Nghiên cứu sử dụng tro tuyển nhà máy nhiệt điện hải phòng làm phụ gia bê tông, áp dụng cho bê tông công trình cảng lạch huyện hải phòng

tuy n dùng trong bê tông.

Trang 1

“Nghiên c u s d ng tro tuy n nhà máy nhi t đi n H i Phòng làm ph gia bê tông, áp d ng cho bê tông công trình c ng L ch Huy n - H i phòng” đư đ c hoàn thành d i s h ng d n t n tình c a th y giáo TS

Ph m Toàn c - Tr ng khoa Xây d ng - i h c H i phòng Lu n v n

hoàn thành v i hy v ng đóng góp m t ph n nh trong vi c ng d ng ph ng

trình toán h c đ thi t k thành ph n bê tông, thúc đ y vi c tái s d ng ph

ph m c a ngành công nghi p nhi t đi n trong các l nh v c xây d ng, góp

ph n gi i quy t các v n đ môi tr ng, an sinh xã h i Tác gi xin bày t lòng

c m n sâu s c t i Th y Ph m Toàn c v s giúp đ to l n này

C m n các th y cô giáo công tác t i tr ng i h c Th y l i đư h t

s c t o đi u ki n giúp đ tác gi trong quá trình h c t p

Xin đ c bày t lòng bi t n chân thành t i gia đình, ng i thân và b n

bè đ ng nghi p đư c v , đ ng viên tác gi trong su t nh ng n m qua

V i th i gian và trình đ còn h n ch , lu n v n này ch c ch n không

tránh kh i nh ng thi u sót R t mong nh n đ c s thông c m, ch b o đóng

góp chân tình c a các th y cô giáo, b n bè đ ng nghi p đ tác gi hoàn thi n

h n trong các công tác nghiên c u khoa h c và làm t t nhi m v công tác c a

mình./

Hà N i, ngày 15 tháng 2 n m 2016

TÁC GI

Ngô Th H ng

Trang 2

c a riêng tôi Các n i dung và k t qu nghiên c u trong lu n v n là trung

th c, ch a t ng đ c ng i nào công b trong b t k công trình nào khác

Nh ng n i dung tham kh o đ u đ c chú thích rõ ngu n g c

Hà N i, ngày 15 tháng 2 n m 2016

TÁC GI

Ngô Th H ng

Trang 4

DANH M C B NG BI U

DANH M C HÌNH V

M U 1

CH NG 1: T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U, S D NG TRO BAY TRONG BÊ TÔNG 6

1.1 Khái ni m và tính ch t c a tro bay 6

1.2 Tình hình nghiên c u s d ng Tro bay trong bê tông trên th gi i và Vi t Nam 12

1.2.1 Tình hình nghiên c u s d ng Tro bay trong bê tông trên th gi i 12

1.2.2 Tình hình nghiên c u s d ng Tro bay trong bê tông t i Vi t Nam 18

1.3 K t qu nghiên c u đư đ t đ c 22

CH NG 2: V T LI U VÀ PH NG PHÁP NGHIểN C U 31

2.1 V t li u s d ng trong nghiên c u 31

2.1.1 Xi m ng 31

2.1.2 Cát 33

2.1.3 á 35

2.1.4 N c 36

2.1.5 Ph gia 36

2.1.6 Lu n ch ng áp d ng T h p Tro bay + Ph gia siêu d o trong bê tông 37

2.2 Ph ng pháp nghiên c u 38

2.2.1 u nh c đi m c a ph ng pháp 39

2.2.2 N i dung ph ng pháp 40

Trang 5

TUY N NHÀ MÁY NHI T I N H I PHÒNG, ÁP D NG CHO BÊ

TÔNG CÔNG TRÌNH C NG L CH HUY N - H I PHÒNG 49

3.1 Thi t k thành ph n bê tông s d ng tro tuy n nhà máy nhi t đi n H i phòng d a trên n n t ng ph ng pháp quy ho ch toán h c th c nghi m 49

3.1.1 L a ch n các y u t nh h ng đ n c ng đ , tính ch ng th m n c c a bê tông 49

3.1.2 Hàm m c tiêu nghiên c u trong thí nghi m 49

3.2 L a ch n thành ph n t i u c a bê tông s d ng tro tuy n c a nhà máy Nhi t đi n H i Phòng 57

3.3 Thi t k c p ph i bê tông cho công trình c ng L ch Huy n – H i phòng 58

3.3.1 Ph ng pháp: 58

3.3.2 Tính toán c th : 59

3.4 ánh giá hi u qu kinh t do vi c s d ng tro tuy n c a nhà máy nhi t đi n H i Phòng 63

3.4.1 Gi i thi u v Công trình C ng L ch Huy n 63

3.4.2 ánh giá hi u qu kinh t do vi c s d ng tro tuy n c a nhà máy nhi t đi n H i Phòng 65

