intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Nghiên cứu tái chế tro - xỉ từ lò đốt làm bê tông nặng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST
Báo xấu
15
lượt xem 6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Nghiên cứu tái chế tro - xỉ từ lò đốt làm bê tông nặng" được thực hiện nhằm giảm thiểu khối lượng thải mà còn có thể thu hồi thêm được một số nguyên liệu thứ sinh và giảm nguồn gây ô nhiễm môi trường. Góp phần tiết kiệm tài nguyên khoáng sản, bảo vệ môi trường là hoạt động được khuyến khích theo chủ trương của Chính phủ. Các phương án tái sử dụng tro xỉ thải về mặt công nghệ, mang tính khả thi cao.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu tái chế tro - xỉ từ lò đốt làm bê tông nặng

  1. Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 YSC4F.507 NGHIÊN CỨU TÁI CHẾ TRO- XỈ TỪ LÒ ĐỐT LÀM BÊ TÔNG NẶNG LÊ HÙNG ANH, CAO VĂN CHƠN Viện Khoa học Công nghệ và Quản lý Môi trường, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh Choncao2508@gmail.com Tóm tắt. Ngành công nghiệp xây dựng Việt Nam đang từng bước tạo nên một đất nước Việt Nam hiện đại với những cao ốc tầm cỡ và cơ sở hạ tầng với những công trình có quy mô lớn. Ngoài ra cũng phát sinh nhiều rác thải, việc xử lý rác thải y tế là vấn đề cấp bách đang gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng đến môi trường sống. Nhiều biện pháp đưa ra để tái sử dụng rác thải này là tận dụng việc đốt rác để lấy nguyên liệu làm vật liệu xây dựng là một hướng đi phù hợp, vừa giảm sự tác động cho môi trường vừa giảm việc khai thác tài nguyên thiên nhiên. Vì vậy giải pháp nghiên cứu hướng tới thì sẽ làm 2 dòng vật liệu gồm (xi măng, đá mi, xỉ) làm theo tỉ lệ 30%, 40%, 50%, 60%, 65 % để thay thế xi măng, và dòng vật liệu thứ 2 sẽ cho thêm tro bay với tỉ lệ 5%, 10%, 15%, 20%, 25 % để chế tạo bê tông nặng phù hợp với nhu cầu thị trường, thân thiện với môi trường. Ngoài ra có thể tiến hành tái chế lại các sản phẩm bị lỗi, đánh giá khả năng hiệu quả của mẫu thông qua các yếu tố vật lý cụ thể như cường độ chịu nén, độ hút nước, khối lượng riêng. Từ khoá. Xi măng, xỉ lò đốt y tế, tro bay. RESEARCH ON RECYCLING ASHES- SLAG FROM INCINERATOR FOR CONCRETE Abstract. Vietnam's construction industry is gradually creating a modern Vietnam with high-class buildings and infrastructure with large-scale projects. In addition, it also generates a lot of waste, the treatment of medical waste is an urgent issue that is causing serious harm to the living environment. Many of the measures proposed to recycle this waste are to take full advantage of burning trash to get raw materials for construction, which is a suitable direction, both to reduce environmental impact and reduce natural resource exploitation. Therefore, the research solution will be to make 2 material lines including (cement, flint, slag) made with the ratio of 30%, 40%, 50%, 60%, 65% to replace cement, and the second material line will add fly ash at the rate of 5%, 10%, 15%, 20%, 25% to make heavy concrete in accordance with market demand and environmentally friendly. In addition, it is possible to recycle defective products, evaluate the effectiveness of the sample through specific physical factors such as compressive strength, water absorption, density. Keywords. Cement, medical furnace slag, fly ash. 1. MỞ ĐẦU Tro bay đã được nghiên cứu và sử dụng làm phụ gia khoáng cho vữa và bê tông từ những năm đầu của thế kỷ 19 [1, 2], góp phần quan trọng vào việc nâng cao giá trị kinh tế, giảm ô nhiễm môi trường, và đặc biệt là giảm lượng khí thải nhà kính do sản xuất xi măng [3– 4]. Sử dụng tro bay thay thế một phần xi măng trong bê tông làm tăng tính công tác của hỗn hợp bê tông [5], giảm nhiệt thủy hóa, nâng cao độ bền của bê tông [6–7]. Ở Việt Nam cũng đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng tro bay để sản xuất vật liệu xây dựng, như sản xuất bê tông nặng [8, 9], để chế tạo xi măng bền sun phát [10], hay để chế tạo bê tông cường độ siêu cao [11]. Đến nay, tổng lượng tro, xỉ nhiệt điện đã tiêu thụ trên cả nước khoảng 38% tổng lượng phát thải qua các năm. Tro, xỉ được sử dụng nhiều nhất là lĩnh vực làm phụ gia khoáng cho xi măng, sau đó là dùng làm phụ 200  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
