Nghiên cứu chế tạo cốt liệu từ tro bay để chế tạo bê tông rỗng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ HOÀNG THANH NAM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CỐT LIỆU TỪ TRO BAY ĐỂ CHẾ TẠO BÊ TÔNG RỖNG Chuyên ngành: Vật liệu Công nghệ Vật liệu Xây dựng Mã ngành: 60 58 80 LUẬN VĂN THẠC SỸ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 06 NĂM 2011 i CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học:……………………………………………………… Cán chấm nhận xét 1:…………………………………………………………… Cán chấm nhận xét 2:…………………………………………………………… Luận văn thạc sỹ ñược bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày…… tháng…… năm……… Thành phần Hội ñồng ñánh giá luận văn thạc sỹ gồm 1……………………………………………………………………………………… 2……………………………………………………………………………………… 3……………………………………………………………………………………… 4……………………………………………………………………………………… 5……………………………………………………………………………………… Xác nhận Chủ tịch Hội ñồng ñánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội ñồng ñánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành ii ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -oOo Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ Họ tên học viên: LÊ HOÀNG THANH NAM Ngày, tháng, năm sinh: 04/05/1986 Chun ngành: Vật liệu Cơng nghệ VLXD Khố (Năm trúng tuyển): 2009 Phái: Nam Nơi sinh : Đăk Lăk MSHV: 09190909 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CỐT LIỆU TỪ TRO BAY ĐỂ CHẾ TẠO BÊ TÔNG RỖNG 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: (1) Biện luận ñặt vấn ñề cấp thiết nghiên cứu ñề tài (2) Tổng quan nghiên cứu trước cốt liệu nhân tạo ñể dùng cho bê tông (3) Nghiên cứu lý thuyết khoa học geopolymer làm tảng nghiên cứu tổng hợp tro bay ñể làm cốt liệu ñề tài (4) Phương pháp nghiên cứu lựa chọn hệ nguyên liệu tỷ lệ thành phần (5) Các tính chất cốt liệu – Các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng ñến tính chất cốt liệu chế tạo Ứng dụng cốt liệu chế tạo để sử dụng làm bê tơng rỗng 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : tháng 06 năm 2010 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : tháng 06 năm 2011 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN VĂN CHÁNH Nội dung ñề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chun Ngành thơng qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS Nguyễn Văn Chánh CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH PGS.TS Nguyễn Văn Chánh iii LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tất quý Thầy Cô tham gia giảng dạy hướng dẫn hết lịng truyền đạt kiến thức cho em suốt thời gian vừa qua Em xin chân thành cảm ơn Thầy PGS.TS Nguyễn Văn Chánh ñã tận tình hướng dẫn, bảo em suốt thời gian thực ñề tài Em xin cảm ơn Thầy Cô Bộ môn Vật liệu Xây dựng, ñặc biệt Thầy TS Trần Văn Miền ñã ñóng góp nhiều ý kiến q báu giúp em hồn thành ñề tài Xin cảm ơn tất bạn bè, người ln bên cạnh giúp đỡ tơi Và cuối cùng, xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ơng Bà, Bố Mẹ Gia Đình ñã nuôi dưỡng, giáo dục ñộng viên ñể có ngày hơm Mặc dù luận văn ñược hoàn thành với tất nỗ lực thân chắn cịn nhiều thiếu sót Kính mong nhận góp ý, bảo q Thầy Cơ để em ngày hồn thiện kiến thức iv TĨM TẮT LUẬN VĂN Cốt liệu nhân tạo ñã ñang ñược nghiên cứu sản xuất nhằm ñáp ứng nhu cầu lớn ña dạng chế tạo sử dụng bê tơng đồng thời hạn chế khai thác từ tự nhiên Công nghệ truyền thống sản xuất cốt liệu từ loại ñất, ñá tro bay tạo ñược loại cốt liệu có ưu điểm định so với cốt liệu tự nhiên thường phải qua cơng đoạn nung gây hao tốn nhiên liệu ô nhiễm môi trường Cốt liệu sỏi tro khơng nung mà chế tạo dựa kỹ thuật đóng rắn tro bay phương pháp geopolymer hố sử dụng hồn tồn làm cốt liệu thành phần bê tông rỗng Các thành phần tro bay kích hoạt hỗn hợp dung dịch thuỷ tinh lỏng kiềm NaOH trước đóng rắn phát triển cường độ điều kiện dưỡng hộ nhiệt để hình thành nên cấu trúc geopolymer Một lượng cát ñịnh ñược ñưa vào ñể tăng sản lượng cho hỗn hợp Sỏi tro ñược chế tạo từ hỗn hợp “vữa tro” nói đạt ñược tính chất lý khả quan so sánh với cốt liệu ñá dăm tự nhiên với ñộ nén dập trạng thái khô 12.6%, hệ số hố mềm 0.94 khối lượng riêng khơ 2.08 g/cm3 Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng số yếu tố ngun liệu cơng nghệ đến tính chất lý vữa tro Bê tơng rỗng chế tạo từ cốt liệu sỏi tro hai loại chất kết dính xi măng Portland hỗn hợp vữa tro Kết thực nghiệm cho thấy với hệ ngun liệu này, bê tơng có độ thấm đạt tới 1.57 – 1.76 cm/s cường ñộ chịu nén ñạt 6.3 – 8.4 MPa v ABSTRACT Technologies of producing artificial aggregates are developing to meet the huge and multiform demands in producing and using concrete as well as to slow down the exploitation of natural aggregates Traditional technologies not only create some special types of aggregate but also consume a large amount of energy and make pollution worse due to sintering stage in manufacturing process Solidified fly ash aggregate (SFA) is made based on geopolymerization techlology without sintering It’s then used as the only type of aggregate in pervious concrete Fly ash is activated in the mixture of alkaline activator (NaOH) and sodium silicate solution Sand is added as filling substance for fly ash paste The paste is granulated to produce pellets of SFA before solidified by heat curing SFA’s performance is relatively satisfactory with crushing value, softening coefficient and oven dry specific gravity of 12.6%, 0.94 and 2.08 g/cm3, respectively Effect of material and curing process parameters to physico-mechanical properties of SFA is also surveyed Pervious concrete is produced from SFA and cementitious material of either Portland cement or fly ash paste Experiments show that its water permeability and compressive strength are 1.57 – 1.76 cm/s and 6.3 – 8.4 MPa, respectively vi MỤC LỤC Nhiệm vụ luận văn thạc sỹ ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt luận văn iv Mục lục vi Danh mục hình ảnh .x Danh mục bảng biểu xiii CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn ñề 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu giới nước 1.2.1 Cốt liệu nhân tạo cho bê tông 1.2.1.1 Nguyên liệu công nghệ sản xuất cốt liệu nhân tạo 1.2.1.2 Tính chất cốt liệu 1.2.1.3 Tính chất bê tông sử dụng cốt liệu nhân tạo 1.2.2 Cốt liệu tro bay chế tạo theo phương pháp truyền thống 10 1.2.2.1 Vấn ñề sử dụng tro bay sản xuất cốt liệu 10 1.2.2.2 Tính chất cốt liệu sản xuất từ tro bay 15 1.2.2.3 Tính chất bê tơng sản xuất từ cốt liệu – tro bay 16 1.2.3 Cốt liệu sản phẩm chế tạo từ tro bay hoạt hoá 18 1.2.3.1 Hoạt hoá tro bay 18 1.2.3.2 Zeolite chế tạo từ tro bay hoạt hoá 18 1.2.3.3 Bê tông chế tạo từ tro bay hoạt hoá 20 1.2.3.4 Vật liệu đường có chứa thành phần tro bay hoạt hoá 22 1.2.3.5 Cốt liệu chế tạo từ tro bay hoạt hoá 23 1.2.4 Các nghiên cứu bê tông rỗng .24 1.2.4.1 Thành phần hỗn hợp bê tông .25 1.2.4.2 Cường độ bê tơng rỗng .26 1.2.4.3 Các tiêu ñộ thấm, ñộ rỗng 27 vii 1.3 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 28 1.3.1 Mục tiêu 28 1.3.2 Nhiệm vụ ñề tài 28 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 30 2.1 Cơ chế hình thành đặc tính geopolymer 30 2.1.1 Giới thiệu ñặc ñiểm cấu trúc geopolymer 30 2.1.2 Các liên kết poly(sialate siloxo) vơ định hình 31 2.1.2.1 Quá trình gắn kết chuỗi poly(sialate siloxo) vơ định hình 31 2.1.2.2 Phân tích cấu trúc poly(sialate siloxo) nhiễu xạ X-ray 32 2.1.2.3 Phân tích cấu trúc poly(sialate siloxo) phổ MAS-NMR 33 2.1.3 Chất kết dính (K-Ca) poly(sialate-siloxo) vơ định hình 35 2.1.4 Đặc tính chất kết dính geopolymer 37 2.1.4.1 Xử lý, hạn chế chất ñộc hại .37 2.1.4.2 Khả hạn chế hiệu ứng nhà kính 38 2.2 Sự hoạt hóa tro bay 40 2.2.1 Thành phần cấu trúc tro bay hoạt hóa 40 2.2.2 Q trình hoạt hóa tro bay 41 2.2.3 Ảnh hưởng chất kích hoạt đến thành phần cấu trúc tro bay hoạt hóa .42 2.3 Phân tích cấu trúc tro bay hoạt hóa phương pháp phổ hồng ngoại (IR) .44 2.3.1 Phổ hồng ngoại tro bay 45 2.3.2 Phổ hồng ngoại tro bay hoạt hóa .47 2.3.2.1 Dải giãn nở bất ñối xứng liên kết T-O 47 2.3.2.2 Vùng số sóng từ 800 – 500 cm-1 .48 2.3.3 Phân tích hình thành cấu trúc tro bay hoạt hóa dựa phương pháp phổ hồng ngoại 49 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỆ NGUYÊN VẬT LIỆU .51 3.1 Tro bay 51 viii 3.1.1 Khối lượng riêng, khối lượng thể tích 51 3.1.2 Độ hấp thụ vôi 51 3.1.3 Thành phần hoá học 52 3.1.4 Phân tích quang phổ hồng ngoại 52 3.2 Chất đóng rắn 53 3.3 Cát 54 3.3.1 Tính chất vật lý .55 3.3.2 Thành phần hạt cát 55 3.3.3 Hàm lượng bụi, bùn, sét 56 3.4 Xi măng Portland 56 3.4.1 Khối lượng riêng, khối lượng thể tích 57 3.4.2 Độ bền nén vữa xi măng 57 3.4.3 Lượng nước tiêu chuẩn 57 3.4.4 Thời gian đơng kết 57 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA SỎI TRO 59 4.1 Phương pháp chế tạo sỏi tro 59 4.1.1 Chế tạo vữa tro 59 4.1.2 Tạo hình sỏi 60 4.1.3 Dưỡng hộ nhiệt .61 4.2 Khảo sát ảnh hưởng yếu tố nguyên liệu ñến cường ñộ chịu nén vữa tro 61 4.2.1 Ảnh hưởng tỷ lệ chất đóng rắn – tro bay (CDR/TB) ñến cường ñộ nén vữa tro 62 4.2.2 Ảnh hưởng tỷ lệ cát – tro bay (C/TB) ñến cường ñộ nén vữa tro 64 4.3 Khảo sát ảnh hưởng q trình dưỡng hộ nhiệt đến cường ñộ nén vữa tro 65 4.3.1 Ảnh hưởng thời gian dưỡng hộ ñến cường ñộ vữa tro 66 ix 4.3.2 Ảnh hưởng nhiệt ñộ dưỡng hộ ñến cường ñộ vữa tro .68 4.4 Tính chất lý sỏi tro .69 4.4.1 Khối lượng riêng, khối lượng thể tích 70 4.4.2 Độ hút nước 70 4.4.3 Thành phần hạt 71 4.4.4 Độ nén dập hệ số hoá mềm 72 4.5 Phân tích phổ hồng ngoại sỏi tro 74 CHƯƠNG ỨNG DỤNG SỎI TRO TRONG CHẾ TẠO BÊTÔNG RỖNG 76 5.1 Chế tạo bê tông rỗng từ sỏi tro 76 5.1.1 Nguyên liệu 76 5.1.2 Thành phần hỗn hợp .76 5.1.2.1 Chất kết dính xi măng Portland .76 5.1.2.2 Chất kết dính hỗn hợp vữa tro .77 5.1.3 Trộn hỗn hợp bê tông .78 