ӬNG DӨNG
Nghiên cӭu sӱ dөng cӕt liӋu làm bҵng thӫy tinh tái chӃ trong các cҩu kiӋn bê W{QJ[LPăQJVӁ mӣ ra nhiӅu ӭng dөng thӵc tӃ WURQJOƭQKYӵc xây dӵng dân dөng và công nghiӋp Mӝt lӧLtFKWUѭӟc mҳt có thӇ kӇ ÿӃn chính là giҧm thiӇXÿѭӧc nguӗn thӫy tinh thҧi ra môi trѭӡng mà không qua xӱ lý ViӋc này không nhӳng giúp giҧm thiӇXWiFÿӝng xҩXOrQP{LWUѭӡng mà còn giúp tiӃt kiӋm nguӗn tài nguyên thiên nhiên bҵng cách sӱ dөng hiӋu quҧ Không nhӳng vұy, viӋc tái sӱ dөng thӫy tinh bҵng cách ÿѭDYjROjPFӕt liӋu cho bê tông [LPăQJFyFKLSKtUҿ KѫQVRYӟi quy trình tái chӃ thӫ\WLQKWKHRSKѭѫQJSKiSQXQJQyQJFKҧy truyӅn thӕng, tӯ ÿyPDQJOҥi hiӋu quҧ kinh tӃ to lӟQKѫQÿӗng thӡi giҧm thiӇu nguӗn nhiên liӋXÿӕWÿiQJNӇ, giҧPWiFÿӝng xҩXÿӕi vӟLP{LWUѭӡng
Khi sӱ dөng tro bay làm phө gia khoáng nhҵm ӭc chӃ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu còn có mӝt lӧLtFKNpSNKiFÿyFKtQKOjJL~SJLҧm thiӇXOѭӧQJ[LPăQJVӱ dөng, nhӡ vұ\FNJQJPӝt phҫn giҧm bӟWOѭӧng khí thҧi ô nhiӉm sinh ra trong quá trình sҧn xuҩt [LPăQJJL~SEҧo toàn nguӗn tài QJX\rQÿiY{LYjÿҩWVpWÿDQJQJj\Pӝt khan hiӃm /ѭӧQJWURED\ÿѭӧc dùng còn giúp giҧi tӓa áp lӵc xӱ OêOѭӧng tro bay sinh ra tӯ các ngành công nghiӋp khác, giúp giҧLÿiSEjLWRiQYӅ kinh tӃ YjP{LWUѭӡng trong giai ÿRҥn phát triӇn công nghiӋp bùng nә ӣ Qѭӟc ta hiӋn nay
'Rÿһc tính cӫa thӫy tinh là có tính thҭm mӻ cao, xuyên sáng tӕt, nhӡ vұy các sҧn phҭPÿѭӧc tҥo ra tӯ viӋc sӱ dөng thӫy tinh làm cӕt liӋXWURQJErW{QJ[LPăQJFy thӇ ÿѭӧc ӭng dөQJÿӇ tҥo nên các cҩu kiӋn trong nhà lүn ngoài trӡi nhҵm mөc ÿtFK trang trí, tҥRÿLӇm nhҩn kiӃn trúc, hoһc phөc vө thӏ hiӃu, sӣ thích cӫDQJѭӡi sӱ dөng
%rW{QJ[LPăQJVӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh tái chӃ có thӇ ÿѭӧc áp dөQJWKHRSKѭѫQJ pháp thi công toàn khӕi khi ӭng dөng vào các vӏ WUtQKѭOӕLÿLYӍa hè, sàn nhà, hoһc FNJQJFyWKӇ dùng cho các cҩu kiӋQÿ~FVҹQQKѭJҥch ӕp, lát, bông gió, các sҧn phҭm thӫ công mӻ nghӋ và các sҧn phҭm sinh hoҥt dân dөQJNKiFQKѭPһt bàn, mһt ghӃ, chұu cây,
M͡t s͙ hình ̫nh ͱng dͭng cͯa bê tông s͵ dͭng c͙t li u thͯy tinh trong thc t͇ :
MӨC TIÊU VÀ NӜI DUNG NGHIÊN CӬU CӪ$Ĉӄ TÀI
Mөc tiêu
Mөc tiêu chính cӫa nghiên cӭu này là nghiên cӭu ҧQKKѭӣng cӫDKjPOѭӧng tro bay thay thӃ [LPăQJÿӃn phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu cӫDErW{QJ[LPăQJVӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh.
Nӝi dung nghiên cӭu
- Tәng quan tình hình nghiên cӭu vӅ sӱ dөng thӫy tinh làm cӕt liӋu trong xây dӵngÿѭDUDQKӳng ӭng dөng khi sӱ dөng thӫy tinh làm cӕt liӋu cho bê tông
- ĈѭDUDFѫVӣ khoa hӑc cho phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu và nguyên lý ӭc chӃ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu khi sӱ dөng phө gia khoáng hoҥt tính tro bay
- Thí nghiӋm nghiên cӭu kiӇm chӭng lý thuyӃt, lұp ra phҥm vi nghiên cӭu và chӍ rõ mӭFKjPOѭӧng tro bay khuyӃn nghӏ trong phҥm vi nghiӋn cӭu
- Dӵa vào kӃt quҧ thí nghiӋm, tiӃQKjQKSKkQWtFKÿiQKJLiQJX\rQQKkQFӫng cӕ và xây dӵng thêm các giҧ thuyӃt lý thuyӃt
- KӃt luұn lҥi các kӃt quҧ cӫa nghiên cӭu, chӍ ra các mһt có thӇ phát triӇQÿӅ tài ÿӅ ÿӏQKKѭӟng phát triӇQÿӅ WjLWURQJWѭѫQJODL
KӂT LUҰN: ViӋc sӱ dөng thӫy tinh tái chӃ làm cӕt liӋXFKRErW{QJ[LPăQJ ÿmÿѭӧc tìm hiӇu qua nhiӅu nghiên cӭu cӫa các tác giҧ khác nhau vӟi nhiӅu cách tiӃp cұQÿһc thù riêng nhҵm giҧLÿiSQKӳng vҩQÿӅ còn tӗQÿӑng vӅ mӕi quan hӋ giӳa thӫy tinh cӕt liӋu và nӅQÿi[LPăQJҧQKKѭӣQJÿӃn khҧ QăQJӭng dөng trong thӵc tӃĈLӅu này chӭng tӓ [XKѭӟng tái sӱ dөng các nguӗn chҩt thҧi rҳQÿmYjÿDQJQJj\FjQJ phát triӇn mҥnh trên thӃ giӟi Nghiên cӭu này sӁ chӍ tұp trung vào mӝt trong nhӳng khía cҥQKÿmQrXWUrQÿyFKtQKOjSKҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu xҧy ra giӳa cӕt liӋu thӫy tinh và
[LPăQJҧQKKѭӣQJÿӃQFѭӡQJÿӝ cӫDErW{QJÿӗng thӡLSKѭѫQJSKiSVӱ dөng tro bay thay thӃ mӝt phҫQ[LPăQJQKҵm ӭc chӃ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu
PHҦN ӬNG KIӄM CӔT LIӊU TRONG BÊ TÔNG
Khái niӋm
Phҧn ӭng kiӅm - cӕt liӋu là phҧn ӭng: các khoáng vұt trong cӕt liӋu phҧn ӭng vӟi dung dӏch kiӅm có trong bê tông
Khi phҧn ӭng xҧy ra, nhӳng thành phҫn trong bê tông sӁ giãn nӣ khi tiӃp xúc vӟLQѭӟc, dүQÿӃn bê tông bӏ nӭt Tӯ ÿyOjPFѭӡQJÿӝ bê tông bӏ giҧPÿӝ ÿjQKӗi cӫa bê tông bӏ giҧm xuӕng và tính chҩt vұt lý cӫDErW{QJWKD\ÿәi.
Phân loҥi
Phҧn ӭng kiӅm ± cӕt liӋXÿѭӧc chia ra làm 3 loҥi :
7URQJÿySKҧn ӭng kiӅm SiO2 là phә biӃn nhҩt.
