Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết Ảnh hưởng của tro bay thay thế một phần cát tới tính chất của vữa xi măng khảo sát tính công tác của hỗn hợp vữa dựa vào độ chảy xòe khi tỉ lệ nước: Xi măng (N/X) là 0,6 và xác định lượng nước yêu cầu của hỗn hợp vữa để độ chảy xòe đạt 110 ± 5 mm.
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, ĐHXDHN, 2022, 16 (3V): 128–137 ẢNH HƯỞNG CỦA TRO BAY THAY THẾ MỘT PHẦN CÁT TỚI TÍNH CHẤT CỦA VỮA XI MĂNG Nguyễn Thị Bích Thủya,∗, Huỳnh Cơng Kaa , Trần Triệu Duy Khánha , Nguyễn Tiến Đạta a Khoa Xây dựng, Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, đường Hồ Hảo Hớn, Quận 1, T Hồ Chí Minh, Việt Nam Nhận ngày 28/3/2022, Sửa xong 14/7/2022, Chấp nhận đăng 15/7/2022 Tóm tắt Hiện trạng thiếu hụt cát tự nhiên ngày trầm trọng Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng tro bay thay phần cát vữa xi măng Cấp phối vữa có sử dụng tro bay thay cát theo thể tích với tỉ lệ 0%, 10%, 20%, 30%, 50% Bài báo khảo sát tính cơng tác hỗn hợp vữa dựa vào độ chảy xòe tỉ lệ nước : xi măng (N/X) 0,6 xác định lượng nước yêu cầu hỗn hợp vữa để độ chảy xòe đạt 110 ± mm Thí nghiệm cường độ chịu nén khảo sát nhóm mẫu vữa: kiểm sốt tỉ lệ N/X kiểm sốt độ chảy xịe đạt 110 ± mm Kết nghiên cứu cho thấy, tỉ lệ tro bay thay cát tăng lên độ chảy xịe giảm dần lượng nước u cầu tăng dần Khi tỉ lệ tro bay thay cát 50% vữa có tính cơng tác thấp cần lượng nước yêu cầu cao Đối với hai nhóm mẫu vữa, cường độ chịu nén vữa cải thiện sử dụng tro bay thay phần cát, đặc biệt tuổi muộn Từ kết thu được, tỉ lệ tro bay thay cát đến 30% đảm bảo tính cơng tác cường độ cho vữa Từ khố: tro bay; tính cơng tác; lượng nước u cầu; cường độ chịu nén; vữa xi măng EFFECT OF FLY ASH AS A PARTIAL REPLACEMENT FOR SAND ON BASIC PROPERTIES OF MORTAR Abstract Nowadays, the deficiency of sand in construction is more serious This study investigated the effect of fly ash to replace a part of sand by volume in mortar The fly ash to sand ratios (FA/s) are 0%, 10%, 20%, 30%, and 50% Mix proportions of motar are divided into two series There are a controlled water to cement ratio of 0.6 series and a controlled flow of 110 mm series The flow, water requirement, and compressive strength of mortar were examined The test results show that flow of mortar was reduced by using fly ash as sand replacement When FA/s ratio increases, the water requirement of mortar increase For both series, the compressive strength of mortar containing fly ash was higher than that of conventional mortar Based on the test results, the FA/s ratio up to 30% still ensure the workability as well as compressive strength of mortar Keywords: fly ash; flow; water requirement; compressive strength; mortar https://doi.org/10.31814/stce.huce(nuce)2022-16(3V)-10 © 2022 Trường Đại học Xây dựng Hà Nội (ĐHXDHN) Giới thiệu Từ trước tới nay, cát sử dụng với vai trò cốt liệu nhỏ bê tông Theo quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng đến 2020 tầm nhìn 2030 dự báo nhu cầu cát xây dựng đến 2020 nước khoảng 130 triệu m3 Tổng công suất thiết kế sở khai thác, chế biến cát xây dựng đạt khoảng 130 – 150 triệu tấn/năm Do đó, lượng cát tự nhiên khơng thể đáp ứng đủ nhu cầu ∗ Tác giả đại diện