Tối ưu hóa thành phần hạt tro xỉ nhiệt điện sử dụng làm cốt liệu cho bê tông chịu nhiệt

Bài viết nghiên cứu thành phần hạt tối ưu của tro xỉ nhiệt điện Cẩm Phả sử dụng làm cốt liệu cho BTCN. Thành phần hạt liên tục của xỉ nhiệt điện được tính toán theo công thức Andersen với Dmax = 5 mm. Khối lượng thể tích và độ rỗng của hỗn hợp hạt ứng với các chế độ đầm rung được xác định.

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE 2019 13 (5V): 124–132 TỐI ƯU HÓA THÀNH PHẦN HẠT TRO XỈ NHIỆT ĐIỆN SỬ DỤNG LÀM CỐT LIỆU CHO BÊ TƠNG CHỊU NHIỆT Đỗ Thị Phượnga,∗, Lê Văn Tríb , Vũ Minh Đứcc a Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng, số 54 đường Nguyễn Lương Bằng, Đà Nẵng, Việt Nam b Khoa Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng miền Trung, số 24 đường Nguyễn Du, Thành phố Tuy Hòa, Phú Yên, Việt Nam c Khoa Vật liệu xây dựng, Trường Đại học Xây dựng, số 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 26/08/2019, Sửa xong 08/10/2019, Chấp nhận đăng 08/10/2019 Tóm tắt Các tính chất bê tông chịu nhiệt (BTCN) chịu ảnh hưởng loại cốt liệu thành phần hạt Cốt liệu sử dụng cho loại bê tông cần bền nhiệt, khơng bị phân hủy, nóng chảy, ổn định chịu nhiệt Thành phần hạt tính tốn lựa chọn theo mật độ xếp cỡ hạt với số điểm tiếp xúc lớn Bài báo nghiên cứu thành phần hạt tối ưu tro xỉ nhiệt điện Cẩm Phả sử dụng làm cốt liệu cho BTCN Thành phần hạt liên tục xỉ nhiệt điện tính tốn theo công thức Andersen với Dmax = mm Khối lượng thể tích độ rỗng hỗn hợp hạt ứng với chế độ đầm rung xác định Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm xác định thành phần hỗn hợp hạt cốt liệu tối ưu có giá trị khối lượng thể tích lớn độ rỗng nhỏ nhất, với giá trị tính tốn n = 0,43 thời gian đầm rung 60s Từ khoá: tro xỉ nhiệt điện; công thức Andersen; cốt liệu chịu nhiệt; bê tơng chịu nhiệt; khối lượng thể tích OPTIMIZATION OF PARTICLE SIZE DISTRIBUTION OF AGGREGATE FROM COAL ASH FOR HEAT – RESISTANT CONCRETE Abstract The properties of heat-resistant concrete (HRC) are influenced by types and partical size distribution of aggregates To make this concrete, the requirements of aggregates are heat–resistant, unmelted, undecomposed heat–stable The partical size distribution is calculated and selected according to corresponding packing density of aggregate mixture with the highest contact points This paper investigates the optimization of particle size distribution of coal ash from Cam Pha thermal power plant that can be used as granular aggregate for HRC Continuous particle size distribution of coal ash was calculated by Andersen’s formular with maximum particle size of mm Bulk density and porosity of aggregate mixture in different vibration time were measured With experimental planning method, the composition of the blended aggregate which has the highest bulk density