Nghiên cứu sử dụng tro tuyển nhà máy nhiệt điện hải phòng làm phụ gia bê tông, áp dụng cho bê tông công trình cảng lạch huyện hải phòng

L IC M

N

Lu n v n Th c s k thu t chuyên ngành công trình th y v i tên đ tài
“Nghiên c u s d ng tro tuy n nhà máy nhi t đi n H i Phòng làm ph
gia bê tông, áp d ng cho bê tông công trình c ng L ch Huy n - H i
phòng” đư đ
Ph m Toàn

c hoàn thành d
c - Tr

is h

ng d n t n tình c a th y giáo TS.

ng khoa Xây d ng -

i h c H i phòng. Lu n v n

hoàn thành v i hy v ng đóng góp m t ph n nh trong vi c ng d ng ph

ng

trình toán h c đ thi t k thành ph n bê tông, thúc đ y vi c tái s d ng ph
ph m c a ngành công nghi p nhi t đi n trong các l nh v c xây d ng, góp
ph n gi i quy t các v n đ môi tr

ng, an sinh xã h i. Tác gi xin bày t lòng

c m n sâu s c t i Th y Ph m Toàn

c v s giúp đ to l n này.

C m n các th y cô giáo công tác t i tr

ng

i h c Th y l i đư h t

s c t o đi u ki n giúp đ tác gi trong quá trình h c t p.
Xin đ

c bày t lòng bi t n chân thành t i gia đình, ng

i thân và b n

bè đ ng nghi p đư c v , đ ng viên tác gi trong su t nh ng n m qua.
V i th i gian và trình đ còn h n ch , lu n v n này ch c ch n không
tránh kh i nh ng thi u sót. R t mong nh n đ

c s thông c m, ch b o đóng

góp chân tình c a các th y cô giáo, b n bè đ ng nghi p đ tác gi hoàn thi n
h n trong các công tác nghiên c u khoa h c và làm t t nhi m v công tác c a
mình./.
Hà N i, ngày 15 tháng 2 n m 2016
TÁC GI

Ngô Th H ng

L I CAM OAN
Tôi là Ngô Th H ng, Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u
c a riêng tôi. Các n i dung và k t qu nghiên c u trong lu n v n là trung
th c, ch a t ng đ

c ng

i nào công b trong b t k công trình nào khác.

Nh ng n i dung tham kh o đ u đ

c chú thích rõ ngu n g c.
Hà N i, ngày 15 tháng 2 n m 2016
TÁC GI

Ngô Th H ng


DANH M C CÁC CH

VI T T T

BT

:

Bê tông

BTKL

:

Bê tông kh i l n

M, B

:

Mác, c p đ b n

N/CKD

:

T l n

TB/CKD

:

Tro bay/ch t k t dính

N/XM

:

N

c/xim ng

N/CKD

:

N

c/ch t k t dính

TB, TT

:

Tro bay, Tro tuy n

SD

:

Siêu d o

CKD

:

Ch t k t dính

N,XM,C,

:

N

MKN

:

M t khi nung

PGSD

:

Ph gia siêu d o

PGHH

:

Ph gia hóa h c

BT L

:

Bê tông đ m l n

TCVN

:

Tiêu chu n Vi t Nam

c/ch t k t dính

c, xi m ng, cát, đá


M CL C
M C L C ..........................................................................................................
DANH M C B NG BI U ...............................................................................
DANH M C HÌNH V ....................................................................................
M
CH

U .......................................................................................................... 1
NG 1: T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U, S

D NG

TRO BAY TRONG BÊ TÔNG ...................................................................... 6
1.1. Khái ni m và tính ch t c a tro bay. ......................................................... 6
1.2. Tình hình nghiên c u s d ng Tro bay trong bê tông trên th gi i và
Vi t Nam. ...................................................................................................... 12
1.2.1. Tình hình nghiên c u s d ng Tro bay trong bê tông trên th
gi i ................................................................................................. 12
1.2.2. Tình hình nghiên c u s d ng Tro bay trong bê tông t i Vi t
Nam ........................................................................................................................ 18
1.3. K t qu nghiên c u đư đ t đ