5.1.4 Tạo hình 79 5.2 Tính chất hỗn hợp bê tơng bê tơng rỗng 79 5.2.1 Tính chất hỗn hợp bê tông 79 5.2.2 Khối lượng thể tích bê tông rỗng .79 5.2.3 Cường độ chịu nén bê tơng rỗng .80 5.2.4 Độ thấm bê tông rỗng 82 5.2.5 Độ rỗng 83 KẾT LUẬN CHUNG 85 KIẾN NGHỊ 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ 92 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG .93 80 Bảng 5.3 Khối lượng thể tích bê tơng rỗng Chất kết dính xi măng Portland Mẫu Khối lượng thể tích Chất kết dính vữa tro Mẫu (kg/m3) Khối lượng thể tích (kg/m3) P36 1492 F44 1455 P40 1472 F48 1463 P44 1471 F52 1432 5.2.3 Cường ñộ chịu nén bê tơng rỗng Bê tơng rỗng đúc thành mẫu lập phương, kích thước 10x10x10 cm để kiểm tra cường độ chịu nén (hình 5.3) Đối với mẫu bê tơng rỗng sử dụng xi măng Portland, mẫu thí nghiệm ñược tháo khuôn sau ñúc ngày ngâm nước dưỡng hộ Cường ñộ nén mẫu ñược xác ñịnh 28 ngày tuổi Đối với bê tơng sử dụng vữa tro, mẫu thí nghiệm sau tạo hình đưa vào lị sấy với nhiệt độ 100oC thời gian Hình 5.3 Thí nghiệm cường độ chịu nén bê tơng rỗng Kết thí nghiệm cường độ nén bê tơng rỗng cho bảng 5.4 ñây Kết cho thấy, bê tơng sử dụng xi măng Portland, cường ñộ mẫu sau ngày tuổi ñạt ñược khoảng từ 70 – 80% cường ñộ sau 28 ngày Điều giải thích bê tơng rỗng có tỷ lệ nước – xi măng tương đối thấp, khơng có thành phần cốt liệu nhỏ giữ nước, cấu trúc lại nhiều lỗ rỗng nên tốc ñộ hydrate hố nhanh, nước bốc nhanh đưa mẫu bê tơng ngồi bể dưỡng hộ 81 Bảng 5.4 Kết thí nghiệm cường độ chịu nén bê tơng rỗng Chất kết dính xi măng Portland Mẫu Cường độ chịu nén (MPa) Chất kết dính vữa tro Mẫu Cường ñộ chịu nén (MPa) ngày 28 ngày P36 4.9 6.3 F44 8.4 P40 5.7 7.3 F48 7.7 P44 4.7 6.5 F52 7.5 Khi sử dụng chất kết dính vữa tro, giá trị cường độ ñạt ñược cao sử dụng xi măng Portland Sử dụng biện pháp dưỡng hộ nhiệt để kích hoạt phản ứng geopolymer hoá giúp tạo sản phẩm có cường độ cao đồng thời rút ngắn thời gian sản xuất Quan sát mẫu bê tông rỗng bị phá huỷ thí nghiệm cường độ nén (hình 5.4) ta thấy tồn ba dạng phá huỷ là: phá huỷ qua vữa, phá huỷ qua sỏi phá huỷ bề mặt tiếp xúc sỏi vữa (sỏi tách khỏi vữa) Điều cho thấy có phân phối nội lực tương ñối ñồng ñều thành phần cấu trúc bê tông có đồng định cường độ vật liệu thành phần Hình 5.4 Các dạng phá huỷ thí nghiệm nén bê tơng rỗng 82 5.2.4 Độ thấm bê tông rỗng Độ thấm tiêu quan trọng kiểm tra, ñánh giá tính bê tơng rỗng Thí nghiệm đo độ thấm tiến hành mẫu bê tơng hình trụ, kích thước dxh = 8.5x15cm Thiết bị đo độ rỗng hệ gồm hai ống thơng nhau, có van ngăn cách (hình 5.5) Ống thứ bao gồm hai đoạn ống, đoạn phía nối thơng với van, nơi chưa mẫu bê tơng, đoạn thứ hai đoạn ống chia vạch, lắp phía sau ñã cho mẫu vào ñoạn ống Ở phía cịn lại, ống thứ hai ống (ống đo áp), nơi nước tràn ngồi sau ñi qua ñoạn ống chia vạch, xuyên qua mẫu bê tông qua van Mẫu Ống chia vạch Ống nước Van Hình 5.5 Thí nghiệm đo ñộ thấm Sau lắp mẫu ống chia vạch, khố van, cho nước vào đầy ống chia vạch Mở van, mực nước qua mức h1 bắt đầu bấm ñồng hồ, ñến mức h2 bấm dừng Độ thấm ñược tính theo ñịnh luật Darcy sau: k= h a.L log e At h2 Trong đó: k – ñộ thấm (cm/s); a, A – tiết diện ống ño áp tiết diện mẫu bê tông (cm2); 83 L – chiều dài mẫu (cm); t – thời gian mực