Nghiên Cứu Chế Tạo Bê Tông Khí Chưng Áp Sử Dụng Nguyên Liệu Phế Thải Tro Bay Của Nhà Máy Nhiệt Điện

Tính cấp thiết của đề tài

Bê tông khí chưng áp (AAC) là một chủng loại VLXD đang phát triển và có triển vọng

Nguyên liệu chính để sản xuất AAC là cát nước ngọt, nhưng nguồn cát này đang dần cạn kiệt Vì vậy, nhu cầu tìm kiếm các nguồn nguyên liệu thay thế cho cát trở nên cấp bách hơn bao giờ hết.

Tro bay từ nhà máy nhiệt điện là nguồn nguyên liệu thay thế cát hiệu quả, giúp giải quyết hai vấn đề quan trọng: cung cấp vật liệu thay thế cho cát và giảm thiểu ô nhiễm môi trường do tro bay gây ra.

Mục tiêu

Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của việc thay thế cát bằng tro bay đến các tính chất của bê tông khí chưng áp (AAC) Mục tiêu là xác định khả năng sử dụng tro bay như một nguyên liệu thay thế trong sản xuất AAC cho một công thức phối liệu cụ thể (bài B4).

N ội dung và các vấn đề cần giải quyết của đề tài

Với mục tiêu đặt ra như trên, các nội dung của đề tài cần nghiên cứu như sau:

- Tìm hiểu tình hình sản xuất AAC trên thế giới và ở Việt Nam

- Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tro bay Phả Lại tới một số tính chất của

AAC (cường độ, khối lượng thể tích, độ xốp, độ co khô)

4 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Xử lý phế thải của nhiệt điện

- Giảm nhu cầu sử dụng nguồn cát vàng ngày càng cạn kiệt

- Có thể góp phần hạ giá thành sản phẩm AAC.

CƠ SỞ LÍ THUYẾT

1 Giới thiệu chung về bê tông khí chưng áp

Bê tông khí là loại bê tông nhẹ với thành phần đồng nhất, chứa nhiều lỗ rỗng nhân tạo hình cầu, có kích thước từ 0.5 đến 2mm Những lỗ rỗng này chứa khí hoặc hỗn hợp khí – hơi nước, được phân bố đều và ngăn cách bởi các vách mỏng, chắc chắn.

1.2 Cấu trúc và cơ chế tạo thành của Bê tông khí chưng áp

1.2.1 Cấu trúc Bê tông khí [1]

Trong bê tông khí nói chung và bê tông khí chưng áp nói riêng bao gồm 2 hệ thống cấu trúc rỗng:

- Hệ thống cấu trúc rỗng lớn: được tạo nên từ các tổ ong nhân tạo nói trên

- Hệ thống cấu trúc rỗng bé: được tạo nên từ các lỗ rỗng gel và hệ thống mao quản nằm trong vách ngăn giữa các lỗ rỗng lớn

Hình 1.1: Hình ảnh cấu trúc lỗ rỗng của bê tông khí

1.2.2 Cơ chế hình thành Bê tông khí [2]

Cấu trúc Bê tông khí bao gồm các lỗ rỗng nhân tạo có đường kính từ 0,5 –

Cường độ và các đặc tính kỹ thuật của bê tông khí chịu ảnh hưởng lớn từ kích thước, sự phân bố và độ đặc chắc của các thành vách giữa các lỗ rỗng, thường có kích thước 2mm và một số ít lỗ rỗng dạng gel.

TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG KHÍ CHƯNG ÁP

Giới thiệu chung về bê tông khí chưng áp

Bê tông khí là loại bê tông nhẹ với thành phần đồng nhất, chứa nhiều lỗ rỗng nhân tạo hình cầu, có kích thước từ 0.5 đến 2mm Các lỗ rỗng này chứa khí hoặc hỗn hợp khí – hơi nước, được phân bố đều và ngăn cách bởi các vách mỏng, chắc chắn.

