Công tác chế biến, tiêu thụ và sử dụng xỉ hạt lò cao tại Công ty CP Tập đoàn Hòa Phát (P3)

>> Công tác chế biến, tiêu thụ và sử dụng xỉ hạt lò cao tại Công ty CP Tập đoàn Hòa Phát (P2)

>> Công tác chế biến, tiêu thụ và sử dụng xỉ hạt lò cao tại Công ty CP Tập đoàn Hòa Phát (P1)

5. Sử dụng Xỉ hạt lò cao nghiền mịn làm phụ gia cho bê tông tại dự án Dung Quất

5.1. Thí nghiệm thiết kế cấp phối bê tông

Để lựa chọn thành phần hỗn hợp bê tông sử dụng xỉ hạt lò cao nghiền mịn (GGBS) thay thế cho xi măng PCB40 tại dự án Khu liên hợp gang thép Dung Quất nhằm tăng tuổi thọ cho công trình trong môi trường khí hậu biển, dự án đã tiến hành thí nghiệm điển hình trên cơ sở nguyên vật liệu gồm: Xi măng PCB40 Chinfon, Cát vàng sông Trà Khúc, Đá 5-20 mỏ Hòa Phát và một số loại phụ gia hóa học, kết quả được nêu trong bảng 3, 4, 5 và 6.
Kết quả thí nghiệm ở bảng 4 và 6 cho thấy xỉ hạt lò cao nghiền mịn đã làm tăng đáng kể cường độ nén của bê tông khi thay thế 30 - 50% cho xi măng PCB40. Cường độ chịu nén sau 3 và 7 ngày của các cấp phối bê tông chứa 30 - 40% GGBS tăng 10 - 15% so với mẫu cấp phối đối chứng chứa 100% xi măng PCB40 với cùng lượng sử dụng như nhau. Các mẫu cấp phối chứa 50% GGBS có cường độ nén sau 3 và 7 ngày tương đương mẫu đối chứng nhưng sau 28 ngày vẫn đạt giá trị cao hơn. Kết quả thử độ thấm clo theo phương pháp đo điện lượng cho thấy tất cả các mẫu cấp phối bê tông chứa 30 - 50% GGBS đều thấm clo thấp hơn rất nhiều so với mẫu đối chứng, đặc biệt đối với cấp phối có độ sụt cao. Điều này có thể được giải thích là do GGBS được nghiền rất mịn (trên 98% lọt qua sàng 45µm) nên ngoài tác dụng hấp thụ Ca(OH)₂ dư để tạo ra CSH làm tăng cường độ cho bê tông, các hạt GGBS mịn còn có tác dụng điền đầy vào các lỗ rỗng làm tăng độ đặc chắc cho bê tông. Mặt khác, do thành phần GGBS chứa trên 98% là pha thủy tinh (glass content) nên hấp thụ nước thấp, lượng nước trộn bê tông giảm khi tăng hàm lượng GGBS nên cũng góp phần làm tăng độ đặc chắc của bê tông ngay từ khi đúc mẫu.

Kết quả thí nghiệm cho phép khẳng định hoàn toàn có thể thay thế 30 - 50% GGBS cho xi măng PCB40 trong thiết kế cấp phối bê tông với tổng lượng chất kết dính không đổi. Khi tăng hàm lượng GGBS thì lượng nước trộn bê tông giảm đi và khả năng chống thấm clo tăng lên. Thí nghiệm cũng khẳng định các cấp phối bê tông chứa 30-50% GGBS hoàn toàn thích hợp để sử dụng cho các hạng mục có yêu cầu bê tông bền sun phát, bền nước biển cũng như những hạng mục có yêu cầu bê tông thường.

5.2. Cấp phối bê tông điển hình và ước tính chi phí vật liệu

Với kết quả thí nghiệm đạt được như trên, dự án đã tiến hành trial mix ở 15 trạm trộn đang cung cấp bê tông tươi trên đại công trường với tỷ lệ thay thế 30 - 40% GGBS trong tổng lượng chất kết dính của các cấp phối đang sử dụng đã được phê duyệt. Kết quả thử cường độ bền nén của bê tông sau 3 và 7 ngày đều vượt yêu cầu và đạt mác thiết kế. Trên cơ sở trial mix, dự án đã đưa ra một số cấp phối điển hình và ước tính chi phí nguyên vật liệu như bảng 7. Các cấp phối này hiện đang được áp dụng tại công trường với các loại xi măng PCB40 Chinfon, Nghi Sơn, Vissai, Sông Gianh, Kim Đỉnh và một số loại phụ gia hóa học như sika 318, sika 204V, sika 257, silkroad SK1000, Cmax SLK25, Bafs 8585, Hưng Hải HH402, Tulog 505… Lượng GGBS sử dụng tại công trường khoảng 20.000 tấn/tháng. 6. Kết luận và kiến nghị

6.1.Kết luận

Kết quả nghiên cứu chế biến, tiêu thụ và sử dụng xỉ hạt lò cao nghiền mịn (GGBS) làm phụ gia cho sản xuất xi măng và bê tông tại Tập đoàn Hòa Phát đã tạo ra bước đột phá, có thể cung cấp khối lượng lớn vật liệu GGBS cho thị trường xi măng và bê tông. 
Lợi ích của việc sử dụng GGBS gồm:

- Sản xuất được xi măng và bê tông bền xâm thực nước biển, xâm thực sunfat, bê tông tỏa nhiệt thấp và bê tông mác cao, bê tông tính năng cao;

- Giảm giá thành bê tông trộn sẵn khi thay thế 30 – 50% GGBS cho xi măng PC50, PCB40, xi măng xá công nghiệp do giá bán thấp hơn giá xi măng;

- Tăng sản lượng xi măng mà không cần đầu tư thêm máy nghiền, góp phần giảm phát thải CO₂ cho công nghiệp xi măng.

6.2. Kiến nghị

Kết quả nghiên cứu, sản xuất và sử dụng như trên mới là bước đầu. Để sản phẩm GGBS (của Hòa Phát nói riêng và Việt Nam nói chung) sớm đưa vào sử dụng đại trà, mang lại lợi ích cho các đơn vị sử dụng và cho ngành xây dựng, rất cần sự ủng hộ của các cơ quan quản lý nhà nước, các nhà khoa học và các đơn vị, doanh nghiệp trong và ngoài nước cùng đầu tư nghiên cứu, sử dụng.

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tính toán, lựa chọn cấp phối tối ưu cho các chủng loại bê tông, phù hợp với nguồn cốt liệu, đặc điểm khí hậu của từng vùng, nghiên cứu lựa chọn phụ gia hóa học tương thích nhằm cải thiện tính công tác của bê tông. Ưu tiên nghiên cứu chế tạo bê tông mác cao, bê tông tính năng cao và bê tông mác siêu cao sử dụng nguồn phụ gia này.
(Hết)