CH

NG 2: V T LI U VÀ PH

c. ........................................................... 22
NG PHÁP NGHIểN C U ............. 31

2.1. V t li u s d ng trong nghiên c u ........................................................ 31
2.1.1. Xi m ng ....................................................................................... 31
2.1.2. Cát ............................................................................................... 33
2.1.3. á ................................................................................................ 35
2.1.4. N

c............................................................................................ 36

2.1.5. Ph gia ........................................................................................ 36
2.1.6. Lu n ch ng áp d ng T h p Tro bay + Ph gia siêu d o trong bê
tông........................................................................................................ 37
2.2. Ph

ng pháp nghiên c u ....................................................................... 38

2.2.1.

u nh

c đi m c a ph

2.2.2. N i dung ph

ng pháp.............................................. 39

ng pháp ............................................................... 40


K T LU N CH
CH

NG 2 ........................................................................................... 48

NG 3: THI T K

C P PH I BÊ TÔNG S

TUY N NHÀ MÁY NHI T

D NG TRO

I N H I PHÒNG, ÁP D NG CHO BÊ

TÔNG CÔNG TRÌNH C NG L CH HUY N - H I PHÒNG.................. 49
3.1. Thi t k thành ph n bê tông s d ng tro tuy n nhà máy nhi t đi n H i
phòng d a trên n n t ng ph

ng pháp quy ho ch toán h c th c nghi m.... 49

3.1.1. L a ch n các y u t
n

nh h

ng đ n c

ng đ , tính ch ng th m

c c a bê tông............................................................................. 49

3.1.2. Hàm m c tiêu nghiên c u trong thí nghi m .......................... 49
3.2. L a ch n thành ph n t i u c a bê tông s d ng tro tuy n c a nhà máy
Nhi t đi n H i Phòng ................................................................................... 57
3.3 Thi t k c p ph i bê tông cho công trình c ng L ch Huy n – H i phòng.
................................................................................................................... 58
3.3.1. Ph

ng pháp: ........................................................................ 58

3.3.2 Tính toán c th : .................................................................... 59
3.4 ánh giá hi u qu kinh t do vi c s d ng tro tuy n c a nhà máy nhi t
đi n H i Phòng ............................................................................................. 63
3.4.1 Gi i thi u v Công trình C ng L ch Huy n ........................... 63
3.4.2

ánh giá hi u qu kinh t do vi c s d ng tro tuy n c a nhà

máy nhi t đi n H i Phòng ............................................................... 65
K T LU N CH

NG 3 ........................................................................................... 71

K T LU N VÀ KI N NGH ...................................................................... 73

TÀI LI U THAM KH O ............................................................................ 75


DANH M C B NG BI U
B ng 1.1. Nhi t th y hóa c a ch t k t dính khi có và không có tro bay. ....... 16
B ng 1.2. M t s công trình bê tông kh i l n s d ng tro bay trên th gi i .. 23
B ng 2.1 Thành ph n hóa h c c a xi m ng .................................................... 31
B ng 2.2 Thành ph n khoáng c a Xi m ng .................................................... 32
B ng 2.3: Các tiêu chu n xác đ nh tính ch t c lý c a xi m ng ..................... 32
B ng 2.4 Tính ch t c lý c a xi m ng ............................................................ 32
B ng 2.5: Các tiêu chu n xác đ nh tính ch t c lý c a cát ............................. 33
B ng 2.6 Thành ph n c h t c a cát. .............................................................. 34
B ng 2.7 Tính ch t c b n c a cát sông Lô .................................................... 34
B ng 2.8 Tính ch t c b n c a á Ki n Khê.................................................. 36
B ng 2.9 . Thành ph n hóa h c c a Tro tuy n nhi t đi n H i phòng. ........... 36
B ng 2.10

c tính k thu t c a ph gia hóa h c Sikament R4..................... 37

B ng 2.11 Ma tr n y c a th c nghi m b c 2 .................................................. 43
B ng 2.12. Ma tr n y c a ph

ng án tr c giao có tâm b c 2. ........................ 45

B ng 3.1. M c y u t và kho ng bi n thiên ................................................... 49
B ng 3.2. T

ng quan ma tr n X và Z ........................................................... 50

B ng 3.3 Thành ph n bê tông và k t qu nghiên c u ..................................... 51

B ng 3.4 Ma tr n tr c giao b c 2 n=4, n0=1 và k t qu thí nghi m ............... 52
B ng 3.5 H s bm ........................................................................................... 53
B ng 3.6 C

ng đ ch u nén tính toán và th c t c a bê tông ....................... 55

B ng 3.7 Kh n ng ch ng th m tính toán và th c t c a bê tông .................. 56
B ng 3.8 Nghi m ph

ng trình y3 khi y3 = 4; 8; 12 ....................................... 59

B ng 3.9 Thông s thành ph n bê tông v i đ s t c a h n h p là 4 cm ........ 60
B ng 3.10 Thành ph n c p ph i bê tông v i đ s t c a h n h p là 4 cm ...... 60
B ng 3.11 Thông s thành ph n bê tông v i đ s t c a h n h p là 8 cm ...... 61
B ng 3.12 Thành ph n c p ph i bê tông v i đ s t c a h n h p là 8 cm ...... 62


B ng 3.13 Thông s thành ph n bê tông v i đ s t c a h n h p là 12 cm .... 63
B ng 3.14 Thành ph n c p ph i bê tông v i đ s t c a h n h p là 12 cm .... 63
B ng 3.15 K t qu tính toán c p ph i cho mác bê tông 200; 250; 300 ng v i
đ s t yêu c u là 4; 8; 12 cm t i công trình C ng L ch Huy n – H i phòng. 72


DANH M C HÌNH V
Hình 1.1 Hình d nh c u trúc h t tro bay ........................................................... 6
Hình 1.2a. C u trúc tro tuy n ............................................................................ 9
Hình 1.2b C u trúc bê tông không s d ng tro tuy n ....................................... 9
Hình 1.2c C u trúc bê tông có s d ng tro tuy n ........................................... 10
Hình 1.3 X

ng tách Tro c a công ty C Ph n Sông à Cao C

Hình 1.4.

co khô c a bê tông có và không có tro bay, t l tro bay s d ng

ng ........... 11

so v i ch t k t dính 25%. ................................................................................ 15
Hình 1.5. S phát tri n nhi t đ
Hình 1.6:

tâm m u bê tông 15x15x15cm [28]. ........ 16

th th hi n s thay đ i c a ....................................................... 27

Hình 3.1 Quan h gi a y1 và x1 khi y3=4 ......................................................... 59
Hình 3.2 Quan h gi a y1 và x1 khi y3=8 ......................................................... 61
Hình 3.3 Quan h gi a y1 và x1 khi y3=12 .................................................... 62
Hình 3.4 M t b ng quy ho ch t ng th C ng L ch Huy n............................. 64
Hình 3.5 M t s hình nh ô nhi m môi tr

ng t nhà máy nhi t đi n .......... 67

Hình 3.6 H ch a ph th i c a nhà máy Nhi t đi n H i phòng ..................... 70