K T LU N CH NG 3 71

K T LU N VÀ KI N NGH 73

TÀI LI U THAM KH O 75

Trang 6

B ng 1.2 M t s công trình bê tông kh i l n s d ng tro bay trên th gi i 23

B ng 2.1 Thành ph n hóa h c c a xi m ng 31

B ng 2.2 Thành ph n khoáng c a Xi m ng 32

B ng 2.3: Các tiêu chu n xác đ nh tính ch t c lý c a xi m ng 32

B ng 2.4 Tính ch t c lý c a xi m ng 32

B ng 2.5: Các tiêu chu n xác đ nh tính ch t c lý c a cát 33

B ng 2.6 Thành ph n c h t c a cát 34

B ng 2.7 Tính ch t c b n c a cát sông Lô 34

B ng 2.8 Tính ch t c b n c a á Ki n Khê 36

B ng 2.9 Thành ph n hóa h c c a Tro tuy n nhi t đi n H i phòng 36

B ng 2.10 c tính k thu t c a ph gia hóa h c Sikament R4 37

B ng 2.11 Ma tr n y c a th c nghi m b c 2 43

B ng 2.12 Ma tr n y c a ph ng án tr c giao có tâm b c 2 45

B ng 3.1 M c y u t và kho ng bi n thiên 49

B ng 3.2 T ng quan ma tr n X và Z 50

B ng 3.3 Thành ph n bê tông và k t qu nghiên c u 51

B ng 3.4 Ma tr n tr c giao b c 2 n=4, n0=1 và k t qu thí nghi m 52

B ng 3.5 H s bm 53

B ng 3.6 C ng đ ch u nén tính toán và th c t c a bê tông 55

B ng 3.7 Kh n ng ch ng th m tính toán và th c t c a bê tông 56

B ng 3.8 Nghi m ph ng trình y3 khi y3 = 4; 8; 12 59

B ng 3.9 Thông s thành ph n bê tông v i đ s t c a h n h p là 4 cm 60

B ng 3.10 Thành ph n c p ph i bê tông v i đ s t c a h n h p là 4 cm 60

B ng 3.11 Thông s thành ph n bê tông v i đ s t c a h n h p là 8 cm 61

B ng 3.12 Thành ph n c p ph i bê tông v i đ s t c a h n h p là 8 cm 62

Trang 7

B ng 3.15 K t qu tính toán c p ph i cho mác bê tông 200; 250; 300 ng v i

đ s t yêu c u là 4; 8; 12 cm t i công trình C ng L ch Huy n – H i phòng 72

Trang 8

Hình 1.2a C u trúc tro tuy n 9

Hình 1.2b C u trúc bê tông không s d ng tro tuy n 9

Hình 1.2c C u trúc bê tông có s d ng tro tuy n 10

Hình 1.3 X ng tách Tro c a công ty C Ph n Sông à Cao C ng 11

Hình 1.4 co khô c a bê tông có và không có tro bay, t l tro bay s d ng so v i ch t k t dính 25% 15

Hình 1.5 S phát tri n nhi t đ tâm m u bê tông 15x15x15cm [28] 16

Hình 1.6: th th hi n s thay đ i c a 27

Hình 3.1 Quan h gi a y1 và x1 khi y3=4 59

Hình 3.4 M t b ng quy ho ch t ng th C ng L ch Huy n 64

Hình 3.5 M t s hình nh ô nhi m môi tr ng t nhà máy nhi t đi n 67

Hình 3.6 H ch a ph th i c a nhà máy Nhi t đi n H i phòng 70

Trang 9

M U

1 M c đích c a đ tài:

Tr c nhu c u s d ng đi n ngày càng t ng c a Vi t Nam, bên c nh

vi c nâng cao hi u qu khai thác c a các nhà máy th y đi n, nhi t đi n đ t than đang ho t đ ng thì trong giai đo n s p t i s có thêm nhi u nhà máy

nhi t đi n đ t than khác đi vào ho t đ ng

Theo s li u th ng kê, m i n m các nhà máy nhi t đi n ch y than

phía B c th i ra hàng tr m tri u t n tro x than Ph n l n l ng tro x than này

đ c th i ra các h ch a n m sát khu công nghi p và khu dân c , ti m n nguy c gây ô nhi m môi tr ng đ t và n c b i chúng có ch a m t l ng

kim lo i n ng i u này s nh h ng t i môi tr ng s ng c a con ng i và

sinh thái trong khu v c

Bên c nh đó, tro x than c a nhà máy nhi t đi n có th s d ng trong các l nh v c khác nh s n xu t g ch không nung, g ch nh , bê tông…

Hi n nay, nhà máy Nhi t đi n H i Phòng đang ho t đ ng v i công su t

1200 MW L ng ph th i th i ra hàng n m là r t l n tuy nhiên v n ch a có

nhà máy x lý đ đ a vào tái s d ng Chúng đ c th i ra h ch a trên di n

tích 65 ha cách nhà máy nhi t đi n 3 km

Vi c t n d ng tro tuy n làm ph gia cho bê tông v a gi m th i ô nhi m

môi tr ng, ti t ki m di n tích chôn l p, nâng cao tính ch t c a bê tông, đ c

bi t bê tông công trình th y Hi u qu kinh t , k thu t khi áp d ng trong bê tông công trình c ng L ch Huy n, m t c ng qu c t n c sâu có quy mô l n đang đ c xây d ng t i H i Phòng là r t l n

M t s hình nh nhà máy Nhi t đi n H i Phòng:

Trang 11

M c tiêu c a đ tài là Nghiên c u s d ng tro tuy n nhà máy nhi t đi n

H i Phòng làm ph gia bê tông công trình c ng L ch Huy n - H i Phòng

nh m gi m thi u v n đ môi tr ng do s ho t đ ng c a nhà máy Nhi t đi n

H i phòng đ ng th i tìm ra c p ph i mang tính hi u qu cao s d ng cho thi

công công trình c ng L ch Huy n - H i phòng

2 Cách ti p c n vƠ ph ng pháp nghiên c u:

Ph ng pháp đ c l a ch n trong đ tài này là ph ng pháp th c

nghi m và ph ng pháp toán h c V i nhi u thí nghi m cho các c p ph i s

d ng hàm l ng Tro tuy n khác nhau, b ng ph ng pháp quy ho ch th c

nghi m và ph n m m Maple s tìm ra hàm l ng s d ng Tro tuy n t i u đ

c i thi n m t tính ch t c th nào đó c a bê tông nh c ng đ ch u nén, kh

n ng ch ng th m và đ linh đ ng c a h n h p bê tông

3 N i dung lu n v n

CH NG 1: T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U S

D NG TRO BAY TRONG BÊ TÔNG

1 1 Khái ni m và tính ch t c a tro bay

1 2 Tình hình nghiên c u s d ng Tro bay trong bê tông trên th gi i

Trang 12

tuy n dùng trong bê tông L a ch n ph ng pháp quy ho ch toán h c th c

nghi m đ xác đ nh thành ph n t i u tro tuy n nhà máy nhi t đi n H i Phòng

s d ng trong bê tông thi công công trình c ng L ch Huy n - H i Phòng

K t lu n ch ng 2

TUY N NHÀ MÁY NHI T I N H I PHÒNG, ÁP D NG CHO BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH C NG L CH HUY N - H I PHÒNG

