồng thời duy trì các tính chất cơ lý cần thiết.
2.1. Tính chất cơ bản của bê tông xi măng
Bê tông xi măng có các tính chất cơ bản như cường độ chịu nén, độ thấm nước, và tính co nở thể tích. Việc thay thế đá dăm bằng xỉ lò thép cần đảm bảo các tính chất này không bị ảnh hưởng tiêu cực. Xỉ lò thép có cấu trúc tổ ong và độ rỗng cao, giúp cải thiện khả năng hút nước và giảm lượng xi măng cần thiết.
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính công tác của bê tông
Tính công tác của bê tông xi măng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tỷ lệ nước/xi măng, kích thước cốt liệu, và độ sạch của vật liệu. Xỉ lò thép có kích thước hạt đồng đều và độ sạch cao, phù hợp để sử dụng trong cấp phối bê tông xi măng. Nghiên cứu cần xác định tỷ lệ tối ưu giữa xỉ lò thép và các vật liệu khác để đảm bảo tính công tác của hỗn hợp bê tông.
III. Nghiên cứu thực nghiệm với bê tông xi măng M300
Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành để đánh giá khả năng thay thế đá dăm bằng xỉ lò thép trong bê tông xi măng M300. Các chỉ tiêu cơ lý của xỉ lò thép và đá dăm được so sánh để xác định tính khả thi của việc sử dụng xỉ lò thép làm cốt liệu. Kết quả nghiên cứu sẽ đóng góp vào việc phát triển công nghệ bê tông bền vững và thân thiện với môi trường.
3.1. Thiết kế thành phần bê tông
Thiết kế thành phần bê tông xi măng sử dụng xỉ lò thép được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 7572:2006. Các chỉ tiêu cơ lý của xỉ lò thép, đá dăm, và xi măng được xác định để thiết kế hỗn hợp bê tông tối ưu. Kết quả thiết kế sẽ được sử dụng để đúc mẫu và tiến hành các thí nghiệm cường độ chịu nén và chịu kéo.
3.2. Đánh giá kết quả thí nghiệm
Các mẫu bê tông xi măng sử dụng xỉ lò thép và đá dăm được thí nghiệm ở các độ tuổi 7, 14, và 28 ngày. Kết quả thí nghiệm cho thấy bê tông xi măng sử dụng xỉ lò thép đạt cường độ chịu nén và chịu kéo tương đương với bê tông xi măng sử dụng đá dăm. Điều này chứng minh tính khả thi của việc sử dụng xỉ lò thép làm cốt liệu trong bê tông xi măng.