Địa e-mail: thuy.ntbich@ou.edu.vn (Thủy, N T B.) 128 Thủy, N T B., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng thị trường Hiện nay, lượng phù sa đồng sơng Cửu Long cịn 28 triệu tấn/năm Trong đó, giấy phép cho khai thác cát 20 triệu tấn/năm Điều gây cân phù sa dẫn tới việc sạt lở bờ [1] Kết là, lượng cát tự nhiên vừa khan chất lượng cát khơng cao Tình hình khan cát tự nhiên sản xuất bê tông khơng diễn Việt Nam mà cịn nhiều nước, đặc biệt nước phát triển Để giải toán này, vật liệu thay cát nhân tạo, cát tái chế, tro đáy, quặng sắt nghiên cứu để thay phần hay toàn cát tự nhiên việc sản xuất vữa hay bê tơng [2–6] Ngồi thực trạng thiếu hụt cát tự nhiên xây dựng, tượng ô nhiễm môi trường phế thải công nghiệp thu hút nhiều quan tâm dư luận, đặc biệt tro bay Tro bay biết đến phế thải nhà máy nhiệt điện Tuy nhiên, tro bay biết đến phụ gia khống hoạt tính cơng nghệ xản xuất xi măng bê tông, vật liệu lấp đầy trình gia cố đất Theo số liệu Bộ Xây dựng, nước có 25 sở nhiệt điện đốt than, lượng phát thải tro xỉ trình sản xuất sở khoảng 13 triệu tấn/năm Dù sản lượng tro bay Việt Nam cao, nhiên, chất lượng tro bay Việt Nam không cao, đặc biệt hàm lượng nung tro bay số nhà máy nhiệt điện lớn với công nghệ cũ vượt tiêu chuẩn cho phép Theo TCVN 10302:2014 [7] hàm lượng nung (MKN) tối đa tro bay loại F dùng cho bê tơng nặng có cốt thép bê tơng nặng khơng có cốt thép 12% 15% Trong đó, theo ASTM C618 [8], hàm lượng MKN tro bay sử dụng cho bê tông không vượt 6% Như vậy, để tro bay có hàm lượng MKN vượt giới hạn cho phép sử dụng công nghệ sản xuất bê tơng phải trải qua trình tuyển để giảm hàm lượng MKN trước sử dụng cho bê tông Tro bay sau lọc bỏ bớt lượng than chưa cháy hết gọi tro tuyển Quá trình tuyển tốn đẩy giá thành tro bay lên cao Ngoài ra, tro bay từ số nhà máy đạt tiêu chuẩn hàm lượng MKN sản lượng hạn chế Ở Viêt Nam, tro bay thường dung để thay môt phần xi măng bê tông [9, 10] Ở số nước, nhà nghiên cứu sử dụng tro bay để thay phần cốt liệu nhỏ bê tông Rajamane Ambily [11] sử dụng tro bay thay cát bê tơng Cát thay lên tới 60% tro bay mà không ảnh hưởng nhiều tới tính cơng tác cường độ u cầu bê tông Việc sử dụng tro bay thay cát bê tông vừa thân thiện với môi trường kinh tế Rivera cs [12] nghiên cứu bê tơng khối lớn có sử dụng tro bay để thay xi măng cốt liệu Tro bay loại C với hàm lượng CaO lớn dạng viên sử dụng để thay phần cốt liệu nhỏ Tro bay sử dụng tương tự cốt liệu nhẹ Tính chất bê tơng có sử dụng tro bay tương đương so sánh với bê tông sử dụng cát xây dựng cốt liệu nhẹ Nhưng bê tơng sử dụng tro bay có hiệu môi trường vượt trội Surangi cs [13] nghiên cứu ảnh hưởng tro bay loại F thay phần cát tự nhiên tới tính chất bê tông nhiệt độ dưỡng hộ khác (30°C, 50°C, 70°C) Cường độ chịu nén, độ thấm carbonate, kiểm tra nhanh độ thấm clo, độ kháng sulfate khảo sát Kết cường độ chịu nén bê tông tuổi sớm tuổi muộn tăng việc sử dụng tro bay Ngoài ra, khả kháng carbonate, kháng ăn mòn clo, kháng ăn mòn sulfate bê tông sử dụng tro bay cải thiện so sánh với bê tông thông thường Tuy nhiên, Việt Nam, việc sử dụng tro bay bê tông hầu hết để thay phần xi măng đóng vai trị chất kết dính Nếu sử dụng tro bay cốt liệu mịn thay phần cát tự nhiên vừa giải toán thiếu cát tự