3.1 Thi t k thành ph n bê tông s d ng tro tuy n d a trên n n t ng

ph ng pháp quy ho ch toán h c th c nghi m

3.2 L a ch n thành ph n t i u c a bê tông s d ng tro tuy n c a nhà

máy Nhi t đi n H i Phòng

Trang 13

3.3.Thi t k c p ph i cho bê tông công trình c ng L ch Huy n - H i Phòng

3.4 ánh giá hi u qu kinh t do vi c s d ng tro tuy n nhà máy

Nhi t đi n H i phòng

K t lu n ch ng 3

K T LU N VÀ KI N NGH

TÀI LI U THAM KH O

Trang 14

CH NG 1: T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U, S

D NG TRO BAY TRONG BÊ TÔNG 1.1 Khái ni m và tính ch t c a tro bay

Tro bay là ph th i thu đ c t vi c đ t than nhà máy nhi t đi n,

thành ph n c a nó ch a các silic oxit (SiO2), canxi oxit (CaO), Magie oxit

(MgO), l u hu nh oxit (SO2) và m t ph n hàm l ng than ch a cháy (MKN)

mà th ng yêu c u không v t quá 6%

H t tro bay d ng hình c u r t m n, mn h n xi m ng t di n đo theo

ph ng pháp Blaine vào kho ng 250 – 600m2

/kg

Hình 1.1 Hình d nh c u trúc h t tro bay

có c s cho vi c s d ng TT m t cách hi u qu trong bê tông, đ tài đ a ra c s khoa h c trong vi c s d ng TT nói riêng và Tro bay nói chung nh sau:

+ Hi u ng t ng ch n (wall effect): Khi xi m ng th y hóa, s n ph m

th y hóa là Ca(OH)2 s l ng đ ng lên b m t h t c t li u làm cho vùng giao

di n chuy n ti p (Interfacal Transition Zone –ITZ) gi a c t li u và đá xi

m ng b r ng x p làm gi m s bám dính gi a chúng C ch này có th gi i thích nh sau: trên b m t h t xi m ng có đ đ m đ c c a các ion cao h n

Trang 15

trên b m t c t li u, các ion s chuy n d ch t b m t h t xi m ng lên b m t

h t c t li u theo c ch khu ch tán b i građien n ng đ Vì v y, khi s d ng

tro bay có thành ph n SiO2 ho t tính chúng s nhanh chóng tác d ng v i s n

ph m thu hóa có trên b m t h t c t li u t o ra các s n ph m CSH làm t ng

c ng đ , t ng đ đ c ch c vùng giao di n chuy n ti p, làm t ng đ bám dính

gi a đá xi m ng và h t c t li u Chính vì v y, đ i v i bê tông ch s d ng xi

m ng poóc l ng, thì kh n ng ch ng th m c a bê tông th ng th p h n so v i

bê tông có s d ng thêm ph gia khoáng ho t tính i u này có th gi i thích

là do b m t ti p xúc gi a đá xi m ng và c t li u là vùng ti p xúc y u d b

th m n c Khi pha ph gia khoáng ho t tính, thì s liên k t c a l p ti p xúc này t ng lên, t ng đ đ c ch c gi a ph n đá xi m ng và c t li u, d n đ n t ng

tính ch ng th m cho bê tông Ngoài vi c t ng c ng kh n ng ch ng th m, do

vùng giao di n chuy n ti p đ c làm đ c ch c, c ng đ c a bê tông c ng

đ c c i thi n rõ r t khi bê tông có s d ng ph gia khoáng ho t tính i u

này th hi n rõ đ i v i c ng đ bê tông các tu i dài lâu

+ Hi u ng bi (Ball Bearing Effect): khi thay th xi m ng b ng tro

bay, do các h t tro bay có d ng hình c u nên chúng có tác d ng bôi tr n, làm

t ng tính công tác cho h n h p bê tông hay đ đ t đ c cùng tính công tác thì

h n h p bê tông s d ng tro bay s c n l ng n c nhào tr n ít h n h n h p

bê tông không s d ng tro bay

+ Hi u ng phân tán (Dispersion Effect): trong h n h p bê tông s

d ng tro bay, các h t tro bay s xâm nh p vào trong gi a các h t xi m ng và

tách các h t xi m ng ra làm cho b m t các h t xi m ng này ti p xúc nhi u

h n v i n c t ng nhanh quá trình th y hóa c a các h t xi m ng

+ Hi u ng t ng đ đ c ch c vi c u trúc (Increased Packing Density):

