Nghiên cứu khả năng sử dụng tro bay: Giải pháp mới cho ngành xi măng và bảo vệ môi trường

Trong ngành xi măng và xây dựng, tiêu chuẩn hóa và quản lý chất lượng của tro bay đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất và độ bền của các sản phẩm cuối cùng. Tro bay, như một nguyên liệu thay thế, đã và đang được nghiên cứu và áp dụng công nghệ trong ngành. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá mối quan hệ giữa tiêu chuẩn hóa và quản lý chất lượng với độ bền và khả năng kết dính của xi măng, tập trung vào vai trò quan trọng của tro bay trong quá trình này.

1. Tổng quan về tro bay

• Tro bay là một loại phế phẩm công nghiệp được tạo ra từ quá trình đốt than trong các nhà máy nhiệt điện và các nhà máy xi măng. Hiện nay, tro bay được sử dụng rộng rãi trong sản xuất bê tông và xi măng, góp phần vào việc giảm phát thải và bảo vệ môi trường.
• Tro bay có cỡ hạt mịn, thường từ 1-10µm, có thành phần chủ yếu là các silic oxit, nhôm oxit, canxi oxit, sắt oxit, magie oxit và lưu huỳnh oxit. Có hai loại tro bay phổ biến: loại C và loại F, tùy thuộc vào nguồn gốc và hàm lượng canxi.

2. Ứng dụng của tro bay trong sản xuất bê tông.

• Bao gồm các ứng dụng chính:

– Tăng cường độ bê tông lên từ 1,5-2 lần.

– Chống rạn nứt và giảm co gãy của bê tông.

– Tạo tính bền sunfat cho bê tông ở các vùng nước lợ, nước mặn.

– Chống sự xâm nhập của axit sunphuric và hen gỉ.

– Hạ nhiệt cho bê tông trong quá trình đông kết, giúp đổ các khối bê tông có kích thước lớn mà không gây ra các vấn đề về nhiệt độ.

⇒ Ngoài ra, tro bay còn được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác như làm chất liên kết, gia cố đất đá thải từ mỏ than, sản xuất gạch không nung, và làm tấm trần, tường thạch cao. Tro bay không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế mà còn đóng góp tích cực vào việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

3. Đánh giá chất lượng tro bay

• Quá trình kiểm tra chất lượng tro bay cho bê tông và vữa xây bao gồm việc lấy mẫu từ ít nhất 5 vị trí khác nhau trong mỗi lô, mỗi vị trí lấy ít nhất 2 kg. Mẫu thử được tạo thành từ hỗn hợp các mẫu đơn theo phương pháp chia tỷ lệ.
• Đối với tro bay dùng cho bê tông và vữa xây, các chỉ tiêu kiểm tra bao gồm: (Bảng 1 của TCVN 10302:2014)
• Đối với tro bay dùng cho xi măng, các chỉ tiêu kiểm tra bao gồm: (Bảng 2 của TCVN 10302:2014)

4. Mối quan hệ của việc sử dụng tro bay với độ bền và khả năng kết dính

• Theo nghiên cứu về khả năng sử dụng tro bay từ nhà máy nhiệt điện trong việc sản xuất bê tông gạch không nung, và đánh giá ảnh hưởng của việc thay thế một phần xi măng bằng tro bay đến các tính chất kỹ thuật của sản phẩm. Kết quả thí nghiệm cho thấy:
• Độ sụt và độ hút nước tăng theo tỷ lệ với hàm lượng tro bay thay thế xi măng.
• Cường độ chịu nén giảm khi thay thế xi măng bằng tro bay, nhưng giúp giảm khối lượng thể tích và độ co khô của sản phẩm.
• Có thể thay thế đến 40% xi măng bằng tro bay với cường độ chịu nén > 7,5 Mpa, và thậm chí 50% với cường độ > 7,2 M

⇒ Tóm lại, việc sử dụng tro bay trong sản xuất bê tông gạch không nung có thể giảm khối lượng thể tích và độ co khô của sản phẩm, nhưng cũng có thể ảnh hưởng đến một số tính chất kỹ thuật khác như độ sụt và cường độ chịu nén.

Một số hình ảnh các kỹ sư Chugai đang thực hiện lấy mẫu tro bay tại nhà máy nhiệt điện Vân Phong 1: