Nghiên cứu sử dụng vật liệu rỗng Vermiculite làm cốt liệu để chế tạo vữa phủ vi sinh

Bài viết Nghiên cứu sử dụng vật liệu rỗng Vermiculite làm cốt liệu để chế tạo vữa phủ vi sinh trình bày kết quả nghiên cứu ban đầu về việc sử dụng vật liệu rỗng Vermiculite không chứa vi khuẩn và có chứa vi khuẩn để chế tạo vữa vi sinh để bảo vệ lớp phủ bề mặt bê tông trong hệ thống cống bê tông cốt thép thoát nước thải sinh hoạt.

Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 04 năm 2022 1JKLrQFứXVửGụQJYậWOLệXUỗQJ9HUPLFXOLWHOjPFốWOLệu đểFKếWạRYữD SKủYLVLQK  1JX\ễn Văn TuấQ Đinh Tiến ĐạW 1JX\ễn Văn Hà Vũ Văn Linh1JX\ễQ&{QJ7KắQJ      Trường ĐạLKọF;k\GựQJ+j1ội, 55 đườQJ*LảL3KyQJ+DL%jTrưng, Hà NộL 9LệQ9ậWOLệX;k\GựQJ1JX\ễQ7UmL7KDQK;XkQ+j1ộL TỪ KHOÁ Vật liệu rỗng vermiFXOLWH Vi khuẩn   +ợSFKấWFDRSKkQWửQJRạLEjR TÓM TẮT Nội dung báo trình bày kết nghiên cứu ban đầu việc sử dụng vật liệu rỗng Vermiculite không chứa vi khuẩn có chứa vi khuẩn để chế tạo vữa vi sinh để bảo vệ lớp phủ bề mặt bê tông hệ thống cống bê tơng cốt thép nước thải sinhhoạt Các tính chất vữa đánh giá điều Vữa phủ vi sinh  kiện tiêu chuẩn môi trường nước thải Các kết nghiên cứu ban đầu cho thấy, sử dụng Cường độQpQ vật liệu rỗng vermiculite với hàm lượng từ 0% đến % thay thếWKHRthể tích cát để chế tạo vữa phủ với cường độ uốn tuổi 28 ngày đạt 03D, cường độ nén vữa đạt 03D (@ FKấWFDRSKkQWửQJRại bào glycocalyx đượFWạRUD[XQJTXDQKWếEjR 3Kụ JLD SRO\PH FủD KmQJ:DFNHU Fy WrQ thương mạL Oj Oj 9LQQDSDV bào glycocalyx đượFWạRUDEằQJFiFKVửGụQJYLNKXẩQ5KRGREDFWHU SKụJLDSRO\PHQKằPFảLWKLện độbám dính, độEềQXốQFKốQJELếQ YLNKXẩn đểEảRYệFKấWQềQFủDErW{QJ+ợSFKấWFDRSKkQWửQJRạL capsulatus đểNLểPVRiWKLệXTXảVự[kPQKậSFủDFiFLRQVXQfat độ 1PộWORạLEột đồQJWUQJKợSFủDYLQ\OD[HWDWYjHWLOHQ6ửGụQJ GạQJYjFKốQJPjLPzQFKRYữD>@&ốWOLệXPịQVửGụQJYớLđườQJ EềQFủDNếWFấXNKLFKịu tác độQJFủDFiFLRQVXQfat đánh giá dựD NtQKWUXQJEuQKPP9ậWOLệXUỗQJVửGụQJWURQJQJKLrQFứXOj Trong nghiên cứu này, vật liệu rỗng sử dụng YHUPLFXOLWHYjYL PDJQHVLXPVLOLFDWHVcó độS+¸có điệQWtFKâm vĩnh viễQYj độGj\FủDOớSSKủ>@>@ khuẩnsử dụng làRhodobacter capsulatus nuôi cấy nồng độ 10  FHOP/, độpH môi trường nuôi cấy axitmalic với S+ 8 để YHUPLFXOLWHđk\OjPộWORạLđấWVpWWựQKLrQWUXQJWtQKDOXPLQXPLURQ KấSWKụFiFLRQSKRWSKDWGRGLệQWtFKEềPặWFDR>@9HUPLFXOLWHFy FấXWU~FSKkQOớSYới độ[ốSFDRYjFyWtQKFKấWSKKợp đểQX{LFấ\ cải thiện mơi trường có tính kiềm cao>@Vật liễu rỗng chứa vi khuẩn YLVLQKYậW hợp0ộWVốWtQKFKấWFủDYữa đượFđánh giáEDRJồPđộlưu độQJ KLệQởBảng 7KjQKSKầQKyDđượFWKểKLệQWURQJBảng  sử dụng để thay đến 30% hàm lượng cốt liệu mịn hỗn NKối lượQJWKểWtFKcường độXốQYjcường độQpQ 7tQKFKất lý củDxi măngFiWSRO\PHYjYHUPLFXOWHđượFWKể  Bảng Tính