tro bay s d ng trong bê tông b xung thành ph n h t còn thi u trong xi m ng

Trang 16

làm cho d i h t tr nên liên t c, làm gi m l r ng trong đá xi m ng Các h t

tro bay m t ph n tham gia ph n ng puz lanic, t o khoáng có c ng đ m t

ph n tham gia đi n đ y c u trúc vi mô, làm cho đá xi m ng tr nên đ c ch c

Theo các k t qu nghiên c u c a TS Ph m Toàn c [3], v i cùng

hàm l ng xi m ng và đ l u đ ng c a h n h p bê tông, nh ng m u có s

d ng tro tuy n+siêu d o có c ng đ cao h n t 16-25 %, kh n ng ch ng

th m cao h n 0,5 MPa Nguyên nhân do s d ng ch t siêu d o làm gi m

l ng n c c n c a h n h p bê tông làm gi m l ng l r ng trong c u trúc bê tông đ ng ngh a v i vi c t ng đ ch t c a bê tông đóng r n Trong khi đó, tro

tuy n ngoài vai trò là ch t đ n nghi n m n l p đ y các l r ng gi a các h t c t

li u còn tham gia vào quá trình th y hóa c a xi m ng nên c ng đ và kh

n ng ch ng th m c a bê tông đ c nâng cao rõ r t

K t qu nghiên c u c ng ch ra r ng, đ tu i ng n ngày tro tuy n v i hàm l ng 10% xi m ng ít có tác d ng trong vi c c i thi n c ng đ bê tông

S gia t ng c ng đ bê tông ch y u do ch t siêu d o gi m n c Tác d ng

c a tro tuy n s càng th y rõ các tu i 28, 60, 90 và 120 ngày [3]

Vi c s d ng tro tuy n v i hàm l ng 10% xi m ng giúp c i thi n đáng

k đ ch ng th m c a bê tông do c u trúc c a tro tuy n là các h t hình c u

n m gi a không gian gi a các h t c t li u c ng nh l r ng trong c u trúc c a

tinh th hydro silicat, hydro aluminat… Có th th y rõ tác d ng c a tro tuy n

trong c u trúc bê tông hình 1.2: [3]

Trang 17

Hình 1.2a C u trúc tro tuy n

Hình 1.2b C u trúc bê tông không s d ng tro tuy n

Trang 18

Hình 1.2c C u trúc bê tông có s d ng tro tuy n

Hình 1.2a : cho th y tro tuy n có c u trúc hình c u

Hình 1.2b: cho th y c u trúc c a bê tông không có tro tuy n có c u trúc

r ng rõ ràng, không đ c ch c

Hình 1.2c: cho th y c u trúc c a bê tông có tro tuy n đ c ch c h n nên

có kh n ng ch ng th m t t h n

Tro tuy n (TT) đư đ c nghiên c u s d ng t cu i nh ng n m 80 c a

th k tr c ng d ng TT cho bê tông tr nên ph bi n khi b t đ u s d ng

bê tông trong xây d ng các đ p th y l i, th y đi n Trong th i gian t i, hàng

lo t các nhà máy nhi t đi n đ t than đi vào ho t đ ng s cho ra m t l ng tro

x l n, n u không s d ng s gây ô nhi m môi tr ng c đi m c a h u h t

các s n ph m tro x này đ u có tính ch t t ng t nh tro x nhà máy nhi t

đi n H i Phòng Do v y vi c nghiên c u s d ng TT s là c s giúp cho vi c

s d ng các s n ph m tro x c a các nhà máy nhi t đi n khác

Trang 19

Hình 1.3 gi i thi u v x ng tách Tro tuy n c a công ty c ph n Sông

à Cao C ng đ c s d ng đ tách Tro x than c a nhà máy nhi t đi n Ph

L i, Tro tuy n đư đ c s d ng các công trình th y đi n nh S n La, Sông

Tranh 2, B n Chát…

Hình 1 3 X ng tách Tro c a công ty C Ph n Sông Ơ Cao C ng

Hi n nay, t i Vi t Nam tro bay nhi t đi n là lo i ph gia khoáng m n

ph bi n có nhi u ngu n cung c p, h t tro bay có hình d ng c u kích th c

t ng t h t xi m ng Trong tro bay có thành ph n SiO2 d ng vô đ nh hình

tác d ng v i vôi d trong xi m ng t o thành h p ch t CSH có c ng đ Nó

có nh ng tác d ng ch y u đ i v i h n h p bê tông t i và bê tông đóng r n

nh sau:

- Gi m kh n ng tách n c, phân t ng c a h n h p bê tông

- Làm ch m th i gian đóng r n c a h n h p bê tông

Trang 20

- Gi m nhi t th y hóa c a bê tông

- T ng c ng đ , t ng kh n ng ch ng xâm th c c a bê tông

M t s đ c đi m khác bi t gi a bê tông truy n th ng và bê tông hàm

l ng tro bay cao đ c đ a ra nh sau:

- Sau 3 tháng b o d ng có kh n ng ch ng l i s xâm nh p ion Cl-

cao (thí nghi m theo ASTM C1202)

- Có đ b n ch ng mài mòn, ph n ng ki m – silic, n mòn sunphát

- Có hi u qu kinh t do giá thành v t li u đ u vào th p

- Thân thi n v i môi tr ng, gi m khí th i cácbon, t ng ngu n nguyên

v t li u đ u vào cho ngành xây d ng

1.2 Tình hình nghiên c u s d ng Tro bay trong bê tông trên th gi i

và Vi t Nam

1.2.1 Tình hình nghiên c u s d ng Tro bay trong bê tông trên th

gi i

Vi c nghiên c u bê tông có hàm l ng tro bay cao đã đ c th c hi n t

đ u nh ng n m 80 c a th k 20 Tr i qua nhi u n m nghiên c u và phát

Trang 21

tri n, đã đ t đ c nh ng k t qu quan tr ng nh : ch t o đ c bê tông có hàm

l ng tro bay cao (High Volume Fly Ash Concrete - HVFAC), bê tông ch t

l ng cao có hàm l ng tro bay cao (High Performance, High Volume Fly

Ash Concrete – HPVFAC)

