Nghiên cứu ứng dụng chất xúc tác thải fcc đối với bê tông nghiên cứu khoa học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHẤT XÚC TÁC THẢI FCC ĐỐI VỚI BÊ TÔNG Mã số đề tài:……………………………………… ……………………………………… Thuộc nhóm ngành khoa học: Vật liệu xây dựng Thành phố Hồ Chí minh, 3/2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHẤT XÚC TÁC THẢI FCC ĐỐI VỚI BÊ TÔNG Mã số đề tài:……………………………………… ……………………………………… Thuộc nhóm ngành khoa học: Vật liệu xây dựng Nhóm trưởng Dân tộc Lớp, khoa Khoa Năm thứ Ngành học Người hướng dẫn : : : : : : : VÕ HOÀNG TUẤN Nam, Nữ: Nam Kinh XD10A1 Xây Dựng & Điện 4.5 /Số năm đào tạo: 4.5 Xây Dựng Thạc sĩ TRẦN TRUNG DŨNG Thành phố Hồ Chí Minh, 3/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng chất xúc tác thải FCC bê tông Sinh viên thực hiện: VÕ HOÀNG TUẤN Lớp: XD10A1 Khoa:Xây dựng & Điện Năm thứ: 4.5 Số năm đào tạo: 4,5 Người hướng dẫn: Th.s Trần Trung Dũng Mục tiêu đề tài: - Đánh giá hiệu phế thải xúc tác FCC bê tơng - Các tính chất bê tơng nghiên cứu gồm : độ sụt, cường độ, chống thấm, khả chống xâm thực hiệu kinh tế Tính sáng tạo: Tận dụng sản phẩm FCC thải nhà máy lọc dầu Nếu kết nghiên cứu khả quan, hồn tồn đưa vào ứng dụng thực tế trạm trộn nhà máy sản xuất bê tông tươi cấu kiện bê tông đúc sẵn gần nhà máy lọc dầu Dung Quốc hiệu kinh tế tiết kiệm chi phí cho 1m3 bê tơng đồng thời giải vấn đề môi trường loại nguyên liệu Kết nghiên cứu: Mẫu FCC thí nghiệm tốt với bê tơng, kết thí nghiệm có cường độ nén mẫu FCC cao so với mẫu đối chứng hiệu kinh tế xây dựng Đóng góp mặt kinh tế - xã hội, giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Tận dụng sản phẩm FCC thải nhà máy lọc dầu Giảm thiểu lượng lớn chất thải FCC ngồi mơi trường Tạo nguồn ngun, nhiên liệu góp phần làm đa dạng nguồn nguyên liệu cho ngành xây dựng công nghiệp Sử dụng vật liệu phế thải để thay vật liệu xi măng bê tơng sẻ giảm đáng kể chi phí thi cơng đảm bảo chất lượng cho cơng trình Công bố khoa học sinh viên từ kết nghiên cứu đề tài Ngày tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Xác nhận đơn vị (ký tên đóng dấu) Ngày tháng Người hướng dẫn (ký, họ tên) năm THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN: Họ tên: VÕ HOÀNG TUẤN Sinh ngày: 12 tháng 09 năm1991 Nơi sinh: P.Vĩnh Hòa, TP Nha Trang, Tỉnh Khánh Hòa Lớp: XD10A1 Khóa:2010 Khoa: Xây Dựng & Điện nh 4x6 Địa liên hệ: 193/20 Ung Văn Khiêm, P22, Quận Bình Thạnh,TPHCM Điện thoại: 01645.270.227 Email: vhtuan1991@gmail.com II Q TRÌNH HỌC TẬP * Năm thứ 1: Nghành học: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành thích: * Năm thứ 2: Nghành học: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành thích: * Năm thứ 3: Nghành học: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành thích: * Năm thứ 4: Nghành học: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành thích: Xác nhận đơn vị (ký tên đóng dấu) Khoa Xây dựng Điện Khoa Xây dựng Điện Khoa Xây dựng Điện Khoa Xây dựng Điện Ngày tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN: Ảnh 4x6 Họ tên: NGÔ XUÂN KHÁNH Sinh ngày: 10 tháng 10 năm 1992 Nơi sinh: Huyện Hịa Thành, tỉnh Tây Ninh Lớp: XD10A7 Khóa:2010 Khoa: Xây Dựng & Điện Địa liên hệ: 012 lơ B cc Phạm Viết Chánh, P.19, Q.Bình Thạnh, TP HCM Điện thoại: 0962715726 Email: khanhngo.green@gmail.com II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP * Năm thứ 1: Nghành học: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành thích: * Năm thứ 2: Nghành học: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành thích: * Năm thứ 3: Nghành học: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành thích: * Năm thứ 4: Nghành học: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành thích: Xác nhận đơn vị (ký tên đóng dấu) Khoa Xây dựng Điện Khoa Xây dựng Điện Khoa Xây dựng Điện Khoa Xây dựng Điện Ngày tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN: Họ tên: LÊ THỊ HỒNG VÂN Sinh ngày: 07 tháng 03 năm 1992 Nơi sinh: Xã Hưng Thạnh, Huyện Tân Phước, Tỉnh Tiền Giang Lớp: XD10A4 Khóa:2010 Khoa: Xây Dựng & Điện Địa liên hệ: Số nhà 465, Nơ Trang Long, P13, Q Bình Thạnh Điện thoại: 01648517960 Email: levan.ou92@gmail.com Ảnh 4x6 II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP * Năm thứ 1: Nghành học: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành thích: * Năm thứ 2: Nghành học: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành thích: * Năm thứ 3: Nghành học: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành thích: * Năm thứ 4: Nghành học: Xây dựng Kết xếp loại học tập: Khá Sơ lược thành thích: Xác nhận đơn vị (ký tên đóng dấu) Khoa Xây dựng Điện Khoa Xây dựng Điện Khoa Xây dựng Điện Khoa Xây dựng Điện Ngày tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) PHẦN GIỚI THIỆU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay, nhà máy lọc dầu Dung Quốc thải trung bình khoảng 1540 RFCC, trước xúc tác FCC thải môi trường xử lý phương pháp đơn giản đem chôn lấp (như loại rác thải rắn nguy hại thông thường) Thành phần hạt xúc tác FCC thường dạng mịn (khả gây bụi lớn) đồng thời chứa nhiều thành phần có khả gây ô nhiễm môi trường Si, Al, Fe, Ni, Ti, Pt… Nhưng thành phần chất xúc tác FCC có nhiều thành phần đặc tính kỹ thuật quý nên việc chơn lấp điều lãng phí Với thành phần giàu SiO2, Al2O3 …lớn nhiều so với xi măng thành phần hạt mịn Nên nhóm nghiên cứu phát sinh ý tưởng “Nghiên cứu ứng dụng chất xúc tác thải FCC bê tông” với hi vọng xử lý vấn đề ô nhiễm môi trường mà tận dụng tối đa thành phần khống vào bê tơng MỤC TIÊU ĐỀ TÀI: - Đánh giá hiệu phế thải xúc tác FCC bê tơng - Các tính chất bê tông nghiên cứu gồm : độ sụt, cường độ, chống thấm, khả chống xâm thực hiệu kinh tế PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Sử dụng phương pháp thực nghiệm để xét yếu tố ảnh hưởng chất xúc tác bê tơng, qua rút ưu điểm hạn chế q trình thí nghiệm - Từ mẫu đối chứng khơng có chất xúc tác, tiến hành thay phần xi măng chất xúc tác theo tỉ lệ 1% đến 80%  so sánh khảo sát thay đổi tính chất bê tơng độ sụt, độ hút nước, cường độ đánh giá hiệu kinh tế tính chất bê tơng ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU Phịng thí nghiệm vật liệu Xây Dựng Thời gian nghiên cứu: Bắt đầu từ tháng 10 năm 2014 đến tháng 03 năm 2015 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu sản phẩm FCC thải nhà máy lọc dầu, nghiên cứu phân tích đánh giá hiệu FCC thải bê tơng khảo sát tính chất Qua đề xuất kiến nghị đóng góp cho đề tài Phạm vi nghiên cứu : Thực nghiệm ảnh hưởng FCC thải với cường độ bê tông Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Tận dụng sản phẩm FCC thải nhà máy lọc dầu Nếu kết nghiên cứu khả quan, hồn tồn đưa vào ứng dụng thực tế trạm trộn nhà máy sản xuất bê tông tươi cấu kiện bê tông đúc sẵn gần nhà máy lọc dầu Dung Quốc hiệu kinh tế tiết kiệm chi phí cho 1m3 bê tông đồng thời giải vấn đề môi trường loại nguyên liệu DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần xi măng xúc tác thải FCC(% khối lượng) Bảng 1.2 Một số thông số công nghệ trình cracking xúc tác Bảng 2.1 Quan hệ tỉ lệ N/X cường độ nén bê tông theo ACI 211.1997 Bảng 3.1 Thành phần xi măng xúc tác thải FCC (% khối lượng) Bảng 3.2: Khối lượng riêng xi măng Bảng 3.3 Kết thí nghiệm lượng nước tiêu chuẩn, độ dẻo tiêu chuẩn Bảng 3.4 :Kết thí nghiệm tính chất xi măng HÀ TIÊN PCB40 Bảng 3.5 Kết thí nghiệm khối lượng thể tích xốp Bảng 3.6: Kết thí nghiệm lượng sót sàn Bảng 4.1: Thành phần cấp phối bê tông Bảng 4.2: Cường độ nén bê tông (đơn vị Mpa) Bảng 4.3: Kết kiểm tra độ sụt bê tông : Bảng 4.4: Khối lượng thể tích mẫu Bảng 4.5: Độ hút nước mẫu Bảng 4.6: Cấp phối mẫu thí nghiệm mác 300 Bảng 4.7: Kết cường độ nén mẫu 300 Bảng 4.8: Kết cường độ nén mẫu mác 300 mác 400 Bảng 4.9: Cấp phối mác bê tông tận dụng tối đa BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TƠNG 4.1.1 Ảnh hưởng FCC đến cường độ mẫu Để đánh giá ảnh hưởng FCC bê tông, ta sử dụng mẫu bê tông mác 400 sau thay với hàm lượng tương ứng để đánh giá ảnh hưởng hàm lượng FCC bê tông Cường độ chịu nén bê tông định đến khả làm việc kết cấu, việc xác định cường độ chịu nén bê tông thực P Vật Liệu Xây Dựng trường Đại học Mở TPHCM đảm bảo yêu cầu TCVN 3118:1993 tiêu chuẩn hành xác định cường độ nén bê tơng Hình 4.1 Khn đúc mẫu Sau tiến hành tháo mẫu bê tông 24h khỏi khn đúc mẫu (Hình 4.1) ta dưỡng hộ mẫu nước, chờ đến ngày kiểm tra cường độ nén Viên chuẩn để xác định cường độ nén cửa bê tông viên mẫu lập phương kích thước 150 x 150 x 150mm Kiểm tra chọn hai mặt chịu nén viên mẫu thử cho: khe hở lớn chúng với thước thẳng đặt áp sát xoay theo phương không vượt q 0,05mm l00mm tính từ điểm tì thước Khe hở lớn chúng với thành thước kẻ góc vuông đặt thành áp sát mặt kề bên mẫu lập phương đường sinh mẫu trụ khơng vượt q 1mm 100mm tính từ điểm tì thước mặt kiểm tra Đối với viên mẫu lập phương không lấy mặt tạo đáy khuôn đúc mặt hở để đúc mẫu làm hai mặt chịu nén (Hình 4.2) Đặt mẫu vào máy nén cho mặt chịu nén chọn nằm tâm thớt máy Vận hành máy cho mặt mẫu nhẹ nhàng tiếp cận với thớt máy Tiếp tăng tải liên tực với vận tốc không đổi 6±4 daN/cm2 giây mẫu bị phá hoại Dùng tốc độ gia tải nhỏ mẫu bê tơng có cường độ thấp, tốc độ gia tải lớn mẫu bê tông cường độ cao Lực tối đa đạt giá trị tải trọng phá hoại mẫu BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG:64 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TƠNG Hình 4.2: Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén Bảng 4.2: Cường độ nén bê tông (đơn vị Mpa) Kí hiệu M2 M5 M3 M4 M6 M8 DC ngày 16.08 18.70 15.33 16.29 16.38 10.49 20.50 28 ngày 27.38 19.47 25.50 27.35 27.01 15.91 25.15 Tuổi 30 25 Mpa 20 15 10 0 14 21 28 ngày M2 M5 M3 M4 M6 M8 DC Hình 4.3: Cường độ nén mẫu mác 400 BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG:65 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TƠNG Nhận xét: - Ở thời gian ngày mẫu M-2, M-5, M-3, M-4, M-6, M-8 nhỏ mẫu đối chứng DC Khi hàm lượng FCC tăng dần ta thấy phát triển cường độ bê tông giảm, lúc xi măng thành phần tham gia phản ứng thủy hóa bê tơng Trong giai đoạn đầu phản ứng thủy hóa khống xi măng FCC cịn đóng vai trị chất kết dính, cường độ mẫu bê tơng có hàm lượng FCC nhỏ mẫu đối chứng - Ở thời gian 28 ngày ta nhận thấy phát triển cường độ mẫu M-2 lớn với hàm lượng FCC so với xi măng 10% mẫu có hàm lượng FCC 20% lớn mẫu đối chứng DC, lúc xảy phản ứng puzolannic thành phần puzolan phản ứng với Ca(OH)2 hình thành khoáng hydro – silicat – canxi Hàm lượng FCC mà cụ thể thành phần khoáng SiO2 tham gia vào phản ứng thủy hóa để hình thành tinh thể hydrat Để giải thích rõ ảnh hưởng FCC bê tơng thành phần SiO2 FCC bắt đầu phản ứng sau phản ứng thủy hóa khống bê tơng, lúc FCC đóng vai trị phụ gia trơ có tác dụng lấp đầy khoảng trống hạt cốt liệu mịn Vì sau phản ứng thủy hóa, thủy phân thành phần khống xi măng bắt đầu tham gia phản ứng tạo nên tinh thể hydrat làm tăng cường độ tính chất lý cho bê tơng phát triển cường độ sau 28 ngày mẫu FCC lớn - Khi hàm lượng FCC sử dụng lớn 20% khoáng portlandit cấu trúc đá xi măng giảm mạnh phản ứng puzolanic Đây khoáng cho cường độ cao có dạng tinh thể lớn, khoáng CSH rải rác lỗ rỗng không tập trung cho cường độ cao Vì cường độ đá xi măng bị giảm đáng kể hàm lượng tro sử dụng 30% dẫn đến giảm cường độ bê tông - Thành phần chất kết dính bê tơng cịn có vai trị quan trọng việc cải thiện tính chất bê tông thỏa mãn yêu cầu cần thiết qui trình thi cơng, cụ thể vai trị là: bổ sung thêm thành phần hạt mịn bột kết dính cho hỗn hợp bê tơng tạo cấu trúc đặc cho bê tơng đóng rắn BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG:66 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TƠNG 4.1.2 Ảnh hưởng FCC đến tính dẻo bê tơng Độ dẻo tiêu tính chất quan trọng hỗn hợp bê tông, yếu tố quan trọng định tính công tác hỗn hợp bê tông, đánh giá khả linh động hỗn hợp bê tông tác dụng trọng lượng thân rung động Độ dẻo phụ thuộc chủ yếu vào lượng nước nhào trộn, lượng vữa xi măng loại phụ gia sử dụng Độ dẻo xác định độ sụt SN (cm) hình nón cụt hỗn hợp bê tông Q trình kiểm tra độ sụt tiến hành sau trộn hỗn hợp bê tông mẫu: M-01, M-02, M-03, M-04, M-05, M-06, M-08, M-09 Quy trình kiểm tra bao gồm bước sau: Tẩy lớp bê tông cũ, dùng giẻ ướt lau mặt côn dụng cụ khác mà trình thử tiếp xúc với bê tông Dùng côn N1 để thử hỗn hợp bê tông Đặt côn lên ẩm, cứng, phẳng, không thấm nước Đứng lên, giữ cố định q trình đổ đầm hỗn hợp bê tông côn Đổ hỗn hợp bê tông qua phễu vào côn chia thành lớp Mỗi lớp chiếm khoảng phần chiều cao côn Sau đổ lớp, dùng thép trịn chọc tồn mặt hỗn hợp bê tông từ xung quanh vào Khi dùng côn N1, lớp chọc 25 lần Khi dùng côn N2, lớp chọc 56 lần Lớp đầu chọc suốt chiều sâu, lớp sau chọc xuyên sâu vào lớp trước từ – 3cm Ở lớp thứ ba, vừa chọc vừa bổ sung thêm lượng bê tông để giữ mức bê tông đầy miệng côn Khi chọc xong lớp thứ 3, nhấc phễu ra, lấy bay gạt phẳng miệng côn dọn xung quanh đáy côn Dùng tay ghì chặt xuống thả chân khỏi gối đặt chân Từ từ côn thẳng đứng khoảng thời gian – 10 giây Đặt côn bên cạnh khối hỗn hợp vừa tạo hình đo chênh lệch chiều cao miệng côn với điễm cao khối hỗn hợp xác tới 0.5cm BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG:67 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TƠNG Thời gian thử tính từ lúc bắt đầu đổ hỗn hợp bê tông vào côn thời điểm côn khỏi khối hỗn hợp phải tiến hành không ngắt quãng khống chế không 150 giây Nếu hỗn hợp bê tông sau nhấc côn bị đổ bị tạo thành hình khối khó đo phải tiến hành lấy mẫu khác theo TCVN 3105:1993 để thử lại Hình 4.4: Thí nghiệm kiểm tra độ sụt Hình 4.5: Kiểm tra độ sụt mẫu thí nghiệm BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG:68 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TƠNG Bảng 4.3: Kết kiểm tra độ sụt bê tông Kí hiệu Xi măng FCC STT cấp phối (Kg) (Kg) Cát Đá Nước Độ sụt (Kg) (Kg) (lit) cm DC 450 947 1221 265 9.5 M7 446.5 4.5 947 1221 265 11 M6 428.5 22.5 947 1221 265 10.5 M2 406 41 947 1221 265 10.5 M3 383.4 67.6 947 1221 265 10.5 M4 360.8 90.2 947 1221 265 8.5 M5 315.7 135.3 947 1221 265 8 M8 225.5 225.5 947 1221 265 M9 90.2 360.8 947 1221 265 5.5 Độ sụt cm 12 10 11 10.5 10.5 10.5 9.5 8.5 8 5.5 DC M7 M6 M2 M3 M4 M5 M8 M9 Độ sụt cm Hình 4.6: Biểu đồ độ sụt mẫu Nhận xét: Trong q trình thí nghiệm, theo dõi thay đổi độ sụt mẫu ta thấy rằng: BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG:69 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TƠNG Có chênh lệch độ sụt gia tăng hàm lượng FCC bê tông Tuy nhiên gia tăng khơng đáng kể q trình tăng hàm lượng FCC, thay đổi 2 cm Vậy ta so sánh làm để so sánh mẫu với Riêng mẫu M độ sụt thay đổi so với mẫu DC nên làm sở để so sánh 4.1.3 Ảnh hưởng FCC đến khối lượng thể tích bê tơng Khối lượng thể tích bê tông khối lượng đơn vị thể tích bê tông đo trạng thái tự nhiên Khối lượng thể tích phản ánh độ đặc độ rỗng bê tông có ảnh hưởng lớn đến cường độ chất lượng thành hình hỗn hợp bê tông Các phần rỗng bê tông làm giảm tiết diện chịu lực sinh ứng suất tập trung làm giảm đáng kể khả chịu lực bê tông Bảng 4.4: Khối lượng thể tích mẫu Kí hiệu Tỷ lệ phần trăm FCC so mẫu với xi măng Xi măng FCC (Kg) (Kg) Khối lượng thể tích kN/m3 DC 451 24.780 M2 10% 406 45 24.148 M3 15% 383 68 24.150 