Phҧn ӭng kiӅm vӟi SiO 2
Phҧn ӭng hóa hӑc giӳa Alkali hydroxit và SiO2 hoҥt tính
Là mӝt phҧn ӭng hòa tan SiO2 hoҥt tính có thӇ WDQÿѭӧc trong dung dӏch có nӗQJÿӝ pH cao
Các ion OH- tҩn công vào liên kӃt cҫu nӕi Si-O-Si gҫn bӅ mһt và phá vӥ chúng Các ion âm bӏ mҩWÿLGRVӵ phá vӥ sӁ ÿѭӧc bù lҥi bҵng mӝWOѭӧQJLRQGѭѫQJFKtQKOj các ion kiӅPQKѭ1D + hay K +
Phҧn ӭng còn có thӇ xҧy ra giӳa Ca(OH)2 vӟi axit silic (H4SiO4, hay Si(OH)4) Ca(OH)2 + H4SiO4ặCa 2+ + H2SiO4 2- + 2 H2OặCaH2SiO4ã2 H2O Phҧn ӭng này sӁ tҥo nên các gel dҥng CSH Gel này có khҧ QăQJWUѭѫQJQӣ thӇ tích khi gһSQѭӟc Sӵ WUѭѫQJQӣ này sӁ tҥo áp lӵc kӃt cҩu và gây nӭt nghiêm trӑng cho bê tông
&yÿLӅu kiӋn xҧy ra phҧn ӭng giӳa kiӅm vӟi SiO2 :
- Dҥng hoҥt tính cӫa Silica (SiO2) hoһc Silicate phҧi có mһt trong cӕt liӋu
- +jPOѭӧng alkali phҧLÿӫ1DYj.WURQJ[LPăQJӣ trҥng thái tӵ do
- Hàm ҭm trong các lӛ rӛng cӫa cҩu trúc bê tông và vӳa phҧL ÿҥt trên 85%
NӃu 1 trong 3 yӃu tӕ WUrQNK{QJÿҧm bҧo, sӵ WUѭѫQJQӣ do phҧn ӭng alkali ± Silica có thӇ sӁ không xҧy ra
Quá trình xҧy ra phҧn ӭng kiӅm vӟi SiO2 :
- Dung dӏch kiӅm tҩn công vào cӕt liӋu có chӭa silic và biӃQÿәi nó thành các gel alkali silicat
- Tӯ phҧn ӭng trên, các ion Ca 2+ ÿѭӧc phân hӫy ra sӁ nҵm lҥi trong các lӛ rӛng cӫD[LPăQJ&iFLRQQj\VӁ tác dөng vӟi các gel và cӭng lҥi tҥo nên Calcium Silicate Hydrate (CSH)
- Dung dӏch kiӅm tiӃp tөc biӃQÿәi các khoáng silic thành các gel alkali silicate lӟQKѫQ&iFJHOQj\FyÿһFÿLӇPWUѭѫQJQӣ thӇ tích
- Lӵc tác dөng do sӵ WUѭѫQJQӣ này sӁ lӟn dҫn dүQÿӃn nӭt vӥ cӕt liӋu và YQJ[LPăQJ[XQJTXDQK
Hình 2-1 Hình chͭp SEM cͯa c͙t li XÿiSKL͇n
Hình chөp SEM cӫa cӕt liӋu bҵQJÿiSKLӃn cho thҩy vӃt nӭt lan rӝng tӯ cӕt liӋu ra phҫQ[LPăQJ[XQJTXDQKGRSKҧn ӭng kiӅm vӟi SiO2
Hình 2-2 V͇t nͱt xung quanh c͙t li XÿiSKL͇n
Các yӃu tӕ ҧQKKѭӣQJÿӃn phҧn ӭng kiӅm-SiO2: x ĈһFÿLӇm cӫa cӕt liӋu:
- Cӕt liӋu có dҥng SiO2 hoҥt tính dӉ xҧy ra phҧn ӭng Alkali- Silica
- Các dҥng cӫa sLOLFDVDXÿk\ÿѭӧc xem là có hoҥt tính: Amorphous silica, Crytocrystalline quartz, Microcrystalline quartz, Quartz, Tridimite, Cristobalite, Opal, Chalcedony, Chert, Strained quartz x NӗQJÿӝ alkali cao:
- 7URQJErW{QJWKѭӡng có rҩt nhiӅu lӛ rӛng, chúng có thӇ bӏ lҳSÿҫy bҵng mӝWOѭӧng kiӅm hòa tan (Na + , K + ) và các ion hydroxit (OH) -
- KLFiFLRQÿyWұp trung ӣ mӭFÿӝ lӟn sӁ tҥo thành phҧn ӭng Alkali ± Silica Nguyên nhân làm xuҩt hiӋn và tұSWUXQJOѭӧng kiӅm trong bê tông:
- Tӯ [LPăQJWURQJ[LPăQJWKѭӡng tӗn tҥi mӝt sӕ oxi kiӅm tӵ GRQKѭ1D2O và K2O
- Tӯ các loҥi muӕi chӕQJÿyQJEăQJ
- Tӯ các loҥi nguyên liӋu bә VXQJQKѭWURED\[Ӎ
- Tӯ cӕt liӋu: Cỏc loҥi cӕt liӋXFyIHOGVSDUVPLFDôFyWKӇ giҧi phúng kiӅm trong bê tông Khi phҧn ӭng kiӅm silica diӉn ra, chúng sӁ phá vӥ cҩu trúc khoáng, giҧi phóng các ion kiӅm trong mҥQJOѭӟi và tӯ ÿyFXQJFҩp thêm mӝWOѭӧng kiӅm mӟi cho các phҧn ӭng tiӃp theo xҧy ra
- Tӯ phө gia cҧi thiӋn các tính chҩt cho hӛn hӧp bê tông
- Hàm ҭm: Hàm ҭPOjÿLӅu kiӋn rҩt quan trӑng, vì sӵ phá hoҥi cӫa phҧn ӭng kiӅm ± Silica chӫ yӃu là do các chҩt sҧn phҭm hút ҭPJk\WUѭѫQJQӣ
- NhiӋWÿӝ1KLrWÿӝ FjQJWăQJSKҧn ӱng KiӅm ± 6LOLFDFjQJWăQJ
- Sӵ kӃt hӧp cӫa nhiӅu yӃu tӕ: Khi chu kǤ khô - ҭm lһSÿLOһp lҥi nhiӅu lҫn cӝng theo nhiӋWÿӝ FDRÿӝ ҭm cao sӁ FjQJWK~Fÿҭy phҧn ӭng xҧy ra x Các yӃu tӕ khác:
- Khҧ QăQJSKҧn ӭng cӫa bҧn thân các khoáng hình thành cӕt liӋu, loҥi cӕt liӋu;
- Kớch cӥ cӫa thành phҫn hҥt hoҥt tớnh ặ Cӕt liӋu nhӓ cú nhiӅXQJX\Fѫ[ҧy ra phҧn ӭng Alkali ± SiliFDKѫQGRWӹ diӋn tích bӅ mһWFDRKѫQ
- Tӹ lӋ giӳa các pha trong hҥt hoҥt tính.
Phҧn ӭng kiӅm cacbonat
- Xҧ\UDÿӕi vӟi bê tông sӱ dөng loҥi cӕt liӋXOjÿiY{Lÿ{ORPLW
- KiӅm ӣ WURQJ[LPăQJVӁ phҧn ӭng vӟi tinh thӇ ÿ{O{PLWFyWURQJFӕt liӋu tҥo ra sҧn phҭm là brucite Mg(OH)2 và calcite CaCO3
CaCO3.MgCO3 + 2 NaOH ặ CaCO 3 + Na2CO3 + Mg(OH)2
- Brucite tҥo thành có khҧ QăQJWUѭѫQJQӣ thӇ tích khi gһSQѭӟc gây nӭt và giҧm FѭӡQJÿӝ cӫa bê tông.
Phҧn ӭng kiӅm vӟi silicate
- Phҧn ӭng kiӅm vӟi silicat ít xҧ\UDKѫQVRYӟi các loҥi phҧn ӭng trên
- Phҧn ӭng kiӅm vӟi silicate diӉn ra gҫn giӕng vӟi phҧn ӭng giӳa kiӅm vӟi SiO2
QKѭQJSKҧn ӭng kiӅm vӟi Silicat này xҧy ra chұPYjVLQKUDOѭӧQJNHRtWKѫQ
- Phҧn ӭng này xҧ\UDÿӕi vӟi các khoáng silicate có cҩu tҥo dҥng tҩm hay lӟp chҷng hҥQQKѭFiFNKRiQJFӫDÿҩWVpW'RÿySKҧn ӭQJQj\WKѭӡng xҧ\UDÿӕi vӟi các tҥp chҩt có trong cӕt liӋu.