1

M

U

1. M c đích c a đ tài:
Tr

c nhu c u s d ng đi n ngày càng t ng c a Vi t Nam, bên c nh

vi c nâng cao hi u qu khai thác c a các nhà máy th y đi n, nhi t đi n đ t
than đang ho t đ ng thì trong giai đo n s p t i s có thêm nhi u nhà máy
nhi t đi n đ t than khác đi vào ho t đ ng.
Theo s li u th ng kê, m i n m các nhà máy nhi t đi n ch y than
phía B c th i ra hàng tr m tri u t n tro x than. Ph n l n l
đ

ng tro x than này

c th i ra các h ch a n m sát khu công nghi p và khu dân c , ti m n

nguy c gây ô nhi m môi tr
kim lo i n ng.

i u này s

ng đ t và n
nh h

c b i chúng có ch a m t l

ng t i môi tr

ng s ng c a con ng

ng
i và

sinh thái trong khu v c.
Bên c nh đó, tro x than c a nhà máy nhi t đi n có th s d ng trong
các l nh v c khác nh s n xu t g ch không nung, g ch nh , bê tông….
Hi n nay, nhà máy Nhi t đi n H i Phòng đang ho t đ ng v i công su t
1200 MW. L

ng ph th i th i ra hàng n m là r t l n tuy nhiên v n ch a có

nhà máy x lý đ đ a vào tái s d ng. Chúng đ

c th i ra h ch a trên di n

tích 65 ha cách nhà máy nhi t đi n 3 km.
Vi c t n d ng tro tuy n làm ph gia cho bê tông v a gi m th i ô nhi m
môi tr

ng, ti t ki m di n tích chôn l p, nâng cao tính ch t c a bê tông, đ c

bi t bê tông công trình th y. Hi u qu kinh t , k thu t khi áp d ng trong bê
tông công trình c ng L ch Huy n, m t c ng qu c t n
đang đ

c xây d ng t i H i Phòng là r t l n.

M t s hình nh nhà máy Nhi t đi n H i Phòng:

c sâu có quy mô l n


2


3

M c tiêu c a đ tài là Nghiên c u s d ng tro tuy n nhà máy nhi t đi n
H i Phòng làm ph gia bê tông công trình c ng L ch Huy n - H i Phòng
nh m gi m thi u v n đ môi tr

ng do s ho t đ ng c a nhà máy Nhi t đi n

H i phòng đ ng th i tìm ra c p ph i mang tính hi u qu cao s d ng cho thi
công công trình c ng L ch Huy n - H i phòng
2. Cách ti p c n vƠ ph
Ph

ng pháp đ

nghi m và ph
d ng hàm l

ng pháp nghiên c u:

c l a ch n trong đ tài này là ph

ng pháp th c

ng pháp toán h c. V i nhi u thí nghi m cho các c p ph i s
ng Tro tuy n khác nhau, b ng ph

nghi m và ph n m m Maple s tìm ra hàm l

ng pháp quy ho ch th c

ng s d ng Tro tuy n t i u đ

c i thi n m t tính ch t c th nào đó c a bê tông nh c

ng đ ch u nén, kh

n ng ch ng th m và đ linh đ ng c a h n h p bê tông.
3. N i dung lu n v n
CH

NG 1: T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U S

D NG TRO BAY TRONG BÊ TÔNG
1. 1. Khái ni m và tính ch t c a tro bay.
1. 2. Tình hình nghiên c u s d ng Tro bay trong bê tông trên th gi i
và Vi t Nam.
1. 3. K t qu nghiên c u đư đ t đ
K t lu n ch
CH

c.

ng 1

NG 2: V T LI U VÀ PH

NG PHÁP NGHIểN C U

2.1. V t li u s d ng trong nghiên c u.
2.1.1 Xi m ng
Thí nghi m tính ch t c lý c a xi m ng.


4

2.1.2 Cát
Thí nghi m thành ph n c h t, các tính ch t c b n khác c a cát nh :
kh i l

ng th tích, đ r ng.
2.1.3 á
Thí nghi m xác đ nh các tính ch t c b n c a đá nh : kh i l

tích, đ r ng, kích th
2.1.4 N

ng th

c h t nh nh t, l n nh t.

