Nghiên cứu ứng dụng tro bay, bùn đỏ để chế tạo chất kết dính Geopolime ứng dụng trong xây dựng thay thế xi măng giúp giải quyết lượng phế thải lớn, giảm thiểu ô nhiễm môi trường là một trong những nhiệm vụ trọng tâm của ngành xây dựng hiện nay. Bài báo trình bày kết quả thí nghiệm kiểm tra khả năng làm việc của dầm bê tông cốt thép sử dụng chất kết dính Geopolime nhằm từng bước ứng dụng lý thuyết tính toán theo TCVN 5574: 2012.
Sơ đồ thí nghiệm dầm
Chất thải rắn từ các ngành công nghiệp gây nguy hại đến môi trường nếu không có sự quản lý và sử dụng hợp lý. Riêng với tro bay, hằng năm các nhà máy nhiệt điện thải ra khoảng 12,2 triệu tấn; dự kiến đến năm 2020 lượng tro thải từ các nhà máy nhiệt điện than đạt khoảng 30 triệu tấn. Ngoài ra, ngành công nghiệp sản xuất nhôm cũng phát sinh lượng lớn chất thải rắn từ dây chuyền khai tuyển quặng bauxite tại Tây Nguyên, gây ra nhiều vấn đề liên quan đến ô nhiễm môi trường do bãi chứa có hàm lượng kim loại nặng cao.
Khối lượng chất thải rắn từ quá trình sản xuất nhôm là rất lớn, khoảng 0,4–2 tấn bùn đỏ cho mỗi tấn nhôm thành phẩm. Hiện nay, tại Công ty Nhôm Lâm Đồng, bùn đỏ có hàm lượng kiềm khá lớn (khoảng 2%), là nguồn cung cấp kiềm và alumin hoạt hóa rất tốt để tạo chất kết dính geopolymer. Trong khi đó, tro bay Vĩnh Tân với hàm lượng mất khi nung (MKN) khoảng 12% có thể được sử dụng để chế tạo chất kết dính (CKD) geopolymer, từ đó sản xuất gạch không nung và các cấu kiện bê tông đúc sẵn.
Có thể thấy, việc chế tạo chất kết dính geopolymer có công dụng tương tự xi măng Poóc-lăng thông thường (OPC) là hết sức cần thiết và mang lại hiệu quả kinh tế lớn. Giải pháp này không chỉ tận dụng được khối lượng lớn chất thải rắn mà còn góp phần giảm lượng khí thải phát sinh từ quá trình sản xuất xi măng.
Từ chất kết dính geopolymer có thể chế tạo nhiều sản phẩm khác nhau. Trong khuôn khổ nghiên cứu này, đề tài tập trung vào sản phẩm cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn có cường độ nén từ 30–40 MPa, đồng thời nghiên cứu, đánh giá khả năng làm việc của dầm bê tông cốt thép (BTCT) sử dụng chất kết dính geopolymer và so sánh với dầm BTCT thông thường nhằm tăng cường ứng dụng chất kết dính geopolymer thay thế xi măng Poóc-lăng thông thường.
Từ nguồn nguyên liệu phế thải công nghiệp, trong đó kết hợp với chất hoạt hóa kiềm, đã nghiên cứu chế tạo bê tông Geopolymer có cường độ nén ở 28 ngày (Rn28) ≥ 30 MPa. Đường cong tải trọng – võng nhận được từ thí nghiệm có dạng tương tự khi làm việc qua ba giai đoạn: (i) trước khi nứt; (ii) sau khi nứt đến trước khi cốt thép chảy dẻo; và (iii) sau khi cốt thép chảy dẻo. Để có thể ứng dụng bê tông GPC đối với kết cấu công trình, cần có những nghiên cứu chuyên sâu nhằm áp dụng lý thuyết tính toán đối với bê tông sử dụng chất kết dính Geopolymer.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
Buildata
