Ảnh hưởng của một số phế phẩm công nghiệp đến cường độ chịu nén của bê tông Geopolymer

Bài viết này trình bày nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của một số phế phẩm công nghiệp như bùn đỏ, xỉ thép và xúc tác thải dầu khí đến cường độ chịu nén của bê tông geopolymer. Bài báo đồng thời trình bày nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố như thời gian dưỡng hộ nhiệt, nồng độ dung dịch NaOH và tỷ lệ sodium silicat/sodium hydroxit đến khả năng chịu nén của bê tông geopolymer sử dụng phế phẩm công nghiệp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của một số phế phẩm công nghiệp đến cường độ chịu nén của bê tông Geopolymer nNgày nhận bài: 5/02/2021 nNgày sửa bài: 23/03/2021 nNgày chấp nhận đăng: 7/04/2021 Ảnh hưởng của một số phế phẩm công nghiệp đến cường độ chịu nén của bê tông Geopolymer Effects of some industrial wastes on compression strength of geopolymer concrete > TS PHẠM ĐỨC THIỆN1, PGS.TS PHAN ĐỨC HÙNG2, NGUYỄN TRỌNG-NAMB* 1 Giảng viên, Khoa Xây Dựng, Trường Đại Học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Email: thienpd@hcmute.edu.vn, Điện thoại: 0949596128 2 Giảng viên, Khoa Xây Dựng, Trường Đại Học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Email: hungpd@hcmute.edu.vn, Điện thoại: 0916548639 * Công ty Cổ phần Lilama 45.4 TÓM TẮT Bài báo này trình bày nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của một số phế phẩm công nghiệp như bùn đỏ, xỉ thép và xúc tác thải dầu khí đến cường độ chịu nén của bê tông geopolymer. Bài báo đồng thời trình bày nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố như thời gian dưỡng hộ nhiệt, nồng độ dung dịch NaOH và tỷ lệ sodium silicat/sodium hydroxit đến khả năng chịu nén của bê tông geopolymer sử dụng phế phẩm công nghiệp. Kết quả thực nghiệm cho thấy, bùn đỏ và xỉ thép, khi thay thế một phần tro bay, làm giảm khả năng chịu nén của bê tông geopolymer. Trong khi đó xúc tác thải dầu khí có tác dụng ngược lại làm tăng khả năng chịu nén của vật liệu geopolymer. Từ khóa: Bê tông geopolymer, Tro bay, Bùn đỏ, Xỉ thép, Xúc tác thải dầu khí. ABSTRACT The paper presents experimental research on the effects of some industrial wastes such as red mud (RM), steel slag (StS) and residue fluid catalytic cracking (RFCC) on the compressive strength of geopolymer concrete. This study also focuses on the influence of factors such as heat curing time, concentration of NaOH solution and the sodium silicate/sodium hydroxide ratio (SS/SH) on the compressive resistance of geopolymer concrete using industrial wastes. Experimental results show that red mud and steel slag, when partially replacing fly ash, reduces the compressive strength of geopolymer concrete. Meanwhile, RFCC has the opposite effect to increase the compressive capacity of the geopolymer material. Keywords: Geopolymer concrete, Fly ash, Red mud, Steel slag, Residue fluid catalytic cracking (RFCC). 1. Giới thiệu nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã minh chứng cho tính tương Ngày nay, ở Việt Nam nói riêng và trên thế giới nói chung, quá trình đồng và có phần vượt trội hơn của bê tông geopolymer khi so sánh với công nghiệp hóa vẫn đang diễn ra với tốc độ ngày càng nhanh và quy bê tông xi măng truyền thống về khả năng chịu nén, khả năng chịu kéo, mô ngày càng đồ sộ. Bên cạnh những lợi ích kinh tế mang lại cho đời tính chống thấm, chống ăn mòn, khả năng ứng dụng vào cấu kiện xây sống xã hội, rất nhiều ngành công nghiệp còn tận dụng tài nguyên thiên dựng,…[4-19]. nhiên và thải ra các phế phẩm gây ô nhiễm môi trường. Một số ví dụ Tiếp tục xu hướng tận dụng các phế phẩm công nghiệp vào sản như, ngành công nghiệp xi măng khai thác đá vôi, đất sét và phát thải xuất bê tông, nghiên cứu này được thực hiện để khảo sát ảnh hưởng của khí CO2 trong quá trình nung clinker; Công nghiệp nhiệt điện phát thải các dạng phế phẩm phổ biến trong nước như bùn đỏ, xỉ thép và RFCC CO2 và tro bay; Ngành khai thác bauxite xả thải bùn đỏ ra môi trường; đến khả năng chịu nén của bê tông geopolymer. Nghiên cứu được thực Công nghiệp luyện thép xả thải phế phẩm xỉ thép; cũng như RFCC là hiện cho việc thay thế một phần tro bay bằng từng phế phẩm riêng lẽ phế phẩm của ngành công nghiệp hóa dầu,… và thay thế một phần tro bay bằng hổn hợp của các cặp đôi phế phẩm Để giảm thiểu xả thải trực tiếp các phế phẩm công nghiệp ra môi để khảo sát ảnh hưởng của chúng đến cường độ bê tông geopolymer trường rất nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã được thực hiện cũng như tính khả thi của việc ứng dụng các phế phẩm này vào thực tế nhằm tận dụng nguồn phế phẩm này làm nguyên liệu cho nhiều dạng sản xuất các sản phẩm bê tông geopolymer. Phạm vi nghiên cứu được sản phẩm khác nhau. Trong số các sản phẩm tận dụng phế phẩm công giới hạn ở khảo sát khả năng chịu nén của các cấp phối vật liệu. nghiệp đó, bê tông geopolymer gốc tro bay đã được nghiên cứu từ khá 2. Nguyên vật liệu và cấp phối thí nghiệm lâu và được áp dụng ở nhiều dạng công trình trên thế giới [1-3]. Rất ISSN 2734-9888 04.2021 113 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Nguyên vật liệu cơ bản dùng để chế tạo bê tông geopolymer bao tĩnh định trong điều kiện nhiệt độ phòng trong vòng 24 giờ sau đó được gồm cốt liệu nhỏ (cát), cốt liệu lớn (đá dăm, sỏi,…), tro bay và dung dịch dưỡng hộ nhiệt ở nhiệt đô 90oC trong thời gian 8 giờ hoặc 12 giờ. Mẫu hoạt hóa (Na2SiO3 + NaOH). Nghiên cứu này sử dụng thêm các nguyên bê tông geopolymer thành phẩm sau đó được thí nghiệm xác định liệu tái chế từ chất thải công nghiệp như: bùn đỏ, xỉ thép, và xúc tác thải cường độ chịu nén bằng thiết bị nén Matest tại Trường Đại học Sư phạm dầu khí (RFCC) để thay thế một phần tro bay trong các cấp phối và Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh tuân thủ tiêu chuẩn TCVN 3118:1993 nghiên cứu ảnh hưởng của các chất này đến cường độ chịu nén của bê về phương pháp xác định cường độ nén [23]. tông geopolymer. 2.1. Cốt liệu Cốt liệu lớn sử dụng đá dăm được khai thác từ mỏ đá Tân Đông Hiệp, xã Tân Đông Hiệp, huyện Dĩ An, Bình Dương. Đá dăm đa số có dạng khối cầu, ít hạt dẹt và ít góc cạnh. Cỡ hạt đá lớn nhất Dm ...