1.2 Cấu trúc và cơ chế tạo thành của Bê tông khí chưng áp

1.2.1 Cấu trúc Bê tông khí [1]

Trong bê tông khí nói chung và bê tông khí chưng áp nói riêng bao gồm 2 hệ thống cấu trúc rỗng:

- Hệ thống cấu trúc rỗng lớn: được tạo nên từ các tổ ong nhân tạo nói trên

- Hệ thống cấu trúc rỗng bé: được tạo nên từ các lỗ rỗng gel và hệ thống mao quản nằm trong vách ngăn giữa các lỗ rỗng lớn

Hình 1.1: Hình ảnh cấu trúc lỗ rỗng của bê tông khí

1.2.2 Cơ chế hình thành Bê tông khí [2]

Cấu trúc Bê tông khí bao gồm các lỗ rỗng nhân tạo có đường kính từ 0,5 –

Cường độ và các tính chất kỹ thuật của bê tông khí phụ thuộc vào kích thước, sự phân bố và độ đặc chắc của các thành vách giữa các lỗ rỗng dạng gel có kích thước 2mm.

Lỗ rỗng nhân tạo được hình thành dựa vào quá trình phản ứng tạo khí

Hydro (H2) của Ca(OH) 2 (Canxi hydroxyt) và Al (Bột nhôm):

3Ca(OH) 2 + 2Al +6H 2 O = 3CaO.Al 2 O 3 H 2 O + 3H 2 Cường độ Bê tông khí chưng áp được hình thành bởi phản ứng tạo khoáng

Tobermonit (C5S6H6) và số ít khoáng Xononil (C6S6H)_(các khoáng mới tạo thành có cường độ cao và ổn định) ở nhiệt độ và áp suất cao, bão hòa hơi nước (T = 175 –

205 0 C, P = 9 – 12atm) Khi ở điều kiện đó có phản ứng tạo khoáng như sau:

5Ca(OH)2 + 6SiO2 + H2O = 5CaO.6SiO2.6H2O (Khoáng Tobermonit) 6Ca(OH)2 + 6SiO2 + H2O = 6CaO.6SiO2.H2O (Khoáng Xononil)

1.3 Ưu nhược điểm của bê tông khí chưng áp

 Tỷ trọng bản thân nhẹ [1]

Block bê tông khí chưng áp có tỷ trọng khô từ 400 – 800 kg/m³, nhẹ hơn khoảng 1/4 so với bê tông thông thường và 1/2 - 1/3 so với gạch đất sét nung Việc sử dụng gạch bê tông khí thay cho gạch xây thông thường giúp giảm tải trọng công trình, tiết kiệm chi phí kết cấu từ 10 đến 12%, hoặc cho phép tăng chiều cao công trình mà không cần thay đổi kết cấu.

 Khả năng cách nhiệt cao [1]

Hệ số dẫn nhiệt của gạch bê tông khí dao động từ 0,11 đến 0,22 W/m·K, thấp hơn đáng kể so với gạch đất nung (chỉ bằng 1/4 - 1/5) và gạch bê tông thông thường (bằng 1/6).

Nghiên cứu cho thấy rằng hiệu quả cách nhiệt của tường gạch bê tông nhẹ dày 20cm tương đương với hiệu quả cách nhiệt của tường gạch đất nung có cùng độ dày.

Với chiều cao 49cm, sản phẩm bê tông khí có khả năng giảm tới 40% chi phí điện năng tiêu thụ cho điều hòa trong điều kiện khí hậu nhiệt đới.

 Khả năng cách âm tốt [1]

Gạch bê tông khí chưng áp được thiết kế với cấu trúc nhiều lỗ khí phân bố đều và có mật độ cao, giúp cải thiện khả năng cách âm vượt trội so với các vật liệu xây dựng khác.

So với gạch xây thông thường khả năng cách âm gấp 2 lần

Ở nhiệt độ 600 o C, cường độ kháng nén của gạch bê tông khí chưng áp vẫn duy trì tương đương với mức ở nhiệt độ thường Điều này chứng tỏ tính năng chống cháy của gạch bê tông khí chưng áp trong xây dựng đạt tiêu chuẩn cấp I.

