Nghiên cứu công nghệ và chất lượng bê tông geopolymer sử dụng tro bay và xỉ lò cao nghiền mịn S95 tại trạm trộn hiện trường

Diễn đàn khoa học 24/09/2021 10:37

Bê tông geopolymer thường sử dụng tro bay nhiệt điện kết hợp với phụ gia đóng vai trò là chất kết dính. Việc sử dụng xỉ lò cao nghiền mịn thay thế một phần tro bay có tác dụng cải thiện quá trình polyme hóa để tạo nên thế hệ bê tông geopolyme có chất lượng tốt hơn. Để sản xuất hỗn hợp bê tông geopolymer có thể sử dụng phương pháp trộn thủ công hoặc trộn tại trạm trộn. Với mục tiêu hướng đến quá trình tự động hóa thi công bê tông geopolymer, bài báo trình bày quy trình công nghệ, dây chuyền sản xuất thử nghiệm bê tông geopolymer tại trạm trộn, từ đó đánh giá chất lượng sản phẩm bê tông tại trạm trộn và so sánh với trong phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy, việc sản xuất bê tông geopolymer hoàn toàn tương tự như sản xuất bê tông xi măng thương phẩm. Chất lượng bê tông geopolymer tại trạm trộn đạt yêu cầu về cường độ và tính công tác.

Tác giả: TS. TRỊNH HOÀNG SƠN
Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải
PGS. TS. ĐÀO VĂN ĐÔNG
Viện Chiến lược và Phát triển Giao thông vận tải

Mẫu hình trụ tròn kích thước 150x300 mm

Vào năm 1978, Joseph Davidovits đã giới thiệu một loại vật liệu có tên là “geopolymer”. Đây là một chất kết dính mới có đặc tính tương tự như xi măng truyền thống nhưng có nguyên liệu và quá trình sản xuất tận dụng được nguồn vật liệu phế thải công nghiệp và không ảnh hưởng xấu đến môi trường [15,10,11,12]. Chất kết dính geopolymer là loại chất kết dính nhận được khi phối hợp các vật liệu vô cơ giàu khoáng alumosilica (Si-Al) với chất kiềm hoạt hóa. Các chất này khi phản ứng sẽ xảy ra quá trình polyme hóa vô cơ (hay còn gọi là polyme hóa khoáng vật). Sản phẩm thu được là mạch polyme 3 chiều có cấu trúc chuỗi của bộ khung Si-O-Al-O cứng rắn và bền vững. Sau khi rắn chắc, chất kết dính geopolymer có khả năng gắn kết với hầu hết các loại cốt liệu, sản phẩm đá polyme vô cơ - geopolymer có các tính chất ít nhất tương tự như các loại đá nhân tạo truyền thống khác [14,13]. Đến nay, chất kết dính geopolymer tiếp tục được nghiên cứu và ứng dụng tại các nước châu Âu, Mỹ, Úc và một số quốc gia đang phát triển khác trong đó có Việt Nam. Hiện tại ở nước ta hiện nay, nguồn thải phẩm từ các nhà máy nhiệt điện đốt than và nhà máy luyện kim như là tro bay và xỉ lò cao, hàng năm có thể lên đến hàng triệu tấn.

Tro bay và xỉ lò cao nghiền mịn rất giàu khoáng alumosilica (Si-Al) nên có thể sử dụng thay thế hoặc kết hợp với nhau để làm vật liệu chế tạo chất dính geopolymer. Với những thành tựu đã nghiên cứu được về chất dính geopolymer, vữa geopolymer, bê tông geopolymer ở trong phòng thí nghiệm [7,8,9]. Nghiên cứu hướng đến mục tiêu thương mại hóa sản phẩm bê tông geopolymer. Hiện tại, để sản xuất chế tạo bê tông geopolymer có thể sử dụng phương pháp trộn thủ công hoặc phương pháp trộn tự động hóa tại trạm trộn bê tông thương phẩm. Vì vậy, bài báo trình bày quy trình công nghệ, dây chuyền sản xuất thử nghiệm bê tông geopolymer tại trạm trộn hiện trường, từ đó đánh giá chất lượng sản phẩm bê tông tại trạm trộn và so sánh với bê tông geopolymer được chế tạo trong phòng thí nghiệm.

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