  2. Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 gia bê tông cho các công trình thủy lợi, công trình giao thông (đường bê tông xi măng vùng nông thôn) và công trình xây dựng dân dụng (kết cấu móng khối lớn ít tỏa nhiệt), ngoài ra tro, xỉ cũng được dùng để thay thế một phần nguyên liệu sản xuất gạch xây (nung và không nung) hay làm vật liệu san lấp [12]. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu, việc sử dụng tro bay làm phụ gia khoáng cho bê tông trong các công trình dân dụng nói chung và BTN nói riêng ở Việt Nam còn ít. Một số trạm trộn bê tông đã sử dụng tro bay làm phụ gia khoáng thay thế một phần xi măng, tuy nhiên tỷ lệ sử dụng còn rất ít và không sử dụng thường xuyên do chưa đánh giá được đầy đủ sự thay đổi tính công tác và cường độ nén của bê tông khi thay đổi tỷ lệ tro bay sử dụng. Vì vậy, mục tiêu chính của đề tài là tận dụng rác thải từ lò đốt rác y tế tại địa bàn Thành Phố Hồ Chí Minh để nghiên cứu, tái chế thành phần cấp phối trong hỗn hợp (xi măng, xỉ từ lò đốt chất thải y tế, tro bay từ nhà máy nhiệt điện, đá mi, nhằm chế tạo bê tông nặng phù hợp các tiêu chí trên thị trường thông qua thực nghiệm đạt được các chỉ tiêu của sản phẩm như: độ hút nước, cường độ chịu nén, khối lượng riêng… Xác định được một số tính chất cơ bản (như tính công tác, cường độ) và hàm lượng hợp lý của bê tông, sử dụng loại bê tông geopolymer. Tận dụng nguồn tro xỉ từ lò đốt chất thải y tế để sản xuất bê tông nặng được coi là một trong nhiều cách để tái chế sử dụng tro xỉ một cách hiệu quả nhất. Cách làm này cũng góp phần tận dụng nguồn rác thải y tế đã phát sinh khá lớn trong thời kỳ Covid trên địa bàn Thành Phố Hồ Chí Minh để làm nguyên liệu cấp phối tái chế sản phẩm nhằm giảm được lượng rác thải mỗi ngày đang tăng cao trong mùa dịch. Với mong muốn “giảm lượng chất thải rắn phát sinh và tái sử dụng ngăn ngừa chất thải rắn phát tán ra ngoài môi trường” nghiên cứu muốn chế tạo ra bê tông nặng và đó cũng chính là lý do của đề tài này. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để tiến hành giải quyết được các nội dung trên, nghiên cứu đã tiến hành các thực nghiệm với các vật liệu và phương pháp được trình bày trong nội dung phần này. 2.1. Vật liệu nghiên cứu Các vật liệu được sử dụng bao gồm: Xi măng PCB40, tro bay từ nhà máy nhiệt điện, tro xỉ lò đốt Y Tế, đá mi, nước và phụ gia hóa dẻo. 2.1.1. Xi măng Là sản phẩm xi măng được sử dụng cho nhiều mục đích: đổ bê tông móng, sàn, cột, đà hoặc trộn vữa xây, vữa tô hoặc ốp gạch đá hoặc cán nền. PCB40 đang được sản xuất và thương mại hoá tại nhà máy xi măng Fico- Nhà Bè. Tính chất của các loại xi măng đạt tiêu chuẩn TCVN 6260- 2009 [13]. 2.1.2. Tro bay Tro bay được sử dụng cho nghiên cứu lấy từ nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 1. Tro bay này có màu xám và đáp ứng TCVN 10302: 2014 [14]. 2.1.3. Tro xỉ từ lò đốt rác y tế  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 201
  3. Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 Xỉ đáy là những hạt thô và to hơn tro bay, là thành phần không cháy thu được ở phần đáy lò thường ở dạng cục hoặc hạt có kích thước từ 0.125 mm đến 2 mm, khối lượng thể tích ở trạng thái khô xốp 700 kg/m3 đến 900 kg/m3 và trọng lượng riêng 2.000 kg/m3 đến 2.600 kg/m3 . Thông thường lượng tro bay chiếm khoảng 80%- 90 %, còn xỉ chỉ chiếm khoảng 10%- 20% [15]. 2.1.4. Phụ gia hóa dẻo chuyên dụng Trong thiết kế cấp phối bê tông có Sika R4 lượng dùng xi măng giảm đáng kể nên góp phần giảm chi phí mua vật tư và hạ giá thành xây dựng công trình. Sikament R4 hoàn toàn phù hợp với tiêu chuẩn ASTM C494 Loại D– hoá dẻo chậm đông kết và Loại G– siêu dẻo chậm đông kết [16]. 