chất lý xi măng cốt liệu Tính chất lý Đơn vị Khối lượng thể tích hạt JFP Khối lượng riêng JFP Tỷ diện Blaine Độ ổn định thể tích Độ hút nướcEmRKzD 9HUPLFXOLWH       03D  Đường kính hạt trung bình —P  03D        0P    Giới hạn bền nén sau ngày Kích thước hạt    Giới hạn bền nén sau 28 ngày    &iW  PJ PP Độ pH ;0       ¸  Bảng 7hành phần hóa củaxi măng cốt liệu 9ậWOLệX 7KjQKSKầQKyD 1D2 0J2 $O2 6L2 62 &D2 )H2 2 7L2 Xi măng          3RO\PH                   9HUPLFXOLWH  &ấSSKốLYữDVửGụQJWURQJQJKLrQFứX  Trong nghiên cứu này, để đưa cấp phối xác phù hợp với mục tiêu đặt Tỷ lệ thành phần cấp phối sơ thể Bảng  Các kết nghiên cứu cho thấy tăng tỷ lệ N/CKD với hợp để chế tạo vữachứa vermiculitevi sinh, nhóm nghiên cứu đưa tỷ lệ C/CKD cường độ nén vữa giảm, điều hoàn toàn phù nước/chất kết dính (1&.'khác để khảo sát chọn tỷ lệ phù C/CKD cường độ nén vữa giảm Tuy nhiên, mục tiêu đề cấp phối sơ với tỷ lệ cát/chất kết dính (&&.' Yj  hợp với quy luật thông thường Tại tỷ lệ N/CKD, tăng tỷ lệ JOMC 17 Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 04 năm 2022 tài chế tạo vữa phủ với cường độ nén 20 MPa cấp phối khảo sát lựa chọn tỷ lệ C/CKD từ 1,4đến 2,2 Qua kết khảo sát sơ bộ, đề tài lựa chọn cấp phối với tỷ lệ C/CKD Yj1&.'  Bảng Lượng dùng vật liệu vữa chứa vermiculite tự nhiên chứa vermiculite vi sinh có cường độ uốn nén phù hợp với mục tiêu đặt Trên sở tỷ lệ này, đề tài tiếp tục nghiên cứu tính chất vữa sử dụng vật liệu rỗng vermiculite chế tạo vật liệu phủ vi sinh để đánh giá ảnh hưởng vật liệu rỗng đến tính chất vữa.   &&.'                               1&.' 5X03D                       tự nhiênYjchứaYHUPLFXOLWHYLVLQK          trườQJNKiFQKDXFụWKể 07Pẫu đượFEảo dưỡng điềXNLệQWLrXFKXẩQ 07Pẫu đượFEảo dưỡQJtrong môi trường nướFWKảLPẫX lưu ởSKtDWUrQPực nướFWKảL 7K{QJVốFủa nướFWKảLVửGụQJWURQJQJKLrQFứu đượFWKểKLệQ đây:  1ồng độ&2'PJO 7ảLWUọQJKữu ORL: 1NJ&2'PQJj\ &Kất dinh dưỡQJDPRQLPJO 3KốWSKRPJO Vi lượng đểQX{LFấ\EQKạWKLếXNKt Cường độQpQFủDFiFFấSSKốLYữDVửGụQJYHUPLFXOLWHWựQKLrQ Bảng Tỷ lệ thành phần vật liệu cấp phối vữa chứaYHUPLFXOLWH SRO\PH&.' &&.' 1&.'                   thướFઌઌPP0ẫu đượFEảo dưỡQJởđiềXNLệQWLrXFKXẩQ thể Bảng         Cường độ XốQ QpQ FủD Yữa xác địQK WKHR 7&91  phối vữasử dụngvermiculite tự nhiênYjvermiculite chứa vi sinh      Kối lượQJWKểWtFKFủDKỗQKợSYữDđượFWKựFKLệQWKHR7&91 % theo khối lượng chất kết dính Tỷ lệthành phần vật liệu cấp     Độlưu độQJFủDKỗQKợSYữa xác địQKWKHR7&91 đề tài lựa chọn vật liệu polyme9LQQDSDV1với hàm lượng       lựa chọn với tỷ lệ C/CKD=1,8 tỷ lệ N/CKD=0,4; nghiên cứu      24h, sau mẫu đượFWKiRNKX{QYjEảo dưỡQJWURQJFiFP{L hàm lượng 0% theo thể tích Cát Cấp phối     