M4 20% 361 90 24.168 M5 30% 316 135 23.945 M6 5% 428 23 24.375 M8 50% 226 226 23.496 M9 80% 90 361 22.822 BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG:70 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG DC 25.000 24.500 M2 M3 M6 M4 M5 24.000 M8 23.500 M9 23.000 22.500 22.000 21.500 DC M2 M3 M4 M5 M6 M8 M9 Hình 4.7: Biểu đồ khối lượng mẫu Nhận xét: Ta thấy khối lượng tích mẫu từ 0-20% khơng thay đổi nhiều khoảng từ 24.78 kN/m3 đến 24.168 kN/m3 Ta dễ nhận thấy hàm lượng FCC bê tơng lớn khối lượng thể tích bê tơng giảm khối lượng thể tích FCC nhỏ so với khối lượng thể tích xi măng không đáng kế khoảng từ 0-20% Tuy nhiên phản ứng puzzolanic FCC xảy lỗ rỗng bê tơng hình thành nhiều sản phẩm hydrat làm tăng khối lượng thể tích, điều dẫn đến khối lượng thể tích bê tơng khơng thay đổi đáng kể thời điểm 28 ngày Và thay đổi nhận thấy từ mẫu có hàm lượng FCC lớn 20% từ (23.945 kN/m3 đến 22.822 kN/m3) 4.1.4 Ảnh hưởng FCC đến độ hút nước bê tơng Độ hút nước khả hút giữ nước bê tông điều kiện thường , điều kiện nước chui vào lỗ rỗng hở, xác định theo TCVN 3113-1993 trình bày chương Độ hút nước bê tông tiếp xúc trực tiếp với nước xảy hút ẩm mao dẫn bê tông Kết thí nghiệm trình bày bảng 4.5 hình 4.7 Bảng 4.5: Độ hút nước mẫu Kí hiệu Tỷ lệ phần trăm FCC so với mẫu xi măng DC BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Xi măng FCC (Kg) (Kg) 451 Hp % 1.12 TRANG:71 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TƠNG M2 10% 406 45 1.063 M3 15% 383 68 0.923 M4 20% 361 90 0.817 M5 30% 316 135 1.13 M6 5% 428 23 1.085 M8 50% 226 226 1.22 M9 80% 90 361 1.232 1.4 M8 1.2 DC M5 M2 M9 M6 M3 M4 0.8 0.6 0.4 0.2 DC M2 M3 M4 M5 M6 M8 M9 Hình 4.7: Biểu đồ thể độ hút nước mẫu Nhận xét: - Độ hút nước mẫu bê tơng có hàm lượng FCC khơng có thay đổi nhiều so với mẫu đối chứng DC, thời gian đầu bê tông sử dụng FCC hút nước nhiều phản ứng FCC chậm, nhiên sau thời gian phản ứng hydrat làm giảm mật độ lỗ rỗng dẫn đến giảm độ hút nước bê tông 4.2 CÁC THÍ NGHIỆM MẪU MÁC 300 4.2.1 Mục đích thí nghiệm Để kiểm tra thay đổi cường độ thay mác 400 mác 300 Từ rút nhận xét khả làm việc tối ưu hàm lượng FCC bê tông BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG:72 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TƠNG 4.2.2 Mơ tả thí nghiệm Dựa vào kết thí nghiệm mẫu mác 400 ta tiến hành khống chế hàm lượng FCC 5% 20% tạo mẫu đối chứng cho mác 300 để tiến hành nhận xét Tiến hành đổ mẫu tương tự mác 400 nhiên có thay đổi cấp phối sau: Bảng 4.6: Cấp phối mẫu thí nghiệm mác 300 STT Tỷ lệ phần trăm FCC so với xi măng Kí hiệu Xi măng cấp phối (Kg) FCC Cát Đá Nước (Kg) (Kg) (Kg) (lit) M 10 379 1020 1273 252 20% M 11 303 76 1020 1273 252 5% M 12 360 19 1020 1273 252 Bảng 4.7: Kết cường độ nén mẫu 300 Xi Kí hiệu măng STT cấp phối (Kg) FCC Cát Đá Nước Cường độ nén (Kg) (Kg) (Kg) (lit) Mpa M 10 379 1020 1273 252 15.229 M 11 303 76 1020 1273 252 16.904 M 12 360 19 1020 1273 252 16.092 BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG:73 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG Nhận xét: Ở thời gian 28 ngày, mẫu M-11 M-12 lớn mẫu đối chứng M-10 Mục đích thí nghiệm dùng kiểm chứng tính chất FCC có thay đổi thay đổi mác 4.3 KẾT QUẢ CƯỜNG ĐỘ CỦA CÁC MẪU BÊ TÔNG Nhằm kiểm tra kết thay đổi thay mác bê tông ảnh hưởng tới cường độ tính chất FCC Nhóm thực so sánh nghiên cứu kết qua bảng 4.8 hình 4.8 Bảng 4.8: Kết cường độ nén mẫu mác 300 mác 400 MÁC 300 MÁC 400 Cường độ nén Kí hiệu mẫu Kí hiệu mẫu Cường độ nén Mpa Mpa M10 15.2293 M1 25.1504 M11 16.9039 M4 27.3517 M12 16.092 M6 27.0072 Cường độ nén kN 30 M1 M4 M6 M4 M6 25 20 M10 M11 M12 15 10 M10 M11 M12 M1 Hình 4.8: Biểu đồ kết cường độ nén mẫu mác 300 mác 400 BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG:74 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG Nhận xét: - Ở mác 400 mẫu M4, M6 lớn mẫu M1 đối chứng, mác 300 mấu M11 M12 lớn M10 - Dù thay đổi mác bê tông tương quan mác không thay đổi Các hàm lượng FCC khoảng 20 % không làm thay đổi tính chất lý bê tơng đảm bảo khả cường độ 4.4 TẠO MÁC BÊ TƠNG CƯỜNG ĐỘ CAO 4.4.1 Mục đích thí nghiệm Để tìm cấp phối tối ưu tận dụng hàm lượng FCC tiền đề nghiên cứu tiếp theo, để kiểm tra thay đổi cường độ thay mác 400 bê tông mác cao Ta rút nhận xét khả làm việc tối ưu hàm lượng FCC bê tông cách giảm hàm lượng nước mà đảm bảo độ sụt 4.4.2 Thí nghiệm Qua thí nghiệm xác đinh tỷ lệ nước xi măng FCC, nhóm thực giảm 15% nước với mẫu hàm lượng 15% 5% FCC Tiến hành đổ mẫu tương tự mác 400 nhiên có thay đổi cấp phối để đảm bảo độ sụt tính chất bê tơng, nhóm thực cấp phơi sau: Bảng 4.9: Cấp phối mác bê tông tận dụng tối đa Kí hiệu STT mẫu % FCC Nước Nước Sika ban đầu Khi giảm Xi m măng FCC Cát Đá (%) (Kg) (Kg) (Kg) (Kg) (lit) (lít) (lít) M800-05 4.28 0.23 9.47 12.21 2.65 0.054 2.253 M800-15 15 3.83 0.68 9.47 12.21 2.65 0.054 2.253 BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG:75 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP BÊ TƠNG 4.4.3 Kết thí nghiệm: Nhận xét: - Dựa vào kết thí nghiệm ta thấy giảm tỷ lệ STT Kí hiệu Cường độ mẫu nén nước cường độ bê tơng tăng đáng kể so với mác 350 ban đầu Mpa M800-05 36.354 M800-15 31.361 - Với cấp phối ta tận dụng FCC, với mác mà nhóm thí nghiệm thực mác 800 BÀI BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG:76 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết cho thấy mẫu thí nghiệm 28 ngày tuổi cường độ bê tông thu lớn mẫu đối chứng không FCC: 1- Qua trình thí nghiệm, với hàm lượng FCC 20% đạt yêu cầu, khối lượng tích mẫu từ 0-20% FCC không thay đổi nhiều khoảng từ 24.78 kN/m3 đến 24.168 kN/m3, hàm lượng lớn 20% cường độ mẫu không đạt yêu cầu tiêu lý khác bê tông bị thay đổi 2- Tận dụng phế thải FCC từ nhà máy lọc dầu Dung Quốc, mà trước việc sử lý thường thực qua đơn đặt hàng nhà máy chôn lấp vừa tốn nguy hiểm thành phần FCC có hàm lượng phóng xạ, chưa tận dụng tối ta mẫu FCC cịn có số thành phần khống tốt cho bê tơng Qua thí nghiệm, hàm lượng FCC 20% hiệu kinh tế, ta thấy với 1m3 bê tơng tiết kiệm 90 kg xi măng 90kg 1.700  153.000vnd Vậy với