and the smallest porosity has been determined with calculated value n of 0,43 and time of vibration of 60s Keywords: coal ash; Andersen’s formular; heat – resistant aggregate; heat-resistant concrete; bulk density https://doi.org/10.31814/stce.nuce2019-13(5V)-14 c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) Đặt vấn đề Khả chịu nhiệt bê tông không phụ thuộc vào biến đổi thành phần đá chất kết dính nhiệt độ cao mà chịu ảnh hưởng thành phần cốt liệu bị đốt nóng chúng ∗ Tác giả Địa e-mail: dtphuong@dut.udn.vn (Phượng, Đ T.) 124 Phượng, Đ T., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng không bền nhiệt biến đổi thể tích bị tác động nhiệt Vì chế tạo BTCN cần phải nghiên cứu đến đặc tính, yêu cầu cốt liệu sử dụng Theo kết nghiên cứu thực nghiệm cho thấy đốt nóng bê tơng kéo dài, đốt nóng lặp lại theo chu kỳ nhiệt độ cường độ nén bê tông từ cốt liệu đá vôi, đá granit nhiệt độ cao 200◦C bắt đầu giảm; 600◦C xuất vết nứt; 800◦C vết nứt phát triển lớn bê tông dần bị phá hủy Còn bê tơng dùng cốt liệu cát, sỏi nhiệt độ đến 300◦C cường độ bê tơng giảm đáng kể, nhiệt độ tăng lên 400-500◦C xuất vết nứt cường độ giảm dần, dẫn đến hoàn toàn Khi tác động nhiệt độ cao xảy biến đổi thể tích cốt liệu quắc tự do biến đổi thù hình β quắc Các vật liệu chứa quắc cuội, sỏi, cát quắc, sa thạch loại cốt liệu tự nhiên từ khống cácbonát khơng thể dùng làm cốt liệu cho BTCN [1, 2] Các loại cốt liệu sử dụng cho BTCN cần phải thỏa mãn yêu cầu độ bền nhiệt tính ổn định thể tích cao, khơng bị phân hủy nhiệt độ cao, bảo tồn cấu trúc bê tông tác dụng nhiệt độ Một số nghiên cứu ra, để làm cốt liệu cho BTCN, người ta sử dụng vật liệu bền nhiệt độ cao (tùy theo nhiệt độ sử dụng) gồm khoáng tự nhiên đá bazan, điaba, điorít, quặng crơmmít khống nhân tạo keramzít, aglơporít, phế liệu gạch sa mốt, gạch đỏ; tro đáy, xỉ luyện kim [3–7] Hầu hết tính chất chủ yếu BTCN chịu ảnh hưởng lớn loại cốt liệu, thành phần hạt cốt liệu cường độ, độ bền nhiệt, nhiệt độ biến dạng tải trọng, độ chịu lửa, độ ổn định thể tích, Thành phần hạt hỗn hợp hạt cốt liệu xác định loại cỡ hạt cốt liệu lớn, cốt liệu bé tỷ lệ phối hợp chúng Một hỗn hợp cốt liệu có thành phần hạt tối ưu hạt lớn đóng vai trò làm khung chịu lực, hạt nhỏ đóng vai trò lèn chặt lấp đầy tạo nên cấu trúc đặc cho BTCN Do cần phải lựa chọn tính tốn thành phần hạt hợp lý tối ưu [8] Theo nguyên tắc Bozenov [8] nguyên lý Cainarski [9–12], việc lựa chọn thành phần hạt theo mật độ xếp cỡ hạt với số điểm tiếp xúc lớn nhất, đóng vai trò quan trọng thực tế sản xuất loại vật liệu xây dựng Trong sản xuất bê tơng bê tơng cốt thép nói chung hay BTCN nói riêng sản xuất gốm sứ, người ta thường sử dụng phương pháp tính tốn lựa chọn thành phần hạt theo nguyên tắc Trong Bảng giới thiệu phụ thuộc mật độ khối xếp vào phương pháp xếp số điểm tiếp xúc hạt theo