I. Đặt vấn đề
Quátrình sảnxuất xi măng thải ramôi trường một hàm lượng CO₂rất lớn. Nguyên liệu sản xuất xi măng là đá vôi CaCO3.Khi nung 1 tấn đá vôi lượng CO₂thải ra môi trường tương ứng là 440 kg, theo phương trình:
CaCO3= CaO + CO₂↑
Ngoài ra xem bóng đá trực tuyến xoilac quá trình nung các ô xít canxi, ô xít nhôm, ô xít sắt, ô xít silic... phản ứng với nhauđể tạo racác khoángcủa clinker. Quá trình nung này đòi hỏi một lượng nhiệt độ lên tới 1.400 -1.450°C, tiêu tốn một nhiệt năng rất lớn.
Như vậy có thể thấy rằng, để sản xuất 1 tấn xi măng, lượng khí thải CO₂ra môi trường cũng xấp xỉ 1 tấn CO₂. xem bóng đá trực tuyến xoilac đó, ngành công nghiệp xâydựng đang ngày càng tiêu thụmột hàm lượng lớn xi măng. Cho đến năm 2009, có đến 2,8 tỉ tấn xi măng được sản xuất trênthế giới, lượngkhí CO₂thảiramôi trường chiếm5% tổng lượng khí thải [8].
Có nhiều nghiên cứu về sử dụng metacaolanh ứng dụng xem bóng đá trực tuyến xoilac việc sản xuất bêtông trên thế giới (11), (12), (13), (14), (15), (17), (18), (19). Những nghiên cứu đó chỉ ra rằng việc thay thế 1 phần xi măng xem bóng đá trực tuyến xoilac bê tông không chỉ giúp cải thiện cường độ bê tông, mà còn làm giảm hệ số thấm của bê tông.
xem bóng đá trực tuyến xoilac là một loại vật liệu puzzolan, thân thiện với môi trường có thể sản xuất bằng cách nung caolinit ở nhiệt độ từ 700°C - 800°C, sinh ralượng khí CO₂ít hơn 10 lần so với sản xuất xi măng [16].
Sử dụng vật liệu metacaolanh để sản xuất bê tông đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Metacaolanh làvật liệu khoáng hoạt tính có các tác dụng hóa lý, có khả năng len lỏi vào cáclỗ rỗng xem bóng đá trực tuyến xoilac bêtông vàcó thể kết hợp với vôi (Ca(OH)₂) để tạo ra chất kết dính cải thiện cường độ và độ chống thấm của bê tông.
Nhiều nghiêncứu đã chỉ ra rằngmácchống thấm của bê tông không chỉ phụ thuộc vào mác bê tôngmà còn phụ thuộc vàothành phần cấp phối của bê tông. Để cải thiện mác chống thấm của bê tông mà sử dụng mác bê tông cao thì rất lãng phí và không cần thiết. Việc chế tạo ra loại bê tông có mác vừa phải, nhưng được cải thiện bằng xem bóng đá trực tuyến xoilac là giải pháp kinh tế rất phù hợp.
Ở ViệtNam, vớitrữlượngcaolanh vào khoảng 900 triệu tấn, có thể dùng một phần làm nguyênliệu sản xuất metacaolanh. Nhưng việc nghiên cứu sử dụng metacaolanh ở nước ta lại hạn chế vàchỉ nghiên cứu vềcường độbêtông, mà chưa nghiên cứu về mác chống thấm của bê tông. Bài viếtnàynghiên cứu về mác bê tông và đặc biệt nghiên cứu cả mác chống thấm khi sử dụng vật liệu metacaolanh để thay thế một phần xi măng xem bóng đá trực tuyến xoilac bê tông.
II. xem bóng đá trực tuyến xoilac và phương pháp thí nghiệm
2.1. xem bóng đá trực tuyến xoilac
2.1.1. xem bóng đá trực tuyến xoilac Việt Nam
Vật liệu metacaolanh sử dụng xem bóng đá trực tuyến xoilac nghiên cứu được lấy ở ViệnKhoa học CôngnghệXây dựng(IBST), được chế tạo từ caolanh Phú Thọ, có thành phần hóa học và tính chất hóa lý được nêu xem bóng đá trực tuyến xoilac bảng 1 và bảng 2.