Các biӋn pháp xӱ lý phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋXÿm[Xҩt hiӋn trong bê tông: 28 2.1.7 Các biӋn pháp hҥn chӃ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu
- Lҳp các khoҧng rӛng do nӭt
- 1JăQVӵ trӗi lên cӫa các sҧn phҭm phҧn ӭng x Xӱ lý bҵng dung dӏch Lithium:
- Tҥo Lithium-6LOLFD*HONK{QJWUѭѫQJQӣ
2.1.7 Các biӋn pháp hҥn chӃ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu : x Lӵa chӑn cӕt liӋu x Sӱ dөQJ[LPăQJFyKjPOѭӧng kiӅm thҩp x Sӱ dөng thêm các vұt liӋu có chӭa silic hoҥt tính:
- MөFÿtFKWiFGөng vӟLOѭӧng kiӅPWURQJ[LPăQJWUѭӟc, ngay khi bê tông FzQFKѭDÿyQJUҳn Tӯ ÿyVӁ làm giҧPKjPOѭӧng kiӅm ngay tӯ ÿҫu nhҵm hҥn chӃ khҧ QăQJSKҧn ӭng kiӅm vӟi SiO2 xҧ\UDVDXNKLErW{QJÿmÿyQJ rҳn
- Các loҥi vұt liӋu dҥQJ SR]]RODQLF WKѭӡQJ ÿѭӧc sӱ dөQJ Oj ÿi SR]]RODQVLOLFDIXPHWURED\PHWDNDROLQô
PHҦN ӬNG KIӄM CӔT LIӊ87521*%Ç7Ð1*;,0Ă1*6Ӱ DӨNG TRO BAY
Tro bay làm giҧPÿӝ kiӅm ([OH - ]) có trong lӛ rӛng mao dүn do làm giҧPÿiQJ kӇ hӋ sӕ khuӃch tán ion cӫa vӳD.KLÿӫ liӅXOѭӧng tro bay thay thӃ [LPăQJ6ӵ giҧm ÿӝ khuӃch tán này mӝt phҫn là do giҧm lӛ rӛQJYjNtFKWKѭӟc lӛ NKLWKD\[LPăQJ bҵng tro bay nhӡ phҧn ӭQJSR]]RODQLF.KLÿӝ khuӃch tán cӫa ion bӏ cҧn trӣ, OH - thâm nhұp chұPKѫQPүu bê tông có tro bay, dүQÿӃn nӗQJÿӝ kiӅm lӛ rӛng mao dүn sӁ thҩSKѫQYjSKҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu hҥn chӃ ÿiQJNӇ KӃt quҧ cӫa hình ҧnh SEM xác nhұn vai trò quan trӑQJWURED\ÿӃn viӋc ӭc chӃ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu [18] Phҧn ӭng pozzolanic:
Hình 2-3 Lͣp gel ASR hình thành ͧ m̳u không có tro bay [18]
Hình 2-4 L͟ r͟ng mao d̳Qÿ˱ͫc ḽSÿ̯y nhͥ ph̫n ͱng pozzolanic trong m̳u có tro bay, ph̫n ͱng ki͉m c͙t li Xÿ˱ͫc ki͋m soát nhͥ s h̩n ch͇ khu͇ch tán ion OH - [18]
Hình 2-5 Khoáng C-S-+ÿ˱ͫc hình thành nhͥ ph̫n ͱng giͷa SiO 2 trong tro bay và
CH t̩o ra tͳ ph̫n hͱng hydrate hóa cͯD[LPăQJO̭Sÿ̯y các l͟ r͟ng mao d̳n [19]
Tro bay làm giҧPÿӝ kiӅm ([OH - ]) cӫa dung dӏch lӛ rӛng nhӡ các liên kӃt kiӅm Tro bay làm giҧm tӍ lӋ Ca/Si cӫa khoáng C-S-H, nhӡ ÿyWăQJNKҧ QăQJOLrQNLӃt kiӅm
+ѫQQӳa, C-S-+FNJQJÿѭӧc tҥo ra thêm bӣi phҧn ӭng pozzolanic Do vұy, mӝt phҫn ÿiQJNӇ NaOH thâm nhұSÿѭӧc loҥi bӓ khӓi lӛ rӛng mao dүn
7URED\OjPWăQJÿӝ bӅn kéo cӫa bê tông và còn có thӇ QJăQFKһn hoһc trì hoãn viӋc hình thành vӃt nӭWĈLӅXQj\FNJQJQJăQFҧn sӵ chuyӇn dӏch cӫa OH - qua các vӃt nӭWÿӇ xâm nhұp vào bên trong
Tro bay có thӇ làm giҧm tӕFÿӝ hòa tan cӫa các cӕt liӋu silic ngay cҧ NKLÿӝ pH bên trong lӛ rӛng mao dүQNK{QJÿәi Tro bay có tәng diӋn tích bӅ mһt silic tiӃp xúc lӟn khiӃn cho nó có thӇ dӉ dàng tiӃp cұn vӟi các ion OH - 1KѭYұy, nӗQJÿӝ OH - trên mӝWÿѫQYӏ diӋn tích bӅ mһt giҧm rõ rӋt Nói cách khác, mӝWOѭӧng lӟn ion OH - sӁ ѭX tiên phҧn ӭng vӟi tro bay thay vì phҧn ӭng vӟi silic trong cӕt liӋu
KӂT LUҰN: Bҧn chҩt cӫa thӫy tinh là loҥi vұt liӋXFyKjPOѭӧng silic cao, vì vұ\NKLÿѭDYjROjPFӕt liӋXFKRErW{QJ[LPăQJWKuSKҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu xҧy ra ÿLӅu không tránh khӓi KӃt quҧ cӫa phҧn ӭng này sӁ ҧQKKѭӣng rҩt lӟQÿӃn chҩWOѭӧng cӫDErW{QJ[LPăQJVӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh tái chӃ, vì vұy viӋc sӱ dөng phө gia khoáng hoҥt tính tro bay là cҫn thiӃt, và là mӝt biӋn pháp nhҵm kiӇm soát phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu mӝt cách tӕLѭXJL~SәQÿӏnh chҩWOѭӧng bê tông
&KѭѫQJ NGUYấN VҰT LIӊ89ơ3+ѬѪ1*3+ẩ37+ậ1*+,ӊM
&KѭѫQJQj\FKӫ yӃu nói vӅ hӋ nguyên vұt liӋXTXiWUuQKÿ~FYjGѭӥng hӝ các mүu vӳDNtFKWKѭӟc 40x40x160 mm, và quá trình thí nghiӋPÿRÿӝ dãn dài cӫa thanh vӳa do ҧQKKѭӣng cӫa phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu (Alkali Silica Reaction ± ASR) vӟi KjPOѭӧng tro bay thay thӃ [LPăQJNKiFQKDX4XDÿyNKҧo sát vai trò cӫa tro bay là tác nhân giҧm thiӇu do phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu (ASR), tӯ ÿyÿѭDUDPӕi quan hӋ giӳa hàm OѭӧQJWURED\ÿӃQFѭӡQJÿӝ chӏXQpQYjFѭӡQJÿӝ chӏu uӕn cӫa bê tông cӕt liӋu thӫy tinh.
NGUYÊN VҰT LIӊU
Tro bay
Tro bay là nguӗn nguyên liӋu phӃ thҧLÿѭӧc tұn dөng thu lҥi tӯ các nhà máy Trong nghiên cӭXQj\WURED\ÿyQJYDLWUzOjSKө gia khoáng, thay thӃ tӯ 10 ± 20% [LPăQJQKҵm giҧm thiӇu phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋX7X\QKLrQFNJQJFҫn phҧi cân nhҳFÿӃQKjPOѭӧng tro bay thay thӃ, nӃu dùng quá nhiӅu sӁ ҧQKKѭӣQJÿӃQFѭӡng ÿӝ bê tông Thành phҫn hóa cӫa tro bay sӱ dөng có thӇ xem trong Bҧng 3.2
Bҧng 3-2 Thành phҫn hóa cӫa tro bay
ChӍ tiêu thí nghiӋm ĈѫQ vӏ KӃt quҧ
Hàm Oѭӧng % oxit silic % 79,3
Hàm Oѭӧng % oxit nhôm % 4,81
Hàm Oѭӧng % oxit canxi % 1,40
Tӯ kӃt quҧ phân tích thành phҫn hóa cӫDWURED\ÿӕi chiӃu vӟi TCVN
10302:2014, cho thҩy tro bay sӱ dөng là tro bay loҥi F, và các chӍ tiêu phù hӧSÿӇ ÿ~FPүu bê tông hoһc vӳa
Qua thí nghiӋP[iFÿӏnh chӍ sӕ hoҥWWtQKFѭӡQJÿӝ WKHR7&91ÿҥt ӣ mӭc 85% ӣ 28 ngày, lӟQKѫQPӭc yêu cҫu là 75%, cho thҩy nguӗn tro bay hoàn toàn thích hӧSÿӇ phөc vө cho thí nghiӋm.