2.1.5. Đá mi Đá mi sàng còn được gọi là đá 0x5mm, cũng là một loại mạt đá nhưng lại có kích thước lớn hơn đá mi bụi, trong khoảng từ 3mm– 14mm. Hiện nay, đá mi sàng được được sử dụng phổ biến không chỉ trong xây dựng mà còn được dùng để làm gạch block, bê tông nặng, gạch lót sàng hay làm phụ gia. 2.2. Sơ đồ nghiên cứu Thu thập nguyên liệu Tro – Xỉ lò đốt, tro bay Sơ chế nguyên liệu Cấp phối tỉ lệ Đúc mẫu thí nghiệm TN1: (Xi măng, xỉ, đá mi) TN2: (Tro bay, XM, xỉ, đá mi) Tái chế mẫu bị lỗi Đánh giá các tính chất vật lý như khối lượng riêng, cường độ chịu nén, độ hút nước, EDX, VOC. Thống kê số liệu Viết báo cáo 202  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
  4. Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 2.2.1. Thí nghiệm 1  Mục đích: Khảo sát về khả năng ảnh hưởng của xỉ đến mẫu đúc, thay thế xi măng bằng xỉ lò đốt rác y tế.  Nghiệm thức: Hình 2.1 Sơ đồ tỉ lệ cấp phối nghiệm thức 1  Tiến hành thí nghiệm: Nghiên cứu sử dụng Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 3015: 1993 [18] cho mục đích thí nghiệm về hỗn hợp bê tông và bê tông nặng, tiến hành lấy mẫu, tạo mẫu và bão dưỡng mẫu. Tiến hành cấp phối các nguyên liệu như: xi măng, xỉ, đá mi. Tiến hành đúc mẫu vào khuôn có kích thước 15x15x15cm theo TCVN 7950: 2008 [19] và mẫu đúc sẽ bảo quản theo TCVN 3015: 1993. Mẫu sẽ được bảo quản trong 1 ngày và được che bằng bạc để xảy ra hiện tượng hồ hóa nhanh hơn, sau đó sẽ tháo khuôn và bảo dưỡng trong phòng thí nghiệm trong thời gian 28 ngày. Tiến hành xác định cường độ nén, VOC, độ hút nước, khối lượng riêng của mẫu trong vòng 7 ngày và 28 ngày tuổi. Tiến hành đúc thành 3 mẫu để xác định được giá trị trung bình của mẫu trong 28 ngày tuổi.  Đánh giá sản phẩm - Đánh giá khối lượng riêng của mẫu sau 28 ngày tuổi. - Đánh giá về cường độ chịu nén của mẫu sau 7, 28 ngày tuổi. - Đánh giá độ hút nước của mẫu sau 28 ngày tuổi. - Đánh giá VOC của mẫu sau 28 ngày tuổi. 2.2.2. Thí nghiệm 2  Mục đích: Chọn dòng vật liệu có cường độ ổn định nhất để thay thế lượng tro bay vào xi măng, cố định lượng xỉ để thay thế tro bay vào xi măng theo tỉ lệ (5%, 10%, 15%, 20%, 25%). Từ kết quả thí nghiệm 1 ta chọn ra 3 dòng vật liệu đạt yêu cầu đặt ra.  Nghiệm thức Làm đại diện một sơ đồ nhưng nghiên cứu chỉ thay thế ở (5%, 10%, 15%, 20%, 25%)  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 203
  5. Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 Chọn dòng vật liệu có cường độ ổn định nhất để thay thế lượng tro bay vào xi măng, cố định lượng xỉ để thay thế tro bay vào xi măng theo tỉ lệ (5%, 10%, 20%, 25%). Hình 2.2 Sơ đồ tỉ lệ cấp phối nghiệm thức 2  Tiến hành thí nghiệm Nghiên cứu sử dụng Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 3015: 1993 cho mục đích thí nghiệm về hỗn hợp bê tông và bê tông nặng, tiến hành lấy mẫu, tạo mẫu và bão dưỡng mẫu. Tiến hành cấp phối các nguyên liệu như: Tro bay, xi măng, xỉ, đá mi. Tiến hành đúc mẫu vào khuôn có kích thước 15x15x15cm theo TCVN 7950: 2008 và mẫu đúc sẽ bảo quản theo TCVN 3015: 1993. Mẫu sẽ được bảo quản trong 1 ngày và được che bằng bạc để xảy ra hiện tượng hồ hóa nhanh hơn, sau đó sẽ tháo khuôn và bảo dưỡng trong phòng thí nghiệm trong thời gian 28 ngày. Tiến hành xác định cường độ nén, độ hút nước, khối lượng riêng, VOC của mẫu trong vòng 7 ngày và 28 ngày tuổi. Tiến hành đúc thành 3 mẫu để xác định được giá trị trung bình của mẫu trong 28 ngày tuổi.  Đánh giá sản phẩm - Đánh giá khối lượng riêng của mẫu sau 28 ngày tuổi. - Đánh giá về cường độ chịu nén của mẫu sau 7, 28 ngày tuổi. - Đánh giá độ hút nước của mẫu sau 28 ngày tuổi. - Đánh giá VOC của mẫu sau 28 ngày tuổi. 2.2.3. Thí nghiệm 3  Mục tiêu: Tái chế lại sản phẩm bị lỗi trong quá trình đúc.  