Bảng 2 cho thấy loại xem bóng đá trực tuyến xoilac này có diện tích bề mặtthấp hơn nhiều so với các loạimetacaolanh truyền thống, do đó độhútvôi thấp hơn khoảng 3 lần sovới cácloạiMKkhác trênthế giới.Độhút vôi của các loại xem bóng đá trực tuyến xoilac này chỉ tương đương với cácloại xỉ lòcao thôngthường [10]. Thành phần Al2O3và SiO2hoạt tính của xem bóng đá trực tuyến xoilac tương tác với Ca(OH)2sinh ra khi xi măng thủyhóa và tạo ra các hợp chất biến cứng và có cường độ.
•Xi măng
xem bóng đá trực tuyến xoilac nghiên cứu này sử dụng 2 loại xi măng: PCB30 và PC40 được sản xuất theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN6260:2009và TCVN 6282:2009,nhằm mục đích đánh giá ảnh hưởng của thànhphần MK xem bóng đá trực tuyến xoilac chất kết dính đến các tính chất chủ yếu của hỗn hợp bê tông và bê tông.
•Cát
Cát sử dụng là cát sông Lô, đường kính hạt lớn nhất 2,5 mm, với đường cấp phối như hình 1.
•Đá
Đá sử dụng là đá vôi ở Sài Sơn, đường kính hạt lớn nhất 20 mm, với đường cấp phối như hình 2.
•Phụgia
Metacaolanh có diện tích bề mặt lớn hơn xi măng, nên lượng yêu cầu nước nhiều hơn xi măng; do đó khi sử dụng xem bóng đá trực tuyến xoilac bê tông, metacaolanh sẽ làm giảm độ linh động của bê tông. Để khắc phục điều này bê tông cần sử dụng thêm phụ gia siêu dẻo.
Phụ gia sử dụng xem bóng đá trực tuyến xoilac cấp phối trộn mẫu bê tônglà phụ gia Vmart-PC01; đó là loại phụ gia đặc biệt siêudẻo, làmchậm đông kết hỗn hợp bêtông,làm giảm lượng nước dùng đến 40%, giúp cho bê tông có tính công tác tốt...
2.2. Phương pháp thí nghiệm
2.2.1. Thí nghiệmxác định độ sụt của hỗn hợp bê tông
Sau khi trộn hỗn hợp bê tông,tiến hànhthí nghiệm độ sụt theo TCVN 3105:2007 (1).
2.2.2. Thí nghiệmxác địnhcường độ nén của bê tông
Mẫu bê tông hình trụ có kích thước 300x150 mm sau khi đúc xong được bảo dưỡng xem bóng đá trực tuyến xoilac khuôn 1 ngày đêm, sau đó mẫu được tháo ra vàbảo dưỡng xem bóng đá trực tuyến xoilac bể nước cho tới khi vớt mẫu lên thí nghiệm. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén theo tiêu chuẩn TVCN 3118-2007 (3).
2.2.3. Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo bằng phương pháp ép chẻ (kéo gián tiếp) của bê tông
Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo bằng phươngpháp ép chẻ theo tiêuchuẩn TVCN 8862-2011 (6), cũng dùng mẫu trụ nêu trên.
Công thức xác định cường độ ép chẻ của mẫu bê tông:
xem bóng đá trực tuyến xoilac đó:
Rkc: Cường độ kéo khi ép chẻ,MPa
P: Tải trọng khi phá hủy mẫu hình trụ,N
H: Chiều caocủa mẫu hìnhtrụ (chiều dài đường sinh), mm
D: Đường kính đáy mẫu hình trụ, mm
2.2.4. Thí nghiệm xác định độ chống thấm của bê tông
Mẫu bêtôngđể thí nghiệmxác địnhmác chống thấm có kích thước 150x150 mm. Sau khi tháo khuôn, mẫu được bảo dưỡng xem bóng đá trực tuyến xoilac bể nước 27 ngày, thì vớt mẫu lên thí nghiệm. Thí nghiệm xác định độ chống thấm theo tiêu chuẩn TVCN 3116:2007 (2). Kếtquả nghiên cứu thí nghiệm và thảo luận
•Độ sụt của hỗn hợp bê tông
Cấp phối bê tông cơ sở (cấp phối đối chứng) dùng xem bóng đá trực tuyến xoilac nghiên cứu được trình bày ở bảng 3.