J >@+ỗQKợSYữa đượFđổvào khn hình lăng trụYớLNtFK 1JKLrQFứXảnh hưởQJFủDYậWOLệXUỗng vermiculite đếQFiF    khuẩn Phương pháp nghiên cứX WUạQJWKiLPẫXYậWOLệXUỗQJWựQKLrQYjYậWOLệXUỗQJYHUPLFXOLWHFKứD    QKLrQ  YLNKXẩQRhodobacter capsulatus Hàm lượng vật liệu rỗngsử dụng với 7  Chứa vi >@ WtQKFKấWFủDYữa, đềtài đánh giá ảnh hưởQJFủDYHUPLFXOLWHYớLKDL  Tự     J &iW VLOLFD >@    J 9HUPLFXOLWHJ     J          3RO\PH     1  5Q03D   ;0  Bảng Tỷ lệ thành phần cấp phối sơ bộ 77 77            9HUPLFXOLWH Tự Chứa vi   QKLrQ    khuẩn          xác địQK ở WXổL  QJj\ Yj  QJj\ FiF FấS SKốL YữD FKứD YHUPLFXOLWH YL VLQK đượF dưỡQJ Kộ môi trườQJ NKiF QKDX xác địQKởWXổLQJj\  .ếWTXảQJKLrQFứXYjEjQOXậQ Ảnh hưởQJFủa hàm lượQJYHUPLFXOLWHđến độlưu độQJFủDKỗQKợSYữD  ếWTXảWKtQJKLệPYềảnh hưởQJFủa hàm lượQJYHUPLFXOLWHWớL độlưu độQJFủDYữDWKểKLệQở+uQKYj+uQK.ếWTXảWKtQJKLệP FKRWKấ\YớLFấSSKốLYữDVửGụQJYHUPLFXOLWHWựQKLrQNK{QJFKứD YLNKXẩQkhi hàm lượng vermiculite tăng, độlưu độQJFủDYữDFKứD YHUPLFXOLWHWựQKLrQcó xu hướQJJLảP, hàm lượQJYHUPLFXOLWHVử GụQJthì độlưu độQJFủDKỗQKợSYữDJLảPVRYớLPẫX JOMC 18 Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 04 năm 2022 đốLFKứQJ.hi hàm lượQJYHUPLFXOLWHVửGụng đếQ% độlưu độQJ JLữDYữDVửGụQJYHUPLFXOLWHFKứDYLNKXẩn độlưu độQJFủDYữD [XốQJcm tương ứQJWỷOệ9HUPLFXOLWHOjYj7X\QKLrQ 9LệFVửGụQJYHUPLFXOLWHWựQKLrQVẽJLảm độlưu độQJFủDYữa điềX tăng đếQVRYớLPẫXYHUPLFXOLWHWựQKLrQNK{QJFKứDYLNKXẩQ FủDKỗQKợSYữDJLảm đếQ, độlưu độQJFủDYữDJLảPWừFP Qj\OjGRFiFKạt vermiculite có độUỗQJOớQWỷGLệQWtFKEềPặWFủD YớLPẫXVửGụQJYHUPLFXOLWHFKứDYLNKXẩn, độlưu độQJFủDYữDFy[X hướng tăng Gần tăng hàm lượng vermiculite, hàm lượQJ KạWOớQP/g Tuy nhiên, với mẫu sử dụng vật liệu rỗng chứa vi VRYớLPẫu đốLFKứQJ.hi hàm lượQJYHUPLFXOLWHVửGụng đếQ hòa nước, nhào trộn vữa không hút lượng nước tự YHUPLFXOLWHVửGụQJ% độlưu độQJFủDKỗQKợSYữa tăng 4 độlưu độQJFủDKỗQKợSYữa tăng đếQNhư vậy, độlưu độQJ  GRYjkhông làm giảm độ lưu động vữa. 20 Vermiculite tự nhiên 15 Độ lưu động, cm Độ lưu động, cm 20 khuẩn tăng độ lưu động mẫu vermiculite làm bão 15 10 10 Vermiculite vi sinh 10 20 30 Hàm lượng vermiculite, %  +uQKẢnh hưởng vermiculitetự nhiênđến độ lưu động vữa 0 10 20 30 Hàm lượng vermiculite, %  +uQKẢnh hưởng vermiculitechứa vi sinhđến độ lưu động củavữa  Ảnh hưởQJFủa hàm lượQJYHUPLFXOLte đếQNKối lượQJWKểWtFKFủDKỗQKợSYữD  Kết ảnh hưởng hàm lượng vermiculite đến khối lượng thể Điều dễ dàng giải thích KLTT hạt vermiculite nhỏ Kết thể KLTT vữa sử dụng vermiculite tự nhiên dùng vermiculite với hàm lượng lớn thìkhối lượng vữa tích /77vữa thể +uQKYj+uQK nhiều (0,34 g/cm) so với KLTT cát (2JFP) Do đó, vermiculite chứa vi sinh khơng có chênh lệch đáng kể Khi tăng