nước từ h1 ñến h2 (s); h1, h2 – chiều cao mực nước khoảng thời gian khảo sát (cm) Kết thí nghiệm đo độ thấm trình bày bảng 5.5 Bảng 5.5 Kết thí nghiệm ño ñộ thấm bê tông rỗng Mẫu a A L h1 h2 t k (cm2) (cm2) (cm) (cm) (cm) (s) (cm/s) Chất kết P36 3.7 1.62 dính P40 3.5 1.71 xi măng P44 3.8 1.57 3.6 1.66 15.90 56.72 15 29 Chất kết F44 dính F48 3.4 1.76 vữa tro F52 3.5 1.71 Kết ño cho thấy với cấp phối ñược khảo sát, ñộ thấm bê tông rỗng sử dụng xi măng Portland nằm khoảng 1.57 – 1.71 cm/s Sử dụng vữa tro làm chất kết dính, độ thấm bê tơng gần tương ñương, giá trị ño ñược nằm khoảng 1.66 – 1.76 cm/s 5.2.5 Độ rỗng Với cấu trúc có nhiều lỗ rỗng, đặc biệt lỗ rỗng thơng nhau, mẫu bê tơng chế tạo ñạt ñược ñộ rỗng cao nhiều so với bê tơng thơng thường Kết thí nghiệm đo độ rỗng trình bày bảng 5.6 Bảng 5.6 Kết thí nghiệm đo độ rỗng Chất kết dính xi măng Portland Chất kết dính vữa tro Mẫu Độ rỗng (%) Mẫu Độ rỗng (%) P36 23.6 F44 24.3 P40 24.7 F48 25.4 P44 23.2 F52 24.9 84 Kết thí nghiệm cho thấy độ rỗng bê tơng khoảng 23.2 – 24.7% sử dụng xi măng Portland làm chất kết dính từ 24.3 – 25.4% chất kết dính vữa tro Các giá trị tương đối chênh lệch dao ñộng gần mức ñộ rỗng giả thiết thiết kế 25% Như với hệ nguyên liệu ñược lựa chọn số cấp phối khảo sát, bê tơng rỗng đạt cường độ 6.3 – 7.3 MPa sử dụng xi măng Portland 7.5 – 8.4 MPa chất kết dính vữa tro Hỗn hợp bê tơng chế tạo thuộc loại khơng có độ sụt Khối lượng thể tích bê tơng rỗng sau rắn ñạt khoảng 1432 – 1492 kg/m3 Độ thấm bê tông sử dụng hai loại chất kết dính gần tương đương có giá trị khoảng 1.57 – 1.76 cm/s ñộ rỗng 23.2 – 25.4% 85 KẾT LUẬN CHUNG Q trình nghiên cứu đề tài rút kết luận sau: Cốt liệu nhân tạo truyền thống ñược chế tạo từ loại ñất, ñá tự nhiên nhân tạo tro bay, chủ yếu dựa q trình nung, có khối lượng thể tích thấp, độ rỗng cao, độ hút nước cao, cường ñộ so với cốt liệu tự nhiên Kỹ thuật geopolymer hóa tro bay mở hướng sản xuất cốt liệu từ loại nguyên liệu Q trình đóng rắn tro bay chất q trình hoạt hóa thành phần vơ định hình loại nguyên liệu dung dịch kiềm dựa chế geopolymer hóa Nó bao gồm q trình trùng hợp để tạo thành mạch polymer vơ có tham gia ion kim loại Sản phẩm tro bay hoạt hóa bao gồm phần lớn pha vơ định hình với thành phần gel natri aluminosilicate phần nhỏ pha tinh thể zeolite Phân tích cấu trúc tro bay hoạt hóa phổ hồng ngoại cho phép xác ñịnh ñược thành phần pha sản phẩm ñặc trưng liên kết chủ yếu cấu trúc sản phẩm Việc phân tích phổ hồng ngoại liên kết Si-O Al-O chứng minh hình thành cấu trúc ñặc trưng sau hoạt hóa tro bay Đề tài sử dụng nguyên liệu ñể sản xuất cốt liệu sỏi tro bao gồm tro bay loại F từ nhà máy Formosa (Đồng Nai), cát dung dịch chất đóng rắn Cốt liệu sau trộn với hỗn hợp chất kết dính để chế tạo bê tơng rỗng Chất kết dính sử dụng bê tơng rỗng hỗn hợp xi măng Portland–nước hỗn hợp tro bay–chất đóng rắn kể Trong thành phần hỗn hợp vữa tro, tỷ lệ chất đóng rắn/ tro bay ñược ñiều chỉnh phạm vi từ 0.36 ñến 0.58 tỷ lệ cát/tro bay thay ñổi giá trị 0; 1.0 1.5 Cường ñộ nén ñạt ñược từ 43.4 – 62.7 MPa Cường ñộ nén ñạt giá trị cao có điều chỉnh thích hợp tỷ lệ chất đóng rắn/tro bay, lượng cát sử 86 dụng ñộ lưu ñộng hỗn hợp Khi sử dụng cát với tỷ lệ cát/tro bay 1, cường