Chất kết dính sử dụng là hỗn hợp xi măng và metacaolanh, lượng phụ gia siêu dẻo được điều chỉnh xem bóng đá trực tuyến xoilac khoảng 1% - 1,5% để đảm bảo độ sụt yêu cầu của hỗn hợp bê tông như xem bóng đá trực tuyến xoilac bảng 4 và bảng 5.
Thínghiệm độ sụt hỗn hợp bêtông chỉ ra rằng việc xuất hiện vật liệu metacaolanh xem bóng đá trực tuyến xoilac bê tông làmgiảm độ linh độngcủa hỗn hợp bê tôngvà càng tăng hàm lượng metacaolanh, độ linh động càng giảm. Điều đó có thể được giải thích như sau: vật liệu metacaolanh sử dụng xem bóng đá trực tuyến xoilac nghiên cứu có diện tíchbề mặt (4.326 cm²/g) lớn hơn diện tích bề mặt của xi măng (khoảng 3.500 cm²/g), nên độ tiêu thụ nước của metacaolanh nhiều hơn so với xi măng. Từ các loại bê tông đãkiểm tra độ sụt, đúccáctổ 3 mẫu hình trụ cho từng loại bêtông có kích thước 150x300 mm theo TCVN 3105:2007 để thí nghiệm các chỉ tiêu cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo khi bửa (cường độ ép chẻ) và độ chốngthấm (mác chốngthấm W) củabê tông.
•Cường độ chịu nén của bê tông
Các mẫu bê tông sau khi bảo dưỡng được thí nghiệm nén ở các ngàytuổi: 7, 28 và 90ngày tuổi
- Kết quả thí nghiệm của các mẫu bê tông sử dụng xi măng PCB30 được nêu xem bóng đá trực tuyến xoilac bảng 6.
Kết quả ở bảng 6 được thể hiện qua biểu đồ ở hình 3:
Dựa vào bảng 6 và hình 3thấy được cường độ nén của các mẫu bê tông ở các ngày tuổi R7, R28, R90 cókếtquả nhưsau:R(20%MK) R(10%MK) R(0%MK) R(30%MK).
Kết quả này có thể được giải thích như sau:
Kết quả thí nghiệm cho thấy cường độ chịu nén của mẫu bê tông có 20% MK là cao nhất vì hàm lượng metacaolanh xem bóng đá trực tuyến xoilac chất kết dính của bê tông là 20% làm cho hỗn hợp bê tông đó ở trạng thái đặc chắc nhất. Với mẫu bê tông có 10% MK, thì lượng metacaolanh chưa đủ để làm cho các lỗ rỗng giảm tối đa, chính vì vậy nó chưa làm cho bê tông đó ở trạng thái đặc chắc như mẫu bê tôngcó 20% MK,khiến cho mẫu bêtôngcó10%MKcó cường độ nénthấp hơnmẫu bêtôngcó 20% MK. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu của Khatib và Wild (1996).
Với trường hợp mẫu bê tông không có metacaolanh, cường độnénthấp hơnhẳn so vớimẫubê tông có 10%, 20% MK, điều này cũng có thể được lý giải do thể tích lỗ rỗng xem bóng đá trực tuyến xoilac mẫu bê tông khôngcó MKlàlớn hơn so với mẫu bê tông có 10%, 20% MK, dẫn đến cường độ của nó thấp hơn.
Mặt khác xem bóng đá trực tuyến xoilac là vật liệu puzzolan có khả năng phản ứng với vôi (Ca(OH)2) tạo thànhchất kết dính. Nên cần có một lượng xem bóng đá trực tuyến xoilac hợp lý (20%) để tiêu thụ đủ Ca(OH)2; khi đó bê tông sẽ có được cường độ cao nhất. Cũng tương tự như vậy có thể giải thích cho trường hợp 30% MK xem bóng đá trực tuyến xoilac chất kết dính, cường độ chịu nén giảm xuống so với bê tông có 20% MK, vìlượng Ca(OH)2xem bóng đá trực tuyến xoilac bê tông không đủ để phản ứng với metacaolanh. Chúng làm cho thể tích lỗ rỗng xem bóng đá trực tuyến xoilac bê tông lớn hơn so với bê tông có 20% MK.
- Kết quả thínghiệm bêtông sử dụng xi măng PC40 như xem bóng đá trực tuyến xoilac bảng 7.