Cӕt liӋu
Thӫ\WLQKÿyQJYDLWUzOjQJXӗn nguyên liӋu tái chӃÿѭӧc thu gom tӯ bãi phӃ liӋu cӫDWUѭӡQJĈҥi hӑc Bách Khoa TP.HCM
Thӫy WLQKÿѭӧc thu gom có trên 90% là các loҥi kính trong suӕt, và mӝWOѭӧng nhӓ là kính màu
Thӫ\WLQKVDXNKLJLDF{QJÿұp nghiӅn, rӱa sҥch, rây sàng phân loҥLVDXÿyÿѭӧc tiӃn hành thí nghiӋm các chӍ tiêu tính chҩt vұWOêQKѭNKӕLOѭӧng riêng, khӕLOѭӧng thӇ WtFKÿӝ h~WQѭӟc theo TCVN 7572:2006
KӃt quҧ thí nghiӋm khӕLOѭӧng riêng, khӕLOѭӧng thӇ tíchÿӝ K~WQѭӟc ÿѭӧc thӇ hiӋn trong bҧng sau:
Bҧng 3-3 Tính chҩt vұt lý cӫa thӫy tinh
Bҧng 3-4 KӃt quҧ phân tích quang phә mүu thӫy tinh
Oxit Yttri 0.0006 Ĉӕi vӟi các mүXÿӕi chӭng sӱ dөng cӕt liӋu cát thҥch anh, mүXFiWÿѭӧc thí nghiӋm thӓa các yêu cҫXNƭWKXұWÿӅ UDQKѭWURQJ7&91
&iWÿѭӧc sӱ dөng làm thí nghiӋPÿѭӧc tiӃn hành kiӇm tra các chӍ tiêu khӕi Oѭӧng riêng, khӕLOѭӧng thӇ WtFKÿӝ K~WQѭӟc WKHRQKѭ7&91
Bҧng 3-5 Tính chҩt vұt lý cӫa cát thҥch anh
K͙LO˱ͫQJULrQJNJP 3 ) 2640 Ĉ͡ K~WQ˱ͣF 1.12 ĈӇ ÿҧm bҧo tính thӕng nhҩt vӅ mһt cӕt liӋu dùng trong cҩp phӕi, thӫy tinh và FiWÿѭӧc rây sàng và phӕi trӝn vӟi tӍ lӋ thành phҫn hҥWÿѭӧFÿӅ ra trong tiêu chuҭn
$670&ÿѭӧFÿӅ cұp trong BҧQJSKtDGѭӟLÿk\
Hình 3-1 C͙t li u thͯy tinh tái ch͇ VDXNKLÿ˱ͫc gia công x͵ lý
Nghiên cӭu tұp trung vào 4 vҩQÿӅ chính:
- Khҧ QăQJ[ҧy ra phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu khi sӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh thay thӃ hoàn toàn
- Khҧ QăQJӭc chӃ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu khi thay thӃ mӝt phҫQ[LPăQJ bҵng tro bay
- ҦQKKѭӣng cӫa phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋXÿӃQFѭӡQJÿӝ chӏu uӕn và chӏu nén cӫa vӳa
- Vai trò cӫDWURED\WiFÿӝQJÿӃQFѭӡQJÿӝ chӏu uӕn và nén cӫa mүu vӳa sӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh
Nhҵm làm rõ 4 vҩQÿӅ nêu trên, nghiên cӭu này thӵc hiӋn dӵa trên 2 thí nghiӋm chính:
- Thí nghiӋP[iFÿӏQKFѭӡQJÿӝ chӏu uӕQYjFѭӡQJÿӝ chӏu nén cӫa vӳa theo TCVN 3121:2003
- Thí nghiӋm khҧ QăQJSKҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu theo ASTM C 1567
Ngoài ra mүu vӳa cӕt liӋu thӫy tinh ӣ 28 ngày tuәLFNJQJÿѭӧc phân tích SEM và EDX nhҵm làm rõ kӃt quҧ cӫa 2 thí nghiӋm trên
Dӵa trên kӃt quҧ cӫa nhiӅu nghiên cӭXWUѭӟc, kӃt hӧp vӟi phҥm vi nghiên cӭu cӫa LuұQYăQSKѭѫQJSKiSWKtQJKLӋm khҧ QăQJSKҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu ASTM C ÿѭӧc áp dөng do có thӡi gian thí nghiӋm ngҳQKѫQÿiQJNӇ so vӟLFiFSKѭѫQJ pháp chұPQKѭ$670&Yӟi kӃt quҧ ÿѭӧc kiӇm chӭng là không quá khác biӋt Ngoài ra, viӋc khҧo sát ҧQKKѭӣng khi sӱ dөng phө gia khoáng hoҥt tính sӁ chӭng tӓ tính phù hӧp vӟi mөFÿích nghiên cӭXKѫQVRYӟLSKѭѫQJSKiS$670&
1260 vӕn chӍ áp dөng cho nӅn vӳD[LPăQJWKXҫn túy không phө gia khoáng hoҥt tính ĈӇ WăQJWtQKÿӗng nhҩt vӅ các thí nghiӋm, các mүXÿѭӧc thiӃt kӃ vӟi tӍ lӋ cҩp phӕLÿѭӧFQrXUDQKѭWURQJ$670&YӟLKjPOѭӧng tro bay thay thӃ [LPăQJ theo khӕLOѭӧng biӃQÿәi theo các mӭc 0%, 10%, 15%, 20%
Các cҩp phӕLÿѭӧc tóm tҳWWKHRQKѭ%ҧQJGѭӟLÿk\
Bҧng 3-7 Cҩp phӕi thiӃt kӃ Tro bay thay thӃ [LPăQJ theo khӕi Oѭӧng (%)
3KѭѫQJSKiSWKtQJKLӋm có thӇ ÿѭӧc tәQJTXiWQKѭ+uQK
Hình 3-2 T͝QJTXiWFiFSK˱˯QJSKiSWKtQJKL Pÿ˱ͫc s͵ dͭng trong bài nghiên cͱu
Thí nghiӋm thӱ FѭӡQJÿӝ chӏu uӕn và nén
Mүu ÿѭӧc thí nghiӋPFѭӡQJÿӝ chӏu uӕn và nén theo TCVN 3121:2003 Ĉҫu tiên, cҩp phӕLÿѭӧFFkQÿӏQKOѭӧng các thành phҫn nguyên liӋXVDXÿyÿѭӧc trӝn bҵng máy trӝn
0үXÿѭӧFWLӃQKjQKÿRELӃQGҥQJGjLOLrQWөFWURQJQJj\YӟLFKXNuJLӡ
6DXÿyKӛn hӧp ÿѭӧFÿHPÿLWKtQJKLӋPÿӝ OѭXÿӝQJWKHRSKѭѫQJSKiSEjQ dҵn
Hình 3-4 Th͵ ÿ͡ O˱Xÿ͡QJWKHRSK˱˯QJSKiSEjQG̹n
TiӃSÿӃn, hӛn hӧSÿѭӧFFKRYjRNKX{Q[[PPÿӇ WƭQKÿӏnh trong 24 giӡ WUѭӟc khi tháo NKX{QYjQJkPGѭӥng hӝ ҭm
Hình 3-5 H͟n hͫSÿ˱ͫc cho vào khuôn 40x40x160mm
Sau thӡLJLDQGѭӥng hӝ ӣ các mӭc 3 ngày, 7 ngày, 28 ngày, mүXÿѭӧFÿHPWKt nghiӋm uӕn và nén bҵng máy uӕn nén vӳDÿDQăQJ3+2(1,;
Thí nghiӋm kiӅm cӕt liӋu (theo ASTM ± C 1567)
Hӛn hӧp vӳDVDXNKLÿѭӧc trӝQÿӅu sӁ ÿә YjRNKX{Q[[PPÿӇ WƭQKÿӏnh
24 giӡ6DXÿyPүXÿѭӧFWKiRNKX{QYjÿHPÿRFKӍ sӕ chênh lӋFKÿӝ dài so vӟLWKѭӟc chuҭQÿӑFÿѭӧc trӏ sӕ Li MүXÿѭӧFQJkPWURQJQѭӟc cҩt ӣ 80 0 C suӕt 24 giӡYjÿѭӧc lҩ\UDÿRÿѭӧc trӏ sӕ L0 TiӃSÿyPүXÿѭӧc ngâm trong dung dӏch NaOH 1N ӣ 80 0 C YjÿѭӧFÿHPÿӑc trӏ sӕ ÿӝ giãn dài theo chu kì mӛi 24 giӡ trong suӕt 14 ngày tiӃp WKHRWKXÿѭӧc trӏ sӕ L1 ÿӃn L14 Các sӕ liӋu ghi nhұQÿѭӧc sӁ ÿѭӧc tính toán xӱ lý theo công thӭc sau: ܮ ൌ ሺܮ ௫ െ ܮ ሻ ܩ ൈ ͳͲͲ 7URQJÿy - /ÿӝ dãn dài ӣ ngày x (%)
- Lx: chiӅXGjLÿӑFÿѭӧc ӣ ngày x (0.001mm)
- G: chiӅu dài tiêu chuҭn cӫa mүu, bҵng 250mm
Hình 3-9 Ngâm m̳u trong tͯ s̭y ͧ nhi Wÿ͡ 80 0 &Yjÿ˱ͫc duy trì theo dõi trong su͙t 16 ngày
Hình 3-10 B͡ dͭng cͭ ÿREL͇n d̩ng thanh vͷa
Hình 3-11 M̳u và dͭng cͭ ÿRÿ͡ dãn dài
KӂT LUҰN: Vӟi nguӗn nguyên liӋu sӱ dөng tҥLÿӏDSKѭѫQJÿѭӧc thu thұp và sӱ dөng khách quan, các thí nghiӋPÿѭӧc lӵa chӑn vӟi tiêu chí phөc vө viӋc làm rõ các mөFÿtFKFKtQKFӫa bài nghiên cӭu này, bao gӗm viӋc phân tích các chӍ tiêu hóa lý cӫa nguӗn nguyên vұt liӋXÿҫu vào, sӱ dөng các thí nghiӋm vӅ FѭӡQJÿӝ TCVN 3121:2003 và thí nghiӋm kiӅm cӕ liӋX$670&VDXÿySKkQWtFK6(0Yj('; ÿӇ làm rõ kӃt quҧ.