 Khả năng chịu chấn động tốt [1]

Bê tông khí, với cấu trúc thể xốp, nổi bật với khả năng hấp thụ xung lực hiệu quả Các công trình được xây dựng bằng gạch bê tông khí có khả năng chịu đựng động đất tốt hơn nhiều so với gạch xây truyền thống.

Gạch bê tông khí chưng áp có trọng lượng nhẹ, giúp thi công nhanh chóng và giảm lượng vữa xây cũng như chi phí kết cấu công trình Việc sử dụng loại gạch này cho phép giảm tải trọng của tòa nhà, từ đó tiết kiệm 10-12% chi phí kết cấu so với gạch xây truyền thống và giảm 10-15% chi phí xây thô.

 Linh hoạt trong sản xuất và đẩy nhanh tiến độ thi công [16]

Gạch bê tông khí được sản xuất với nhiều kích cỡ khác nhau để phù hợp với yêu cầu của từng công trình Thông thường, gạch dày 22cm được sử dụng cho tường ngoài, trong khi gạch dày 10cm thường dùng cho tường ngăn, bên cạnh đó còn có các kích thước phi tiêu chuẩn khác.

Trọng lượng nhẹ của gạch bê tông khí giúp thi công công trình nhanh chóng, rút ngắn tiến độ hoàn thiện phần bao che từ 2-5 lần Việc lắp đặt điện nước trở nên dễ dàng hơn, và tường bê tông khí cho phép khoan, doa, tạo rãnh, tạo hốc một cách linh hoạt, mang lại sự tiện lợi tối ưu trong quá trình thi công.

 Thân thiện với môi trường [17]

Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất gạch chưng áp bê tông khí bao gồm cát, và đặc biệt có thể tận dụng phế thải từ các nhà máy nhiệt điện như tro bay.

Gạch bê tông khí chưng áp được sản xuất bằng công nghệ hiện đại, giúp thay thế phương pháp thủ công truyền thống của gạch đất sét nung Việc này không chỉ tiết kiệm nguồn tài nguyên đất quý giá của quốc gia mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Trong quá trình sản xuất không phát sinh khí thải, nước thải cũng như chất thải rắn

Mặc dù bê tông khí chưng áp có nhiều ưu điểm, nhưng cũng tồn tại một số nhược điểm, có thể xuất phát từ đặc tính của vật liệu hoặc do các yếu tố khách quan ảnh hưởng.

Cơ sở lý thuy ết của việc hình thành cấu trúc rỗng và cường độ cho BTTO…………………………………………………………………………… 22 1.1 Cơ sở lý thuyết của việc hình thành cấu trúc rỗng tổ ong tối ưu…

1.1 Cơ sở lý thuyết của việc hình thành cấu trúc rỗng tổ ong tối ưu [9]

Các tính chất của bê tông tổ ong phụ thuộc vào độ rỗng và cấu trúc rỗng, với các loại bê tông khác nhau yêu cầu cấu trúc tối ưu riêng Bê tông tổ ong cách nhiệt cần có độ rỗng cao và hệ số dẫn nhiệt thấp, trong khi bê tông tổ ong kết cấu cần cường độ cơ học cao và khả năng cách nhiệt nhất định Cấu trúc rỗng tổ ong tối ưu phải giảm tính dẫn nhiệt mà không làm giảm cường độ cơ học, đồng thời tối ưu hóa hiệu quả kinh tế - kỹ thuật Độ rỗng chủ yếu đến từ các lỗ rỗng lớn, chiếm khoảng 90%, kết hợp với hệ thống lỗ rỗng nhỏ trong vách ngăn Việc sắp xếp các lỗ rỗng hình cầu đồng đều giúp cải thiện các tính chất cơ - lý, nhưng cần phải tối ưu hóa để đạt được độ rỗng cao nhất Hai cách sắp xếp lỗ rỗng hình cầu là theo khối lập phương hoặc khối lục giác đều.

