Một nghiên cứu thực nghiệm bê tông hàm lượng tro bay cao có cường độ cao làm mặt đường ô tô ở Việt Nam

Tác giả: TS. THÁI MINH QUÂN
              PGS. TS. NGUYỄN THANH SANG
              ThS. LÊ THU TRANG
              Trường Đại học Giao thông vận tải
              ThS. NCS. HOÀNG TIẾN VĂN
              Trường Cao đẳng Giao thông vận tải Trung ương IV

Cấp phối cốt liệu cho bê tông hàm lượng tro bay cao cường độ cao làm đường

Tro bay thường được sử dụng để thay thế một phần chất kết dính trong bê tông với hàm lượng thường giới hạn nhỏ hơn 30%. Những nghiên cứu gần đây thường tập trung về bê tông hàm lượng tro bay cao để giảm phát thải khí hiệu ứng nhà kính CO2. Nghiên cứu này đề cập việc chế tạo bê tông hàm lượng tro bay cao có cường độ cao trong xây dựng đường. Tỷ lệ thay thế tro bay được chọn từ 30%, 40%, và 50% so với khối lượng chất kết dính. Kết quả cường độ chịu nén 28 ngày tuổi đạt từ 50 MPa, cường độ chịu kéo khi uốn đạt từ 7,1 MPa, độ mài mòn thấp hơn 0,3 g/cm2. Bê tông hàm lượng tro bay cao này có thể đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật của bê tông mặt đường cấp cao.

Hiện nay, việc sử dụng bê tông càng ngày càng nhiều do tăng dân số và phát triển cơ sở hạ tầng. Melta et al. [1] cũng đã tính toán rằng có khoảng 18 tỷ tấn mỗi năm vào năm 2050. Ở Việt Nam, mỗi năm lượng bê tông cần tiêu thụ vào khoảng 167 triệu tấn [2], tương đương với tỷ lệ 1,5 m3/1 người và còn cao hơn so với tỷ lệ sử dụng bê tông trên thế giới 1,0 m3/1 người. Tro bay hàng năm trên thế giới phát thải ra khoảng 900 Mt (tỷ tấn) [3], trong đó Ấn Độ 169,25 Mt, Trung Quốc 580 Mt, Mỹ 43,5 Mt, Việt Nam đang ở mức là 16 Mt. Trên thế giới, mức độ sử dụng trung bình tái sử dụng tro bay trên tổng lượng tro, đối với Việt Nam tỷ lệ tận dụng lại chưa cao và tốn hàng trăm hecta để làm bãi chứa tro bay và ảnh hưởng rất lớn đến môi trường. Theo quy hoạch phát triển GTVT đường bộ Việt Nam đến năm 2020 và định hướng đến 2030 cần xây dựng 1.600 km đường cao tốc, nâng cấp QL1, đường Hồ Chí Minh cần kinh phí cũng như khối lượng vật liệu rất lớn [4]. Các dạng kết cấu mặt đường dạng mới cần được đưa vào sử dụng để làm phong phú thêm sự lựa chọn cho nhà thầu. Nghiên cứu của Atis (2002, 2005, 2003) cho rằng trong xây dựng đường, bê tông nhiều tro bay có khả năng chống mài mòn tốt hơn, có cường độ cao hơn khi sử dụng tới 30% tro bay và giảm co ngót khô so với bê tông truyền thống [5]. Zapata và Gambatese (2005) [6] đánh giá năng lượng cho xây dựng đường, họ báo cáo rằng khi thay thế một phần xi măng bằng tro bay thì làm giảm năng lượng trong xây dựng đường. Chỉ có thể trong xây dựng đường ô tô mới có thể sử dụng được lượng tro bay đang phát thải rất nhiều ở Việt Nam [18,19,20].

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây