5 Độ mịn trên sàng 4µm ,% Max 34 Max 34 Max 34 6Chỉ số hoạt tính cường độ, %
2.2.5 Tình hình sử dụng tro bay trong đường ôtô:
Sử dụng trên thế giới:
Tro bay đã được ứng dụng nhiều trong xây dựng nói chung và xây dựng các công trình giao thông nói riêng.
Tro bay được sử dụng trong hỗn hợp bê tông xi măng để tăng cường cường độ bê tông của xi măng. Xi măng Portland có 65% là vôi, phần phần của vôi ở trạng thái tự do trong quá trình thủy hóa. Tro bay sẽ có tương tác hóa học với vôi tự do, tạo nên xi măng và do đó cải thiện được nhiều tính chất của bê tông xi măng. Kết quả này đã được minh chứng qua nhiều nghiên cứu và đã có nhiều dự án áp dụng thực tế. Tác dụng cải thiện tính chất của bê tông xi măng của tro bay phụ thuộc vào loại tro bay, hàm lượng tro aby và tỷ lệ thành phần với các vật liệu thành phần khác của bê tông xi măng, qui trình trộn, Điều kiện tự nhiên hiện trường và điều kiện thi công. Các tính chất cải thiện của bê tông xi măng bao gồm:
- Cường độ cuối cùng lớn - Cài thiện độ công tác. - Giảm độ chảy của vữa
- Giảm sinh nhiệt của quá trình thủy hóa. - Giảm tính thấm của bê tông xi măng
- Tăng độ bền sunfat
- Tăng cường độ chống lại tương tác alkali - silica. - Giảm độ trương nở.
- Tiết kiệm chi phí.
Tuy nhiên khi sử dụng tro bay trong bê tông xi măng, cần lưu ý là nếu sử dụng loại tro bay có hàm lượng cac bon cao sẽ làm giảm độ bền của bê tong xi măng, giảm phát triển cường độ sớm. Chính vì vậy, người ta thường không sử dụng dụng tro bay loại F cho bê tông xi măng, hoặc phải có giải pháp thích hợp để giảm lượng cac bon trong tro bay trươc khi sử dụng.
Tro bay bay và vôi có thể kết hợp vớp nhau làm chất gia cố cho cốt liệu làm nóng đường ôtô. Loại hỗn hợp này được gọi là hỗn hợp gia cố pu-zơ-lan (PSMs). Hàm lượng tro bay thường được sử dụng từ 12% - 14% tương ứng với hàm lượng vôi từ 3% - 5%. Xi măng pooc lăng có thể sử dụng thay vôi để tăng sự phát triển cường độ sớm của vật liệu. Hỗn hợp vật liệu về bản chất giống như cốt liệu gia cố xi măng. Sử dụng hỗn hợp này làm móng đường ô tô có một số có lợi:
- Tận dụng vật liệu địa phương ( vật liệu chưa đạt tiêu chuẩn), -Tạo hỗn hợp làm đường ô tô có cường độ cao và bền,
- Dễ thi công do có sử dụng thiết bị rải và lu lèn thông thường,
- Thích hợp sử dụng trong trường hợp tái chế vật liệu móng đường củ, - Giảm giá thành và góp phần làm giảm lượng chất thải tro bay ra môi trường.
Khi sử dụng vật liệu này làm móng đường ô tô, cần lư ý về điều kiện thi công, và đảm bảo thời gian bảo dưỡng để hỗn hợp hình thành cường độ
trước khi rải các lớp phía trên. Nếu sử dụng làm mặt đường cấp thấp, cần có lớp lán nhựa hay một loại vật liệu gia cố bề mặt để làm lớp bảo vệ, mài mòn và tăng hệ số nhám của bề mặt.
Hỗn hợp vữa bao gồm tro bay, nước và xi măng làm hỗn hợp chất lỏng có thể đổ vào các khe nối của kết cấu, tự đông cứng và tự đầm, không cần thiết bị đầm nén hay rung để đạt được độ chặt lớn. Ngoài ra, hỗn hợp này có thể bao gồm cả cát, xi và các cốt liệu mịn khác dùng để đắp hoàn trả lại các vị trí khó khăn đổ và đầm nén khi thi công các kết cấu. Sử dụng vật liệu này làm vật liệu đắp hoàn trả có một số ưu điểm:
- Cho phép thi công trong mọi điều kiện thời tiết, thặm chí điều kiện băng giá,
- Vật liệu có thể đạt độ chặt 100% mà không đầm nén,
- Cho phép đắp hoàn trả, hoặc đổvào các khe kết công mà không thể thi công những công nghệ thông thường,
- Cải thiện khả năng chịu lực của đất trong khu vực đắp hoàn trả, - Có thể chông lún tại chỗ đắp hoàn trả,
- Tăng nhanh tốc độ và mức độ thuận lợi cho công tác đắp hoàn trả, - Giảm sai số độ chặt của vật liệu đắp,
- Tăng an toàn lao động trên công trường và giảm chi phí nhân công, - Giảm chi phí đào,
- Có thể đào bỏ dễ dàng khi có sự cố cần phải sữa đổi,
Khi sựng dụng hỗn hợp này để đắp hoàn trả, cần lưu ý một số trường hợp như là khi đắp trả vị trí cọc, cần phải neo các cọc có trọng lượng nhẹ để tránh đẩy nổi cọc và cần phải có ván khuôn khi đổ.
Tro bay có thể dùng gia cố đất rất tốt, cải thiện cả độ chặt, độ dẻo và cường độ của đất. Các ứng dụng tro bay về lĩnh vực này bao gồm gia cố đất, làm khô đất và kiểm soát trương nở của đất nền. Sử dụng tro bay gia cố đất mang đến lợi ích kinh tế do giảm được khối lượng vật liệu phải chuyên chở từ nơi khác, cải thiện điều kiện đất với giá thành không lớn. Một số lưu ý trong ứng dụng này là cần lưu ý độ ẩm khi lu lèn để có thể đạt độ chặt lớn. Tro bay có hàm lượng sunfat lớn hơn 10% có thể làm cho đất trương nở.
Tro bay còn được sử dụng làm bột khoáng trong bê tông nhựa rải nóng, làm tăng độ cứng của hổn hợp, tăng khả năng chống hình thành vệt lún và tăng độ bền hổm hợp. Đáp ứng được yêu cầu của bột khoáng cho bê tông nhựa, ngoài ra còn có tác dụng tăng cường dính bám với cốt liệu. Giá thành giảm so với sử dụng bột đá.
Hổn hợp vữa bao gồm tro bay, nước và cốt liệu mịn còn được sử dụng để gia cố bề mặt đất nền dưới kết cấu nền đường. Vật liệu và công nghệ này đặc biệt thích hợp với nền của mặt đường bê tông xi măng do tạo độ bằng phẳng đồng đều của nền, tránh hiện tượng lún không đều cập kênh và phụt bùn tại các khe nối của mặt đường bê tông xi măng.
Tình hình sử dụng tro bay tại Việt Nam trong xây dựng đường ô tô
Vài năm trở lại đây vấn đề tái sử dụng tro xỉ tại Việt Nam đã được quan tâm chú ý của nhiều ngành khác nhau. Đối với xây dựng đường bộ tại Việt Nam đã và đang có những công trình nghiên cứu sử dụng tro xỉ nhiệt điện nhằm các mục đích sau: Giảm giá thành trong việc xây dựng mặt đường (thay thế một phần chất kết dính xi măng); tăng chất lượng vật liệu địa phương đảm bảo đủ chất lượng dùng để xây dựng nền mặt đường (gia cố đất, đá bằng tro bay cùng các phụ gia khác); xử lý nền đất yếu...
Năm 1991 Cục trưởng Cục sáng chế đã cấp bằng giải pháp hữu ích số HI-0036 ngày 25-4-1991 với nội dung như sau: "Với mục đích tiết kiệm XM hạ giá thành sản phẩm trong sản xuất bê tông đã đề xuất một loại bê tông trong đó tro bay Phả Lại được đưa vào thay thế một phần XM theo tỷ lệ 30%TB+70% XM so với lượng XM cần cho cấp phối BTXM thường mác tương đương. Tro bay được đưa trực tiếp vào thành phần bê tông không qua quá trình xử lý nào". Trên cở sở HI-0036 đã có công trình nghiên cứu khoa họcđược thực hiện: Xây dựng thực nghiệm 100m đường BTXMTB (70% XM+30%TB) tại Km 24+400 - Km24+500 đường 18A Phả Lại (Hà Bắc). Kết quả nghiệm thu sau một thời gian khai thác cho thấy chất lượng các tấm BTXM đảm bảo yêu cầu sử dụng.
Năm 2005 Khoa kỹ thuật địa chất và Dầu khí - Trường Đại học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh phối hợp với công ty cổ phần tư vấn Xây dựng tổng hợp Tây Ninh đã nghiên cứu gia cố vật liệu đất tại chỗ bằng Xi măng tro bay (Vật liệu xi măng tro bay của nhà máy Holcim Việt Nam là hổn hợp giữa xi măng Porland thông thường với tro bay) làm móng trong kết cấu áo đường tại Tây Ninh. Kết quả cho thấy lớp đất gia cố xi măng tro bay đáp ứng được yêu cầu sử dụng của vật liệu làm móng đường.
Năm 2009, Sở giao thông vận tải tỉnh Hưng Yên chủ trì đề tài: "nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới trong xây dựng đường giao thông nông thôn", trong đó có hạng mục nghiên cứu thử nghiệm gia cố đất và cát địa phương với chất HBR làm móng đường giao thông nông thôn. HBR có thành phần chính là tro bay được chuyển thẳng từ ống khói nhà máy nhiệt điện, xi măng và các chất hoạt hóa biến đổi Puzolan. Hổn hợp nói trên tạo ra một chất liên kết thủy hóa ít sinh ra nhiệt. Kết quả thực nghiệm theo dõi rất khả quan, các lớp hổn hợp đất và cát gia cố HRB với tỷ lệ gia cố là 9% thì Eđh đạt 300Mpa đến 400
Mpa lớn hơn Eđh của cấp phối đá dăm và khi bão hòa nước Eđh vẫn đạt 250 Mpa đến 300Mpa tương đương Eđh của cấp phối đá dăm.
Năm 2009 Công ty nhiệt điện Cao Ngạn đã phối hợp với Viện Vật Liệu xây dựng thực hiện hợp đồng nghiên cứu sử dụng tro nhiệt điện đốt than tầng sôi tuần hoàn có khử khí sunphua (CFB) của nhà máy để sản xuất vật liệu với mục tiêu: Nghiên cứu xử lý nhiệt điện Cao Ngạn và sử dụng tro được xử lý để sản xuất vật liệu xây dựng như: Xi măng xây, vữa xây trộn sẵn, vật liệu xây không nung, vật liệu xây đựng đã họp đánh giá kết quả thực hiện đề tài trên. Hội đồng khoa học chuyên ngành Viện Vật Liệu Xây Dựng đã khẳng định: Các kết quả nghiên cứu trong khuôn khổ của dự án đều có cơ sở khoa học, có độ tin cây và tính khả thi cao.