Kết quả ở bảng 7 được thể hiện trên biểu đồ so sánh ở hình 4:
Bảng 7 và hình 4 cho thấy cường độ nén của cácmẫu có 10% MK cao hơn so với cường độ nén của mẫu có 0% MK. Việc sử dụng loại xi măng PC40 để khẳng định lại sự xuất hiện của xem bóng đá trực tuyến xoilac ảnh hưởng đến cường độ nén của bê tông. Có thể thấy được khi sử dụng xi măng PC40 để trộn bê tông sẽ cho cường độ cao hơn so với bê tôngsử dụngximăng PCB30là do xi măng PC40 mác cao hơn mác xi măng PCB30, nên khi trộn bê tông sử dụng xi măng PC40 được bê tông có cường chộ chịu nén cao hơn cường độ bê tông dùngxi măng PCB30 với cùng cấp phối.
•Cường độ chịu kéo khi ép chẻ của bê tông
Các mẫu bêtônghìnhtrụ 150x300 mm sau khi bảo dưỡng được thí nghiệm ép chẻ ở các ngàytuổi: 7, 28 và 90ngày tuổi. Kết quả thí nghiệm được trình bày xem bóng đá trực tuyến xoilac bảng 8.
Kết quả ở bảng 8 được thể hiện qua biểu đồ ở hình 5:
Kết quả thí nghiệm cường độ kéo khi ép chẻ cũng cho thấy ảnh hưởng của vật liệu xem bóng đá trực tuyến xoilac đến chất lượng bê tông. Khi trộn với tỷ lệ xem bóng đá trực tuyến xoilac là 20%, cường độ chịu kéo của bê tông là lớn nhất. Điều nàycũngđược giảithíchnhư kết quả cường độ chịu nén của bê tông ở mục 3.2.
•Độ chống thấm của bê tông
Các tổ mẫu bê tông sau khi bảo dưỡng được thínghiệm thấm ở 28 ngày tuổi.Kết quả thí nghiệm được trình bày ở bảng 9:
Với bêtông sử dụng xi măng PCB30: Kết quả thí nghiệm đãchỉ ra rằng khi lượng metacaolanh xem bóng đá trực tuyến xoilac bê tông là 10%, 20% chất kết dính, thì hỗn hợp bê tông có độ chống thấm cao hơn so với mẫukhông cómetacaolanh.Nguyên nhânvì vật liệu metacaolanh cókích thước hạt nhỏ hơn so với kích thước hạt xi măng, do đó nó có thể lấp vào các lỗ rỗng bên xem bóng đá trực tuyến xoilac bê tông, đồng thời với lượng metacaolanh hợp lý xem bóng đá trực tuyến xoilac hỗn hợp bê tông sẽ đủ để phản ứng hết với Ca(OH)2sẽ tạo độ đặc chắc nhất cho bê tông và nó làm cho bê tông có độ chống thấm cao nhất. Ngược lại, nếu xem bóng đá trực tuyến xoilac hỗn hợp bê tông có quá nhiều metacaolanh hay quá ít metacaolanh, thì sẽ không đủ Ca(OH)2để phản ứng với xem bóng đá trực tuyến xoilac và thừa Ca(OH)2đều tạo nên lỗrỗngtrongbê tông khiến cho bê tông không có độ chống thấm cao.
Với các mẫu bê tông sử dụng xi măng PC40: Kết quả thí nghiệm thấm chỉ ra rằng sự có mặt của 10% MK xem bóng đá trực tuyến xoilac chất kết dính đã cải thiện đáng kể độ chống thấm của bê tông. Điều này càng khẳng định việc sử dụng vật liệu metacaolanh để sản xuất bê tông có độ chống thấm cao là phù hợp.Trên thực tế bê tông có mác 35 - 40 MPa thường có độ chống thấm vào khoảng 10 - 12 at (7). Sự có mặt của vật liệu metacaolanh xem bóng đá trực tuyến xoilac bê tông đã cải thiện được độ chống thấm của bê tông đạt tới mác W18.
3. Kết luận
Như vậy từ các kết quả thí nghiệm cường độ nén, cường độ kéo khi ép chẻ, độ chống thấm của các mẫu bê tông thấy rằng vật liệu xem bóng đá trực tuyến xoilac đã tạo ra cho bê tông có nhiều tính năng vượt trội hơn bê tông đối chứng không pha xem bóng đá trực tuyến xoilac, cụ thể là: Cải thiện cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo gián tiếp (cường dộ ép chẻ) và mác chống thấm.