Tiến hành thí nghiệm: Tiến hành tái chế sản phẩm bị lỗi, hoặc sau khi người tiêu dùng sử dụng một thời gian dài bị lão hóa thì ta có thể tái chế lại thành sản phẩm mới. Nghiên cứu sử dụng Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 3015: 1993 cho mục đích thí nghiệm về hỗn hợp bê tông và bê tông nặng, tiến hành lấy mẫu, tạo mẫu và bão dưỡng mẫu. Tiến hành tái chế bê tông geopolymer được thực hiện trên khuôn mẫu có kích thước 15x15x15cm. Tiến hành thí nghiệm ta dùng máy cắt, búa tán nhỏ thành những mảnh nhỏ, tiếp theo đem mẫu đi sấy khô đến khối lượng không đổi, tiến hành cân xác định khối lượng, kích thước của từng mẫu. Tái chế mẫu bê tông geopolymer bằng cách phối trộn các nguyên liệu lại với nhau: Mẫu bê tông geopolymer đã được cắt nhỏ, nước, phụ gia hóa dẻo trộn lại với nhau. Tiến hành đúc mẫu vào khuôn có kích thước 15x15x15cm theo TCVN 7950: 2008 và mẫu đúc sẽ bảo quản theo TCVN 3015: 1993. Mẫu sẽ được bảo quản trong 1 ngày và được che bằng bạc để xảy ra hiện tượng hồ hóa nhanh hơn, sau đó sẽ tháo khuôn và bảo dưỡng trong phòng thí nghiệm trong thời gian 28 ngày. Tiến hành xác định cường độ nén, VOC, độ hút nước, khối lượng riêng của mẫu trong vòng 7 ngày, 28 ngày tuổi. Tiến hành đúc thành 3 mẫu để xác định được giá trị trung bình của mẫu trong 28 ngày tuổi.  Đánh giá sản phẩm - Đánh giá khối lượng riêng của mẫu sau 28 ngày tuổi. - Đánh giá về cường độ chịu nén của mẫu sau 7, 28 ngày tuổi. - Đánh giá độ hút nước của mẫu sau 28 ngày tuổi. 204  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
  6. Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 - Đánh giá VOC của mẫu sau 28 ngày tuổi. 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Phương pháp tham khảo tài liệu Tham khảo và tổng hợp nhiều nguồn thông tin từ những bài báo trong và ngoài nước nói về các tính chất vật lý bê tông nặng và việc tái sử dụng chất thải một số ngành công nghiệp thuộc Bộ Công Thương (tro bay, xỉ) và bê tông nặng geogopolymer, tham khảo các công trình nghiên cứu có liên quan… Số liệu thông tin thành phần, tính chất của tro bay, Tro xỉ , đá mi. Các tiêu chuẩn quy chuẩn về khối lượng riêng, độ hút nước, cường độ nén, các tiêu chuẩn xây dựng… Các số liệu về tỷ lệ phối trộn và số liệu thống kê khối lượng sản lượng của tro bay, tro xỉ, xi măng cũng như đá mi. 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Việc nghiên cứu bước đầu đánh giá hiệu quả sử dụng nhiệt của vật liệu xây dựng thông dụng hiện nay với vật liệu xây dựng có sử dụng chất thải ngành công nghiệp năng lượng thuộc Bộ Công Thương cụ thể là thay thế một phần khối lượng xi măng được thực hiện thông qua phương pháp thực nghiệm, để có thể đánh giá kết quả một cách xác thực và thực tế nhất. Tiến trình của nghiên cứu được thực hiện theo sơ đồ hình 2.4: Tính toán cấp So sánh với vật phối đối với các Tiến hành đúc Xác định các tính chất vật lý liệu xây dựng mẫu thí nghiệm mẫu hiện nay Hình 2.3: Các bước tiến hành thực nghiệm a) Tính toán cấp phối đối với các mẫu thí nghiệm Nguyên lý chung của bài toán cấp phối bê tông là tổng thể tích đặc của nguyên liệu sử dụng luôn là một đơn vị thể tích (lý thuyết thể tích tuyệt đối). Nghiên cứu này chế tạo bê tông nặng nên cấp phối thành phần được tính toán như sau: 𝑉 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑥 + 𝑉đá 𝑚𝑖 = 𝑉 𝑘ℎ𝑢ô𝑛 - Tổng thể tích đá mi tham gia tạo rỗng (𝑉đá 𝑚𝑖 ): đá 𝑚𝑖 𝑉đá𝑚𝑖 = 𝛾đá 𝑚𝑖 - Thể tích bê tông nền (𝑉 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑥 ): 𝐶 𝑊 𝑃𝐺 𝑉 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑥 = + + 𝛾𝐶 𝛾𝑊 𝛾 𝑃𝐺 - Thể tích khuôn (𝑉 𝑘ℎ𝑢ô𝑛 ) Khuôn đúc mẫu vữa xi măng được dùng trong các thí nghiệm là khuôn đúc bằng gang, loại khuôn kép ba, với kích thước 15×15×15cm, phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật theo tiêu chuẩn TCVN 7950: 2008. 𝑉 𝑘ℎ𝑢ô𝑛 = Chiều dài × Chiều rộng × Chiều cao Trong đó: 𝑉 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑥 : Thể tích bê tông nền 𝑉đá 𝑚𝑖 : Tổng thể tích đá mi tham gia tạo rỗng Đá mi, 𝛾đá 𝑚𝑖 : Khối lượng và khối lượng riêng của đá mi C, 𝛾 𝐶 : Khối lượng và khối lượng riêng của xi măng  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 205