nhiên giải vấn đề ô nhiễm môi trường tro bay gây Do đó, nghiên cứu tập trung vào khảo sát ảnh hưởng tro bay thay phần cát tới tính chất vữa xi măng Cát thay thể 0%, 10%, 20%, 30%, 50% theo thể tích tro bay Sự ảnh hưởng tro bay với vai trò cốt liệu mịn vữa xi măng khảo sát số tính chất như: độ chảy xòe, lượng nước yêu cầu hỗn hợp vữa, 129 Thủy, N T B., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng cường độ chịu nén vữa Từ đánh giá tính khả thi việc sử dụng tro bay thay phần cát chế tạo vữa bê tông Vật liệu phương pháp nghiên cứu 2.1 Nguyên vật liệu cấp phối vữa sử dụng cho nghiên cứu Trong nghiên cứu này, hệ nguyên vật liệu bao gồm: xi măng Hà Tiên PC40, tro bay loại F cát tự nhiên từ sông Đồng Nai Tro bay sử dụng cốt liệu mịn để thay phần cát vữa xi măng Những tiêu vật lý vật liệu thể Bảng Độ mịn xi măng tro bay theo phương pháp rây sàng 9,65% 6,25% Mô đun độ lớn cát 2,37 Thành phần hóa học xi măng tro bay xác định dựa vào phân tích quang phổ (XRF), thể Bảng Đây tro bay loại F với hàm lượng canxi oxit (CaO) thấp, 10% Hàm lượng nung (MKN) tro bay 9,7% Chỉ số tương đối cao thấp giới hạn cho phép 12% 15% cho tro bay loại F sử dụng cho bê tông cốt thép hay bê tông không cốt thép [7] Bảng Chỉ tiêu vật lý hệ vật liệu STT Chỉ tiêu Xi măng Tro bay Cát Khối lượng riêng (g/cm3 ) Độ mịn (%) Mô đun độ lớn 3,15 9,65 - 2,28 6,25 - 2,66 - Bảng Thành phần hóa học xi măng tro bay Hàm lượng (% theo khối lượng) STT Thành phần hóa học SiO2 Al2 O3 Fe2 O3 CaO MgO Na2 O K2 O SO3 MKN Xi măng Tro bay 15,18 3,25 3,83 71,52 1,36 0,07 0,72 3,18 - 50,26 22,51 6,96 2,58 1,17 0,31 3,98 0,55 9,70 Nghiên cứu khảo sát tỉ lệ tro bay thay phần cát theo thể tích 0%, 10%, 20%, 30%, 50% Mẫu đối chứng không sử dụng tro bay có ký hiệu F00 Mẫu sử dụng tro bay thay cát với tỉ lệ 10%, 20%, 30% 50% có ký hiệu F10, F20, F30, F50 Tỉ lệ cốt liệu nhỏ so với xi măng : Nghiên cứu gồm nhóm mẫu vữa Nhóm mẫu vữa xi măng kiểm soát tỉ lệ nước : xi măng (N/X) 0,6 với mục tiêu khảo sát độ chảy xịe hỗn hợp vữa Nhóm mẫu vữa xi măng có độ chảy xịe 110 ± mm với mục tiêu khảo sát lượng nước yêu cầu (tỉ lệ N/X) hỗn hợp vữa Bảng cấp phối nhóm mẫu vữa thể Bảng 130 Thủy, N T B., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Bảng Cấp phối vữa xi măng Nhóm mẫu Tên mẫu Nhóm F100 F110 F120 F130 F150 Nhóm F200 F210 F220 F230 F250 N/X 0,6 - Độ chảy xòe (mm) - 110±5 CLN/X (theo khối lượng) FA/CLN (%) 3:1 10 20 30 50 3:1 10 20 30 50 Trong đó: N/X tỉ lệ nước : xi măng; CLN/X tỉ lệ cốt liệu nhỏ : xi măng; FA/CLN tỉ lệ tro bay : CLN 2.2 Phương pháp thí nghiệm Đối với nhóm mẫu vữa kiểm sốt tỉ lệ N/X, tính cơng tác vữa xi măng xác định đường kính hỗn hợp vữa xi măng bàn dằn vữa xi măng theo ASTM C1437 [14] Đối với nhóm mẫu vữa kiểm sốt độ chảy xịe, lượng nước u cầu xác định cho độ chảy xòe bàn dằn hỗn hợp vữa xi măng 110 ± mm Mẫu vữa cho thí nghiệm xác định cường độ chịu nén có kích thước 50 × 50 × 50 mm Sau tạo hình, mẫu dưỡng hộ khn 24 giờ, sau đó, mẫu tháo dưỡng hộ nước Cường độ chịu nén mẫu vữa xác định ngày, ngày, 28 ngày, 91 ngày sau tạo hình Kết thảo luận 3.1 Ảnh hưởng tỉ lệ tro bay thay phần cát tới tính cơng tác vữa Tính cơng tác hỗn hợp vữa kiểm soát tỉ lệ N/X 0,6 thể qua số độ chảy xịe Hình Khi so sánh