Phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ bảo dưỡng đến cường độ của vữa geopolymer tro bay

Diễn đàn khoa học 22/07/2021 11:36

Geopolymer là một chất kết dính mới có thể thay thế hoàn toàn xi măng trong bê tông. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển cường độ của chất kết dính geopolymer như thành phần của các nguyên liệu, chế độ và nhiệt độ bảo dưỡng... Bài báo trình bày kết quả phân tích dựa trên các nghiên cứu thực nghiệm xác định sự ảnh hưởng của nhiệt độ bảo dưỡng đến cường độ nén của vữa geopolymer tro bay. Các mẫu vữa được chuẩn bị trong phòng thí nghiệm và bảo dưỡng trong lò sấy ở các nhiệt độ 600C, 800C, 1000C trong khoảng thời gian 12h. Sau khi đủ tuổi 28 ngày, các mẫu vữa được thí nghiệm xác định cường độ nén. Cuối cùng, sử dụng phân tích và so sánh bằng phân tích phương sai một nhân tố và phân tích hậu định sai khác Tukey để làm rõ hơn ảnh hưởng của nhiệt độ bảo dưỡng đến cường độ nén của loại vật liệu mới này.

Tác giả: TS. TRẦN VIỆT HƯNG
Trường Đại học Giao thông vận tải
TS. NGUYỄN THỊ THU NGÀ
Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải

Thành phần hạt của cát theo TCVN 7572:2006

Geopolymer là loại chất kết dính polymer vô cơ, được phát triển đầu tiên bởi nhà khoa học người Pháp Joseph Davidovits từ những năm 1970. Quá trình hình thành geopolymer là do phản ứng hóa học diễn ra giữa các oxit nhôm và oxit silic trong dung dịch có tính kiềm mạnh để tạo ra các mạch có cấu trúc ba chiều rắn chắc chứa các liên kết Si-O-Al [8]. Phản ứng geopolymer hóa diễn ra dưới áp suất khí quyển ở nhiệt độ dưới 100oC [4].

Tro bay nhiệt điện có thành phần hóa học rất giàu nhôm và silic, phù hợp để tạo ra chất kết dính geopolymer sử dụng trong xây dựng do sự sẵn có, tính kinh tế và đặc điểm vật chất của chúng. Thành phần hóa học, hình dạng và kích thước hạt của tro bay đều rất thích hợp để tạo ra geopolymer có đặc tính kết dính tốt [6].

Nghiên cứu về chất kết dính geopolymer tro bay được phát triển bắt đầu từ báo cáo của Wastiels tại hội nghị quốc tế về quản lý chất thải rắn năm 1993 tại Philadelphia [9]. Nghiên cứu về bê tông geopolymer tro bay được khởi xướng từ năm 2001 tại Đại học Công nghệ Curtin, Australia [7]. Đến nay, phần lớn các nghiên cứu ứng dụng trong xây dựng về vật liệu geopolymer đều tập trung vào việc sử dụng nguyên liệu từ tro bay.

Cũng giống như chất kết dính xi măng, geopolymer có thể đông cứng và đạt được cường độ thích hợp ở điều kiện nhiệt độ môi trường xung quanh. Tuy nhiên, nếu được bảo dưỡng ở nhiệt độ lớn hơn thì quá trình polymer hóa xảy ra nhanh hơn và geopolymer có thể đạt được cường độ yêu cầu ở tuổi sớm hơn.

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu thực nghiệm sự ảnh hưởng của nhiệt độ bảo dưỡng đến cường độ nén của các mẫu vữa geopolymer tro bay, từ đó tiến hành phân tích phương sai một nhân tố (One - Way Anova) và phân tích hậu định Tukey được sử dụng để đánh giá sự ảnh hưởng của nhiệt độ bảo dưỡng của lò sấy khô trong khoảng thời gian 12h đến cường độ chịu nén của vữa geopolymer tro bay.

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