Trong nghiên cӭXQj\ÿӕLWѭӧng khҧo sát chính là sӵ ҧQKKѭӣng cӫDKjPOѭӧng phө gia tro bay thay thӃ [LPăQJÿӃn các tính chҩt cӫa bê tông cӕt liӋu thӫy tinh Khi KjPOѭӧQJWURED\WKD\ÿәLFѭӡQJÿӝ chӏu nén cӫa bê tông và sӵ phát triӇn cӫa sӵ ăQ mòn kiӅm cӕt liӋu có nhӳng ӭng xӱ phӭc tҥp &ăQFӭ vào các kӃt quҧ WKXÿѭӧc, chúng ta sӁ có thӇ tìm hiӇXYjÿѭDUDQKұn xét khái quát vӅ mӕi liên hӋ giӳa tro bay và thӫy tinh cӕt liӋXTXDÿyKLӇXU}KѫQEҧn chҩt cӫa vҩQÿӅ YjÿӏQKKѭӟng phát triӇn các nghiên cӭu tiӃp theo ĈӇ thӕng nhҩt vӅ mһt kí hiӋu, trong suӕt nghiên cӭu tên mүXÿѭӧF ÿһt theo nguyên tҳc sau:
- Tên mүXÿѭӧFÿһt bao gӗm 2 phҫn, phҫn chӳ cái tiӅn tӕ ÿӭQJÿҫu và phҫn sӕ hұu tӕ ÿӭng sau
- Chӳ FiLÿҫXÿѭӧFÿһt là G nӃXÿyOjPүu sӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh tái chӃ, và là S nӃu sӱ dөng cӕt liӋu cát thҥch anh
- Phҫn sӕ hұu tӕ phía sau chӍ các mӭc phҫQWUăPWURED\WKD\WKӃ [LPăQJ theo khӕLOѭӧng, trong nghiên cӭu này có các mӭc 0, 10, 15, 20
Tәng hӧp lҥi, theo quy tҳc trên, có 8 nhóm mүu bao gӗm: G0, G10, G15, G20, S0, S10, S15, S20
4.1 &ѬӠ1*ĈӜ CHӎU UӔN 9ơ&ѬӠ1*ĈӜ CHӎU NẫN
7Uѭӟc khi vào khuôn, hӛn hӧp vӳDÿѭӧc tiӃn hành thí nghiӋm kiӇPWUDÿӝ OѭX ÿӝng, kӃt quҧ ÿѭӧc thӇ hiӋQQKѭWURQJ+uQK
Hình 4-1 Ĉ͡ O˱Xÿ͡ng cͯa các m̳u vͷa s͵ dͭng c͙t li u cát và thͯy tinh vͣi các mͱFKjPO˱ͫng tro bay thay th͇ [LPăQJ
Dӵa vào sӕ liӋu thí nghiӋm có thӇ dӉ dàng kӃt luұn sӵ biӃn thiên cӫDÿӝ OѭX ÿӝng cӫa hӛn hӧp vӳD[LPăQJWKHRTX\OXұt sau:
- Ӣ cùng mӝt mӭFKjPOѭӧng tro bay, hӛn hӧp sӱ dөng thuӹ tinh tái chӃ làm cӕt liӋXFyÿӝ OѭXÿӝng lӟQKѫQVRYӟi hӛn hӧp sӱ dөng cát thҥch anh làm cӕt liӋX/êGRFKRÿLӅu này có thӇ giҧLWKtFKÿѭӧc là do bӅ mһt hҥt thӫy WLQKVDXNKLJLDF{QJWUѫQQKҹQNK{QJK~WQѭӟc, khiӃQÿRKӛn hӧSFyÿӝ OѭXÿӝng tӕWKѫQ
- +jPOѭӧng tro bay thay thӃ [LPăQJFjQJOӟQWKuÿӝ OѭXÿӝng lӟQĈLӅu này là do hҥWWURED\FyNtFKWKѭӟc trung bình lӟQKѫQ[LPăQJEӅ mһt hҥt có dҥng hình cҫu, nhҹn mӏn, không góc cҥnh, nên khi thay thӃ mӝt phҫn xi PăQJEҵng tro bay khiӃn cho ma sát giӳa các hҥt giҧm, tӍ diӋn tích bӅ mһt giҧPOѭӧQJQѭӟFGѭWKӯa sӁ ÿyQJYDLWUzQKѭOӟSPjQJÿӋm khiӃn các hҥt dӉ GjQJWUѭӧWOrQQKDXKѫQ7X\QKLrQFNJQJFҫn phҧLOѭXêEҧn chҩt hҥt tro bay có cҩu trúc xӕp, cҫQÿҧm bҧROѭӧQJQѭӟc nhào trӝQÿӫ ÿӇ giӳ cho các hҥt hӛn hӧp vӳa tӗn tҥi ӣ trҥng thái huyӅn phù trong suӕt quá trình gia công Ĉӝ OѭXÿӝng cӫa hӛn hӧp vӳa cҫQÿѭӧc quan tâm ӣ mӝt mӭFÿӝ nhҩWÿӏQKÿӇ phөc vө FKRSKѭѫQJSKiSWKLF{QJSKKӧp ViӋc dùng cӕt liӋu thӫy tinh khiӃn cho hӛn hӧSFyÿӝ OѭXÿӝQJFDRKѫQVRYӟi sӱ dөng cӕt liӋu cát thҥch anh truyӅn thӕng khiӃn cho viӋc tính toán cҩp phӕi cҫQÿLӅu chӍnh lҥLOѭӧQJQѭӟc nhào trӝQYjOѭӧng [LPăQJÿӇ giӳ ÿѭӧFÿӝ OѭXÿӝng mong muӕQĈLӅu này kéo theo mӝt hӋ quҧ tҩt yӃu QKѭVDX6ӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh kéo theo khҧ QăQJJLҧPOѭӧQJQѭӟc nhào trӝn, tӯ ÿyFyWKӇ khiӃQFѭӡQJÿӝ vӳa phát triӇn tӕWKѫQQKӡ vұy vӳa sӱ dөng cӕt liӋu thӫy WLQKÿѭӧFPRQJÿӧi cho ra sҧn phҭPFyFѭӡQJÿӝ FDRKѫQ7X\QKLrQÿLӅu này chӍ ÿ~QJNKLFKӍ [pWÿӃQFѭӡQJÿӝ ÿi[LPăQJGRWӍ lӋ Qѭӟc/chҩt kӃt dính giҧPFѭӡQJÿӝ mүu vӳa nhìn chung còn phө thuӝc vào khҧ QăQJEiPGtQKJLӳa cӕt liӋXYj ÿi[L PăQJYLӋc sӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh ngoài ra còn có khҧ QăQJFDRGүQÿӃn phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu, sinh ra lӟp gel alkali-silica trên bӅ mһt hҥt cӕt liӋXQJăQFҧn khҧ QăQJ liên kӃt giӳa cӕt liӋXYjÿi[LPăQJ.K{QJQKӳng vұy, lӟSJHOQj\FzQFy[XKѭӟng WUѭѫQJQӣ thӇ tích, gây ӭng suҩt nӝi sinh ra các vӃt nӭt micro trong cҩu trúc vӳa dүn ÿӃn sӵ giҧPFѭӡQJÿӝ, hiӋQWѭӧng này sӁ ÿѭӧFÿӅ cұp cө thӇ KѫQӣ phҫn sau cӫa nghiên cӭu ĈӇ ÿҧm bҧo sӵ khҧo sát chính xác và khách quan, nghiên cӭu cӕ ÿӏnh trӏ sӕ Qѭӟc/chҩt kӃWGtQKNK{QJÿәi ViӋc giҧPOѭӧng biӃn sӕ theo thӡi gian nhҵPOjPWăQJ sӵ tұp trung và tính chính xác trên ÿӕLWѭӧng nghiên cӭu dӵa vào sӵ biӃn thiên cӫa biӃn sӕ cҫn khҧo sát
Giá trӏ FѭӡQJÿӝ chӏu uӕQYjFѭӡQJÿӝ chӏXQpQÿѭӧc thӇ hiӋQQKѭWURQJ+uQK 4.2 và Hình 4.3
Hình 4-2 T͝ng hͫp các giá tr͓ F˱ͥQJÿ͡ ch͓u u͙n ͧ 3 ngày, 7 ngày, 28 ngày
Hình 4-3 T͝ng hͫp các giá tr͓ F˱ͥQJÿ͡ ch͓u nén ͧ 3 ngày, 7 ngày, 28 ngày
Dӵa vào Hình 4.2 dӉ dàng thҩy ngay, sӵ phát triӇQFѭӡQJÿӝ chӏu uӕn cӫa mүu sӱ dөng cӕt liӋu thӫy WLQKQKѭQJNK{QJFyPһt phө gia khoáng hoҥt tính tro bay có [XKѭӟng giҧm dҫn theo thӡLJLDQÿLӅu này trái vӟi ӭng xӱ cӫa vӳa sӱ dөng cӕt liӋu
3N 7N 28N cát thҥFKDQKWK{QJWKѭӡng Tuy nhiên, khi có sӵ tham gia cӫa phө gia khoáng hoҥt tính tro bay, ӣ mӭFKjPOѭӧng 10% và 15%, giá trӏ FѭӡQJÿӝ chӏu uӕn giҧm ӣ thӡi JLDQQJj\QKѭQJOҥLWăQJPҥnh ӣ 28 ngày, riêng vӟi mӭFKjPOѭӧQJWKuFѭӡng ÿӝ chӏu uӕQWăQJWKHRWKӡi gian Dӵa vào sӵ biӃQÿӝng sӕ liӋu trên có thӇ dӵ ÿRiQ ÿѭӧc rҵng, vai trò cӫa phө gia khoáng hoҥt tính tro bay có ҧQKKѭӣng lӟQÿӃn sӵ phát triӇQFѭӡQJÿӝ chӏu uӕn cӫa mүu vӳa GiҧLWKtFKFKRÿLӅu này dӵa trên lý thuyӃWÿm nêu, khi không có phө gia khoáng hoҥt tính tro bay, giӳa hҥt thӫy tinh cӕt liӋu và xi PăQJFy[ҧy ra phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu sinh ra lӟp gel alkali-silica Lӟp gel này không có khҧ QăQJFKӏu lӵFÿӗng thӡi gây mҩt liên kӃt bám dính giӳa cӕt liӋXYjÿi[LPăQJ ngoài ra viӋFWUѭѫQJQӣ thӇ tích khi hình thành gel alkali-silica khiӃn cho viӋc hình thành nӝi ӭng suҩt sinh ra vӃt nӭt bên trong cҩu trúc vӳa Tӯ nhӳng khe nӭt sinh ra, gel alkali-silica lҥi tiӃp tөFÿѭӧc hình thành do có sӵ khuӃch tán OH - vào trong dүn ÿӃn viӋc mӣ rӝng khe nӭt, gây phá hoҥi cҩu trúc tӯ bên trong