Cainarski, hạt có dạng hình cầu có kích thước Bảng giới thiệu số liệu độ rỗng đường kính cỡ hạt xếp (với cụm xếp dạng tháp dạng tứ diện – có số điểm tiếp xúc lớn nhất) Bảng Sự phụ thuộc mật độ khối xếp vào phương pháp xếp số điểm tiếp xúc hạt Phương pháp xếp hạt Số lượng hạt (%) có số điểm tiếp xúc với hạt bên cạnh Sự đổ tự 0,7 8,6 26,8 36,2 22,1 Sự rung lắc đến mật độ cao Sự đầm lèn chặt lớp - 0,9 0,1 0,8 Mật độ, % 10 11 12 Số điểm tiếp xúc trung bình 5,3 0,2 - - 6,92 56 55 5,8 12,9 15,6 12,9 10,8 15,1 26,0 9,51 66 63 12,3 9,14 65 64 16,7 20,6 19,8 13,3 12,4 Theo lý thuyết Theo thực tế Khi hỗn hợp có nhiều cấp hạt, khả lấp đầy khoảng trống lớn, độ rỗng giảm, diện tích tiếp xúc hạt tăng, nội ma sát tăng, làm tăng ổn định, dẫn tới tăng mật độ, cường độ, độ ổn định thể tích, độ chịu lửa, nhiệt độ biến dạng tải trọng, Để tăng khả tiếp xúc 125 Phượng, Đ T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Bảng Độ rỗng lý thuyết hỗn hợp nhiều cỡ hạt Các cỡ hạt đưa vào xếp lèn chặt Các giá trị Cỡ hạt thứ (làm khung) Cỡ hạt thứ Cỡ hạt thứ Cỡ hạt thứ Cỡ hạt thứ R 25,95 0,414R 20,7 0,225R 19,0 0,175R 15,8 0,117R 14,9 Bán kính hạt Độ rỗng, % hạt áp dụng chế độ công nghệ đầm rung cho kết Bảng hay phối hợp cỡ hạt khác cho kết Bảng Trong báo giới thiệu phương pháp thiết kế thành phần hạt cốt liệu từ tro xỉ nhà máy nhiệt điện (Dmax = mm), áp dụng chế độ công nghệ làm chặt với thời gian rung lèn chặt khác để tạo hỗn hợp hạt có mật độ cao hay độ rỗng nhỏ Xác định giá trị độ rỗng thực tế định hướng cho việc tính tốn lượng cần nước cho cốt liệu lượng chất kết dính sử dụng thành phần bê tông Thành phần hạt tối ưu cốt liệu tro xỉ nghiên cứu thích hợp chế tạo vữa BTCN hạt nhỏ Vật liệu phương pháp nghiên cứu 2.1 Vật liệu Trong nghiên cứu này, cốt liệu sử dụng chế tạo BTCN phế thải tro xỉ nhà máy nhiệt điện Cẩm Phả (Quảng Ninh) Cốt liệu dạng rời, sản phẩm lại cháy nhiệt độ cao buồng đốt than đá ăngtraxit, than mỡ, Thành phần hóa đặc tính kỹ thuật tro xỉ nhiệt điện thể Bảng Bảng Thành phần hóa tro xỉ nhiệt điện (%, theo khối lượng) SiO2 Al2 O3 Fe2 O3 CaO MgO K2 O Na2 O TiO2 MKN 59,78 24,74 5,17 1,92 0,37 4,22 0,83 0,86 2,11 Tro xỉ nhiệt điện Cẩm Phả có thành phần hóa thích hợp chế tạo BTCN, hàm lượng Al2 O3 , Fe2 O3 , CaO MKN tương tự nghiên cứu Anghelescu cs [6]; Dinh [13] Bảng Các đặc tính kỹ thuật tro xỉ nhiệt điện STT Tên tiêu Đơn vị Kết Phương pháp thử Khối lượng riêng Khối lượng thể tích xốp Độ ẩm Độ hút nước Độ chịu lửa g/cm3 kg/m3 % % ◦ C 2,63 1386 4,7 9,97 1335 TVCN 4030:2003 [14] TCVN 7572-6:2006 [15] TCVN 7572-7:2006 [16] TCVN 7572-4:2006 [17] TCVN 6530-4:1999 [18] Khi phân loại cỡ hạt xỉ nguyên khai, theo quan sát ngoại quan ta thấy hạt có kích thước lớn có bề mặt nhám ráp so với hạt có kích thước nhỏ Hạt có cấu trúc dạng lớp xếp 126 Phượng, Đ T., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng chồng lên Hạt có kích thước d > mm có hình dáng hạt thoi dẹt, có nhiều góc cạnh; cỡ hạt d = 2,5 ± mm có dạng dẹt vng vắn (tỷ lệ chiều dài l so với chiều rộng hạt b: l/b nhỏ); cỡ hạt d < 2,5 mm có hình dạng tròn trịa (tỷ lệ l/b bé), bề mặt nhẵn mịn so với hạt lớn Các hạt có d > mm đập có cấu trúc lớp vẩy, đơi có lỗ rỗng bé trình cháy than tạo Về màu sắc, hạt xỉ có d > mm có màu xám tro, có hạt có màu xám đen; hạt có d < mm hầu hết có màu xám tro Hàm lượng cỡ hạt d > mm tương đối thấp (9,9%) nên tác giả xử lý gia cơng đập tạo cỡ hạt có d ≤ mm, sau sàng phân loại cỡ hạt; hạt có mơ đun độ lớn (Mđl ) 2,15 Thành phần hạt tro xỉ nguyên khai tro xỉ sau gia công cỡ hạt xác định theo TCVN 7572-2:2006 [19] thể Bảng Bảng Thành phần hạt tro xỉ nhiệt điện Tro xỉ nguyên khai Cỡ hạt, mm >5 2,5 ÷ 1,25 ÷ 2,5 0,63 ÷ 1,25 0,315 ÷ 0,63 0,14 ÷ 0,315 < 0,14 Tro xỉ sau gia công cỡ hạt (%) Ai (%) (%) Ai (%) 9,9 11,47 20,83 13,7 15,67 18,27 10,17 9,9 21,37 42,2 55,9 71,57 89,83 100 12,8 17,72 12,47 12,58 17,67 26,76 12,8 30,52 42,99 55,57 73,24 100 lượng sót riêng biệt (%), Ai lượng sót tích lũy (%) 2.2 Phương pháp nghiên cứu Đã có nhiều nghiên cứu thiết lập cơng thức biểu đồ xác định tỷ lệ cỡ hạt theo cấp phối hạt liên tục hay gián đoạn [1, 2, 8, 9, 12, 20]; báo nhóm tác giả sử dụng cơng thức Andersen ứng với Dmax = mm n di Yi = · 100 (1) D Yi hàm lượng cỡ hạt có kích thước nhỏ giá trị di cho trước (%); D kích thước lớn hạt (mm); n số mức xác định thực nghiệm loại hỗn hợp điều kiện xếp, n = 0,35 ± 0,5 Một hỗn hợp hạt có thành phần hạt tối ưu đạt giá trị khối lượng thể tích lớn hay độ rỗng nhỏ Độ rỗng thực tế hỗn hợp hạt bao gồm độ rỗng hạt cốt liệu độ rỗng hở xác định thông qua phương pháp thể tích nước tuyệt đối Phương pháp dựa lượng nước đưa vào hỗn hợp cốt liệu đến hỗn hợp cốt liệu hút nước đến bão hoà, sau tính lượng nước chiếm phần rỗng hạt cốt liệu, lượng nước hút vào lỗ rỗng hạt; qua tính độ rỗng hạt, độ rỗng hở hạt mà cơng thức lý thuyết tính độ rỗng khơng xác định Để tăng điểm tiếp xúc hạt, hỗn hợp hạt phối trộn thành phần hạt theo công thức (1) đầm chặt bàn rung với các thời gian rung khác 0s, 30s 60s Khối lượng thể tích hỗn hợp hạt sau rung xác định, sau đem ngâm hỗn hợp đến trạng thái bão hòa nước nhằm xác định độ rỗng thực tế hỗn hợp hạt, độ rỗng hở hạt độ rỗng hạt Để tìm thành phần hạt tối ưu cho khối lượng thể tích hỗn hợp hạt lớn nhất, tác giả sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm bậc hai tâm xoay Box Hunter [21] 127 Phượng, Đ T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Kết thảo luận 3.1 Tính tốn thành phần hạt theo cơng thức Andersen Thành phần hạt cốt liệu xỉ nhiệt điện tính tốn sở công thức Andersen (1); thành phần hạt liên tục tính tốn với Dmax = mm, giá trị n = 0,35 ± 0,5 thể Bảng Bảng Thành phần hạt liên tục tính