c

2.1.5 Ph gia
- Thí nghi m phân tích thành ph n hóa h c c a tro tuy n nhà máy nhi t
đi n H i Phòng
- Phân tích đ c tính k thu t c a ph gia hóa h c (siêu d o).
2.2 Ph

ng pháp nghiên c u

- Các ph

ng pháp lý thuy t xác đ nh thành ph n t i u s d ng tro

tuy n dùng trong bê tông. L a ch n ph

ng pháp quy ho ch toán h c th c

nghi m đ xác đ nh thành ph n t i u tro tuy n nhà máy nhi t đi n H i Phòng
s d ng trong bê tông thi công công trình c ng L ch Huy n - H i Phòng.
K t lu n ch
CH

ng 2

NG 3: THI T K

TUY N NHÀ MÁY NHI T

C P PH I BÊ TÔNG S

D NG TRO

I N H I PHÒNG, ÁP D NG CHO BÊ

TÔNG CÔNG TRÌNH C NG L CH HUY N - H I PHÒNG
3.1. Thi t k thành ph n bê tông s d ng tro tuy n d a trên n n t ng
ph

ng pháp quy ho ch toán h c th c nghi m.
3.2. L a ch n thành ph n t i u c a bê tông s d ng tro tuy n c a nhà

máy Nhi t đi n H i Phòng.


5

3.3.Thi t k c p ph i cho bê tông công trình c ng L ch Huy n - H i
Phòng.
3.4

ánh giá hi u qu kinh t do vi c s d ng tro tuy n nhà máy

Nhi t đi n H i phòng.
K t lu n ch

ng 3

K T LU N VÀ KI N NGH
TÀI LI U THAM KH O

6

CH

NG 1: T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U, S
D NG TRO BAY TRONG BÊ TÔNG

1.1. Khái ni m và tính ch t c a tro bay.
Tro bay là ph th i thu đ

c t vi c đ t than

nhà máy nhi t đi n,

thành ph n c a nó ch a các silic oxit (SiO2), canxi oxit (CaO), Magie oxit
(MgO), l u hu nh oxit (SO2) và m t ph n hàm l
mà th

ng yêu c u không v

ng than ch a cháy (MKN)

t quá 6% .

H t tro bay d ng hình c u r t m n, m n h n xi m ng t di n đo theo
ph

ng pháp Blaine vào kho ng 250 – 600m2/kg

Hình 1.1 Hình d nh c u trúc h t tro bay

có c s cho vi c s d ng TT m t cách hi u qu trong bê tông, đ
tài đ a ra c s khoa h c trong vi c s d ng TT nói riêng và Tro bay nói
chung nh sau:
+ Hi u ng t

ng ch n (wall effect): Khi xi m ng th y hóa, s n ph m

th y hóa là Ca(OH)2 s l ng đ ng lên b m t h t c t li u làm cho vùng giao
di n chuy n ti p (Interfacal Transition Zone –ITZ) gi a c t li u và đá xi
m ng b r ng x p làm gi m s bám dính gi a chúng. C ch này có th gi i
thích nh sau: trên b m t h t xi m ng có đ đ m đ c c a các ion cao h n


7

trên b m t c t li u, các ion s chuy n d ch t b m t h t xi m ng lên b m t
h t c t li u theo c ch khu ch tán b i građien n ng đ . Vì v y, khi s d ng
tro bay có thành ph n SiO2 ho t tính chúng s nhanh chóng tác d ng v i s n
ph m thu hóa có trên b m t h t c t li u t o ra các s n ph m CSH làm t ng
c

ng đ , t ng đ đ c ch c vùng giao di n chuy n ti p, làm t ng đ bám dính

gi a đá xi m ng và h t c t li u. Chính vì v y, đ i v i bê tông ch s d ng xi
m ng poóc l ng, thì kh n ng ch ng th m c a bê tông th