mẫu vữa sử dụng tro bay với mẫu đối chứng F00 (mẫu không sử dụng tro bay), độ chảy xòe hỗn hợp vữa bị giảm tỉ lệ tro bay thay cát tăng lên Hình thể tỉ lệ độ chảy vữa sử dụng tro bay với mẫu vữa đối chứng (F00) Khi tỉ lệ tro bay tăng từ 10% đến 30% độ chảy xịe vữa 88,56% xuống 72,93% so với mẫu F00, đặc biệt mẫu F50 (mẫu vữa sử dụng 50% thay cát) tỉ lệ độ chảy xòe so với mẫu F00 cịn lại 38,29% Điều dẫn tới việc khó thi cơng hỗn hợp vữa F50 Để độ chảy xịe hỗn hợp vữa kiểm soát 110 ± 5mm (nhóm vữa 2), tỉ lệ tro bay tăng lên lượng nước yêu cầu cho vữa tăng lên Như vây, độ chảy xòe lượng nước yêu cầu vữa có mối quan hệ mật thiết lẫn nhau, xem Hình Nguyên nhân dẫn đến tượng giảm tính cơng tác hỗn hợp vữa tỉ lệ tro bay thay cát tăng đưa ba giả thiết sau Một là, tro bay thay phần cát đóng vai trị cốt liệu mịn Điều dẫn đến tổng diện tích bề mặt hệ vật liệu tăng, khả hấp thụ nước bề mặt vật liệu tăng lên Kết làm giảm tính cơng tác hỗn hợp vữa vữa kiểm soát tỉ lệ N/X 0,6 Hai là, ngồi có vai trị cốt liệu mịn, tro bay cịn có vai trị làm phụ gia khống dạng bột Do đó, tỉ số nước : bột (N/B) vữa kiểm soát tỉ lệ N/X thay đổi Hình thể giá trị tỉ số 131 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE 2018 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE 2018 ISSN 2615-9058 ISSN 2615-9058 Thủy, N T B., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Độ chày xịe vữa nhóm (mm) Độ chày xịe vữa nhóm (mm) 140 140 0,8 0,8 120 120 0,7 0,7 100 100 0,6 0,6 0,5 0,5 80 80 0,4 0,4 60 60 0,3 0,3 40 40 0,2 0,2 20 20 N/X vữa nhóm N/X vữa nhóm N/Xnhóm nhóm22 N/X Độ Độ chảy chảy xịe xịe Nhóm Nhóm 11 0,1 0,1 0,0 0,0 00 Tỉ lệ độ chảy xòe so với mẫu F00 Tỉ lệ độ chảy xòe so với mẫu F00 (%) (%) F00 F10 F20 F30 F50 F00 F10 F20 F30 F50 Hình Ảnh hưởng tỉ lệ tro bay tới độ chảy xịe vữa nhóm Hình Ảnhlệhưởng củatới tỉ lệ tro bay tới độ chảy xòe vữa nhóm11vàvàlượng lượngnước nước Hình Ảnh hưởng tro nhóm bay yêu cầu tỉ vữa độ chảy xòe vữa nhóm lượng nước yêu cầu vữa nhóm yêu cầu vữa nhóm 120 120 100,00 100 100,00 88,56 100 88,56 78,83 80 72,93 78,83 80 72,93 60 60 38,29 38,29 40 40 20 20 0 F00 F10 F20 F30 F50 F00 F10 F20 F30 Hình Tỉ lệ độ chảy xịe hỗn hợp vữa nhóm sử dụng tro bay so F50 với ISSN mẫu vữa Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE 2018 2615-9058 đối chứng Hình Tỉ lệF00 độ chảy xịe hỗn hợp vữa nhóm sử dụng tro bay so với mẫu vữa Hình Tỉ lệ độ chảy xòe hỗn hợp vữa nhóm sử dụng tro bay so với mẫu vữa đối chứng F00 đối chứng F00 0,7 0,6 0,60 0,49 0,5 N/B-1 0,41 0,4 0,36 0,3 0,28 0,2 0,1 0,0 F00 F10 F20 F30 F50 Ảnh hưởng tỉ tro lệ tro bay thựcNước Nước: Bột : bột(N/B-1) (N/B-1) của nhóm nhóm vữa HìnhHình Ảnh hưởng củacủa tỉ lệ bay tớitới tỉ tỉ lệ lệthực e (mm) 150 120 90 132 F00 F10 F00 F10 F20 F30 F50 Hình Ảnh hưởng tỉ lệ tro bay tới tỉ lệ thực Nước : bột (N/B-1) nhóm vữa Thủy, N T B., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Độ chảy xòe (mm) 150 F00 120 F10 90 F20 60 F30 F50 30 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 N/B-1 tương Mối tương quanđộ độxòe chảy tỉNước lệ thực Nước : bộtcủa (N/B-1) HìnhHình Mối quan chảy tỉxịe lệ thực : Bột (N/B-1) nhóm vữa nhóm vữa 3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ tro bay thay