ñộ vữa tro ñạt 53.9 MPa tỷ lệ chất ñóng rắn/tro bay 0.44 Nhiệt ñộ dưỡng hộ thích hợp để chế tạo vữa tro 100oC, sử dụng nhiệt độ cao đến 150oC rút ngắn thời gian dưỡng hộ gây nứt sản phẩm Thời gian dưỡng hộ ñề xuất với nhiệt ñộ 100oC Sơ ñồ nguyên lý chế tạo cốt liệu sỏi tro ñược xây dựng với ba giai đoạn chế tạo hỗn hợp, tạo hình dưỡng hộ 100oC Sỏi tro nhẹ cường ñộ hệ số hố mềm gần mức tương đương so với đá dăm ñộ hút nước cao Bê tơng rỗng chế tạo từ sỏi tro đạt cường độ 6.3 MPa sử dụng xi măng Portland 7.5 MPa chất kết dính vữa tro Độ thấm bê tông sử dụng hai loại chất kết dính gần tương đương có giá trị khoảng 1.57 – 1.76 cm/s ñộ rỗng 23.2 – 25.4% Thành phần nguyên liệu, ngun lý chế tạo đặc tính sản phẩm geopolymer nói chung chất kết dính “tro bay hoạt hóa” nói riêng cho phép hạn chế giảm thiểu chất thải rắn khí thải CO2 so với xi măng Portland Hơn công nghệ chế tạo sỏi tro kỹ thuật geopolymer hóa giúp tiết kiệm nhiên liệu so với công nghệ sản xuất loại cốt liệu nhân tạo truyền thống Đây coi sản phẩm có tính “thân thiện mơi trường” 87 KIẾN NGHỊ Cần nghiên cứu mở rộng ứng dụng loại cốt liệu sỏi tro nói loại bê tông khác (bê tông nhẹ hay bê tơng dùng cho kết cấu chịu lực) cách điều chỉnh hệ nguyên vật liệu công nghệ chế tạo ñể giảm bớt khối lượng riêng tăng thêm cường ñộ (nếu cần thiết) Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng “tro bay hoạt hóa” với vai trị chất kết dính dùng kết cấu bê tơng cốt thép, cốt sợi sở tính bám dính cao loại vật liệu Nghiên cứu ñộ bền chống xâm thực vật liệu chế tạo từ tro bay hoạt hóa, đặc biệt mơi trường ăn mịn mạnh xi măng Portland dung dịch acide, muối sulphate, sulphite,… 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Satish Chandra and Leif Berntsson, Lightweight Aggregate Concrete- Science, Technology, and Applications, Noyes Publications, New York, USA, 2002 [2] J.J.Shideler, Lightweight-Aggregate Concrete for structural use, Journal of the American Concrete Institute, Oct 1957, pp.299-328 [3] John Brouk, Perlite aggregage – Its properties and uses, Journal of the American Concrete Institute, Nov 1949, Proceedings, Vol.46, pp 185-190 [4] M Criado, A Fernández-Jiménez and A Palomo, Alkali activation of fly ash Effect of the SiO2/Na2O ratio Part I: FTIR study, Microporous and Mesoporous Materials 106 (2007), pp 180–191 [5] JO, Byung-wan et al (2007), Properties of concrete made with alkali-activated fly ash lightweight aggregate (AFLA), Cement and Concrete Composites 29, pp 128-135 [6] O Kayali, Flashag – new lightweight aggregate for high strength and durable concrete, World of Coal Ash Lexington, KY (2005) [7] F.P Torgal et al, Alkali-activated binders: A review: Part Historical background, terminology, reaction mechanisms and hydration products, Construction and Building Materials, Available online 26 November (2007) [8] F.P Torgal et al, Alkali-activated binders: A review Part About materials and binders manufacture, Construction and Building Materials, In Press, Corrected Proof., Available online May 2007 (2007) [9] Bộ Xây Dựng, Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, 2007 [10] Andrew I Neptune and Bradley J Putman, Effect of Aggregate Size and Gradation on Pervious