Khi có sӵ tham gia phҧn ӭng cӫa phө gia khoáng hoҥt tính tro bay, trong suӕt quá trình phát triӇQFѭӡQJÿӝ, ngoài phҧn ӭng hình thành gel alkali-silica còn có phҧn ӭng giӳa SiO2 * trong tro bay và CH tӵ do tҥo ra khoáng C-S-+FyFѭӡQJÿӝ và lҩp ÿҫy lӛ rӛQJÿk\OjSKҧn ӭng pozzolanic Tuy nhiên, phҧn ӭng pozzolanic giӳa tro bay và CH tӵ do diӉn ra chұm nên ӣ JLDLÿRҥQÿҫu phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu chiӃPѭX thӃÿӃn 28 ngày tuәLWKuFѭӡQJÿӝ mӟi phát triӇQÿӇ bù lҩp lҥi Ngoài ra viӋc thay thӃ mӝt phҫQ[LPăQJEҵQJWURED\FNJQJNKLӃQKjPOѭӧng OH - giҧm dүQÿӃn viӋc ӭc chӃ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋX&NJQJFҫn làm rõ thêm rҵng, ӣ mӭc sӱ dөng tro bay 20% thì FѭӡQJÿӝ EDQÿҫu ӣ 3 ngày tuәi cӫa mүu vӳa thҩp do viӋc giҧPOѭӧQJ[LPăQJGүn ÿӃn giҧPFѭӡQJÿӝ ӣ JLDLÿRҥQEDQÿҫu
Khác vӟLFѭӡQJÿӝ chӏu uӕQFѭӡQJÿӝ chӏu nén cӫa các mүu sӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh vүQWăQJWKHRWKӡLJLDQWKHRQKѭELӇu diӉn hӣ +uQKĈLӅu này cho thҩy sӵ hình thành gel alkali-silica gây mҩt bám dính giӳa cӕt liӋX Yj ÿi [L PăQJ ҧnh Kѭӣng mҥQKÿӃQFѭӡQJÿӝ chӏu uӕn, tuy nhiên theo lý thuyӃt chӭQJPLQKFѭӡQJÿӝ chӏu nén còn phө thuӝc nhiӅXYjRFѭӡQJÿӝ ÿi[LPăQJYjFѭӡQJÿӝ chӏu nén cӫa cӕt liӋu Ӣ ÿk\ Yӟi cӕt liӋu thӫy tinh tái chӃ, mһc dù viӋc hình thành gel alkali-silica không ҧQKKѭӣQJÿӃn sӵ phát triӇQFѭӡQJÿӝ chӏu nén rõ rӋWQKѭFѭӡQJÿӝ chӏu uӕn,
WX\QKLrQÿLӅXÿyYүn ҧQKKѭӣQJÿӃQFѭӡQJÿӝ chӏu nén tәng quát cӫa các mүXÿӇ so sánh, nghiên cӭu sӁ SKkQWtFKNƭ KѫQYӅ WѭѫQJTXDQFѭӡQJÿӝ giӳa các mӭc ngày tuәi, thӇ hiӋn ӣ FiFKuQKGѭӟLÿk\
Hình 4-4 Giá tr͓ F˱ͥQJÿ͡ ch͓u u͙n 3 ngày
Hình 4-5 Giá tr͓ F˱ͥQJÿ͡ ch͓u nén 3 ngày
Dӵa vào Hình 4.4 và Hình 4.5, nhұn thҩ\FѭӡQJÿӝ uӕn và nén cӫa các mүu phù hӧp vӟi lý thuyӃWÿӅ ra, ӣ JLDLÿRҥQEDQÿҫu, phҧn ӭng pozzolanic diӉn ra chұm chҥp, phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋXFNJQJFKѭDÿӫ lӟQÿӇ thӇ hiӋn rõ lên tính chҩt cӫa vӳa, chính
G S vì vұ\FѭӡQJÿӝ cӫa vӳa chӫ yӃu phө thuӝFYjRFѭӡQJÿӝ cӕt liӋXYjFѭӡQJÿӝ ÿi[L PăQJӣ thӡLJLDQEDQÿҫu, chính vì vұ\Fyÿѭӧc kӃt quҧ OjKjPOѭӧng tro bay thay thӃ [LPăQJFjQJQKLӅXWKuFѭӡQJÿӝ EDQÿҫu càng thҩp
DӉ nhұn thҩy, ӣ các mӭc cҩp phӕi, giá trӏ FѭӡQJÿӝ cӫa mүu sӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh so vӟi mүu sӱ dөng cӕt liӋu cát thҥFKDQKWK{QJWKѭӡng luôn lӟQKѫQÿLӅu này có thӇ lý giҧi là do cҩu trúc cӫa hҥt thӫ\WLQKÿһc chҳc, ít khuyӃt tұWÿӗng thӡi mһFGFiWÿmÿѭӧc rӱDYjUk\NƭQKѭQJYүn chӭa mӝWOѭӧng bөi và tҥp chҩt nhҩWÿӏnh, ÿLӅu này ҧQKKѭӣQJÿӃQFѭӡQJÿӝ ӣ JLDLÿRҥQEDQÿҫu
Hình 4-6 Giá tr͓ F˱ͥQJÿ͡ ch͓u u͙n 7 ngày
Hình 4-7 Giá tr͓ F˱ͥQJÿ͡ ch͓u nén 7 ngày Ӣ JLDLÿRҥn 7 ngày tuәi, vӳa bҳWÿҫu có sӵ chuyӇQÿәi rõ rӋW7URQJNKLÿӕi vӟi nhóm mүu sӱ ÿөng cӕt liӋu cát thҥFKDQKFѭӡQJÿӝ bҳWÿҫXWăQJәQÿӏQKWKuÿӕi vӟi nhóm mүu sӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh tái chӃFѭӡQJÿӝ phát triӇn chұPYjQKѭÿӅ cұp ӣ WUrQFѭӡQJÿӝ chӏu uӕn cӫa mүu 0%, 10%, 15% tro bay thұPFKtFzQFyFѭӡng ÿӝ giҧm so vӟi 3 ngày tuәi Sӕ liӋXWKXÿѭӧc phҧn ánh ӣ thӡLÿLӇm 7 ngày, quá trình diӉn ra phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋXÿmFyGҩu hiӋu gây ҧQKKѭӣQJÿӃQFѭӡQJÿӝ cӫa vӳa, WURQJNKLÿyYDLWUzFӫDWURED\FNJQJWKӇ hiӋn mӡ nhҥt, bҵng chӭng là chênh lӋch FѭӡQJÿӝ giӳa các mӭFKjPOѭӧng tro bay vүn còn tӗn tҥLQKѭQJNK{QJTXiOӟn Lúc này, vai trò cӫa tro bay thӇ hiӋn ӣ 2 khía cҥnh sau:
- Tro bay cho vào sӁ phҧn ӭQJ WUѭӟc vӟi kiӅP WURQJ [L PăQJ VLQK UD JHO alkali-silica khi hӛn hӧp vӳa còn trong trҥng thái dҿo, tránh phát sinh nӝi ӭng suҩt khi vӳDÿmUҳn
- Tro bay cho vào thay thӃ [LPăQJOjPJLҧPOѭӧng OH - sinh ra, tӯ ÿyӭc chӃ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu
Phҧn ӭng pozzolanic vүn diӉQUDQKѭQJӣ JLDLÿRҥQÿҫXNK{QJÿiQJNӇ, vì vұy nghiên cӭX[pWÿӃn mӕLWѭѫQJTXDQYӅ FѭӡQJÿӝ cӫa các mүu ӣ 28 ngày tuәi, thӇ hiӋn ӣ +uQKYjGѭӟLÿk\
Hình 4-8 Giá tr͓ F˱ͥQJÿ͡ ch͓u u͙n 28 ngày
Hình 4-9 Giá tr͓ F˱ͥQJÿ͡ ch͓u nén 28 ngày
Hình 4.8 và 4.9 cho thҩ\ÿӕi vӟi mүu sӱ dөng cӕt liӋu cát thҥFKDQKFѭӡQJÿӝ phát triӇn vүn әQÿӏnh và theo quy luұWQKѭOêWKX\ӃWÿӅ UDQKѭQJPүu sӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh có nhӳng ӭng xӱ phӭc tҥSKѫQĈҫu tiên, dӉ nhұn ra, mүu không có tro ED\FKRFѭӡQJÿӝ thâp nhҩt trong khi mүu có sӱ dөQJWURED\ÿҥWFѭӡQJÿӝ cao nhҩt ӣ mӭc thay thӃ [LPăQJvà giҧm nhҽ ӣ mӭc 20% KӃt quҧ này chӭng tӓ 2 luұn ÿLӇm sau:
- ViӋc tro bay phҧn ӭng pozzolanic hình thành khoáng C-S-H giúp lҩSÿҫy lӛ rӛng, kӃt hӧp vӟi tác dөng ӭc chӃ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋXQKѭÿmÿӅ cұp ӣ WUrQÿmJL~SFKRFѭӡQJÿӝ cӫa mүu cҧi thiӋQÿiQJkӇ
ĈӜ DÃN DÀI THANH VӲ$7521*0Ð,75ѬӠ1*7+Ò&ĈҬY BҴNG NAOH
Thí nghiӋm này dӵa trên tiêu chuҭn ASTM C 1567 vӅ viӋc kiӇm tra phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu vӟi nӅn chҩt kӃt dính gӕF[LPăQJEҵQJSKѭѫQJSKiSÿRÿӝ dãn dài cӫa thanh vӳDQJkPWURQJP{LWUѭӡng có tác nhân xúc tác là nhiӋWÿӝ 80 0 C và dung dӏch NaOH 1N
Mӛi cҩp phӕi ÿѭӧFÿ~FWKHRWә gӗm 3 mүu, giá trӏ ÿӝ dãn dài tính bҵng % biӃn dҥng so vӟi chiӅu dài chuҭn 250mm là trung bình cӝng cӫa sӕ ÿRPүu Theo ASTM, giá trӏ biӃn dҥng tӕLÿDFKRSKpSÿӇ cӕt liӋu có thӇ sӱ dөQJÿѭӧc là 0.1%
Hình 4-10 Ĉ͡ dãn dài cͯa m̳u vͷDÿ˱ͫc theo dõi và ghi nh̵n trong su͙t thͥi gian thí nghi m theo tiêu chu̱n ASTM C 1567
Thí nghiӋm ASTM C1567 phҧQiQKÿѭӧc 3 vҩQÿӅ:
- Thӭ nhҩWWURQJP{LWUѭӡng nhiӋWÿӝ 80 0 C và NaOH 1N, thӡLJLDQÿҫu, các mүu xҧy ra quá trình co ngót khiӃn cho thanh vӳa bӏ co ngҳn lҥi, bҵng chӭQJOjWUrQÿӗ thӏ xuҩt hiӋn giá trӏ âm
- ĈӃQJLDLÿRҥn 3 ngày ngâm trong NaOH 1N trӣ ÿLKLӋQWѭӧng kiӅm cӕt liӋu xҧy ra rõ rӋt, bҵng chӭng là ӣ tҩt cҧ các mүXÿӅu có hiӋQWѭӧng nӣ dài, ÿLӅu này diӉn ra mҥnh ӣ mүu không sӱ dөng tro bay thay thӃ mӝt phҫn xi PăQJ
- Khi sӱ dөQJ Oѭӧng tro bay thay thӃ [L PăQJ FjQJ Oӟn, khҧ QăQJ ӭc chӃ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu càng nhiӅu, thӇ hiӋQWUrQÿӗ thӏ ÿRÿӝ dãn dài là mүu càng dùng nhiӅu tro bay thay thӃ [LPăQJWKuÿӝ dãn dài càng ít Tuy QKLrQÿӃn ngày thӭ 14 thì chӍ có mүu sӱ dөng 15% và 20% tro bay thay thӃ [LPăQJOjÿҥt yêu cҫXGѭӟLQJѭӥQJÿӝ dãn dài cho phép theo ASTM là 0.1%, mүu sӱ dөng 10% tro bay thay thӃ [LPăQJÿmYѭӧWQJѭӥng ӣ ngày thӭ 7, riêng mүu không sӱ dөQJWURED\WKuÿmYѭӧWQJѭӥng tӯ ngày thӭ 3 Dӵa vào kӃt quҧ thí nghiӋm theo ASTM C 1567 có thӇ rút ra kӃt luұn rҵng: Khi sӱ dөng tro bay thay thӃ [LPăQJQKҵm ӭc chӃ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu, sӱ dөng vӟi KjPOѭӧng càng lӟn thì phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu sinh ra lӟp gel alkali-VLOLFDFjQJÿѭӧc hҥn chӃÿӝ WUѭѫQJQӣ thӇ WtFKÿѭӧc khӕng chӃ
Trong thí nghiӋm này, nghiên cӭu có thӱ nghiӋm ngâm kiӇm ta mүu [[PPWURQJP{LWUѭӡng NaOH 1N ӣ 80 0 C, sau 14 ngày vӟt mүu ra quan sát thҩ\ÿѭӧc ҧnh Kѭӣng cӫa phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu diӉQUDQKѭKuQKGѭӟi
Hình 4-11 M̳u vͷa sau 14 ngày ngâm trong NaOH 1M ͧ 80 0 C
Hình trên cho thҩy, quan sát bҵng mҳWWKѭӡQJWURQJP{LWUѭӡng xúc tác mҥnh, mүu không sӱ dөng phө gia khoáng hoҥt tính tro bay xuҩt hiӋn nhiӅu vӃt nӭt do phҧn ӭng kiӅm cӕ liӋXJk\QrQQKѭÿmFKӭng minh trên Khi sӱ dөng 10% tro bay thay thӃ [LPăQJKLӋQWѭӧng phá hoҥi vүn có thӇ thҩ\ÿѭӧFQKѭQJNK{QJU}UҵQJQKѭPүu không dùng tro bay, tuy nhiên phá hoҥi vүn mang tính chҩt nguy hiӇm do bӅ mһt vӳa ÿmFyKLӋQWѭӧng bong tróc lӝ rõ hҥt cӕt liӋu phía bên trong
Mүu sӱ dung 15% và 20% tro bay thay thӃ [LPăQJFKRWKҩy ít bӏ ҧQKKѭӣng nhҩt, bӅ mһt mүu quan sát không xuҩt hiӋn vӃt nӭt hoһFKѭKҥi, bong tróc Quan sát trӵc quan dӵa trên Hình 4.15 góp phҫn cӫng cӕ kӃt quҧ thí nghiӋP$670&ÿm ÿѭDUDӣ trên
TiӃn hành uӕn gãy mүX ÿӇ quan sat bӅ mһt bên trong, nhұn thҩy trong môi WUѭӡng xúc tác, hiӋQWѭӧng kiӅm cӕt liӋu có thӇ nhìn thҩ\ÿѭӧc bҵng mҳWWKѭӡng
Hình 4-12 Bên trong m̳u sau khi u͙n phá ho̩i
Nhұn thҩy trên bӅ mһt hҥt cӕt liӋu thӫy tinh có phӫ mӝt lӟp gel màu sáng, có thӇ cҥy bҵQJPyQJWD\ÿyFKtQKOjOӟp gel alkali-VLOLFDÿѭӧc hình thành mҥnh mӁ WURQJP{LWUѭӡQJWK~Fÿҭy
Bҧn chҩt cӫa phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋXÿyOjGRFiFLRQNLӅPÿѭӧc thҭm thҩu vào trong gһp dҥng silic hoҥt tính SiO2 có trên bӅ mһt cӕt liӋu và phҧn ӭng sinh ra gel alkali-silica diӉn ra Vì vұy, vӅ FѫEҧn, mөFÿtFKFӫa viӋc ngâm mүXWURQJP{LWUѭӡng NaOH 1N có tác dөng cung cҩSP{LWUѭӡng giàu ion Na + và OH - ÿLӅu này khiӃn khҧ QăQJSKҧn ӭng vӟi silic trong cӕt liӋu diӉn ra dӉ GjQJKѫQErQFҥQKÿyӣ nhiӋWÿӝ
80 0 C, các phҧn ӭQJFNJQJGLӉn ra nhanh và dӉ GjQJKѫQWX\QKLrQQKLӋWÿӝ này vүn ÿҧm bҧRNK{QJTXiFDRÿӇ sinh ra các phҧn ӭng không mong muӕn hoһc ӭc chӃ các phҧn ӭng khác
Cҫn làm rõ thêm là, trong bҧQWKkQ[LPăQJFNJQJOX{QWӗn tҥi mӝWOѭӧng Na + và
K + tӵ do, chính vì vұy khi sӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh, bҧn chҩt thӫy tinh là silic, phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu là không thӇ trҧnh khӓi ViӋc tҥo lұSP{LWUѭӡQJWK~Fÿҭy chӍ là giҧi pháp giúp quá trình nghiên cӭu hiӋQWѭӧng diӉn ra phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu trӣ nên nhanh chóng và dӉ GjQJKѫQ
Nhұn xét thêm, dӵa vào biӇXÿӗ ÿRÿӝ giãn dài cӫa thanh vӳa, có thӇ thҩy tӯ JLDLÿRҥn 12 ngày ngâm trong NaOH 80 0 C, biӃn dҥng cӫa thanh vӳDFy[XKѭӟng giҧPĈLӅu này có thӇ chӭng minh rҵQJVDXJLDLÿRҥn này phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋXÿm trӣ nên әQÿӏnh