theo cơng thức Andersen Cỡ sàng (mm) Chỉ số n Yi , , Ai (%) Mđl 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 < 0,14 0,35 Yi Ai 100 0 78,46 21,54 21,54 61,56 16,90 38,44 48,43 13,13 51,57 38,00 10,43 62,00 28,61 9,39 71,39 28,61 100 2,449 0,37 Yi Ai 100 0 77,38 22,62 22,62 59,87 17,50 40,13 46,47 13,41 53,53 35,95 10,51 64,05 26,63 9,32 73,37 26,63 100 2,537 0,41 Yi Ai 100 0 75,26 24,74 24,74 56,64 18,62 43,36 42,77 13,87 57,23 32,19 10,58 67,81 23,09 9,11 76,91 23,09 100 2,700 0,43 Yi Ai 100 0 74,23 25,77 25,77 55,1 19,13 44,90 41,04 14,04 58,96 30,46 10,58 69,54 21,49 8,97 78,51 21,49 100 2,777 0,45 Yi Ai 100 0 73,20 26,80 26,80 53,59 19,62 46,41 39,37 14,22 60,63 28,82 10,55 71,18 20,01 8,81 79,99 20,01 100 2,850 0,47 Yi Ai 100 0 72,20 27,80 27,80 52,12 20,07 47,88 37,77 14,35 62,23 27,27 10,50 72,73 18,63 8,64 81,37 18,63 100 2,920 0,50 Yi Ai 100 0 70,71 29,29 29,29 50,00 20,71 50,00 35,50 14,50 64,50 25,10 10,40 74,90 16,73 8,37 83,27 16,73 100 3,020 Theo kết tính Bảng ta thấy giá trị n thay đổi thì hàm lượng cỡ hạt thay đổi tăng giảm khác nhau; cỡ hạt 2,5 ± mm tăng 7,75%; cỡ hạt 1,25 ± 2,5 mm tăng 3,81%; cỡ hạt 0,63 ± 1,25 mm không thay đổi; cỡ hạt 0,14 ± 0,315 mm giảm 1,02%; cỡ hạt < 0,14 giảm mạnh 11,88% Khi n thay đổi từ 0,35 đến 0,5, hàm lượng cỡ hạt thô tăng dần, làm trị số Mđl tăng đáng kể đến 23,52% tăng đồng Như vậy, tính tốn thành phần hạt liên tục theo công thức (1) với giá trị n lớn có hỗn hợp hạt thơ, có nghĩa độ rỗng hỗn hợp hạt cốt liệu tăng; để thay đổi hàm lượng cỡ hạt (6 loại cỡ hạt) cần thay đổi giá trị n để xác định thành phần hạt tối ưu với chế độ công nghệ (làm chặt) thích hợp để đạt xếp làm chặt cao nhất, mật độ lớn tức khối lượng thể tích cao độ rỗng thấp Như vậy, thông qua nhân tố giá trị n xác định hàm lượng cỡ hạt (thô, mịn) từ đến < 0,14 mm đạt giá trị khối lượng thể tích 128 Phượng, Đ T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng cao nhất; phương pháp đơn giản tương tự nghiờn cu ca ồờủợõ ễ ổồớợõ ị [1, 2, 9, 12] ✃✳➘✳❀ ➴ðåìèí✱ 3.2 Khối lượng thể tích độ rỗng hỗn hợp hạt tương ứng với chế độ cơng nghệ làm chặt Khối lượng thể tích độ rỗng cấp phối hạt tro xỉ nhiệt điện tính tốn theo cơng thức Andersen (n = 0,35 ± 0,5) tương ứng với chế độ công nghệ làm chặt khác (đầm rung 0s, 30s, 60s) giới thiệu Bảng Bảng Khối lượng thể tích, độ rỗng cấp phối hạt với chế độ công nghệ làm chặt Các giá trị độ rỗng, r (%) Chỉ số n Thời gian làm chặt t (s) Khối lượng thể tích γ0 (kg/m3 ) Độ rỗng lý thuyết rclt (%) Độ rỗng thực tế rctt (%) Độ rỗng hở hạt r1 (%) Độ rỗng hạt r2 (%) 0,35 30 60 1424 1669 1680 45,86 36,5 36,12 34,2 33,7 3,52 3,41 31,06 30,50 2,30 2,42 0,37 30 60 1432 1674 1684 45,6 36,3 36,0 34,0 33,5 3,59 3,49 30,76 30,18 2,30 2,50 0,41 30 60 1437 1680 1695 45,4 36,12 35,6 33,9 33,0 3,65 3,53 30,50 29,52 2,22 2,60 0,43 