phần cát tới cường độ chịu nén vữa N/B-1 thực vữa nhóm Tỉ lệ tro bay thay cát tăng dẫn đến tỉ số N/B-1 thực giảm rõ Giá trị cường độ chịu nhóm lệ N/X nhóm mẫulà, tro bay rệt Đây nguyên nhân dẫn đến nén việccủa giảm độ mẫu chảyvữa xịekiểm sốt vữa,tỉxem Hình Ba vữa kiểm sốt độ chảy xịe thể Hình Hình Đối vớirất lớn tới có hàm lượng MKN cao 9,7% Hàm lượng than chưa cháy tro bay ảnh hưởng nhóm sốttơng tỉ lệ N/X, tuần đầu tiên, cường chịu củavàvữa lượng nước yêu cầumẫu củavữa vữakiểm bê Thường lượng nước yêuđộ cầu củanén vữa bê dùng tông tăng lên hàm lượng MKN tro bay tăng lên [? ? ] Khi hàm lượng tro bay vữa tăng lên lượng than chưa cháy hết cao Thành phần than chưa cháy hết có cấu trúc xốp, rỗng, bề mặt nhám, đặc biệt có khả hấp thụ nước cao Đó lý độ chảy xịe hỗn hợp vữa giảm hàm lượng tro bay tăng lên 3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ tro bay thay phần cát tới cường độ chịu nén vữa Giá trị cường độ chịu nén nhóm mẫu vữa kiểm sốt tỉ lệ N/X nhóm mẫu vữa kiểm sốt độ chảy xịe thể Hình Hình Đối với nhóm mẫu vữa kiểm soát tỉ lệ N/X, tuần đầu tiên, cường độ chịu nén vữa dùng tro bay không chịu nhiều ảnh hưởng từ tỉ lệ tro bay thay cát Tuy nhiên, kết 28 ngày tuổi lại rằng, cường độ chịu nén vữa giảm tỉ lệ tro bay thay cát tăng lên từ 10% đến 30% tăng lên tỉ lệ tro bay thay cát 50% Tại 91 ngày tuổi, cường độ chịu nén vữa đạt giá trị cao F20 với tỉ lệ thay 20% Dù ảnh hưởng tỉ lệ tro bay thay cát tới cường độ chịu nén vữa ngày tuổi khơng giống nhau, nhận thấy cường độ chịu nén vữa tuổi muộn cải thiện rõ ràng so sánh với cường độ chịu nén mẫu đối chứng F00 khơng có sử dụng tro bay Cường độ chịu nén vữa phụ thuộc lớn vào lượng nước nhào trộn Mặc dù nhóm vữa có kiểm soát tỉ lệ N/X 0,6 tỉ lệ nước : bột (xi măng tro bay) (N/B-1) khác Hình thể mối quan hệ tỉ lệ N/B cường độ chịu nén 91 ngày nhóm vữa Kết nhận rõ ràng mẫu vữa sử dụng tỉ lệ tro bay thay phần cát có tỉ lệ N/B thấp so với mẫu đối chứng F100 không sử dụng tro bay dẫn tới cường độ chịu nén mẫu vữa sử dụng tro bay cải thiện so với mẫu đối chứng Trong trường hợp nhóm mẫu vữa kiểm sốt độ chảy xịe, ngày tuổi sớm, cường độ chịu nén vữa chưa thể rõ khác biệt thay đổi tỉ lệ tro bay thay cát Tại 28 ngày tuổi, cường độ chịu nén mẫu vữa sử dụng tro bay tăng dần tỉ lệ tro bay thay cát tăng từ 0% đến 30% giảm nhẹ mẫu F50 Xu hướng phát triển cường độ 28 ngày tuổi mẫu F10, F20, F30 133 0,75 Tỉ lệ N/X cao nguyên nhân khiến cường độ chịu nén vữa bị giảm so với mẫu vữa sử dụng tro bay với tỉ lệ thấp Để giải thích chế ảnh hưởng tro bay vữa xi măng phức tạp tro bay vừa cốt liệu mịn vừa phụ gia khống hoạt tính Nhóm nghiên cứu tiếp tục làm rõ chế nghiên cứuN.tiếp theo Thủy, T B., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Cường độ chịu nén (MPa) 70 60 ngày 50 ngày 40 28 ngày 30 91 ngày 20 10 Tạp chí Khoa học Cơng dựng NUCE F100nghệ Xây F110 F1202018 F130 Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2018 ISSN 2615-9058 ISSN 2615-9058 F150 Hình Cường độ chịu nén nhóm vữa kiểm soát tỉ lệ N/X 0,6 Cườngđộđộchịu chịunén néntạitại9191 ngày Cường ngày (MPa) (MPa) Hình Cường độ chịu nén nhóm vữa kiểm sốt tỉ lệ N/X 0,6 70 70 60 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 Sử dụng tro bay Sử dụng