KӃt quҧ thí nghiӋm theo ASTM C1567 cho thҩy, khi sӱ dөng thêm phө gia khoáng hoҥt tính tro bay, phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu trong vӳDÿѭӧc kiӇm soát Thұm chí WURQJP{LWUѭӡng ngâm bão hòa NaOH 1N ӣ 80 0 C, kӃt quҧ vүn chӭQJ PLQK ÿѭӧc rҵng sӱ dөng tro bay vӟLKjPOѭӧQJFjQJWăQJNKLӃn cho viӋc kiӇm soát phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu càng dӉ GjQJÿLӅu này có thӇ dӉ dàng nhұn thҩ\NKLTXDQViWYjRÿӗ thӏELrQÿӝ WKD\ÿәLÿӝ giãn dài cӫa mүu sӱ dөng 20% tro bay thay thӃ [LPăQJOj thҩp nhҩWĈLӅu này có thӇ quan sát qua biӇXÿӗ sau
Hình 4-13 Ĉ͡ l ch chu̱n giͷa các giá tr͓ ghi nh̵n cͯa các m̳u trong thí nghi m
1Kѭ ÿӗ thӏ thӇ hiӋQKjPOѭӧng tro bay sӱ dөng càng lӟQWKuÿӝ lӋch chuҭn giӳa các lҫQÿRFjQJWKҩSĈLӅu này chӭng tӓ phө gia khoáng hoҥt tính tro bay kiӇm soát phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu mӝWFiFKÿiQJNӇ So vӟi mүu không có tro bay, các mүu sӱ dөng tro bay cho mӭFÿӝ chênh lӋch giӳa mӛi lҫQÿRWKҩSKѫQÿiQJNӇFyQJKƭD là tӕFÿӝ WKD\ÿәLÿӝ biӃn dҥng thanh vӳa thҩSKѫQÿiQJNӇĈLӅXQj\FyêQJKƭDTXDQ trӑng trong viӋc phân tích phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu trong bê tông sӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh
ViӋc làm giҧm tӕFÿӝ WKD\ÿәLÿӝ giãn dài cӫa thanh vӳa chӭng minh mӝWÿLӅu, tro bay ngoài khҧ QăQJOjPJLҧm phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu, còn có tác dөng khiӃn cho
G0 G10 G15 G20 Ĉӝ OӋF K FKX ҭQ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu bӏ WUuKRmQĈLӅu này phù hӧp vӟi lý thuyӃWÿmÿѭӧFÿѭDUD Tro bay có tác dөng làm giҧm khҧ QăQJWKҭm thҩu ion kiӅm vào bên trong, khiӃn cho khҧ QăQJLRQNLӅm gһSÿѭӧc silic trong cӕt liêu trӣ nên hҥn chӃ Khi dùng tro bay, QKѭÿmÿӅ cұp, phҧn ӭng pozzolanic giӳa tro bay và CH tӵ do tҥo thành khoáng C-S- +FyFѭӡQJÿӝ Khoáng này lҩSÿҫy lӛ rӛng trong cҩXWU~Fÿi[LPăQJFҧn trӣ quá trình xâm nhұp ion kiӅm OH - Ngoài ra, khi sӱ dөng tro bay, mӝt phҫn lӟn ion kiӅm
KӂT LUҰN
- Khi sӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh tái chӃ thay thӃ cho cát sӁ OjPWăQJÿӝ OѭXÿӝng cӫa mүu vӳDNKLWăQJOѭӧng tro bay thay thӃ [LPăQJFNJQJOjPWăQJÿӝ OѭX ÿӝng cӫa mүu vӳa, cҫQOѭXêÿLӅu này khi thiӃt kӃ cҩp phӕLÿӇ ÿҥWÿѭӧFÿӝ OѭX ÿӝng mong muӕn
- Ӣ mӭc thӡi gian 3 ngày, mүu sӱ dөng cӕt liӋu thӫ\WLQKFKRFѭӡQJÿӝ chӏu kéo YjQpQFDRKѫQVRYӟi mүu sӱ dөng cӕt liӋu cát thҥch anh, tuy nhiên ӣ giai ÿRҥn sau, khi phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu bҳWÿҫu diӉn ra, mүu sӱ dөng cӕt liӋu cát thҥFKDQKÿҥt mӭFFѭӡQJÿӝ chӏXNpRYjQpQFDRKѫQVRYӟi mүu sӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh tái chӃ Khác biӋWQj\ÿѭӧc thu hҽSNKLWăQJOѭӧng tro bay thay thӃ [LPăQJÿLӅu này chӭng tӓ viӋc sӱ dөQJWURED\FyWiFÿӝng tích cӵFÿӕi vӟi viӋc ӭc chӃ phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu, dӉ dàng nhұn thҩy ӣ kӃt quҧ thí nghiӋm ASTM C 1567 và hình chөp SEM, kӃt quҧ SKkQWtFK(';ÿѭӧFÿѭDUDӣ trong bài nghiên cӭu
- ViӋFJLDWăQJOѭӧng tro bay thay thӃ [LPăQJVӁ giúp kiӇm soát phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu tӕWKѫQWX\QKLrQÿLӅu này sӁ làm chұm quá trình phát triӇQFѭӡQJÿӝ cӫa mүu vӳa ӣ thӡLJLDQÿҫu
- +jPOѭӧng tro bay thay thӃ [LPăQJÿӅ xuҩt dӵa trên kӃt quҧ cӫa nghiên cӭu OjÿӇ ÿҧm bҧo phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋu nҵm trong phҥm vi kiӇm soát, nӃu sӱ dөng lӟQKѫQWURED\WKD\WKӃ [LPăQJFҫn nghiên cӭu thêm các ӭng xӱ cӫa bê tông sӱ dөQJWURED\KjPOѭӧng lӟQÿӇ lӵa chӑn cҩp phӕi phù hӧp vӟLF{QJQăQJWKLӃt kӃ.
KIӂN NGHӎ
Nghiên cӭu này chӍ tұp trung nghiên cӭu vào ҧnKKѭӣng cӫDKjPOѭӧng tro bay thay thӃ [LPăQJÿӃn phҧn ӭng kiӅm cӕt liӋXWURQJErW{QJ[LPăQJFӕt liӋu thӫy tinh, dүn ÿӃn sӵ WKD\ÿәi cӫDFѭӡQJÿӝ chӏXQpQYjFѭӡQJÿӝ chӏu kéo Cҫn có thêm nhӳng nghiên cӭXNKiFSKkQWtFKFKX\rQVkXKѫQӣ nhӳng khía cҥnh, chӍ WLrXNKiFQKѭ
- Sӱ dөng cӕt liӋu thӫy tinh kӃt hӧp vӟi cӕt liӋu khác
- Sӱ dөng các loҥi phө JLDNKRiQJNKiFQKѭ[Ӎ, tro trҩu, nano-silica
[1] $6DFFDQLDQG0&%LJQR]]L³$65H[SDQVLRQEHKDYLRURIUHF\FOHGJODVV ILQHDJJUHJDWHVLQFRQFUHWH´Cem Concr Res., vol 40, no 4, pp 531±536, Apr 2010, doi: 10.1016/j.cemconres.2009.09.003
[2] F RDMDELSRXU+0DUDJKHFKLDQG*)LVFKHU³,QYHVWLJDWLQJWKH$ONDOL- 6LOLFD5HDFWLRQRI5HF\FOHG*ODVV$JJUHJDWHVLQ&RQFUHWH0DWHULDOV´J
Mater Civ Eng., vol 22, no 12, pp 1201±1208, 2010, doi:
[3] K Yildirim and 06PHU³&RPSDUDWLYHDQDO\VLVRIIO\DVKHIIHFWZLWKWKUHH GLIIHUHQWPHWKRGLQPRUWDUVWKDWDUHH[SRVHGWRDONDOLVLOLFDUHDFWLRQ´
Compos Part B Eng., vol 61, pp 110±115, 2014, doi:
[4] -.+LFNV³0LWLJDWLRQRIAlkali-Silica Reaction While Using Highly
Reactive Aggregates with Class C fly ash and Reduction in Water to
&HPHQWLWLRXV5DWLR´3DSHU3UHVHQWHGRQ:RUOGRI&RDO$VK:2&$ Covington, Kentucky, USA, May 7 ± 10, 2007
[5] 0$GDZD\DQG