m3 bê tông ta tiết kiệm 153 ngàn đồng, vừa tận dụng phế thải vừa hiệu kinh tế 3- Khi thành phần FCC nằm khoảng 15% độ sụt bê tơng tăng lên hạt FCC có dạng hình cầu khác với hạt xi măng có dạng hình góc cạnh khả chảy hịa trộn hỗn hợp bê tơng FCC cao xi măng Khi thay xi măng FCC khoảng 15% làm tăng thể tích vữa bê tông làm lớp hồ bao bọc cốt liệu tăng lên, độ nhớt kết cấu giảm đi, hàm lượng FCC làm tăng tính cơng tác hỗn hợp bê tông 4- Khi hàm lượng FCC thay xi măng tăng cường độ bê tông phát triển chậm thời gian ngày đầu Sau ngày cường độ bê tông bắt đầu tăng nhanh so với bê tơng đối chứng FCC có cấu trúc xốp, hình dẹt, kích thước bé, có tính chất puzơlan với độ hoạt tính cao sử dụng với xi măng có mặt bê tơng q trình hydrat hoá pha khoáng clinke làm giảm đáng kể khả tách nước phân tầng Trong trình thuỷ hoá xi măng sinh (CaOH)2 trình bay nước, để lại lỗ rỗng mao quản, hạt FCC có kích thước nhỏ chèn vào BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG: 77 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ lấp đầy lỗ trống, SiO2 hoạt tính tham gia phản ứng với Ca(OH)2 tạo pha kết dính CxSyHz làm tăng cường độ bê tơng 5- Qua thí nghiệm nhóm thực trộn tỷ lệ FCC so với xi măng 15% giảm hàm lượng nước cấp phối bê tông 15% đạt mác bê tông 800 thành phần hạt FCC mịn, độ háo nước cao khó đạt độ sụt so với mẫu đối chứng nên nhóm thực sử dụng phụ gia siêu dẻo Sika R4 cường độ 28 ngày gấp đôi cường độ so với mẫu đối chứng cấp phối mác 400 6- Với bê tơng khối lớn giảm lượng thủy hóa hydrat 20% bê tơng cách giảm 20% khối lượng xi măng, vừa tăng tính linh động vừa giảm nhiệt thủy hóa hydrat 7- Giải vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường vừa tận dụng phế thải, điều kiện vận chuyển bê tông nhà máy lọc dầu cịn nhiều khó khăn mà ta lại tận dụng phế thải vừa làm phụ gia khoáng vừa làm chất kết dính cho bê tơng 8- Thiết kế thành phần cấp phối mác 700 mác 800 từ việc rút hàm lượng nước tương ứng cấp phối mác 400 Tăng tính hiệu cách sử dụng FCC chưa phải cấp phối tối ưu cần phải nghiên cứu thêm cấp phối bê tông 9- Đối với thành phần nguyên vật liệu mà nhóm sử dụng thí nghiệm cột liệu mua thị trường nên tính khả thi cao, việc sử dụng bê tông mác cao nhóm nghiên cứu cần phải nghiên cứu kỹ thành phần cốt liệu, nguồn cung cấp nên yêu cầu kỹ thuật, công nghệ cao so với sử dụng cách thay thành phần xi măng BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRANG: 78 ... FCC sử dụng ngày nhiều nên lượng xúc tác FCC thải lớn Vì vậy, vấn đề xử lý xúc tác FCC thải ngày trở nên quan trọng quan tâm nhiều hơn, với đề tài ? ?Nghiên cứu ứng dụng chất xúc tác thải FCC bê. .. có nhiều nghiên cứu ứng dụng xúc tác FCC thải để làm vật liệu làm đường [3-8] Bảng 2.6: Thành phần xi măng xúc tác FCC thải (% khối lượng)[7] Trong nghiên cứu này, xúc tác FCC thải sử dụng thành... zeolit b Chức xúc tác chất Ngoài chức vật lý, chất cịn có chức xúc tác Chất đóng vai trị quan trọng việc cải thiện tính chất xúc tác chất xúc tác FCC Do nhà sản xuất xúc tác sử dụng chất hoạt động