tro bay F100 F100 F110 F110 F120 F120 F130 F130 F150 F150 0,2 0,2 0,4 0,4 0,6 0,6 0,8 0,8 N/B-1 10 N/B-1 6.6.Mối hệ lệ vàcường cườngđộ độchịu chịu nén nén tại91 91 ngày nhóm HìnhHình Mối quanquan hệ tỉ lệtỉtỉ N/B-1 vàvà 91ngày ngàycủa củanhóm nhóm vữa Hình Mối quan hệ giữa lệ N/B-1 N/B-1 cường độ chịu nén vữa N/X 0,6 tỉ lệ N/X 0,6 vữa11với vớikiểm kiểm soát soát tỉtỉ lệ lệ với N/Xkiểm soát 0,6 Cường độ độ chịu chịu nén nén(MPa) (MPa) Cường 70 70 60 60 ngày 33ngày 50 50 ngày 77ngày 40 40 28ngày ngày 28 30 30 91ngày ngày 91 20 20 10 10 00 F200 F200 F210 F220 F230 F230 F250 F250 Hình7 7.Cường Cường độ chịu chịuđộ nénchịu nén nhóm vữanhóm kiểm sốt độ xịe Hình độ nén kiểm sốt độ chảy chảy xịe Hình Cường vữa kiểm sốt độ chảy xòe trường hợp ngược với phát triển cường độ mẫu trường hợp vữa kiểm soát tỉ lện N/X Tại 91 ngày tuổi, cường độ chịu nén vữa tăng lên tỉ lệ tro bay tăng lên đến 20% 134 11 11 Thủy, N T B., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng giảm nhẹ tỉ lệ tro bay tăng lên 30% 50% Tương tự với trường hợp nhóm mẫu kiểm sốt tỉ lệ N/X = 0,6, giá trị cường độ chịu nén vữa cải thiện cách sử dụng tro bay thay cát Trường hợp nhóm vữa thay đổi tỉ lệ N/X để tất mẫu đạt độ chảy xịe 110 ± mm Do đó, tỉ lệ N/X-2 tỉ lệ N/B-2 nhóm vữa thay đổi Mối quan hệ tỉ lệ N/X-2 N/B-2 tới cường độ chịu nén 91 ngày mẫu vữa thể Hình Hình Kết nhận thấy rằng, tỉ lệ N/X-2 mẫu vữa sử dụng tro bay cao hẳn so với mẫu vữa đối chứng tỉ lệ N/B-2 mẫu vữa sử dụng tro bay lại thấp so với mẫu đối chứng Cường độ chịu nén Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE 2018 2615-9058 91 ngày tuổi mẫu vữa sử dụng tro bay cao so với mẫu vữa khơngISSN sử dụng tro bay Như vậy, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2018 ISSN 2615-9058 tỉ lệ N/B ảnh hưởng tới cường độ vữa thay tỉ lệ N/X CườngCường độ chịu 91tại ngày độ nén chịutại nén 91 ngày (MPa)(MPa) 70 Sử dụng tro bay 70 60 Sử dụng tro bay 60 50 F200 F210 F200 F220 F210 50 40 30 40 20 30 F230 F220 F250 F230 10 20 F250 100 0,2 0,4 0,6 0,8 CườngCường độ chịu 91tại ngày độnén chịutạinén 91 ngày (MPa)(MPa) N/X-2 0,2 0,4 0,6 0,8 Hình Mối quan hệ tỉ lệ N/X-2 cường độ chịu nén 91 ngày nhóm N/X-2độ chịu nén 91 ngày Hình Mối quan hệ tỉ lệ N/X-2 cường nhóm vữa vữa với kiểm sốt độ chảy với xịe kiểm sốt độ chảy xịe Hình Mối quan hệ tỉ lệ N/X-2 cường độ chịu nén 91 ngày nhóm 70 độ chảy xịe vữa với kiểm soát Sử dụng tro bay 60 70 Sử dụng tro bay 50 60 F200 20 30 F210 F200 F220 F210 F230 F220 F250 F230 10 20 F250 40 50 30 40 100 0,2 0,4 0,6 0,8 N/B-2 0,2 0,4 0,6 0,8 Hình Mối quan hệ tỉ lệ N/B-2 N/B-2 cường độ chịu nén 91 ngày nhóm vữa với kiểm sốt độ chảy xịe Hình Mối quan N/B-2vàvàcường cườngđộ độchịu chịunén nén tại 91 91 Hình Mối quan hệhệ tỉ tỉlệlệN/B-2 nhóm nhóm vữa vữa với kiểm sốt độ chảy xịe với kiểm sốt độ chảy xịe Để việc sử dụng tro bay thay cát chế tạo vữa hay bê tông đạt hiệu quả, vữa hay bê tông cần thỏa mãn tính cơng tác lẫn cường độ chịu nén Dựa Ngoài yếukết tố ảnh hưởng tỉ lệbay N/B, nguyên nhân dẫn đến cảibay thiện cường độ chịu nén Để thí việc sử dụng tro thaycứu thếkhuyến cát vữa hay tơng đạt nghiệm, nhóm nghiên cáochế sử tạo dụng tỉ lệ trobê thay thếhiệu cát quả, đến vữa sử dụng tro bay thay phần cát