Concrete Mixtures, ACI Materials Journal, Vol 107, No 71, pp 625-631, Nov-Dec, 2010 [11] Wang K et al, Development of mix proportion for functional and durable pervious concrete, Proceedings of 2006 NRMCA concrete technology forum – focus on pervious concrete (CD-ROM), Nashville, Tenn., 2006 89 [12] American Concrete Instute, ACI 211.3R-02，Guide for Selecting Proportions for No-Slump Concrete, 2002 [13] M Mouli, H Khelafi, Properties of lightweight concrete made with crushed natural pozzolana as coarse aggregate, Journal of Technological and Economic Development of Economy V XIII, N°: 4, 2007, pp 259-265 [14] T.Y Lo and H.Z Cui, Properties of green lightweight aggregate concrete, International Workshop on Sustainable Development and Concrete Technology, Beijing, May 20–21, 2004 [15] N.V.Peter et al, An artificial concrete aggregate made from coal combustion ashes, Cement and concrete research, Vol 21, pp 262-268, 1991 [16] J.M Bijen, Manufacturing processes of artificial lightweight aggregates from fly ash, The International Journal of Cement Composites and Lightweight Concrete, Volume 8, Number 3, August 1986 [17] Rafik B Oganesian, Method of producing keramzit, United States Patent 4226819, Application Number: 892986, Publication Date: Oct., 07, 1980 [18] http://www.perlite.net [19] X Shu et al, Performance comparison of laboratory and field produced pervious concrete mixtures, Construction and Building Materials, Vol 25, pp 3187-3192, Aug 2011 [20] W.M Kriven et al, Microstructure and microchemistry of fully-reacted geopolymers and geopolymer matrix composites, Ceramic Transactions, Vol.153, pp 227-250, 2003 [21] Z Li et al, Preparation, properties and microstructure of fly ash based geopolymer concrete, Proceedings of the 4th International Conference of Concrete under Severe Conditions, Seoul, Korea, pp 481 – 489, Jun., 2004 [22] C.C Wang, A Study on Firing Oyster Shell Powder into Lightweight Aggregate and the Its Engineering Characteristics, the 3rd Regional Conference Interdisciplinary on Natural Resources and Materials Engineering, 2010 90 [23] Kayali, O and Shaw, K.J., Concrete aggregate, US Patent No:6,802,896, Oct 12, 2004, International No: PCT/AU02/00593, and European Patent Registration No.02721860.1-2111-AU0200593 [24] U Rattanasak, P Chindaprasirt, Influence of NaOH solution on the synthesis of fly ash geopolymer, Minerals Engineering, Vol 22, No 12, 2009 [25] Wang Bao-min and Wang Li-jiu, Development of studies and applications of activation techniques of fly ash, Proceedings of the International Workshop on Sustainable Development & Concrete Technology, Beijing, China, May 2004, pp.159-169 [26] K Ojha, N.C Pradhan and A.N Samanta, Zeolite from fly ash: synthesis and characterization, Bulletin of Materials Science, Vol 27, No 6, 2004, pp 555-564 [27] Joseph Davidovits, Properties of geopolymer cements, Proceedings 1st International Conference on Alkaline Cements and Concretes, Scientific Research Institute on Binders and Materials , Kiev State Technical University, Kiev, Ukraine, pp.131-149, 1994 [28] P.D Tennis et al, Pervious Concrete Pavements, Portland Cement Association and National Ready Mixed Concrete Association, Skokie, IL, 