Sự sai lệch về bề dày và sơ đồ sắp xếp lý tưởng của các lục giác và tam giác, cùng với việc giảm kích thước lỗ rỗng, dẫn đến sự giảm đáng kể độ rỗng trong vật liệu Mặc dù tăng đường kính có thể làm tăng độ rỗng, nhưng điều này cũng đồng nghĩa với việc tăng khả năng trao đổi nhiệt đối lưu, khiến độ dẫn nhiệt không giảm Để tăng độ rỗng, có thể thay đổi cấu trúc rỗng tổ ong và tăng độ rỗng của phần vật liệu trong các vách ngăn giữa các lỗ rỗng Các đặc trưng cơ bản của cấu trúc rỗng bao gồm hình dáng và kích thước các lỗ rỗng Trong trường hợp sử dụng các lỗ rỗng hình cầu, việc sắp xếp các lỗ rỗng cùng đường kính theo sơ đồ lập phương hoặc tứ diện đều giúp tạo ra các cấu trúc đơn phân tán Để tăng độ rỗng tổ ong, có thể áp dụng cấu trúc đa phân tán.

Vách ngăn giữa các lỗ rỗng tổ ong cần mỏng, đồng đều và được làm từ pha rắn có cường độ cao, với khối lượng nhỏ nhất các lỗ rỗng mao quản, đặc biệt là các mao quản thông nhau Tính chất xây dựng và sử dụng của BTTO phụ thuộc vào đặc tính bề mặt bên trong các lỗ rỗng, trong đó bề mặt nhẵn bóng là lý tưởng, giúp tăng cường độ và giảm tính thấm nước, thấm hơi, đồng thời giảm độ hút nước nhờ vào mật độ pha rắn cao và ít khuyết tật.

1.2 Cơ sở lý thuyết của sự hình thành cấu trúc rỗng tổ ong trong bê tông khí

Để sản xuất bê tông khí, người ta sử dụng chất tạo khí hòa trộn với hỗn hợp bê tông đã được nhào kỹ, bao gồm chất kết dính, silic và nước Sản phẩm khí sinh ra giúp hỗn hợp bê tông nở phồng trong khuôn Sau khi quá trình tạo khí hoàn tất, hỗn hợp bê tông rỗng sẽ đông cứng lại, hình thành nên bê tông khí.

Tùy thuộc vào loại chất tạo khí, các phản ứng tạo khí có thể khác nhau Sử dụng bột kim loại như Al, Zn, và Mg sẽ phản ứng với sản phẩm thủy hóa chất kết dính để tạo ra khí hiđro Dung dịch H2O2 có khả năng giải phóng ôxy trong môi trường kiềm theo phản ứng 2H2O2 2H2O + O2 Ngoài ra, các hợp chất cacbonat như CaCO3 và MgCO3 sẽ phản ứng với axít, chẳng hạn như HCl, để sinh ra khí CO2.

Bột nhôm hiện nay là chất tạo khí phổ biến nhất, thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng Sản phẩm này có dạng bột mịn với các hạt mỏng dẹt, hình bánh đa, có đường kính từ 20 đến 50 μm và độ dày khoảng 1 μm.

Độ nghiền mịn của 3 μm đạt ΣS = 7000 - 10000 cm²/g, được bảo vệ khỏi không khí và độ ẩm nhờ lớp màng mỏng parafin hoặc stearin bao phủ bề mặt trong quá trình sản xuất.

Bề mặt hạt nhôm có thể bị ôxi hoá trong quá trình chế tạo bột, tạo ra một lớp màng mỏng oxit nhôm Khi tiếp xúc với các chất kiềm hoặc axit mạnh có nồng độ trung bình, lớp màng oxit này sẽ bị phá vỡ.

Al2O3 + 2OH - → 2Al 3+ + 3H2O Sau đó bề mặt các hạt nhôm nguyên chất xảy ra phản ứng tạo khí:

2Al + 3Ca(OH)2 + 6H2O = 3CaO.Al2O3.6H2O + 3H2 hoặc viết thu gọn ta có:

Chỉ số tạo khí của bột nhôm phản ánh lượng khí hiđro sinh ra khi 1 gam bột nhôm tham gia phản ứng ở điều kiện tối ưu Cụ thể, ở trạng thái tiêu chuẩn, chỉ số này đạt 1250 cm³/g, trong khi ở nhiệt độ 50°C, 1 gam bột nhôm có thể tạo ra tới 1500 cm³ khí H2.