lývữa giải theo haiđộ giả thiết sau Thứ vữa hay bê thể tông cần mãn tính cơng tác chịu nén Dựa 30% theo tích đểthỏa đảm bảo chất lượng cảlẫn haicường trường hợp kiểm soát tỉtrên lệnhất, tro bay thay phần cát có vai trị làm cốt liệu mịn, tro bay có tác dụng lấp đầy lỗ rỗng làm kết nghiệm, nghiên khuyến N/X vàthí trường hợp nhóm kiểm sốt tínhcứu cơng tác cáo sử dụng tỉ lệ tro bay thay cát đếncấu trúc 30% theo thể tích để đảm bảo chất lượng vữa hai trường hợp kiểm soát tỉ lệ 12 135 N/X trường hợp kiểm sốt tính cơng tác 12 Thủy, N T B., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng vữa xi măng đặc Kết quả, cường độ chịu nén vữa có sử dụng tro bay cải thiện so sánh với mẫu vữa xi măng không sử dụng tro bay Thứ hai, tro bay có vai trị phụ gia khống hoạt tính Trong vữa, ngồi q trình thủy hóa xi măng cịn xảy phản ứng pozzolanic tro bay, đặc biệt tuổi muộn Hàm lượng sản phẩm thủy hóa tăng lên dẫn tới cường độ chịu nén vữa tăng lên Trong trường hợp mẫu vữa kiểm sốt độ chảy xịe 110 ± mm, tỉ lệ tro bay sử dụng tăng lên lượng nước yêu cầu tăng lên Đặc biệt mẫu F50 với 50% tro bay cần lượng nước cao 0,75 Tỉ lệ N/X cao nguyên nhân khiến cường độ chịu nén vữa bị giảm so với mẫu vữa sử dụng tro bay với tỉ lệ thấp Để giải thích chế ảnh hưởng tro bay vữa xi măng phức tạp tro bay vừa cốt liệu mịn vừa phụ gia khống hoạt tính Nhóm nghiên cứu tiếp tục làm rõ chế nghiên cứu Để việc sử dụng tro bay thay cát chế tạo vữa hay bê tông đạt hiệu quả, vữa hay bê tông cần thỏa mãn tính cơng tác lẫn cường độ chịu nén Dựa kết thí nghiệm, nhóm nghiên cứu khuyến cáo sử dụng tỉ lệ tro bay thay cát đến 30% theo thể tích để đảm bảo chất lượng vữa hai trường hợp kiểm sốt tỉ lệ N/X trường hợp kiểm sốt tính công tác Kết luận Nghiên cứu sử dụng tro bay để thay phần cát tự nhiên vữa xây dựng với tỉ lệ 0%, 10%, 20%, 30%, 50% Dựa vào kết thí nghiệm tính cơng tác cường độ chịu nén, số kết luận sau: - Đối với trường hợp nhóm mẫu vữa kiểm soát tỉ lệ N/X, tỉ lệ tro bay thay cát tăng lên độ chảy xịe hỗn hợp vữa bị giảm Ngược lại, nhóm mẫu vữa kiểm sốt độ chảy xịe, tỉ lệ tro bay thay cát tăng lên lượng nước yêu cầu tăng lên Điều chứng tỏ lượng nước yêu cầu độ chảy xòe vữa có mối quan hệ mật thiết với - Tính công tác hỗn hợp vữa xi măng bị giảm tỉ lệ tro bay tăng lên ba nguyên nhân: là, tỉ lệ tro bay tăng lên dẫn đến tổng diện tích bề mặt hệ cốt liệu tăng, khả hấp thụ nước tăng; hai là, tỉ lệ thực N/B mẫu vữa xi măng có tro bay thấp mẫu vữa khơng có tro bay; ba là, thành phần than chưa cháy hết tro bay hấp thụ lượng nước lớn hạt tro bay - Cường độ chịu nén vữa xi măng có sử dụng tro bay cải thiện rõ rệt so với mẫu đối chứng Hai giả thiết để lý giải cho kết tro bay giúp cấu trúc vữa đặc với vai trò làm cốt liệu mịn phản ứng pozzolanic tro bay tuổi muộn khiến hàm lượng sản phẩm thủy hóa vữa xi măng sử dụng tro bay cao mẫu đối chứng giúp cho cường độ chịu nén cải thiện - Để vữa vừa đảm bảo tính cơng tác lẫn cường độ chịu nén, tỉ lệ tro bay thay cát đến 30% khuyên dùng cho hai trường hợp kiểm soát tỉ lệ N/X 0,6 kiểm sốt độ chảy xịe Lời cảm ơn Tác giả chân thành cảm ơn hỗ trợ tài Trường Đại học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh cho đề tài: “Tận dụng tro bay để thay phần cốt