Năm 2011 tác giả Trần Hữu Bằng tiến hành nghiên cứu thay thế một phần xi măng bằng xỉ thép. Các tỷ lệ thay thế trong nghiên cứu này trong khoảng 10-15% trong thành phần xi măng. Kết quả nghiên cứu cho thấy cường độ bê tông khi sử dụng xỉ thép làm phụ gia khoáng thấp hơn với bê tông xi măng thông thường, xỉ thép thay thế
12 càng tăng thì cường độ càng thấp. Nhưng ở độ tuổi dài ngày bê tông sử dụng xỉ thép sẽ đạt cường độ gần bằng bê tông xi măng thông thường.
Ở Việt Nam đã có nghiên cứu dùng xỉ sắt làm cốt liệu trong bê tông, làm cho bê tông có khả năng thoát nước tốt, độ rỗng 18-30%, có hệ số thấm cao. Nên rất phù hợp để ứng dụng làm các công trình công cộng như công viên, quảng trường, các sảnh lớn, sân thể thao…
Năm 2013 các tác giả Trần Văn Miền, Nguyễn Văn Chánh và Toyoharu Nawa đã nghiên cứu “Tính chất của bê tông cường độ cao sử dụng cốt liệu thô là xỉ thép” [1].
Trong bài báo này, xỉ thép được đặc trưng bởi phân tích hóa học, vật lý và khoáng vật học, và sau đó xỉ thép được sử dụng để thay thế cốt liệu thô 100% trong bê tông cường độ cao có cường độ nén khác nhau như 60, 70 và 80MPa. Mẫu bê tông đã được chuẩn bị bằng cách sử dụng cốt liệu thô xỉ và đá bazan với N/B là 0,33, 0,36 và 0,39 với độ sụt bê tông tươi có kiểm soát 8 ± 2cm. Thành phần cấp phối trong nghiên cứu theo bảng 1.1 như sau:
Bảng 1.1. Thành phần cấp phối trong nghiên cứu [1]
STT N/B OPC (kg/m³)
Phụ gia siêu dẻo (l/m³)
SF (kg)
Cốt liệu mịn (kg)
Cốt liệu thô đá bazan
(kg)
Cốt liệu thô xỉ thép (kg)
M.1 0,33 423 5,6 47,0 722 1.089 -
M.1S 0,33 423 5,6 47,0 722 - 1.400
M.2 0,36 396 5,1 34,4 761 1.089 -
M.2S 0,36 396 5,2 34,4 761 - 1.400
M.3 0,39 396 4,8 31,8 790 1.089 -
M.3S 0,39 396 4,8 31,8 790 - 1400
13
Hình 1.8. Các kết quả thí nghiệm trong nghiên cứu [1]
Kết quả của nghiên cứu này được mô tả tại hình 1.8 và cho thấy các kết luận sau đây:
Cốt liệu thô xỉ thép bao gồm nhiều lỗ liên kết với nhau, trọng lực khối của nó cao hơn đáng kể so với cốt liệu bazan. Các tính chất cơ lý của cốt liệu thô xỉ thép tương đương với cốt liệu bazan.
Trọng lượng riêng của bê tông cốt liệu xỉ thép cao hơn đáng kể so với bê tông sử dụng cốt liệu thô bazan. Không có sự khác biệt về phát triển cường độ nén giữa bê tông cốt liệu thô đá bazan và bê tông cốt liệu xỉ thép. Nói chung, đặc a) Cường độ bê tông sử sụng cốt
liệu thô đá bazan và xỉ thép
b) So sánh cường độ nén của bê tông sau 28 ngày
c) Biểu đồ điện tích truyền qua bê tông
d) Hệ số khuyếch tán clorua của bê tông
14 tính cường độ nén của cốt liệu xỉ thép tương đương với cốt liệu của bê tông cốt liệu bazan.
Có sự giảm cường độ 7 - 20% trong cả bê tông cốt liệu xỉ và bê tông cốt liệu bazan chịu 45 chu kỳ nhiệt. Việc giảm cường độ của bê tông có thể là do sự hình thành vết nứt vi mô tại giao diện giữa cốt liệu thô và vữa dưới sự thay đổi nhiệt.
Ngoài các nghiên cứu về bê tông xi măng, còn có nghiên cứu về bê tông asphalt cốt liệu xỉ. Theo kết quả của nghiên cứu, khi sử dụng xỉ sắt làm cốt liệu cho bê tông asphalt thì hàm lượng nhựa tăng, độ dẻo giảm, độ ổn định tăng, cường độ chịu nén cao hơn và khả năng chống biến dạng, mô đun đàn hồi tốt hơn so với bêtông asphalt sử dụng cốt liệu đá vôi [7].
Có thể thấy rằng việc sử dụng xỉ thép trong bê tông chủ yếu sự thay thế của một số phần trăm cốt liệu thô, nghiên cứu sử dụng xỉ thép trong bê tông cường độ cao như một sự thay thế toàn bộ cốt liệu (cốt liệu thô và cốt liệu mịn) là rất hạn chế. Hơn nữa, hiện nay xung quanh thành phố Hồ Chí Minh - Việt Nam, tại khu công nghiệp Phú Mỹ, có rất nhiều nhà máy gia công thép thải ra xỉ thép với khối lượng lớn. Do đó, trong nghiên cứu này, các thử nghiệm để nghiên cứu các tính chất của bê tông cường độ cao khi xỉ thép thay thế toàn bộ cốt liệu (thô và mịn).