30 60 1440 1687 1699 45,2 35,9 35,4 33,5 32,8 3,71 3,60 29,96 29,17 2,40 2,60 0,45 30 60 1426 1677 1679 45,8 36,2 36,15 34,1 33,8 3,95 3,82 30,50 30,10 2,10 2,35 0,47 30 60 1420 1650 1662 46,0 37,3 36,8 35,3 34,6 4,06 3,90 31,50 30,80 2,00 2,20 0,50 30 60 1414 1644 1658 46,2 37,5 37,0 35,4 34,8 4,15 4,06 31,60 30,83 2,10 2,20 Hiệu số − rctt (%) rclt rclt độ rỗng chung tính tốn theo lý thuyết (%); rctt độ rỗng chung thực tế xác định theo phương pháp thể tích nước tuyệt đối (%); r1 độ rỗng hở hạt xác định theo phương pháp thể tích nước tuyệt đối (%); r2 độ rỗng hạt xác định theo phương pháp thể tích nước tuyệt đối (%) Từ số liệu Bảng 7, trạng thái đổ đống (không đầm rung – s), số n tăng từ 0,35 ± 0,43 khối lượng thể tích, độ rỗng hỗn hợp hạt tăng dần từ giá trị n = 0,43 ± 0,5 khối lượng thể tích độ rỗng hỗn hợp hạt giảm dần Tại giá trị n = 0,43 lượng hạt nhỏ giảm vừa đủ để lấp đầy hạt lớn nên khối lượng thể tích đạt giá trị lớn nhất, độ rỗng nhỏ nhất; n > 0,43 129 Phượng, Đ T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng lượng hạt lớn tăng lên, lượng hạt nhỏ giảm nhiều không đủ để lấp đầy hạt lớn nên giá trị khối lượng thể tích giảm dần, độ rỗng tăng lên Khi đầm rung, tăng giảm giá trị khối lượng thể tích độ rỗng hỗn hợp hạt giống quy luật Ngoài ra, tăng thời gian đầm rung từ 0s đến 60s, giá trị khối lượng thể tích hỗn hợp hạt tăng dần tăng thời gian đầm > 60s giá trị khối lượng thể tích hỗn hợp hạt có xu hướng giảm sau đạt mức độ lèn chặt, rung động làm hỗn hợp hạt lỏng lẻo Thời gian rung hỗn hợp cốt liệu xỉ có Dmax = mm hợp lý 60s với số n = 0,43 So sánh giá trị độ rỗng rclt > rctt tính tốn theo lý thuyết độ rỗng tồn phần cốt liệu kể đến lỗ rỗng kín, tính theo thực tế ta vào thể tích nước tuyệt đối chiếm chỗ hỗn hợp cốt liệu mà nước khơng thể chui vào lỗ rỗng kín cốt liệu nước chui qua lỗ rỗng có kích thước d < 0,1 µm Thơng qua độ rỗng thực tế xác định lượng nước nhào trộn vữa bêtơng xác hơn, tránh lượng nước dư thừa làm ảnh hưởng đến khả chịu nhiệt độ bền nhiệt vữa BTCN 3.3 Xác định thành phần hạt tối ưu Để xác định thành phần hạt tối ưu hỗn hợp hạt cốt liệu tro xỉ nhiệt điện có Dmax = mm tương ứng với chế độ đầm rung 60s, tác giả lập mơ hình quy hoạch thực nghiệm, giải toán tối ưu thành phần hỗn hợp hạt cốt liệu tro xỉ nhiệt điện với nhân tố ảnh hưởng số mức n, hàm mục tiêu giá trị khối lượng thể tích với giá trị tâm quy hoạch n = 0,43 khoảng quy hoạch 0,02; toán quy hoạch thực nghiệm áp dụng kế hoạch bậc hai tâm xoay Box Hunter với nhân tố ảnh hưởng nên giá trị cánh tay đòn xác định 21/4 [21] Bảng mã hóa ma trận quy hoạch thực nghiệm cấp phối hạt giới thiệu Bảng Bảng Bảng mã hóa quy hoạch thực nghiệm thành phần hạt Các mức quy hoạch Biến thực Mã hóa n x −21/4 −1 +1 +21/4 0,406 0,41 0,43 0,45 0,454 Khoảng quy hoạch 0,02 Bảng Bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm thành phần hạt Khối lượng thể tích hỗn hợp hạt (kg/m3 ) Biến mã No x x2 Yγ1 Yγ2 Yγ3 Y¯ tb +1 −1 +21/4 −21/4 0 +1 +1 +1,414 +1,414 0 1689 1690 1680 1692 1700 1703 1699 1687 1692 1685 1695 1703 1709 1710 1688 1694 1683 1693 1705 1710 1715 1688 1692 1682 1693 1703 1707 1708 Yγi giá trị khối lượng thể tích mẫu i (i = 1, 2, 3) (kg/m3 ); Y¯ tb giá trị khối lượng thể tích trung bình tổ mẫu (kg/m3 ) 130 Phượng, Đ T., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Giải tốn quy hoạch thực nghiệm có hàm hồi quy khối lượng thể tích hỗn hợp hạt cốt liệu tro xỉ với Dmax = mm sau: Y¯ γ0 = 1706,4213 + 2,0259x − 18,1859x2 Để kiểm tra tính tương hợp phương trình hồi quy thông qua chuẩn số Fischer (F), giá trị cần tính tốn phương sai dư S d2 = 132,71 phương sai lặp S ll2 = 7, từ tính F = 18,95 Với mức có nghĩa p = 0,05, bậc tự dư f1 = 2, bậc tự lặp f2 = Fb = 19,2 Nhận thấy F < Fb nghĩa phương trình hồi quy tương hợp với tranh thực nghiệm [21] Giá trị cực đại khối lượng thể tích hỗn hợp hạt cốt liệu tro xỉ nhiệt điện Y = 1706,5 (kg/m3 ) x = 0,0557 hay n = 0,43 Kết tương tự nghiên cứu thành phần hạt cốt liệu chế tạo vữa chịu nhiệt Dinh [13] Kết luận Dựa kết thực nghiệm tiến hành, số kết luận rút sau: - Sử dụng công thức Andersen, hàm lượng cỡ hạt (thô, mịn) xác định đơn giản thông qua số n từ 0,35 đến 0,5 - Hỗn hợp hạt sau phối trộn thành phần hạt theo công thức Andersen, áp dụng chế độ công nghệ làm chặt 30s, 60s để tìm mật độ cao - Với phương pháp thể tích nước tuyệt đối xác định giá trị độ rỗng hở, độ rỗng hạt, cho phép xác định lượng cần nước hỗn hợp cốt liệu từ tính lượng chất kết dính phù hợp để tính tốn thành phần BTCN - Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm tìm thành phần hạt tối ưu tro xỉ nhiệt điện Cẩm Phả thích hợp chế tạo BTCN với số mức n = 0,43 chế độ đầm chặt 60s để đạt giá trị khối lượng thể tích lớn độ rỗng nhỏ Tài liệu tham khảo [1] ❮åêðàđỵâ✱ ✃✳ ➘✳✱ Øåéêèí✱ ➚✳ ➴✳✱ Ơåäỵðỵâ✱ (1964) ởốớốồ ớóồõ ùợữớợủũỹ ỏồũợớ ủỏ ềúọợõ ợủủũợộốỗọũ [2] ồờủợõ úủợõ ồõữồớờợ (1968) ủủởồọợõớốồ ùợửồủủợõ ợờỗỷõỵ ựốừ õởốớốồ ỗúựồớốồ ỏồũợớ ùố ồóợ ớóồỏồ ề ồỗọồớ [3] Netinger, I., Kesegic, I., Guljas, I (2011) The effect of high temperatures on the mechanical properties of concrete made with different types of aggregates Fire Safety Journal, 46(7):425–430 ´ [4] Hager, I., Tracz, T., Sliwi´ nski, J., Krzemie´n, K (2015) The influence of aggregate type on the physical and mechanical properties of high-performance concrete subjected to high temperature Fire and Materials, 40(5):668–682 [5] ❮åêðàđỵâ✱ ✃✳ ➘✳✱ Ịàðàđỵâà✱ ➚✳ Ï✳ (1967) ➷àðỵđòỵéêèé áåòỵí ùợũởớọửồỡồớũồ ỗọ ũồởỹủũõợ ởốũồũúỷ ùợ ủũợốũồởỹủũõú ợủờõ [6] Anghelescu, L., Cruceru, M., Diaconu, B (2017) Bottom ash as granular aggregate to manufacturing of lightweight heat resistant concretes International Journal