liệu nhỏ vữa xi măng”, mã số E2021.06.2 đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng tro bay thay phần cát tự nhiên tới tính chất vữa xây dựng”, mã số 356 136 Thủy, N T B., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Tài liệu tham khảo [1] Gia, H Q., cs (2019) Thực trạng khai thác sử dụng cát tự nhiên Việt Nam nghiên cứu tính chất cát biển số vùng biển Việt Nam Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi môi trường, 9:151–156 [2] Hiệp, N V., cs (2019) Nghiên cứu sử dụng cát nghiền thay cát tự nhiên bê tông mặt đường địa bàn huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng [3] Kiên, T T., cs (2021) Ảnh hưởng loại phụ gia hóa dẻo đến độ sụt cường độ chịu nén bê tông sử dụng cát tái chế thay cát tự nhiên Tạp chí Xây dựng Việt Nam [4] Thanh, T N., Huy, N N., Triều, D M., Điền, L T (2020) Đánh giá khả chịu nén bê tông sử dụng cát biển điều kiện bảo dưỡng khác Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng (KHCNXD) - ĐHXDHN, 14(1V):60–72 [5] Neno, C., de Brito, J., Veiga, R (2013) Using fine recycled concrete aggregate for mortar production Materials Research, 17(1):168–177 [6] TCVN 10302:2004 Phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tơng, vữa xây xi măng Tiêu chuẩn quốc gia [7] ASTM C618 (2004) Standard specification for coal fly ash and raw or calcined natural pozzolan for use in concrete Annual Book of ASTM Standards ASTM International, West Conshohocken, PA [8] Lâm, N T., Linh, N N., Nam, T V., Kiên, V D., Khải, T V., Hiếu, P Đ (2020) Ảnh hưởng tro bay thay phần xi măng đến tính chất bê tơng thương phẩm Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD) - ĐHXDHN, 14(4V):96–105 [9] Rajamane, N P., Ambily, P S (2013) Fly ash as a sand replacement material in concrete - A study Indian Concrete Journal, 87:1–7 [10] Rivera, F., Martínez, P., Castro, J., López, M (2015) Massive volume fly-ash concrete: A more sustainable material with fly ash replacing cement and aggregates Cement and Concrete Composites, 63: 104–112 [11] Surangi, M L C., Julnipitawong, P., Tangtermsirikul, S., Ohgi, Y., Ishii, Y (2021) Using fly ash a partial replacement for fine aggregate in concrete and its effects on concrete properties under different curing temperatures ASEAN Engineering Journal, 10(2):33–49 [12] ASTM C1437 (2004) Standard test method for flow of hydraulic cement mortar Annual Book of ASTM Standards ASTM International, West Conshohocken, PA [13] Wesche, K (2005) Fly ash in concrete: Properties and performance Taylor & Francis [14] Michael, T Optimizing the use of fly ash in concrete Portland Cement Association 137 ... sát ảnh hưởng tro bay thay phần cát tới tính chất vữa xi măng Cát thay thể 0%, 10%, 20%, 30%, 50% theo thể tích tro bay Sự ảnh hưởng tro bay với vai trò cốt liệu mịn vữa xi măng khảo sát số tính. .. F50 Hình Ảnh hưởng tỉ lệ tro bay tới độ chảy xịe vữa nhóm Hình Ảnhl? ?hưởng củatới tỉ lệ tro bay tới độ chảy xịe vữa nhóm11vàvàlượng lượngnước nước Hình Ảnh hưởng tro nhóm bay yêu cầu tỉ vữa độ chảy... N/B mẫu vữa xi măng có tro bay thấp mẫu vữa khơng có tro bay; ba là, thành phần than chưa cháy hết tro bay hấp thụ lượng nước lớn hạt tro bay - Cường độ chịu nén vữa xi măng có sử dụng tro bay cải