  7. Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 W, 𝛾 𝑊 : Khối lượng và khối lượng riêng của nước PG, 𝛾 𝑃𝐺 : Khối lượng và khối lượng riêng của phụ gia Theo nghiên cứu của Nguyễn Văn Chính, Đặng Văn Mến về khả năng chịu nén và khả năng chống thấm của bê tông từ nguồn nguyên liệu tro bay loại F nhà máy nhiệt điện Duyên Hải được dùng để thay thế xi măng với các tỉ lệ khối lượng là 0%, 10%, 20% và 40%, tỉ lệ nước/ chất kết dính là không đổi 0,3 và phụ gia giảm nước được sử dụng ở tỉ lệ 0,8% khối lượng chất kết dính. Cường độ chịu nén và cấp chống thấm của bê tông được xác định tại các thời điểm 28, 56. Kết quả cho thấy, cường độ chịu nén bê tông có phụ gia giảm nước sau 28 ngày tăng khi 10% và 20% tro bay được sử dụng để thay thế xi măng so với mẫu đối chứng trong khi cường độ chịu nén của bê tông 40% tro bay chỉ tăng hơn so với mẫu đối chứng sau 56 ngày. Tro bay góp phần tăng khả năng chống thấm của bê tông khi tỉ lệ thay thế xi măng từ 20% đến 40%. Trong giới hạn nghiên cứu của bài báo, tác giả đề xuất sử dụng 20% tro bay thay thế xi măng vì góp phần tăng cả cường độ chịu nén và khả năng chống thấm của bê tông sau 28 ngày tuổi [17]. b) Tiến hành đúc mẫu Cấp phối chế tạo bê tông nặng sử dụng trong nghiên cứu bao gồm (xi măng, tro xỉ, tro bay, đá mi, nước). Để tăng tính tin cậy, nghiên cứu sẽ đúc 5 mẫu đối với từng tỷ lệ. Quy trình chế tạo bê tông nặng của nghiên cứu được thực hiện theo hình 2.7. Đổ hỗn hợp vào Bảo quản trong Thêm lần lượt 1/3 khuôn, dùng khuôn ở nhiệt độ Tiến nước, xi măng, Cân định thiết bị bay dèn phòng trong 24 hành tro bay, xỉ, đá mi, lượng chặt và tiếp tục giờ sẽ tiến hành Chuẩn bị phụ gia hóa dẻo nguyên cho tới khi đầy tháo khuôn và khuôn và dùng máy liệu khuôn sau đó tiếp tục bảo quản đúc mẫu khuấy tới khi đạt dùng bay làm tới 28 ngày theo yêu cầu phẳng bề mặt TCVN 3105:1999 Hình 2.4: Tiến trình đúc mẫu của nghiên cứu c) Xác định các thông số Các mẫu sau khi đúc được bảo dưỡng ở thời gian 28 ngày và sẽ được xác định khối lượng riêng, độ hút nước, cường độ nén, hàm lượng chất hữu cơ bay hơi (VOC) bằng thiết bị chuyên dụng. 2.3.3. Phương pháp xử lí số liệu Các số liệu từ các kết quả thu được sẽ được xử lý bằng phần mềm Excel, phân tích thống kê bằng phần mềm JMP vẽ biểu đồ đánh giá bằng phần mền Sigmaplot. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Cường độ chịu nén CƯỜNG ĐỘ NÉN NT1 14.08 15 CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN (MPA) 10 7.79 7.96 7.79 3.78 5 0 30 40 50 60 65 TỈ LỆ THAY THẾ PHẦN TRĂM (%) Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tỷ lệ thay thế xi măng bằng các loại nguyên vật liệu với cường độ chịu nén 206  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
  8. Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 Khi xác định cường độ chịu nén của các mẫu với tỷ lệ phối trộn xỉ, đá mi (35%, 40%, 50%, 60%, 65%) với xi măng PCB40 thì ta thấy mẫu sau 28 ngày bảo dưỡng thu được có cường độ chịu nén giảm khi tăng tỷ lệ phối trộn. Đồ thị 3.3 cũng cho thấy chỉ có duy nhất mẫu có tỷ lệ thay thế 65% có cường độ chịu nén đạt 3.78 Mpa, Các giá trị cường độ chịu nén của mẫu 40%, 50%, 60%, 65% giảm dần. Điều này được giải thích bởi cường độ nén của mẫu phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng xi măng. Khi hàm lượng xi măng nhiều, sản phẩm C-S-H trong quá trình thủy hóa xi măng được tạo ra nhiều hơn. Sản phẩm này là thành phần tạo nên cường độ chính của bê tông sau khi đóng rắn, chính vì vậy khi hàm lượng xi măng trong bê tông cao sẽ làm cường độ viên gạch lớn hơn. CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN NT2 18.6 20 18 CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN (MPA) 15.6 15.8 15.3 16 14 12.2 12 10 8 6 4 2 0 0 5 10 15 20 25 30 TỈ LỆ THAY THẾ PHẦN TRĂM (%) Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tỷ lệ thay thế xi măng bằng tro bay với cường độ chịu nén Khi xác định cường độ chịu nén của các mẫu với tỷ lệ phối trộn tro bay (5%, 10%, 15%, 20%, 25% với xi măng PCB40 thì ta thấy mẫu sau 28 ngày bảo dưỡng thu được có cường độ chịu nén giảm ở tỉ lệ phối trộn 15% và tiếp tục tăng khi ta tăng tỉ lệ phối trộn. Các giá trị cường độ chịu nén của mẫu có chứa tro bay đều đạt giá trị chịu nén trên 0,5 Mpa theo TCVN 7950: 2008. Dựa vào kết quả thống kê ta thấy trên cùng một tỷ lệ phối trộn cường độ chịu nén giảm dần theo chiều tăng tỷ lệ thay thế và lại tăng ít khi ta tăng tỉ lệ phối trộn. Giải thích cho vấn đề này là do thành phần của tro bay chủ yểu là SiO2 và Al2O3 cũng là những thành phần cơ bản của xi măng nên góp phần cố định mẫu giúp cho mẫu có được kết cấu tốt. 3.2. Khối lượng riêng KHỐI LƯỢNG RIÊNG NT1 30800 30666 KHỐI LƯỢNG RIÊNG (G/M2) 30600 30444 30400 30222 30200 30000 30000 29777 29800 29600 0 10 20 30 40 50 60 70 TỈ LỆ THAY THẾ PHẦN TRĂM (%) Hình 3.3: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa tỷ lệ thay thế xi măng bằng các loại vật liệu với khối lượng riêng  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 207
  9. Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 KHỐI LƯỢNG RIÊNG NT2 30133 30200 KHỐI LƯỢNG RIÊNG (G/M2) 30000 29688 29800 29600 29333 29400 29200 28933 28888 29000 28800 0 5 10 15 20 25 30 TỈ LỆ THAY THẾ PHẦN TRĂM (%) Hình 3.4: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa tỷ lệ thay thế xi măng tro bay với khối lượng riêng Kết quả cân khối lượng riêng của các mẫu sau 28 ngày được thể hiện trong hình 3.4:  Tro bay: có thể thấy khối lượng riêng của mẫu sau 28 ngày tăng giảm không đều khi tăng tỷ lệ phối trộn. Đối với mẫu 28 ngày, đồ thị 3.2 cho thấy khi tăng tỷ lệ phối trộn tro bay đến 15% thì KLR giảm nhiều nhất và khi ta tăng tỉ lệ phối trộn 10% thì khối lượng riêng tăng cao nhất. Ở tỷ lệ phối trộn 20%, 25% tro bay, mặc dù KLR cao hơn so với tỷ lệ 15% nhưng vẫn thấp hơn so với mẫu ban đầu.  So với mẫu thay thế lượng xỉ vào xi măng ta thấy KLR của mẫu khi tăng tỉ lệ phối trộn thì KLR giảm đều.  So sánh giữa 2 loại hình trên thì mẫu có sử dụng tro bay thì có KLR thấp nhất. Nguyên nhân của hiện tượng này là do tỷ trọng của xi măng là 2,98 kg/m3, tỷ trọng của tro bay là lớn nhất (2.3 kg/m3). Từ đồ thị, ta cũng thấy rằng, KLR của các mẫu nghiên cứu sau 28 ngày dao động từ 27000- 30800 g/cm2. 3.3. Độ hút nước ĐỘ HÚT NƯỚC NT1 100 88.5 80 ĐỘ HÚT NƯỚC (%) 60 35.2 40 29.6 14.08 15.4 20 0 0 10 20 30 40 50 60 70 TỈ LỆ THAY THẾ PHẦN TRĂM (%) Hình 3.5: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa tỷ lệ thay thế xi măng bằng các loại vật liệu với khối lượng riêng 208  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
  10. Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 ĐỘ HÚT NƯỚC NT2 25 20.2 ĐỘ HÚT NƯỚC (%) 17.3 20 14.49 14.4 13.04 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 TỈ LỆ THAY THẾ PHẦN TRĂM (%) Hình 3.6: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa tỷ lệ thay thế xi măng tro bay với khối lượng riêng Hình 3.5 biểu diễn kết quả thực nghiệm về độ hút nước của các mẫu nghiên cứu ta thấy: + Tro bay: ở các mẫu nghiên cứu có chứa tro bay, độ hút nước có xu hướng tăng khi tăng tỷ lệ thay thế xi măng bằng tro bay ở tỷ lệ 15% và 20%. Khi ta tăng tiếp tục tỷ lệ phối trộn lên 25% thì độ hút nước giảm theo sự tăng tỷ lệ thay thế khối lượng xi măng bằng tro bay. + Xỉ: đối với mẫu nghiên cứu có chứa xỉ thì kết quả đo giá trị độ hút nước thay đổi theo chiều tăng khi tăng dần tỷ lệ phối trộn từ 30% - 40%, và khi ta tăng tỉ lệ phối trộn thì độ hút nước giảm dần, giảm thấp nhất ở tỉ lệ 65%. Dựa vào kết quả thực nghiệm kết hợp đồ thị hình 3.5 và 3.6 ta nhận thấy rằng mẫu thay thế xi măng bằng lượng xỉ có độ hút nước cao nhất, mẫu chứa tro bay là mẫu có độ hút nước nhỏ nhất. Giải thích cho câu trên là độ hút nước là một yếu tố quan trọng của bê tông, ảnh hưởng đến sự hấp thụ nước từ vữa, sự dính bám của bê tông và