Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của dưỡng hộ CO2 áp dụng sau 28 ngày dưỡng hộ nước đến tính chất kỹ thuật của bê tông thường sử dụng chất kết dính xi măng Portland và phụ gia khoáng hoạt tính (SCMs) bổ sung gồm tro bay và xỉ lò cao nghiền mịn. Kết quả cho thấy việc sử dụng SCMs làm tăng độ sụt, trong khi dưỡng hộ CO2 nhìn chung làm tăng cường độ chịu nén, tăng nhẹ khối lượng thể tích, giảm độ hút nước và tăng điện trở suất bề mặt; đồng thời chiều sâu cacbonat hóa tăng khi tăng hàm lượng SCMs, đặc biệt ở T30X10.
Phát thải CO2 là một chỉ số quan trọng trong đánh giá tính bền vững của các ngành công nghiệp có cường độ phát thải cao. Trong lĩnh vực xây dựng, vật liệu gốc xi măng, cụ thể là xi măng Portland, được sử dụng với khối lượng lớn [1]. Việc sản xuất xi măng được ước tính đóng góp đến 8% tổng lượng CO2 phát thải toàn cầu [2], khiến lĩnh vực này thuộc nhóm nguồn phát thải lớn của ngành vật liệu công nghiệp.
Lượng phát thải này phát sinh chủ yếu từ tiêu thụ năng lượng trong lò nung và phản ứng phân hủy đá vôi khi tạo clinker. Do một phần lớn lượng phát thải CO2 phát sinh trực tiếp từ phản ứng hóa học trong quá trình tạo clinker, các giải pháp giảm phát thải thường chịu nhiều ràng buộc kỹ thuật [3]. Vì vậy, các giải pháp nhằm giảm phát thải CO2 cho vật liệu gốc xi măng cần khả thi ở quy mô sản xuất, đồng thời duy trì yêu cầu cơ học và độ bền trong điều kiện khai thác.
Trước áp lực cắt giảm phát thải nêu trên, các giải pháp theo hướng thu giữ, tận dụng và lưu giữ CO2 (CCUS) ngay trong chuỗi sản xuất xi măng và bê tông đang được xem như một hướng tiếp cận triển vọng [3]. Trong hệ vật liệu gốc xi măng, CCUS thường được triển khai theo hai phương pháp là trộn và dưỡng hộ CO2 [4]. Đối với phương pháp trộn CO2 cho hỗn hợp bê tông, phương pháp này thuận lợi với quy trình hiện hữu nhưng mức độ cố định CO2 có thể biến thiên lớn do nguy cơ thất thoát CO2 cao và điều kiện phản ứng khó đồng nhất trong quá trình trộn.
Ngược lại, dưỡng hộ CO2 cho phép kiểm soát môi trường phản ứng rõ ràng hơn và có thể thúc đẩy khoáng hóa CO2 để tạo dạng cacbonat lưu giữ ổn định trong pha rắn. Tuy nhiên, hiệu quả dưỡng hộ vẫn phụ thuộc vào độ ẩm tương đối, nhiệt độ, nồng độ CO2, khả năng khuếch tán và độ thấm của cấu kiện, nên tính đồng nhất theo chiều sâu là một thách thức cần được làm rõ.
Bên cạnh CCUS, phụ gia khoáng hoạt tính (SCMs) như tro bay (TB) và xỉ lò cao nghiền mịn (XLM) thường được sử dụng trong hệ chất kết dính xi măng để điều chỉnh thành phần pha, khả năng phản ứng và cấu trúc lỗ rỗng vật liệu [5]. Hai loại SCMs này có thể cải thiện một số tính chất dài hạn nhờ phản ứng pozzolan của TB và tính thủy lực tiềm tàng của XLM. Tuy nhiên, sự có mặt của SCMs làm thay đổi thành phần pha, hàm lượng Ca(OH)2, độ kiềm và cấu trúc lỗ rỗng của vật liệu gốc xi măng, nên có thể chi phối quá trình khuếch tán CO2, động học cacbonat hóa và mức độ hình thành sản phẩm cacbonat khi áp dụng dưỡng hộ CO2 [6].
Trong khi phần lớn các nghiên cứu tiếp cận SCMs theo hướng thay thế xi măng, ảnh hưởng của việc bổ sung TB và XLM vào hệ bê tông có hàm lượng xi măng cố định đối với khả năng cacbonat hóa và hiệu năng kỹ thuật sau dưỡng hộ CO2 vẫn cần được làm rõ. Vì vậy, đánh giá dưỡng hộ CO2 trên bê tông có bổ sung TB và XLM là cần thiết, nhằm làm rõ mối quan hệ giữa thành phần chất kết dính, khả năng khoáng hóa CO2 và các tính chất kỹ thuật của bê tông.
Do đó, bài báo này nhằm đánh giá hiệu quả của dưỡng hộ CO2 đối với các tính chất kỹ thuật của bê tông thường có bổ sung SCMs sau 28 ngày dưỡng hộ nước. Các tính chất được khảo sát bao gồm cường độ chịu nén, độ hút nước, chiều sâu cacbonat hóa và điện trở suất bề mặt bê tông. Các mẫu được dưỡng hộ cacbonat hóa trong 7 ngày nhằm đánh giá hiệu quả khoáng hóa CO2 cho bê tông ở tuổi muộn.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
Buildata
