Trong bối cảnh lượng phế thải xây dựng phát sinh ngày càng lớn, đồng thời một lượng đáng kể tro bay và xỉ từ các nhà máy nhiệt điện chưa được tận dụng hiệu quả, việc nghiên cứu các giải pháp tái chế và sử dụng các nguồn phế thải này để sản xuất vật liệu xây dựng có ý nghĩa quan trọng đối với phát triển bền vững và kinh tế tuần hoàn. Việc sử dụng cốt liệu bê tông tái chế không chỉ góp phần giảm lượng chất thải xây dựng phải xử lý mà còn hạn chế khai thác và sử dụng cốt liệu tự nhiên.
Cốt liệu tái chế sau khi nghiền và cốt liệu tái chế sử dụng làm cốt liệu
Ngày nay, ngành công nghiệp xây dựng tiêu thụ một lượng lớn tài nguyên thiên nhiên và năng lượng, trong đó bê tông xi măng là một trong những loại vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong các công trình dân dụng, công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật. Sự phát triển nhanh chóng của đô thị hóa và xây dựng kéo theo lượng phế thải xây dựng ngày càng gia tăng. Trong khi đó, việc khai thác cốt liệu tự nhiên với khối lượng lớn gây áp lực lên tài nguyên khoáng sản và môi trường tự nhiên.
Bên cạnh phế thải xây dựng, quá trình sản xuất nhiệt điện cũng phát sinh một lượng lớn tro bay và các sản phẩm phụ khác. Nếu không được tái sử dụng hoặc xử lý phù hợp, các loại chất thải này có thể gây ảnh hưởng đến môi trường, đồng thời làm lãng phí nguồn nguyên liệu có khả năng sử dụng trong sản xuất vật liệu xây dựng. Vì vậy, nghiên cứu tận dụng đồng thời phế thải xây dựng và phế phẩm công nghiệp để chế tạo vật liệu xây dựng mới là một hướng tiếp cận phù hợp với xu hướng phát triển vật liệu xanh và kinh tế tuần hoàn.
Cốt liệu bê tông tái chế được sản xuất từ bê tông phế thải thông qua quá trình nghiền, sàng và phân loại. Tuy nhiên, khác với cốt liệu tự nhiên, trên bề mặt CLTC thường tồn tại một lớp vữa xi măng cũ bám dính. Lớp vữa này có độ rỗng tương đối lớn, khả năng hút nước cao và có thể làm thay đổi các đặc tính của hỗn hợp bê tông cũng như bê tông sau khi đóng rắn. Do đó, việc xử lý CLTC trước khi đưa vào chế tạo bê tông là một trong những vấn đề cần được quan tâm nhằm cải thiện chất lượng của bê tông sử dụng cốt liệu tái chế.
Song song với việc sử dụng CLTC, bê tông geopolymer đang được nghiên cứu như một loại vật liệu có khả năng thay thế một phần hoặc toàn bộ chất kết dính xi măng truyền thống. Trong nghiên cứu này, tro bay được sử dụng làm nguồn vật liệu aluminosilicat, kết hợp với dung dịch hoạt hóa gồm NaOH và Na₂SiO₃ để hình thành chất kết dính geopolymer. Việc kết hợp tro bay với CLTC cho phép tận dụng đồng thời hai nguồn chất thải/phế phẩm, qua đó mở ra khả năng chế tạo bê tông có hàm lượng vật liệu tái chế cao.
Bài báo này trình bày nghiên cứu chế tạo bê tông geopolymer sử dụng cốt liệu bê tông tái chế (CLTC) thay thế hoàn toàn cốt liệu đá tự nhiên. Chất kết dính geopolymer được chế tạo từ tro bay kết hợp với dung dịch hoạt hóa gồm natri hydroxit (NaOH) và natri silicat (Na₂SiO₃), nhằm thay thế chất kết dính xi măng Portland truyền thống. Để cải thiện đặc tính của CLTC, một số phương pháp xử lý được nghiên cứu, trong đó tập trung vào phương pháp ngâm CLTC trong nước và trong dung dịch nước vôi trước khi sử dụng.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
Build.Data