hàm nhẹ KLTT tỷ lệ sử dụng vermiculite tự nhiên ver lượng vermiculite sử dụng đến 30% KLTT hai loại vữa xấp xỉ tốn cấp phối tính giảm lượng nước có vermiculite chứa vi lượng sử dụng vermiculite từ 0đến % KLTT giảm dần, hàm JFP, giảm khoảng 12% so với mẫu đối chứng (0YHUPLFXOLWH  2,1 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 Vermiculite tự nhiên 10 20 30 Hàm lượng vermiculite, %  +uQKẢnh hưởng vermiculitetự nhiêntới /77của hỗn hợp vữa  sinh nên KLTT theo lý thuyết tương đương với nhau. KLTT, g/cm3 KLTT, g/cm3  miculite chứa vi sinh tương đồng với trình tính 2,1 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 Vermiculite vi sinh 10 20 30 Hàm lượng vermiculite, %  +uQKẢnh hưởng vermiculitechứa vi sinhtới /77của hỗn hợp vữa Ảnh hưởQJFủa hàm lượQJYHUPLFXOLWHđến cường độXốQFủDYữD  Cường độ uốn mẫu vữa chứa vermiculite tự nhiên thể ở+uQKvà vữa chứa vermiculite vi sinh hai môi trường MT1 MT2 thể +uQK Từ kết thí nghiệm, cường độ uốn khơng sử dụng vật liệu  rỗng 11,05 MPa; cường độ uốn sử dụng hàm lượng 30  vermiculite tự nhiên 8,78 MPa, vermiculite chưa vi sinh MT1 Oj 7,96 MPa MT2 7,78 MPa Mỗi sử dụng tăng 10YHUPLFXOLWH tự nhiên, cường độ uốn vữa giảm trung bình 7,4% Đối với vữa JOMC 19 Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 04 năm 2022 chứa vermiculite vi sinh, cường độ uốn mẫu hai mơi trường có Cường độ uốn vữa chứa vermiculite tự nhiên vữa chứa lượng vermiculite tương tự vữa chứa vermiculite tự nhiên tiêu đặt MPa. chênh lệch nhỏ có xu hướng giảm dần sử dụng tăng hàm 12 10 15 Ru28, MPa Ru28, MPa Vermiculite tự nhiên MT1 MT2 10 10 20 30 Hàm lượng vermiculite, %  +uQKẢnh hưởng vermiculite tự nhiên tới cường độ uốn 28 ngàycủa vữađãđóng rắn  vermiculite vi sinh hai MT1 MT2 hoàn toàn phù hợp với mục Ảnh hưởQJFủa hàm lượQJYHUPLFXOLWHđến cường độQpQFủDYữD  Cường độ QpQở tuổi 28 ngàycủa mẫu vữa chứa vermiculite tự 0 10 20 30 Hàm lượng vermiculite, %  +uQKẢnh hưởng vermiculite chứa vi sinh tới cường độ uốn 28 ngày vữa đóng rắn Khi sử dụng vermiculite vữa chứa vermiculite tự nhiên, cường độ nén cao đạt từ 38,51 đến03Dở hàm lượng vermicu lite tự nhiên vermiculite chứa vi sinh 10%, giảm 7,27% so với cấp QKLrQđược thể ở+uQKvà vữa chứa vermiculite vi sinh thể phối không sử dụng vermiculite Những cấp phối sử dụng tăng dần hàm tăng hàm lượng vermiculite, điều thể với mẫu sử dụng trước, cường độ nén thấp cấp phối có hàm lượng vermiculite +uQKKết cho thấy, cường độ néncủa mẫu vữa giảm vermiculite tự nhiên vermiculite chứa vi sinh Việc giảm cường độ sử dụng vermiculite vữa giải thích vermiculite loại vật liệu rỗng, có cấu trúc phân lớp kích thước hạt lớn, kích thước hạt cốt liệu mịn (0,315 mm) nên mẫu vữa chứa vermiculite tự nhiên, dùng với hàm lượng nhiều độ rỗng mẫu vữa tăng, từ làm giảm dần cường độ nén mẫu  50 lượng vermiculite có cường độ nén giảm dần 7đến 10% so với cấp phối tự nhiên 30Oj03D7ại cấp phối có hàm lượng vermiculite chứa YLVLQKWURQJ07Oj03D07Oj03D Tuy cường độ nén vữa sử dụng vermiculite 30% giảm so với cấp phối không sử dụng vermiculite đạt mục tiêu ban đầu mà đề tài đặt 03D 50 Vermiculite tự nhiên 40 Rn28, MPa 20 20 10 10 10 20 30 Hàm lượng vermiculite, %  +uQKẢnh hưởng vermiculite tự nhiên tới cường độ  MT2 30 30 MT1 Rn28, MPa 40 QpQ28 ngày vữa đóng rắn Đối với cường độ nén mẫuvữasử dụng vermiculite chứaYL VLQKkết thí nghiệm cho thấy,cường độ néncủa vữa tương tự mẫuvữa sử dụng vermiculite tự nhiênSự chênh lệchcường độ néntừ 1,7,4% hai loại vữa thỏa mãn chênh lệch cho phép WURQJ7&91 Khi nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện môi trường bảo dưỡng đến cườngđộ nén vữasử dụng vật liệu rỗng vermicilite tự nhiêQ 0 10 20 30 Hàm lượng vermiculite, %  +uQKẢnh hưởng vermiculite chứa vi sinh tới cường độ QpQ28 ngày vữa đóng rắn mức tác động tác nhân mơi trường nước thải chưa đủ lâu để ảnh hưởng tới cường độ vữa.  .ếWOXậQ  Trên sởNếWTXảQJKLrQFứXWKựFQJKLệm ban đầu đạt đượF YềVửGụQJYậWOLệXYHUPLFXOLWHUỗQJWKD\WKếFiWOjPFốWOLệXchế tạo mẫu chứa vi khuẩn cho thấy: Với mẫu vữa tiếp xúc với môi trường vữa vi sinh để bảo vệ lớp phủ bề mặt bê tông hệ thống cống bê bảo dưỡng điều kiện tiêu chuẩn Điều cho thấy tuổi 28 QJj\ sau nước thải có cường độ nén khơng có khác biệt đáng kể so với mẫu  tơng cốt thép nước thải sinh hoạtPộWVốNếWOXậQFyWKểU~WUD JOMC 20 Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 04 năm 2022 - +RjQWRjQFyWKểVửGụQJYậWOLệXUỗng vermiculite đểFKế WạRYữDYới cường độXốn đạWWUrQ03Dvà cường độQpQđạWWUrQ >@ 03D9LệFVửGụQJYậWOLệXUỗQJYHUPLFXOLWHVẽOjPJLảm cường độFủD - .KLVửGụQJYHUPLFXOLWHWựnhiên đểFKếWạRYữDVẽOjPJLảP độlưu độQJFủDYữDWX\QKLrQYớLPẫu làm bão hòa trướF YHUPLFXOLWHFKứDYLVLQKVẽFảLWKLện độlưu độQJFủDKỗQKợSYữD 9LệFVửGụQJYHUPLFXOLWHVẽOjPJLảPNKối lượQJWKểWtFKFủDYữDNKL YHUPLFXOLWHVửGụng đếQWKHRWKểWtFKFủDFiWWKuNKối lượQJWKể >@ >@ >@ WtFKFủDYữDJLảm đếQVRYớLPẫu đốLFKứQJ - NKối lượQJWKểtích cường độXốQcường độQpQởWXổLQJj\Ở môi trườQJEảo dưỡng khác nhau, cường độXốn cường độQpQở WXổLQJj\FủDPẫXYữDVửGụQJYLVLQKYjPẫXYữDNK{QJVửGụQJ >@ >@ vi sinh khơng có sựNKiFELệW  Lời cảm ơn   Nhóm tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Bộ Khoa học &KLOPRQDQG66SRG]LHMD&RQFUHWHFRUURVLRQLQDZDVWHZDWHUWUHDWPHQW GRLMFRQEXLOGPDW 103KiWĂn mòn chống ăn mòn Bê tông Bê tông cốt thép xây dựng Nhà xuất Xây Dựng.  + @ YDWOLHX[D\GXQJRUJYQ, truy cập ngày 30/04/2022.