ng th p h n so v i

bê tông có s d ng thêm ph gia khoáng ho t tính. i u này có th gi i thích
là do b m t ti p xúc gi a đá xi m ng và c t li u là vùng ti p xúc y u d b
th m n

c. Khi pha ph gia khoáng ho t tính, thì s liên k t c a l p ti p xúc

này t ng lên, t ng đ đ c ch c gi a ph n đá xi m ng và c t li u, d n đ n t ng
tính ch ng th m cho bê tông. Ngoài vi c t ng c
vùng giao di n chuy n ti p đ
đ

ng kh n ng ch ng th m, do

c làm đ c ch c, c

ng đ c a bê tông c ng

c c i thi n rõ r t khi bê tông có s d ng ph gia khoáng ho t tính.

này th hi n rõ đ i v i c
+ Hi u ng

ng đ bê tông

i u

các tu i dài lâu.

bi (Ball Bearing Effect): khi thay th xi m ng b ng tro

bay, do các h t tro bay có d ng hình c u nên chúng có tác d ng bôi tr n, làm
t ng tính công tác cho h n h p bê tông hay đ đ t đ
h n h p bê tông s d ng tro bay s c n l

ng n

c cùng tính công tác thì

c nhào tr n ít h n h n h p

bê tông không s d ng tro bay.
+ Hi u ng phân tán (Dispersion Effect): trong h n h p bê tông s
d ng tro bay, các h t tro bay s xâm nh p vào trong gi a các h t xi m ng và
tách các h t xi m ng ra làm cho b m t các h t xi m ng này ti p xúc nhi u
h nv in

c t ng nhanh quá trình th y hóa c a các h t xi m ng.

+ Hi u ng t ng đ đ c ch c vi c u trúc (Increased Packing Density):
tro bay s d ng trong bê tông b xung thành ph n h t còn thi u trong xi m ng


8

làm cho d i h t tr nên liên t c, làm gi m l r ng trong đá xi m ng. Các h t
tro bay m t ph n tham gia ph n ng puz lanic, t o khoáng có c

ng đ m t

ph n tham gia đi n đ y c u trúc vi mô, làm cho đá xi m ng tr nên đ c ch c.

Theo các k t qu nghiên c u c a TS. Ph m Toàn
hàm l

c [3], v i cùng

ng xi m ng và đ l u đ ng c a h n h p bê tông, nh ng m u có s

d ng tro tuy n+siêu d o có c

ng đ cao h n t 16-25 %, kh n ng ch ng

th m cao h n 0,5 MPa. Nguyên nhân do s d ng ch t siêu d o làm gi m
l

ng n

c c n c a h n h p bê tông làm gi m l

ng l r ng trong c u trúc bê

tông đ ng ngh a v i vi c t ng đ ch t c a bê tông đóng r n. Trong khi đó, tro
tuy n ngoài vai trò là ch t đ n nghi n m n l p đ y các l r ng gi a các h t c t
li u còn tham gia vào quá trình th y hóa c a xi m ng nên c
n ng ch ng th m c a bê tông đ

c nâng cao rõ r t.

K t qu nghiên c u c ng ch ra r ng,
hàm l

đ tu i ng n ngày tro tuy n v i

ng 10% xi m ng ít có tác d ng trong vi c c i thi n c

S gia t ng c

ng đ bê tông ch y u do ch t siêu d o gi m n

c a tro tuy n s càng th y rõ

ng đ và kh

ng đ bê tông.
c. Tác d ng

các tu i 28, 60, 90 và 120 ngày. [3]

Vi c s d ng tro tuy n v i hàm l

ng 10% xi m ng giúp c i thi n đáng

k đ ch ng th m c a bê tông do c u trúc c a tro tuy n là các h t hình c u
n m gi a không gian gi a các h t c t li u c ng nh l r ng trong c u trúc c a
tinh th hydro silicat, hydro aluminat… Có th th y rõ tác d ng c a tro tuy n
trong c u trúc bê tông

hình 1.2: [3]


