Vào khoảng năm 1993 Viện vật liệu xây dựng đã nghiên cứu tro trấu dựa trên kinh nghiệm của Thái lan [6]. Tuy nhiên kết quả nghiên cứu chỉ mới đợc thực hiện trong phòng thí nghiệm, mà cha áp dụng có hiệu quả trong sản xuất. Vài năm sau đó trờng đại học Tổng hợp cũng nghiên cứu chế tạo đợc tro trấu trong phòng thí nghiệm dới sự hớng dẫn của GS.TS Phan Văn Tờng. Tro trấu đã đợc chế tạo trong phòng thí nghiệm và có hoạt tính rõ rệt. Tuy nhiên, do không có kinh phí và điều kiện triển khai các kết quả nghiên cứu nên cũng chỉ dừng lại ở báo cáo kết quả nghiên cứu [7,8]. Sau đó trờng đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh cũng đã nghiên cứu tro trấu thu đợc khi nung trấu ở nhiệt độ 600 oC và xác định độ hút vôi của tro trấu theo tiêu chuẩn ngành thủy lợi (14TCN.F.1-79) [9] và khẳng định tro trấu có độ hoạt tính rất mạnh theo tiêu chuẩn nêu trên. Ngoài ra cũng dùng phơng pháp đo độ dẫn điện để đánh giá độ hoạt tính của tro trấu. Tài liệu [10] cũng nêu lên cơ chế của quá trình hyđrat hóa
của hỗn hợp xi măng – tro trấu dựa trên kết quả nghiên cứu về cấu trúc của xi măng – tro trấu đợc giả thuyết theo 4 giai đoạn nh sau:
Hình 1.2. Sơ đồ quá trình hydrat hóa xi măng tro trấu
Giai đoạn 1: Tơng tự quá trình hydrat hóa đầu tiên của xi măng pooclăng khi xi măng tiếp xúc và phản ứng với nớc. Trong khoảng 10 phút đầu tiên, những chất dễ hòa tan nhất trong xi măng hòa tan vào nớc, trong pha lỏng xuất hiện các ion Ca2+, OH-, SO42-, xuất hiện màng mỏng dấu SiO2 quanh các phân tử
C3S và C2S, một màng mỏng tinh thể ettringit bao quanh C3A. Trong thời gian kéo dài tới 2 giờ, các màng mỏng đó dày thêm, nhng cha có hiện tợng hydrat, nồng độ các ion Ca2+, OH-, K+, Na+ tăng lên, còn SO42- giảm đi.
Giai đoạn 2: Khi nồng độ OH-, Ca2+ tăng lên đến mức tơng đối, các thành phần hóa học tạo nên lớp màng xung quanh các khoáng xi măng và vẫn tiếp tục
hydrat hóa. Các gel C-S-H và tinh thể Ca(OH)2 bắt đầu đợc tạo thành. Giai đoạn
này tơng tự quá trình hydrat hóa của xi măng pooclăng.
Giai đoạn 3: Các gel C-S-H và tinh thể Ca(OH)2 ngày càng lớn dần theo
thời gian. Ca(OH)2 đợc tạo thành trên bề mặt của tro trấu tùy theo sự hấp thụ
của cấu trúc ô mạng rỗng xốp của tro trấu. Chính nớc tự do đợc hấp thụ vào bề
mặt của cấu trúc ô mạng của tro trấu đã thúc đẩy quá trình phản ứng giữa SiO2
hoạt tính của tro trấu và Ca(OH)2 của xi măng hydrat hóa để tạo thành gel C-S-
H. Điều này là khác biệt đối với quá trình hydrat hóa của xi măng pooclăng.
Giai đoạn 4:Trong cấu trúc xi măng tro trấu , khoáng gel C-S-H đợc tạo nên và càng gia tăng theo thời gian, đồng thời càng lấp đầy các lỗ rỗng trong
cấu trúc của xi măng tro trấu, trong khi đó lợng Ca(OH)2 giảm dần trong cấu
trúc của xi măng tro trấu. Trong quá trình hydrat hóa của xi măng thông thờng vùng tiếp xúc bề mặt giữa các hạt xi măng là không đặc xít và có nhiều lỗ rỗng
cũng nh có các khoáng Ca(OH)2 dạng tấm mỏng đợc tạo thành. Khi pha phụ gia
tro trấu vào xi măng, các lỗ rỗng giữa các hạt xi măng đợc lấp đầy bởi gel C-S- H, đợc sinh ra do phản ứng của SiO2 trong tro trấu với Ca(OH)2 đợc tạo ra bởi quá trình hydrat hóa của xi măng. Chính vì vậy trong cấu trúc của xi măng tro trấu các lỗ rỗng giảm đi và có kích thớc nhỏ hơn, làm cho cấu trúc đá xi măng tro trấu đặc xít.
Hình 1.3. Các gel CSH hình thành lấp đầy lỗ rỗng giữa các hạt xi măng Các kết quả nghiên cứu đó đã chỉ ra là tro trấu ở Việt Nam thu đợc ở nhiệt
độ nung 500-600 oC cho hoạt tính cao nhất. Khi pha 5-15% tro trấu vào xi
măng, sẽ xảy ra quá trình hydrat hóa nh đã nêu trên và cho cờng độ xi măng cao hơn xi măng nguyên gốc ở các tuổi 7,28 và 90 ngày. Tro trấu đã đợc sử dụng làm vật liệu nhẹ trên cơ sở xi măng – tro trấu – cốt sợi thực vật nói chung và đợc dùng làm kết cấu nhà nhẹ ở vùng đất yếu đồng bằng sông cửu long bằng vật liệu nhẹ trên cơ sở ximăng – tro trấu – cốt sợi xơ dừa [15].
Gần đây, Viện khoa học công nghệ xây dựng cũng đã nghiên cứu và sản xuất tro trấu [16]. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng chế độ nung 600oC trong 4 giờ cho
sản phẩm tro trấu có hoạt tính cao nhất với hàm lợng SiO2 bằng 85.6% và chỉ số
hoạt tính cờng độ của tro trấu xấp xỉ muội silic. Tro trấu viện KHCN xây dựng sản xuất có thành phần hóa học nh trong bảng 1.3.
Bảng 1.3: Thành phần hóa học của tro trấu Viện KHCN xây dựng
Tỉ lệ (%) 87.20 3.50 9.78 0.80 1.69 0.22 2.12 - 2.88
Phụ gia tro trấu đã đợc nghiên cứu dùng cho bê tông và vữa cờng độ cao [10] với cái tên thơng mại là MICROS-T nhằm mục đích thay thế muội silic (silicafume) là hàng nhập ngoại đắt tiền.
Tuy nhiên sản phẩm phụ gia hoạt tính MICROS-T có nguồn gốc tro trấu của Viện KHCN xây dựng đã đợc thăm dò sử dụng cho công trình thủy điện Sơn la kết quả hoạt tính không cao lắm [14], do có thể hàm lợng cacbon trong tro trấu còn lớn.