Quá trình tạo khí và các biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả tạo rỗng khi dùng bột nhôm có thể trình bày tóm tắt như sau:

Sự bắt đầu tách khí xảy ra khi trộn bột nhôm với hỗn hợp bê tông ở nhiệt độ 40 ÷ 50 độ C trong khoảng 3 ÷ 5 phút Trong quá trình này, phản ứng tạo khí diễn ra tại vị trí hạt nhôm, dẫn đến sự hình thành và gia tăng số lượng bong bóng khí Nhiệt độ tăng cùng với sự gắn kết của các bong bóng khí khiến chúng có khả năng dịch chuyển từ dưới lên trên trong hỗn hợp bê tông Để đạt được cấu trúc rỗng hợp lý với các lỗ rỗng kín, không thông nhau, cần đảm bảo quá trình tạo khí diễn ra trong điều kiện thuận lợi, duy trì nhiệt độ thích hợp, cung cấp đủ chất phản ứng, sử dụng bột nhôm phân tán cao và phân bố đồng đều trong hỗn hợp bê tông có độ lưu động phù hợp.

Để tạo ra cấu trúc rỗng tối ưu trong bê tông khí, điều quan trọng nhất là kiểm soát tính chất dẻo nhớt của hỗn hợp bê tông, phù hợp với quá trình tách khí và phồng nở Hỗn hợp bê tông cần đủ lưu động để tạo khí diễn ra thuận lợi và phân bố bọt khí đồng đều, đồng thời tránh việc các bọt khí nhỏ kết nối thành lỗ rỗng lớn Việc khống chế độ nhớt dẻo cũng rất quan trọng để khí tách ra có thể thoát ra, phát huy hiệu quả tạo rỗng và ngăn ngừa hình thành các lỗ rỗng hở Sau khi quá trình thoát khí hoàn tất, độ nhớt dẻo cần tăng nhanh để ổn định kích thước và vị trí các lỗ rỗng, ngăn ngừa phân tầng và tách khí ra ngoài môi trường.

1.3 Cơ sở lý thuyết về cường độ của bê tông khí [8]

Cường độ của bê tông khí chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm cường độ của vách ngăn giữa các lỗ rỗng, độ rỗng tổng thể, cấu trúc của phần rỗng, kích thước và hình dáng trung bình của lỗ rỗng, cũng như sự phân bố của các lỗ rỗng trong bê tông.

Cường độ phần vữa trong bê tông khí phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó tỷ lệ N/R là yếu tố chính khi các yếu tố khác như chất kết dính, cấu tử silic, hệ số silic và chế độ cứng rắn sau tạo hình được giữ ổn định Cường độ vữa càng cao sẽ đảm bảo cho bê tông khí có cường độ tốt hơn, miễn là các điều kiện khác không thay đổi Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ vữa bao gồm chất kết dính, cấu tử silic, tỷ lệ phối hợp giữa chúng, hoạt tính chất kết dính, độ nghiền mịn của các cấu tử, và mức độ đặc chắc của phần vữa.

Tỷ lệ N/R lớn trong quá trình cứng rắn có thể dẫn đến sự hình thành các lỗ rỗng mao quản ở vách ngăn, làm giảm độ đặc chắc và cường độ của vật liệu Khi các lỗ rỗng mao quản thông nhau hình thành, chúng làm giảm tiết diện chịu lực của vách ngăn, gây ra sự tập trung ứng suất trong một thể tích nhỏ, từ đó làm giảm rõ nét cường độ của vật liệu.

Khi tỷ lệ N/R thấp, lượng nước dư thừa giảm đáng kể, hạn chế hình thành các lỗ rỗng mao quản và mạng lưới lỗ rỗng thông nhau, từ đó cải thiện độ đặc chắc của vách ngăn và tăng tiết diện chịu lực Để tăng cường độ cho bê tông khí mà không làm thay đổi nhiều về khối lượng thể tích, có thể sắp xếp lại các lỗ rỗng thành hình cầu đồng đều và sắp xếp chặt chẽ, đồng thời làm mỏng và đặc chắc các vách ngăn giữa các lỗ rỗng.