Trong các nghiên c u v bê tông hàm l ng tro bay có m t s nghiên

c u đáng chú ý sau:

Tro bay có nh h ng đ n m t s tính ch t c a h n h p bê tông và bê

tông đã đóng r n nh : c ng đ nén và s phát tri n c ng đ , môđun đàn

h i, t bi n, kh n ng dính k t c a bê tông v i c t thép, kh n ng kháng va

đ p, kh n ng ch u mài mòn, ch ng th m và b o v ch ng n mòn, gi m kh

n ng n do ph n ng ki m- silic, b n sunphát, co khô,v.v…Tro bay có th

ng d ng trong h u h t các lo i bê tông nh : bê tông th ng ph m, bê tông

làm đ ng, bê tông kh i l n, bê tông b m, bê tông ng l c tr c c ng tr c

và ng l c tr c c ng sau, v a xây, v a rót,v.v [20]

N Bouzoubau và B Fourier, [23], đã s d ng tro bay lo i F đ nghiên

c u s phát tri n c ng đ c a bê tông v i t l thay th xi m ng t 30-50%

- Khi thay th xi m ng b ng 30% tro bay c ng đ tu i 1 ngày th p

h n, tuy nhiên sau 28 ngày c ng đ đ t cao h n so v i bê tông không có tro

bay (lo i tro bay Sundance) V i tro bay Point Tupper, c ng đ tu i 28 ngày

c a bê tông t ng đ ng v i bê tông đ i ch ng (t l thay th tro bay 40%,

t ng hàm l ng ch t k t dính - 350 kg/m3

)

Trang 22

Rafat Siddique, [26], đã nghiên c u thay th xi m ng b ng tro bay v i

t l 40%, 45%, 50% theo kh i l ng khi t ng hàm l ng ch t k t dính là 400

kg/m3 Qua k t qu nghiên c u đ a ra m t s k t lu n sau:

- Vi c thay th xi m ng b ng tro bay v i các t l trên làm gi m c ng

đ nén, c ng đ u n, c ng đ ép ch , môđun đàn h i c a bê tông tu i 28

ngày Tuy nhiên, sau 28 ngày tình hình đ c c i thi n

- C ng đ thi t k tu i 28 ngày c a bê tông th a mãn yêu c u ch u l c

trong các k t c u ch u l c

- Kh n ng ch u mài mòn c a bê tông ph thu c vào c ng đ nén và hàm l ng tro bay s d ng Kh n ng ch u mài mòn c a bê tông t ng khi tu i

c a bê tông t ng t t c các t l tro bay s d ng

Ông c ng đã nghiên c u thay th m t ph n c t li u m n trong bê tông

b ng tro bay lo i F, [25] Các t l thay th tro bay so v i c t li u m n theo

kh i l ng l n l t là 0%; 10%; 20%; 30%; 40%; 50% Qua k t qu nghiên

c u đã rút ra k t lu n sau:

- C ng đ nén, c ng đ ép ch , c ng đ u n, môđun đàn h i c a bê

tông thay th cát b ng tro bay cho k t qu cao h n so v i m u đ i ch ng t t

c các ngày tu i S phát tri n c ng đ c a bê tông có tro bay và bê tông đ i

ch ng có s khác bi t nhau rõ r t t tu i 28 ngày

L.H Jiang, V.M Malhotra, [22], đã nghiên c u s thay đ i l ng n c

yêu c u c a bê tông khi s d ng hàm l ng tro bay cao, trong nghiên c u tác

gi đã s d ng 8 lo i tro bay T l TB/CKD = 55% đ c gi c đ nh M u

đ i ch ng có t l N/XM = 0,43; l ng xi m ng b ng 396 kg/m3 s t c a

h n h p bê tông đ c duy trì b ng 60±10 mm, c ng đ nén đ c xác đ nh

các tu i 1, 3, 7, 28, 56 và 91 ngày Qua k t qu nghiên c u rút ra k t lu n sau:

Trang 23

- Khi s d ng tro bay trong bê tông v i hàm l ng cao cho phép gi m

8,8-19,4 % l ng dùng n c

Somnuk Tangtermsirikul, [29], đã nghiên c u s d ng tro bay Thái Lan

trong ch t o bê tông, n m 2004 l ng tro bay s d ng Thái Lan là 2,7 tri u

t n Các nghiên c u v nh h ng c a tro bay đ n m t s tính ch t c a ch t

k t dính, v a, bê tông nh gi m nhi t th y hóa c a ch t k t dính, gi m đ

t ng nhi t đ đo n nhi t c a bê tông, gi m đ co khô, gi m v t n t do nhi t,

gi m kh n ng th m th u c a Ion Cl, gi m ph n ng ki m silic, b n trong môi

tr ng sunphát, t ng kh n ng ch ng mài mòn Trong các nghiên c u trên thì

nghiên c u v đ co khô c a bê tông khi s d ng tro bay cho k t qu nh trên

hình 1.4

Hình 1.4 co khô c a bê tông có và không có tro bay, t l tro bay s d ng

so v i ch t k t dính 25%

K t qu nghiên c u cho th y bê tông khi s d ng tro bay lo i F có tác

d ng gi m s co ngót khô so v i bê tông đ i ch ng không s d ng tro bay

Trang 24

Vi c nghiên c u gi m nhi t th y hóa trong bê tông khi s d ng tro bay

đã đ c nghiên c u t đ u nh ng n m 80 c a th k tr c, trong nghiên c u

đã s d ng hàm l ng tro bay l n h n 50% theo kh i l ng ch t k t dính, các

k t qu nghiên c u đã ch ng minh vi c s d ng tro bay trong bê tông có tác

d ng gi m nhi t t a ra trong kh i bê tông, các k t qu đ c th hi n trên hình

1.5 và b ng 1.1, [21]