of Energy and Environment, 11:168–171 [7] Jankovic, K (2002) Using recycled brick as concrete aggregate Proceedings of Fifth Triennial International Conference on Chllenges in Concrete Construction, Dundee, UK, Thomas Telford Publishing, 231–240 [8] Duc, V M (1992) Bê tông chịu nhiệt dùng xi măng poóclăng Luận án Phó tiến sĩ khoa học kỹ thuật chuyên ngành Vật liệu chi tiết sản phẩm xây dựng, Đại học Xây dựng, Hà Nội [9] ➴ðåìèí✱ ❮✳ Ơ✳ (1986) Ïðỵưåđđû è àïïàðàòû â ũồừớợởợóốố ủũợốũồởỹớỷừ ỡũồốởợõ ểữồỏ ớốờ ọở õúỗợõ ùợ ủùồử ẽợốỗõợọủũõợ ủũợốũ ốỗọ ố ờợớủũúờửốộ ỷủứ ứờ [10] ➬àìÿòèí✱ Ð✳ Đ✳✱ Ïóðãèí✱ ➚✳ ✃✳✱ Õỵðỵøàâèí è äð✱ ❐✳➪✳ (1982) óớồúùợớỷồ ỏồũợớỷ ẹù õợữớốờ ồũởởúóố [11] ềợũúỏốồõ (1988) ẹũợốũồởỹớỷồ ỡũồốởỷ ủốởốờũớũốồõỷừ ờợỡùợỗốửốừ ẹũợộốỗọũ 131 Phng, T., v cs / Tp Khoa hc Cụng ngh Xõy dng [12] ổồớợõ ị ửờợõốữ ẹ ìúỡờợõ (1991) ềồừớợởợóố ỗùợởớốũồởồộ ỏồũợớ ❒✳✱ ✏➶ûñø✳ øê✳✑ [13] Dinh, N T (2016) Nghiên cứu chế tạo vữa chịu nhiệt sử dụng phế thải tro xỉ nhiệt điện xi măng poóclăng (PCB) Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật ngành Kỹ thuật vật liệu, Đại học Xây dựng, Hà Nội [14] TCVN 4030:2003 Xi măng–Phương pháp xác định độ mịn Bộ Khoa học Công nghệ, Việt Nam [15] TCVN 7572-6:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa–Phương pháp thử Phần 6: Xác định khối lượng thể tích xốp độ hổng Bộ Khoa học Công nghệ, Việt Nam [16] TCVN 7572-7:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa–Phương pháp thử Phần 7: Xác định độ ẩm Bộ Khoa học Công nghệ, Việt Nam [17] TCVN 7572-4:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa–Phương pháp thử Phần 4: Xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích độ hút nước Bộ Khoa học Công nghệ, Việt Nam [18] TCVN 6530-4:1999 Vật liệu chịu lửa–Phương pháp thử–Phần 4: Xác định độ chịu lửa Bộ Khoa học Công nghệ, Việt Nam [19] TCVN 7572-2:2006 Cốt liệu cho bê tông vữa–Phương pháp thử Phần 2: Xác định thành phần hạt Bộ Khoa học Công nghệ, Việt Nam [20] Đức, V M., Đồng, N V., Phượng, Đ T., Hoa, B T., Hòa, N N (2009) Cốt liệu sử dụng chế tạo bê tơng chịu nhiệt Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng (KHCNXD)-ĐHXD, 3(2) [21] Tuyen, N M (2005) Quy hoạch thực nghiệm Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 132 ... cho cốt liệu lượng chất kết dính sử dụng thành phần bê tông Thành phần hạt tối ưu cốt liệu tro xỉ nghiên cứu thích hợp chế tạo vữa BTCN hạt nhỏ Vật liệu phương pháp nghiên cứu 2.1 Vật liệu Trong... lượng nước dư thừa làm ảnh hưởng đến khả chịu nhiệt độ bền nhiệt vữa BTCN 3.3 Xác định thành phần hạt tối ưu Để xác định thành phần hạt tối ưu hỗn hợp hạt cốt liệu tro xỉ nhiệt điện có Dmax = mm... BTCN chịu ảnh hưởng lớn loại cốt liệu, thành phần hạt cốt liệu cường độ, độ bền nhiệt, nhiệt độ biến dạng tải trọng, độ chịu lửa, độ ổn định thể tích, Thành phần hạt hỗn hợp hạt cốt liệu xác