Các diễn biến quá trình hình thành cường độ cho bê tông khí như sau:

- Quá trình thủy hóa của xi măng

Cơ sở khoa học của việc thay thế Cát bằng Tro bay

2.1 Đặc điểm chung của Tro bay [5]

Tro bay, phế thải từ công nghiệp nhiệt điện, là phụ gia khoáng hoạt tính gốc alumo silicat với tính chất puzolanic khi kết hợp với vôi Thành phần hóa học của tro bay gồm các oxit như SiO2, Al2O3, CaO, MgO và Fe2O3, có sự khác biệt tùy thuộc vào nguồn gốc và quá trình sản xuất Đặc biệt, tro bay có hàm lượng pha thủy tinh cao, yếu tố này phụ thuộc vào nhiệt độ nung, nguồn gốc than và quy trình làm lạnh.

Tro bay được chia thành hai loại chính: loại C có hàm lượng CaO từ 5% đến 35%, thường được sản xuất từ việc đốt than lignite hoặc than bitum, với lượng than chưa cháy thấp hơn 2% Loại F có hàm lượng CaO dưới 5%.

Tro bay Phả Lại, được sản xuất từ việc đốt than antraxit hoặc than bitum, có hàm lượng than chưa cháy cao, đạt tới ≥ 20% do quá trình đốt không hiệu quả Để giảm hàm lượng than chưa cháy xuống dưới mức tiêu chuẩn ASTM C168, yêu cầu không vượt quá 6%, hoặc tối đa 12% nếu có chứng minh thực nghiệm, cần áp dụng phương pháp tuyển nổi hoặc đốt lại Tro bay loại F có hoạt tính kém hơn và kích thước hạt tối ưu cần được xem xét để cải thiện hiệu quả sử dụng.

Tro loại C có hoạt tính cao, có khả năng tự đóng rắn nhờ vào hàm lượng CaO cao, chỉ cần 3 ngày thủy hóa để phát huy tính chất thủy lực.

Hạt tro bay có hình dạng cầu: Các hạt tro bay phần lớn là hình cầu, cho phép chúng dễ dàng trộn tự do trong hỗn hợp

Tro bay tạo hiệu ứng ổ bi: Hiệu ứng ổ bi của các hạt tro bay tạo nên tác dụng bôi trơn khi bê tông đang ở trong trạng thái dẻo

Tro bay kết hợp với vôi tự do giúp tăng cường độ cấu trúc theo thời gian, đồng thời cải thiện cường độ tại vùng giao diện chuyển tiếp.

Tro bay giúp giảm phản ứng kiềm silíc bằng cách thay thế một phần xi măng, từ đó giảm hàm lượng kiềm trong hỗn hợp chất kết dính Đồng thời, tro bay có khả năng kết hợp nhanh với kiềm trong xi măng, ngăn chặn sự tác động của SiO2 vô định hình trong cốt liệu, hạn chế hiện tượng nở phá hoại trong tương lai.

Sử dụng tro bay làm phụ gia trong bê tông mang lại nhiều lợi ích về mặt môi trường Việc này giúp giảm lượng xi măng cần thiết trong cấp phối, từ đó giảm thiểu lượng khí thải trong quá trình sản xuất xi măng, góp phần bảo vệ môi trường.

2.2 Cơ sở khoa học của việc thay thế Cát bằng Tro bay

Tro bay là thành phần silic quan trọng trong công nghệ sản xuất bê tông khí chưng áp, tương tự như cát Khi sử dụng tro bay làm cấu tử silic, cần chú ý đến các chỉ tiêu như hàm lượng SiO2, độ nghiền mịn và hàm lượng than chưa cháy để đảm bảo chất lượng bê tông.

Tro bay nhiệt điện chứa 40 ÷ 65 % silic có thể sử dụng để chế tạo bê tông nhẹ, nhưng yêu cầu độ nghiền mịn cao từ 3000 ÷ 4500 cm²/g và lượng than chưa cháy cần được kiểm soát ở mức thấp nhất, không vượt quá 10 ÷ 15 % Các loại xỉ, đặc biệt là xỉ thải lỏng, có hàm lượng than chưa cháy thấp hơn và chất lượng cao hơn so với tro và hỗn hợp tro xỉ.

