CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG
2.1. Cơ sở khoa học xây dựng mặt đường BTXM sử dụng bêtông nội bảo dưỡng và va
2.1.3. Xỉ lò cao phối hợp cát nhẹ trong bêtông nội bảo dưỡng dùng cho mặt đường
tự bảo dưỡng.
2.1.3. Xỉ lò cao phối hợp cát nhẹ trong bê tông nội bảo dưỡng dùng cho mặt đường BTXM BTXM
Xỉ lị cao là một trong các thải phẩm cơng nghiệp có khối lượng lớn. Tùy theo độ hoạt tính, xỉ lị cao có thể được sử dụng làm cốt liệu cho bê tông, vật liệu rải đường, chất kết dính trong sản xuất gạch khơng nung, sản xuất vật liệu chưng áp, bê tông nhẹ, bê tơng tổ ong. Xỉ lị cao có thể được dùng làm phụ gia khoáng trong sản xuất các loại xi măng có các tính năng khác nhau (xi măng mác thấp dùng xây trát, xi măng poóc lăng - xỉ, xi măng xỉ bền sun phát). Xỉ lò cao cũng có thể được sử dụng làm phụ gia khoáng để thay thế một phần xi măng hoặc một phần cốt liệu trong chế tạo bê tông và bê tông cốt thép.
Loại xỉ lị cao sử dụng làm phụ gia khống cho bê tông hoặc để nghiền cùng xi măng thành xi măng póoc lăng xỉ là loại xỉ lị cao đã hạt hóa, có độ hoạt tính cao. Loại xỉ này thu được bằng cách dùng nước để làm nguội nhanh xỉ lỏng nóng chảy từ lò cao. Việc làm nguội nhanh này làm cho xỉ có cấu trúc thủy tinh, và vỡ vụn thành các hạt nhỏ với cấu trúc xốp, nên gọi là xỉ hạt hóa. Cịn xỉ lị cao sử dụng làm cốt liệu cho bê tông là loại xỉ thu được sau khi làm nguội chậm xỉ lỏng trong khơng khí. Loại xỉ này có dạng tảng, cấu trúc tinh thể, đặc chắc và vì vậy khơng có hoạt tính. Khi sử dụng làm cốt liệu, xỉ tảng được đập nhỏ và phân loại thành các cấp hạt yêu cầu.
Theo E.L Demone và M.N.Soutos [82] khi sử dụng xỉ lị cao hạt hóa trong bê tơng có tác dụng tăng tính cơng tác, giảm đáng kể nhiệt thủy hóa, cho cường độ bê tông phát triển ở các tuổi dài lâu, tăng độ bền, giảm thấm nước, giảm đáng kể phản ứng kiềm-silic, tăng hiệu quả kinh tế. Qua nghiên cứu nhiệt thủy hóa khi thay thế một phần xi măng bằng xỉ lị cao hạt hóa hai ơng đưa ra kết luận chúng có tác dụng giảm đáng kể nhiệt thủy hóa. Ngồi ra xỉ lị cao hạt hóa cũng có tác dụng tốt trong việc chế tạo bê tơng cường độ cao. Các mẫu bê tông cường độ cao được chế tạo với hàm lượng xỉ sử dụng 10%, 30%, 60% khối lượng xi măng và cường độ của bê tông xỉ được so sánh với bê tơng đối chứng (khơng có xỉ) ở các tuổi 7, 28, 56, 91, 180, 400, 570 ngày. Kết quả nghiên cứu cho thấy bê tơng xỉ có cường độ thấp hơn bê tơng đối chứng ở các tuổi sớm, nhưng có cường độ cao hơn ở các tuổi dài lâu. Có thể sản xuất bê tơng xỉ có cường độ > 100 MPa với tỷ lệ N/CKD = 0.26 ở tuổi 56 ngày.
Tại các nước công nghiệp phát triển, hầu hết xỉ lò cao được sử dụng làm vật liệu xây dựng. Ví dụ, tại Nhật bản, lượng xi măng xỉ chiếm khoảng 5% tổng lượng xi măng tiêu thụ ở trước những năm 70, tăng từ từ vào những năm 80, và đạt khoảng 25% vào những năm 2000, lượng tiêu thụ xi măng xỉ của Nhật năm 2004 khoảng 15 triệu tấn.
Ở Việt Nam xỉ lò cao cũng được quan tâm nghiên cứu làm vật liệu xây dựng. Viện Vật liệu xây dựng đã nghiên cứu sử dụng xỉ lò cao hạt hóa Nhật Bản, Thái Nguyên để sản xuất xi măng pc lăng xỉ ít tỏa nhiệt [42], [43].
Kết quả cho thấy khi đưa xỉ lị cao hạt hóa vào thay thế một phần xi măng với hàm lượng hợp lý thì cường độ, độ tách nước, cấp chống thấm của bê tông xỉ đã được cải thiện so mẫu bê tông đối chứng.
Các nghiên cứu về xỉ lò cao cho thấy khi sử dụng xỉ lị cao làm phụ gia khống trong bê tơng có thể gây ra một số tác dụng sau:
+ Làm tăng sự tách nước trong hỗn hợp bê tơng, đặc biệt khi xỉ có độ mịn thấp do sự khơng ưa nước của xỉ.
+ Giảm cường độ của bê tông ở tuổi sớm so với bê tông đối chứng, nhưng cho cường độ cao hơn ở tuổi dài ngày.
+ Có thể sử dụng với hàm lượng lớn (đến 60%) để thay thế một phần xi măng mà không ảnh hưởng xấu đến cường độ bê tông ở tuổi dài ngày.
Các tính chất này của xỉ lị cao sẽ rất có lợi khi phối hợp nó với cát nhẹ trong bê tơng. Vì khi phối hợp với cát nhẹ thì các hiệu ứng có hại như tách nước và giảm cường độ bê tông ở tuổi sớm do sử dụng xỉ sẽ được triệt tiêu hoặc giảm bớt, mặt khác do cát nhẹ có độ xốp lớn, khả năng giữ nước tốt nên làm giảm sự tách nước. Sử dụng xỉ lò cao trong bê tơng đặc biệt có lợi vì thay thế một lượng khá lớn xi măng mà không gây ảnh hưởng xấu tới cường độ bê tơng. Do đó có thể sử dụng một lượng lớn chất kết dính trong bê tơng mà vẫn đảm bảo lượng dùng xi măng nằm ở mức thấp. Ví dụ, nếu hàm lượng phụ gia khoáng hỗn hợp trong chất kết dính là 40% thì với lượng dùng chất kết dính tới 600 kg/m3, lượng dùng xi măng chỉ có 360 kg/m3. Với lượng dùng xi măng tương đối thấp như vậy sẽ rất có lợi đối với các tính chất của bê tơng đã rắn chắc, ví dụ như độ co hóa học, sự tỏa nhiệt. Trong bê tơng có tỷ lệ N/X thấp, độ co hóa học là một trong các yếu tố có thể làm cho bê tơng bị nứt trong những ngày đầu rắn chắc. Độ co hóa học phụ thuộc vào lượng dùng xi măng, mức độ thủy hóa
của xi măng. Độ co này tăng lên khi tăng lượng dùng xi măng và mức độ thủy hóa của xi măng. Có thể suy luận rằng, sử dụng hỗn hợp cát nhẹ cùng với xỉ lò cao làm giảm lượng dùng xi măng do đó làm giảm độ co hóa học trong bê tơng, nên giảm được nguy cơ phát sinh các vết nứt trong bê tông ở những ngày đầu rắn chắc hình thành cường độ.