vữa trong quá trình xây dựng. Độ hút nước cũng phản ánh gián tiếp tính thấm của gạch bê tông. Do đó, nó liên quan đến khả năng chống ăn mòn hóa học của gạch bê tông. Bởi vậy yêu cầu độ hút nước của gạch không nung không được vượt quá 14% theo TCVN 6477– 2016. Tương quan giữa hàm lượng tro bay thay thế xi măng và độ hút nước của bê tông nặng được thể hiện như hình. Trong nghiên cứu này, độ hút nước của gạch thay đổi từ tỉ lệ 15% và tăng theo sự gia tăng của hàm lượng tro bay thay thế xi măng. Điều này được giải thích bởi áp lực tạo mẫu trong nghiên cứu này tương đối thấp, chỉ khoảng 0,5 MPa, làm cho kết cấu có độ đặc chắc kém, lỗ rỗng nhiều làm tăng độ hút nước. Thêm vào đó tốc độ các phản ứng puzơlan của tro bay xảy ra chậm ở những ngày đầu, sản phẩm C-S-H làm cho bê tông đặc chắc hoàn toàn phụ thuộc vào các phản ứng thủy hóa của xi măng. Điều này làm cho độ hút nước của các mẫu bê tông tăng lên khi hàm lượng xi măng trong gạch giảm đi. Độ hút nước của tất cả các mẫu gạch trong nghiên cứu đều có giá trị lớn hơn 14% theo quy định của TCVN 6477-2016.[19] 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. Kết luận Kết quả nghiên cứu cho thấy các chất thải công nghiệp không nguy hại như tro bay, tro xỉ lò đốt, có khả năng tận dụng để làm vật liệu bê tông nặng. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu còn mở ra tiềm năng cho việc tận dụng các chất thải, phế thải vào việc sản xuất của các nhà máy sản xuất bê tông geogopolymer nhằm giảm giá thành sản xuất của sản phẩm. Bên cạnh đó, tùy vào nhu cầu sản xuất mà người sản xuất có thể chọn tỷ lệ thay thế một phần khối lượng xi măng bằng chất tro bay, hay tro xỉ một cách thích hợp nhất để tạo ra nhiều loại bê tông có thể trang trí cảnh quan, hay làm tường. Tuy nhiên, kết quả thống kê của nghiên cứu về độ hút nước của bê tông nặng được chế tạo từ chất thải công nghiệp không nguy hại như tro bay, tro xỉ lò đốt. Ta thấy rằng độ hút nước của sản phẩm này cao hoặc xấp xỉ so với các vật liệu đã có trên thị trường. Mẫu có sử dụng tro bay thay thế 70% xi măng có độ hút nước thấp nhất với giá trị trung bình là 13.04% và mẫu có sử dụng xỉ lò đốt thay thế 60% xi măng có độ hút nước cao nhất 88.4%. Vì vậy, có một lưu ý khi bảo quản vật liệu là vật liệu cần được bảo quản nơi khô ráo và khi thi công thì nên tránh để vật liệu tiếp xúc trực tiếp với nước.  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 209
  11. Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 Các mẫu bê tông theo các tỉ lệ thay thế thì đều đạt cường độ chịu nén lớn hơn 0.5Mpa, khi so sánh 2 dòng vật liệu thì sản phẩm có chứa tro bay có độ cứng tốt hơn vì cường độ chịu nén của sản phẩm thu được cao hơn cường độ chịu nén của sản phẩm không có tro bay. Tro bay, tro xỉ lò đốt, đều có thể được sử dụng cho việc sản xuất bê tông nhằm phục vụ nhiều yêu cầu khác nhau vì giá thành rẻ, độ bền tốt, khối lượng riêng đạt yêu cầu sản phẩm phải có khả năng khắc phục các nhược điểm về an toàn khi sử dụng, thân thiện với môi trường, hoàn toàn tự nhiên giảm các áp lực cho việc xử lí các loại chất thải công nghiệp không nguy hại để chung tay với xã hội để bảo vệ môi trường. 4.2. Kiến nghị Việc phát triển đổi mới và áp dụng các tiến bộ khoa học công nghệ để thu gom, tái chế và sử dụng các phế thải có ý nghĩa quan trọng, không những chỉ giảm thiểu khối lượng thải mà còn có thể thu hồi thêm được một số nguyên liệu thứ sinh và giảm nguồn gây ô nhiễm môi trường. Góp phần tiết kiệm tài nguyên khoáng sản, bảo vệ môi trường là hoạt động được khuyến khích theo chủ trương của Chính phủ. Các phương án tái sử dụng tro xỉ thải về mặt công nghệ, mang tính khả thi cao. Vì vậy, nghiên cứu cũng rất mong nhà trường cùng Viện Khoa học Công nghệ và Quản lý Môi trường tạo thêm nhiều điều kiện để nghiên cứu sâu hơn và xa hơn về việc thay thế các loại chất thải công nghiệp khác, đặc biệt là trong vấn đề trang thiết bị, kỹ thuật, nguyên vật liệu phục vụ cho công tác nghiên cứu. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Non (1914). An Investigation of the Pozzolanic Nature of Coal Ashes.Engineering News, 71(24):1334–1335. [2] Davis, R. E., Carlson, R. W., Kelly, J. W., Davis, H. E. (1937). Properties of cements and concretescontaining fly ash.Proceedings American Concrete Institute, 33(5):577–612. [3] Helmuth, R. (1987).Fly ash in cement and concrete. Portland Cement Association, Skokie, III. [4] Thắng, N. C., Tuấn, N. V., Hanh, P. H., Lâm, N. T. (2013). Nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng siêucao sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng silica fume và tro bay sẵn có ở Việt Nam.Tạp chí Khoa học Côngnghệ Xây dựng (KHCNXD) – ĐHXD, (2-2013):24–31 [5] Malhotra, V. M., Ramezanianpour, A. A. (1994).Fly ash in concrete. Second edition, CANMET, Ottawa [6] Lam, N. T. (2020). Assessment of the compressive strength and strength activity index of cement incor-porating fly ash.IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Publishing, 869(3):032052 [7] Fraay, A. L. A., Bijen, J. M., De Haan, Y. M. (1989). The reaction of fly ash in concrete a criticalexamination.Cement and Concrete Research, 19(2):235–246. [8] Lâm, N. T., Anh, M. Q. (2015). Độ bền Sun phát của xi măng Poóc lăng hỗn hợp sử dụng phụ gia khoángtro bay.Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD) - ĐHXD, 24:94–99. [9] Tiến, H. V., Lâm, N. T., Tuấn, N. V. (2015). Thiết kế cấp phối bê tông khí không chưng áp sử dụng trobay và phụ gia siêu dẻo.Tạp chí Xây dựng, (6-2015):83–87 [10] Lâm, N. T., Khánh, D. D. (2015). Độ bền Sun phát của xi măng Poóc lăng hỗn hợp sử dụng phụ giakhoáng tro bay.Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (KHCNXD) - ĐHXD, 24:34–39. [11] Thắng, N. C., Tuấn, N. V., Hanh, P. H., Lâm, N. T. (2013). Nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng siêu cao sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng silica fume và tro bay sẵn có ở Việt Nam.Tạp chí Khoa học Côngnghệ Xây dựng (KHCNXD) – ĐHXD, (2-2013):24–31. [12] Lâm, N. T. (2019).Đánh giá tính chất và khả năng sử dụng một số loại tro bay ở Việt Nam. Báo cáo tổng kết đề tài mã số 67-2019/KHXD, Trường Đại học Xây dựng [13] "TCVN 2682:2009 - Xi măng Portland - Yêu cầu kỹ thuật" 210  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
  12. Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1 [14] "TCVN 10302:2014 -Phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tông, vữa xây và xi măng.," 2014 [15] TCVN 12249:2018 (2018), Tro xi nhiệt điện đốt than làm vật liệu san lấp - Yêu cầu chung. [16] TCVN 8826:2011 – phụ gia hóa học cho bê tông [17] Nguyễn Văn Chính, Đặng Văn Mến (2019), Ảnh hưởng của tro bay Nhiệt điện Duyên Hải đến cường độ chịu nén và khả năng chống thấm của bê tông, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng. [18] TCVN 3015:1993 - Hỗn hợp bê tông nặng và bê tông nặng - Lấy mẫu, chế tạo và bảo dưỡng mẫu thử [19] Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6477:2016 về Gạch bê tông.  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 211
  13. HỘI NGHỊ KHOA HỌC TRẺ LẦN 4 NĂM 2022 (YSC 2022) LĨNH VỰC CƠ KHÍ - XÂY DỰNG - NHIỆT LẠNH VÀ HÓA - SINH -THỰC PHẨM – MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH 12 Nguyễn Văn Bảo – P. 4 – Q. Gò Vấp – TPHCM ĐT: (028) 3894 0390 – 816 ; Fax: (028) 3994 0650 Email: nhaxuatban@iuh.edu.vn Chịu trách nhiệm xuất bản: TRƯƠNG NGỌC THƠI Biên tập: LÊ THỊ TIỂU NHI Sửa bản in: ĐOÀN THANH ĐIỀN Trình bày bìa: VĂN SANG Đối tác liên kết:Trường ĐH Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ISBN: 978-604-920-156-1 In 33 cuốn khổ 20 × 28 cm theo Quyết định xuất bản số: 20/QĐ-NXBĐHCN ngày 30/09/2022 với xác nhận đăng kí xuất bản số 3268-2022/CXBIPH/3–19/ĐHCNTPHCM ngày 19/09/2022. In tại Xưởng in NXB Đại học Công nghiệp TPHCM, nộp lưu chiểu tháng 11/2022.
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2