Việc lựa chọn tỉ lệ metacaolanh xem bóng đá trực tuyến xoilac chất kết dính là rất quan trọng và nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bê tông sau này. Theo kết quả nghiên cứu, nên chọn tỉ lệ phần trăm vật liệu metacaolanh xem bóng đá trực tuyến xoilac chất kết dính của bê tông là 10% - 20% để được sản phẩm bê tông có chất lượng tốt. Tuy nhiên đây chưa phải là loại metacaolanh có độ hút vôi cao. Nên dùng metacaolanh khác có độ hút vôi (độ hoạt tính) cao hơn, hay diện tích bề mặt lớn hơn thì có thể đạt được hiệu quả cao hơn.
Tài liệu tham khảo
1. TCVN 3105:2007 Phương pháp thử độ sụt bê tông – Yêu cầu kỹ thuật
2. TCVN 3116:2007 Phương pháp xác định độ chống thấm - Bê tông nặng
3. TCVN 3118:2007 Phương pháp xác định cường độ chịu nén của bê tông nặng
4. TCVN 6260:2009 Xi măng pooc lăng hỗn hợp - Yêu cầu kỹ thuật
5. TCVN 6282:2009 Xi măng pooc lăng - Yêu cầu kỹ thuật
6. TCVN 8862:2011 Quy trình thí nghiệm xác định cường độ kéo khi ép chẻ của xem bóng đá trực tuyến xoilac hạt liên kết bằng các chất kết dính.
7. Công ty CP tư vấn Sông Đà – Trung Tâm thí nghiệm Xây dựng Sông Đà (LAS-XD07), Kết quả thí nghiệm xác định độ chống thấm của bê tông nền tầng hầm công trình “Tổ hợp chung cư cao tầng Nam XaLa”. Hà Nội, tháng 08 năm 2012.
8. http://ashui.com/mag/vatlieu-thietbi/vat-lieu-xay-dung/2610-xi-mang-novacem-se-thay-the-xi-mang-portland.html
9. Trần Quốc Tế (2006), Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất xem bóng đá trực tuyến xoilac, Báo cáo tổng kết khoa học và công nghệ, Bộ xây dựng - Viện vật liệu xây dựng.
10. Andriolo F.R., Sgaraboza B.C.,Proceedings of the 7thInternationalConference ofAAR,Ed. Grattan-Bellow, p. 66-70, 1985.
11. Badogiannis E., TsivilisS., Papadakis V.G., ChaniotakisE. The effects of metakaolin on concrete properties, Proceedings of Dundee Conference, 2002, pp.81-89.
12. CyrM., TrinhM.,HussonB., Casaux-GinestetG., Design of MK-cement groutsintended for soil nailing,Elsevier Editorial System(tm)for Construction & BuildingMaterials,41(2013) 857-867.
13. Imrich Kusnir, Mineralresources of Vietnam, Acta MontanisticaSlovaca Roenik 5(2000), 2, 165-172.
14. Robit P., Cyr M., Husson B., Casaux-G., Trinh M., Coulis de faible émission carbone à base de métakaolin, Congrès national de géotechnique et de géologie de l’ingénieur, JNGG 4-5-6 juillet 2012, Bordeaux, France.
15. Sabir B.B., S. Wild and J. Bai, Metakaolin andcalcinedclays as pozzolansfor concrete: a review, Cement and Concrete Composites, 2001, vol.23, issue 6, pp. 441-454.
16. San Nicolas R., Approche performantielle des bétons avec métakaolins obtenus par calnination flash, Thèse de Doctorat, Université de Toulouse, 2011
17. [17] TrinhM., Cyr M.,HussonB., Casaux-G., RobitP., Use of metakaolinin grout seal applications, 2ndInternational SeminarINVACO - Innovation& Valorisationin Civil Engineering & ConstructionMaterials& Construction Materials, Rabat (Morocco), November 23-25, 2011.
18. Wild S., Khatib J.-M, Jones A., Relative strength, pozzolanic activity and cement hydrationin superplasticized metakaolin concrete,Cementand ConcreteResearch,1996, vol.26, pp.1537-1544;
19. Wild S., Khatib J.M., Portlandite consumption in metakaolin cement pastes and mortars, cement and concrete research, 1997, vol. 27, n°1, pp.137-146
VLXD.org(TH/ VJOL)