Hình 1.5 S phát tri n nhi t đ tâm m u bê tông 15x15x15cm [28]

B ng 1.1 Nhi t th y hóa c a ch t k t dính khi có và không có tro bay

TB/CKD, %

Nhi t th y hóa tu i, Cal/g

Trang 25

Christine A.Langton, N.Raiendran và Stanley E.Smith, [24], đã nghiên

c u s d ng tro đ c th i trong h ch a làm ch t k t dính trong bê tông

c ng đ th p M đ thay th tro bay lo i F Yêu c u ch t l ng c a lo i

tro này s d ng cho bê tông c ng đ th p là c ng đ nén tu i 28 ngày t 0,2 MPa đ n 1,0 MPa th i gian đông k t s m h n 24 gi , kh n ng b m và

tính công tác t t Tác gi đã nghiên c u 3 lo i tro bay có l ng m t khi nung

l n h n 6% M i lo i tro đ c thí nghi m v i 5 c p ph i bê tông khác nhau

Tuy nhiên, các lo i tro này không đ c s d ng trong bê tông k t c u, vì nó

không th a mãn tiêu chu n ASTM C618

Trên th gi i đư có nghiên c u đánh giá tác d ng c a bê tông s d ng

tro bay t i môi tr ng Rawat Bhatta, [27], đã nghiên c u s d ng bê tông có

hàm l ng tro bay cao đ xây d ng nhà máy đi n h t nhân t i n , mác bê

tông thi t k M25, M45, hàm l ng tro bay s d ng 25, 40 và 50% so v i

kh i l ng ch t k t dính Trong nghiên c u đã đánh giá vi c gi m thi u khí

CO2 khi s d ng tro bay trong bê tông

Ví d , mác M25 xi m ng poóc l ng s d ng kho ng 320 kg/m3

, trong khi bê tông v i hàm l ng tro bay cao thì l ng xi m ng s d ng kho ng 204

kg/m3, nh v y gi m l ng dùng xi m ng là 116kg/m3

bê tông, đ ng th i

gi m đ c đáng k l ng khí th i CO2 do s n xu t xi m ng t o ra Qua các

k t qu thí nghi m rút ra m t s k t lu n sau:

- Các tính ch t c a lo i bê tông này đ u v t các yêu c u c a h n h p

bê tông thông th ng, d b m, d thi công, gi m t n th t đ s t, gi m nhi t

th y hóa, gi m s r i ro do các v t n t nhi t gây ra

- Có th đ t đ c c ng đ l n h n 50 MPa tu i 56 và 91 ngày

Trang 26

- ây là lo i bê tông có kh n ng gi m s th m c a Cl- và gi m l ng

khí th i CO2 ra môi tr ng

T các k t qu nghiên c u trên có th th y tro bay nh n đ c s quan

tâm nghiên c u c a r t nhi u nhà khoa h c ây là ti n đ thu n l i đ vi c s

d ng tro bay trong thi t k thành ph n bê tông ngày m t r ng rưi h n

1.2.2 Tình hình nghiên c u s d ng Tro bay trong bê tông t i Vi t Nam

T i Vi t Nam ph n l n Tro bay đ c s n xu t thông qua vi c tuy n n i nên đ c g i là Tro tuy n (TT) Vi c nghiên c u s d ng Tro tuy n Ph L i trong xi m ng và bê tông đã đ c th c hi n t cu i nh ng n m 80 c a th k

20 và đã đ t đ c nh ng k t qu nh t đ nh

Trong l nh v c ch t o bê tông đư có r t nhi u nhà khoa h c nghiên

c u s d ng tro bay đ ch t o nh ng lo i bê tông có yêu c u đ c bi t: Bê

tông t lèn, bê tông b m, bê tông ch t l ng cao…

TS Nguy n Nh Quý, [12], đã nghiên c u đi m bão hòa ph gia siêu

d o khi s d ng TT, nh h ng c a l ng dùng ph gia m n, đ ch y loang

c a v a, h s d v a đ n tính ch t c a h n h p bê tông b m và bê tông đóng

r n, qua k t qu nghiên c u rút ra k t lu n sau:

- T l s d ng TT và h s d v a t l ngh ch v i kh i l ng th tích

c a h n h p bê tông b m

- TT làm t ng đ s t c a h n h p bê tông b m, duy trì kh n ng b m

đ c c a h n h p bê tông t t h n so v i h n h p bê tông không s d ng tro

tuy n

Trang 27

Ths Tr ng Th H ng Thúy và c ng s , [16], đã nghiên c u ch t o bê

tông t lèn Nghiên c u đã đ a ra trình t thi t k c p ph i bê tông t lèn s

d ng TT T k t qu nghiên c u đ a ra m t s k t lu n sau:

- Hàm l ng tro tuy n s d ng t 25-35% so v i ch t k t dính là phù

h p cho ch t o bê tông t lèn

- Khi t ng 5% l ng dùng tro tuy n làm gi m t ng ng 3-7% c ng

đ nén c a bê tông

- Các tính ch t khác c a bê tông t lèn s d ng tro tuy n không khác

bi t nhi u so v i bê tông thông th ng

TS Thái Duy Sâm và c ng s , [15], đã nghiên c u ch t o bê tông ch t

l ng cao có c ng đ nén t 80 MPa đ n 100 MPa Nghiên c u đã s d ng

m t s lo i ph gia khoáng ho t tính nh silicafume, TT, mêtacaolanh Tác

gi đã ti n hành xác đ nh đi m bão hòa ph gia siêu d o; t n th t đ s t;

c ng đ nén; c ng đ u n c a bê tông; đ co khô; t bi n; kh n ng ch ng

th m n c; kh n ng ch ng xâm nh p c a Ion Cl-; kh n ng ch u mài mòn

c a bê tông và đ ng th i đã nghiên c u vi c u trúc c a vùng giao di n chuy n

ti p gi a đá xi m ng và c t li u trong bê tông K t qu nghiên c u đ a ra

khuy n ngh ch nên s d ng TT t 10-25% cho ch t o bê tông ch t l ng

cao

TS Nguy n Thanh Tùng và c ng s , [17], đã nghiên c u s d ng tro

tuy n t Ph L i dùng ch t o bê tông ch t l ng cao, bê tông t đ m, bê

tông b n trong môi tr ng xâm th c Nghiên c u đã s d ng t 13,0-18,0%

tro tuy n so v i ch t k t dính trong bê tông ch t l ng cao đ ch t o bê tông

có mác t 40-70 MPa

Trang 28

Riêng đ i v i bê tông kh i l n thì tro bay đ c ng d ng r t r ng rãi

TS Hoàng Phó Uyên và c ng s , [19], đã nghiên c u s d ng TT làm

ph gia khoáng h at tính nh m t ng tu i th , ch ng hi n t ng n t do nhi t

th y hóa trong bê tông kh i l n Tác gi đã đ a ra 2 c p ph i bê tông mác

M150 và M200 s d ng TT v i t l t ng ng 25% và 20% theo kh i l ng

ch t k t dính Tác gi có nh n xét sau:

- So v i m u bê tông đ i ch ng, bê tông s d ng TT có l ng n c yêu

c u nh h n

- C ng đ ban đ u c a bê tông s d ng TT phát tri n ch m h n so v i

bê tông đ i ch ng, tính ch t này phù h p v i yêu c u nhi t th y hóa ban đ u

th p c a bê tông, khi thi công bê tông kh i l n đ p Tân Giang

- các tu i mu n c ng đ bê tông s d ng TT phát tri n khá nhanh,

cho c ng đ tu i 90 ngày g n b ng c ng đ m u đ i ch ng

Trong l nh v c s n xu t v t li u xây d ng, TS L ng c Long và

c ng s , [8], đã nghiên c u tro bay t lò đ t t ng sôi c a nhà máy nhi t đi n

Cao Ng n – T nh Thái Nguyên cho s n xu t v t li u xây d ng Nghiên c u đã

Trang 29

đ a ra qui trình x lý tro bay và s d ng trong s n xu t xi m ng ã s d ng

tro bay Cao Ng n đ n 40% kh i l ng ch t k t dính trong nghiên c u Khi t

l s d ng tro bay Cao Ng n t ng th i gian đông k t c a ch t k t dính t ng,

đ ng th i c ng đ gi m Tác gi đã nghiên c u s d ng tro bay Cao Ng n

trong bê tông làm đ ng s d ng đ n 30% kh i l ng ch t k t dính K t qu

nghiên c u cho th y khi thay th tro bay t ng thì kh n ng tách n c gi m;

th i gian đông k t c a bê tông t ng; c ng đ nén gi m

TS V H i Nam và c ng s , [9,10] đã nghiên c u nh h ng c a TT

trong ch t k t dính v i t l thay th đ n 50% kh i l ng ch t k t dính Trong

nghiên c u còn xét nh h ng c a t l thay th tro tuy n khác nhau đ n kh

n ng h n ch ph n ng Ki m – Silic; đ b n trong môi tr ng sunphát ánh

giá nh h ng TT đ n m t s tính ch t c a bê tông có đ s t 8±2 cm và 18±2

Trang 30

1.3 K t qu nghiên c u đƣ đ t đ c

Sau khi nghiên c u các công trình nghiên c u đã công b v nh h ng

c a tro bay đ n các tính ch t c a v a, bê tông, bê tông kh i l n trên th gi i

và trong n c có th rút ra m t s nh n xét sau:

- Vi c ng d ng tro bay – m t lo i ph gia khoáng ho t tính vào BTKL

đã đ c nghiên c u và ng d ng vào các công trình th y l i, th y đi n t lâu

và c ng đã b c đ u ng d ng vào các công trình th y l i, th y đi n Vi t

Nam Vi c ng d ng này đem l i hi u qu cao c v m t kinh t và k thu t

Nh v y, ý ngh a th c ti n c a vi c ng d ng tro bay vào BTKL là r t cao,

phù h p v i xu h ng phát tri n b n v ng c a ngành v t li u xây d ng hi n

nay

- Khi có m t tro bay trong BTKL thì s phát tri n nhi t th y hóa ch m

và th p h n nhi u so v i m u bê tông không s d ng tro bay, đi u này phù

h p v i công tác thi công BTKL vì s h n ch đ c các v t n t do ng su t

nhi t và có th tính toán b trí kh i đ l n h n, t o đi u ki n t ng ti n đ thi

công Nhi t đ t a ra trong bê tông t l ngh ch v i hàm l ng tro bay trong

kh i đ , tuy nhiên qui lu t ph thu c gi a chúng ch a rõ ràng

- BTKL khi s d ng tro bay phát tri n c ng đ ch m tu i s m,

c ng đ bê tông gi m khi t ng hàm l ng tro bay, tuy nhiên tu i mu n thì

bê tông v n có c ng đ t ng đ ng bê tông không s d ng tro bay Do

công trình th y l i, th y đi n th ng không yêu c u c ng đ tu i s m mà

th ng yêu c u c ng đ tu i dài ngày (90 ngày ho c dài h n), do đó vi c

ng d ng tro bay vào BTKL s d ng cho các công trình này là r t kh thi

- Khi s d ng tro bay thì l ng n c nhào tr n c a bê tông gi m, đi u

này t o c s cho thi t k thành ph n h n h p bê tông v i t l N/CKD th p

h n mà v n gi đ c tính công tác ho c v i cùng t l N/CKD nh bê tông

Trang 31

không s d ng tro bay nh ng khi đó h n h p bê tông s có tính công tác t t

h n Vi c đ a ra ch d n thi t k thành ph n BTKL khi s d ng tro bay khi

3,4 3,4

T i Vi t Nam Tro bay đ c dùng trong thi t k c p ph i Bê tông đ m

l n c a m t s các đ p th y đi n nh Tuyên Quang, S n La

Trang 32

Công ty T v n Xây d ng i n I thu c t p đoàn EVN, [1], đã thí

nghi m 2 lo i bê tông cho công trình th y đi n Tuyên Quang Bê tông b n

nghi m 40 c p ph i Qua k t qu thí nghi m đ a ra ki n ngh v thành ph n

c p ph i bê tông s d ng nh trong b ng 1.3

Công ty T v n Xây d ng i n I thu c t p đoàn EVN, [7], đã ti n hành

thí nghi m BT L cho công trình th y đi n S n La Trong giai đo n 1 đã ti n

hành thí nghi m 9 c p ph i BT L có t l s d ng tro tuy n lo i F t

30,4-80,4 % theo kh i l ng ch t k t dính Giai đo n 2 ti n hành thí nghi m 4 c p

ph i BT L Qua k t qu thí nghi m đ a ra ki n ngh v thành ph n c p ph i

bê tông s d ng nh trong b ng 1.4

B ng 1.4 Thành ph n c p ph i BT L ki n ngh cho 1m3 bê tông t i công

Trang 33

GS.TS Nguy n Ti n ích, [2], đã đ c p đ n công tác bê tông trong

đi u ki n khí h u nóng m Vi t Nam Tác gi đã đ a ra các khuy n cáo sau:

- Trong đi u ki n khí h u nóng m Vi t Nam, các k t c u bê tông và bê

tông c t thép thông th ng có c nh nh nh t, amin và chi u cao, h l n h n 2 m

có th xem là kh i l n

TS Ph m Toàn c - i h c H i phòng [ 3] đư nghiên c u nh h ng

tro tuy n nhi t đi n H i phòng t i c ng đ , đ ch ng th m c a bê tông trong

đi u ki n khí h u nóng m Vi t Nam Tác gi đư nghiên c u trong 3 đi u

ki n:

A: i u ki n chu n trong phòng thí nghi m;

B: Ngoài tr i vào mùa n ng nóng đ c tr ng không có b o d ng;

C: Ngoài tr i vào mùa n ng nóng có b o d ng ph v i m 7 ngày

V i đi u ki n khí h u mi n B c Vi t Nam vào mùa hè có c ng đ ánh

sáng m t tr i t 550 – 800 Kcal/m2

.h, nhi t đ 26-28oC, đ m t ng đ i 55 –

85% và t c đ gió 0,5-2,5m/s

Trang 35

Hình 1.6: th th hi n s thay đ i c a c ng đ bê tông 28 ngày tu i theo

đi u ki n b o d ng

Hình 1.7 : th th hi n s thay đ i c a kh n ng ch ng th m c a bê tông theo

đi u ki n b o d ng

Trang 36

K t qu nghiên c u cho th y, trong đi u ki n không có b o d ng,

c ng đ m u bê tông gi m 14-20 %, tính ch ng th m n c gi m 40-43 % so

v i m u đ c d ng h trong đi u ki n phòng thí nghi m, ch ng t trong

mùa hè h n h p bê tông b m t n c, co ngót và r n n t nhanh làm suy gi m

tính ch t c a bê tông khi đóng r n, Các m u d ng h trong đi u ki n A và C

có c ng đ và kh n ng ch ng th m t ng đ ng nhau ch ng t vai trò c a

vi c b o d ng trong bê tông là c n thi t trong m i đi u ki n thi công Tác

gi đư rút ra m t s k t lu n sau:

- S d ng tro tuy n H i Phòng v i hàm l ng 10% xi m ng ít c i thi n

c ng đ bê tông tu i tr c 28 ngày;

- ch ng th m c a bê tông khi s d ng tro tuy n 10% xi m ng k t

h p ch t siêu d o đ c nâng cao đáng k , trung bình 5 at khi cùng t l N/X;

- Trong đi u ki n khí h u nóng m Vi t Nam, vi c b o d ng bê tông

dùng ch t k t dính có tro tuy n là c n thi t và quan tr ng;

TS H ng H i, [4], đã nghiên c u s d ng puz lan Long Ph c

(LP) t nh Bà R a – V ng Tàu đ ch t o BTKL đ p Lòng Sông Trong nghiên

c u đã s d ng puz lan Long Ph c và TT đ n 35% kh i l ng ch t k t

dính T các k t qu nghiên c u rút ra k t lu n:

- Có th thay th tro tuy n b ng puz lan thiên nhiên nghi n m n tr n

t l 35-40% đ s n xu t xi m ng ít t a nhi t dùng cho đ p bê tông tr ng l c,

phù h p v i tiêu chu n TCVN 6069:2007

TS Lê Quang Hùng [6]và TS Nguy n Quang Hi p [7], đã nghiên c u

s d ng TT làm ph gia khoáng cho ch t o BT L cho đ p và m t đ ng

Nghiên c u đ a ra k t lu n sau:

Trang 37

còn T =170C) Nh v y khi s d ng TT t 30-50 % cho phép t ng t c đ thi

công mà v n kh ng ch đ c nhi t đ kh i đ trong ph m vi cho phép

K T LU N CH NG 1