Cơ chế phân giải SiO2 hoạt tính trong tro bay trong điều kiện kiềm được Iler mô tả, liên quan đến quá trình chưng áp và hấp thụ ion OH- để tạo thành phức hợp Quá trình này dẫn đến việc phân cắt cầu nối silic-oxy, giúp loại bỏ các ion thạch anh hòa tan khỏi bề mặt Kết quả là axit Orthosilic (Si(OH)4) được hình thành dưới dạng ngậm nước hoặc ion.

Tro bay có độ mịn lớn do đó được sử dụng như một loại cốt liệu mịn thay thế cho silic nghiền mịn trong sản xuất bê tông nhẹ

− Các hạt tro có dạng hình cầu có tác dụng giảm ma sát khô do hiệu ứng ổ bi

Mặt khác tro bay mịn hơn xi măng do đó nó có tác dụng phân tán các hạt xi măng giúp cho xi măng thủy hóa tốt hơn

− Tổng hàm lượng các ôxýt SiO 2 , Al2O3 và Fe2O3 trong tro bay khoảng 90%

Phụ gia khoáng sử dụng trong bê tông theo tiêu chuẩn ASTM C618 chứa các ôxýt với hoạt tính puzơlanic, cho phép chúng phản ứng với Ca(OH)2 Phản ứng này tạo ra các sản phẩm tương đương với sản phẩm thủy hóa xi măng, góp phần tăng cường độ bê tông Đặc biệt, quá trình này diễn ra ở nhiệt độ thường, mang lại hiệu quả trong việc cải thiện tính chất của bê tông.

Tro có khối lượng riêng thấp hơn đáng kể so với cát nghiền, điều này cho phép giảm khối lượng thể tích của bê tông nhẹ hoặc tăng cường độ khi giữ nguyên khối lượng thể tích.

2.3 Tình hình nghiên cứu và sử dụng Tro bay

2.3.1 Tình hình nghiên cứu và sử dụng Tro bay trên thế giới

Việc sử dụng tro bay nhiệt điện (TBNĐ) để thay thế một phần xi măng trong sản xuất vật liệu xây dựng đã được nhiều quốc gia áp dụng thành công Tại Hungary, tro bay được ứng dụng hiệu quả trong quy trình sản xuất bê tông, góp phần nâng cao chất lượng và giảm thiểu tác động môi trường.

Silicat khí và vữa xây dựng đóng vai trò quan trọng trong ngành xây dựng Tại Cộng hòa Séc, hàng năm sản xuất hơn 2,8 triệu m³ bê tông tổ ong, trong đó 68% được làm từ tro bay nông nghiệp (TBNĐ) TBNĐ cũng được ứng dụng trong sản xuất gạch đất sét nung do thành phần tương đồng với đất sét, với tỷ lệ hợp lý là 60% tro và 40% đất sét Tại Đức, tro bay được sử dụng để sản xuất gạch, làm cốt liệu cho bê tông, và chế tạo xi măng pooc lăng Puzolan Ở Anh, ứng dụng chính của tro bay là trong sản xuất cốt liệu rỗng.

2.3.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng Tro bay ở Việt Nam Ở Việt Nam chỉ tính riêng các nhà máy nhiệt điện của miền Bắc mỗi năm đã thải ra khoảng 800.000 tấn tro xỉ, trong đó nhà máy nhiệt điện Phả Lại thải ra khối lượng lớn nhất khoảng 500÷550 tấn/năm Nhiên liệu chủ yếu là than anthracite

Thành phần hạt của tro bay chủ yếu là cỡ hạt từ 13,5 ữ 80àm Tổng hàm lượng cỏc ôxít SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 khoảng 70 ÷ 75%, trong đó:SiO2 (48 ÷ 50%), Al 2 O 3 (16 ÷

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CÁC NGUYÊN VẬT LIỆU SỬ DỤNG……………………………………………………………… 34 3.1 Các phương pháp nghiên cứu dùng trong thực nghiệm