2004 [29] R.C Meininger, No-Fines Pervious Concrete for Paving, Concrete International, V 10, No 8, pp 20-27, Aug 1988 [30] B.H.W.S Jong et al, Polymerization of silicate and aluminate tetrahedra in glasses, melts, and aqueous solutions—IV Aluminum coordination in glasses and aqueous solutions and comments on the aluminum avoidance principle, Geochimica et Cosmochimica Acta, Volume 47, Issue 7, pp.1223-1236, July 1983 [32] A Fernández-Jiménez and A Palomo, Composition and microstructure of alkali activated fly ash binder: effect of the activator, Cement Concrete Research 35, pp 1984–1992, 2005 [33] Global Cement Report, 9th edition, International Cement Review, Apr., 2011 [34] Nguyễn Văn Chánh, Lê Phúc Lâm, Nghiên cứu công nghệ chế tạo hạt keramzit ñể ứng dụng sản xuất vật liệu nhẹ, Hội thảo "Công nghệ mới", tháng 9-2005 91 [35] Tran Quoc Tho , Nguyen Van Chanh, Inorganic Composite Materials for Road Surface Utilizing Laterite, Flyash and Red sludge waste in Vietnam, The 8th International Conference on Civil and Environmental Engineering, ICCEE-2009, Pukyong National University, Oct 2009 [36] Lâm Ngọc Trà My, Nguyễn Văn Chánh, Ứng dụng bê tơng rỗng để xây dựng đường nội khu dân cư thị, Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 11, ĐH Bách Khoa – ĐH Quốc Gia TP.HCM, 10 – 2009 92 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ Le Hoang Thanh Nam, Nguyen Van Chanh, Use Technique of Solidifying Fly Ash to Make Aggregate for Pervious Concrete, The 3rd International Conference of European Asian Civil Engineering Forum, Universitas Atma Jaya Yogyakarta, 2011 Lê Hoàng Thanh Nam, Nguyễn Văn Chánh, Chế tạo cốt liệu tro bay công nghệ geopolymer dùng cho bê tông rỗng, Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 12, Trường ĐH Bách Khoa, ĐH Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2011 93 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: LÊ HỒNG THANH NAM Phái: nam Ngày sinh: 04 tháng 05 năm 1986 Nơi sinh: Đăk Lăk Địa liên lạc: 116/53 Tô Hiến Thành, phường 15, quận 10, TP.HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Văn Chuyên ngành ñào Thời gian tạo ñào tạo Kỹ sư Thạc sỹ Vật liệu cấu kiện xây dựng Vật liệu công nghệ vật liệu xây dựng 4,5 năm năm Năm 20042009 Xếp loại Giỏi Nơi ñào tạo Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM 2009- Trường ĐH Bách 2011 Khoa Tp.HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC Thời gian Tên công ty Từ Bộ phận Đến Trường ĐH 08/ Kỹ thuật Khoa Xây 2009 Công nghệ dựng TP.HCM Cơng việc Người tham giao chiếu Giảng dạy TS Phan Dũng môn học Vật (Điện thoại: liệu Xây dựng 0908104959) ... nghệ chế tạo tính cốt liệu nhân tạo làm từ tro bay từ dùng làm cốt liệu cho bê tơng rỗng Cốt liệu nhân tạo làm từ nguyên liệu tro bay, quy trình chế tạo khơng qua giai đoạn nung, dùng để thay cốt. .. chất bê tơng sản xuất từ cốt liệu – tro bay Tương tự nhiều loại cốt liệu nhân tạo ñã ñề cập trên, ứng dụng phổ biến loại cốt liệu chế tạo từ tro bay dùng bê tông nhẹ Sử dụng cốt liệu ñược nung từ. .. 1.2.3.3 Bê tông chế tạo từ tro bay hoạt hoá 20 1.2.3.4 Vật liệu đường có chứa thành phần tro bay hoạt hoá 22 1.2.3.5 Cốt liệu chế tạo từ tro bay hoạt hoá 23 1.2.4 Các nghiên cứu bê tông