9

Hình 1.2a. C u trúc tro tuy n

Hình 1.2b C u trúc bê tông không s d ng tro tuy n


10

Hình 1.2c C u trúc bê tông có s d ng tro tuy n

Hình 1.2a : cho th y tro tuy n có c u trúc hình c u.
Hình 1.2b: cho th y c u trúc c a bê tông không có tro tuy n có c u trúc
r ng rõ ràng, không đ c ch c.
Hình 1.2c: cho th y c u trúc c a bê tông có tro tuy n đ c ch c h n nên
có kh n ng ch ng th m t t h n.
Tro tuy n (TT) đư đ
th k tr

c.

c nghiên c u s d ng t cu i nh ng n m 80 c a

ng d ng TT cho bê tông tr nên ph bi n khi b t đ u s d ng

bê tông trong xây d ng các đ p th y l i, th y đi n. Trong th i gian t i, hàng
lo t các nhà máy nhi t đi n đ t than đi vào ho t đ ng s cho ra m t l
x l n, n u không s d ng s gây ô nhi m môi tr
các s n ph m tro x này đ u có tính ch t t

ng.

ng tro

c đi m c a h u h t

ng t nh tro x nhà máy nhi t

đi n H i Phòng. Do v y vi c nghiên c u s d ng TT s là c s giúp cho vi c
s d ng các s n ph m tro x c a các nhà máy nhi t đi n khác.


11

Hình 1.3 gi i thi u v x
à Cao C

ng đ

ng tách Tro tuy n c a công ty c ph n Sông

c s d ng đ tách Tro x than c a nhà máy nhi t đi n Ph

L i, Tro tuy n đư đ

c s d ng

các công trình th y đi n nh S n La, Sông

Tranh 2, B n Chát…

Hình 1.3 X

ng tách Tro c a công ty C Ph n Sông Ơ Cao C

ng

Hi n nay, t i Vi t Nam tro bay nhi t đi n là lo i ph gia khoáng m n
ph bi n có nhi u ngu n cung c p, h t tro bay có hình d ng c u kích th
t

ng t h t xi m ng. Trong tro bay có thành ph n SiO2

d ng vô đ nh hình

tác d ng v i vôi d trong xi m ng t o thành h p ch t CSH có c
có nh ng tác d ng ch y u đ i v i h n h p bê tông t

ng đ . Nó

i và bê tông đóng r n

nh sau:
- Gi m kh n ng tách n

c

c, phân t ng c a h n h p bê tông.

- Làm ch m th i gian đóng r n c a h n h p bê tông

12

- Gi m nhi t th y hóa c a bê tông
- T ng c

ng đ , t ng kh n ng ch ng xâm th c c a bê tông

M t s đ c đi m khác bi t gi a bê tông truy n th ng và bê tông hàm
l

ng tro bay cao đ

c đ a ra nh sau:

- D dàng đ t đ ch y c ng nh kh n ng b m, kh n ng lèn ch t.
- Có b m t sau khi thi công t t h n, th i gian thi công nhanh h n.
- Th i gian đông k t ch m h n.
-C

ng đ bê tông s đ t đ

- Có đ

n đ nh kích th

c sau tu i 28-90 ngày ho c mu n h n.

c t t. Ng n c n các v t n t do nhi t, do co t

nhiên, do co khô.
- Sau 3 tháng b o d

ng có kh n ng ch ng l i s xâm nh p ion Cl-

cao (thí nghi m theo ASTM C1202).
- Có đ b n ch ng mài mòn, ph n ng ki m – silic, n mòn sunphát.
- Có hi u qu kinh t do giá thành v t li u đ u vào th p.
- Thân thi n v i môi tr

ng, gi m khí th i cácbon, t ng ngu n nguyên

v t li u đ u vào cho ngành xây d ng.
1.2. Tình hình nghiên c u s d ng Tro bay trong bê tông trên th gi i
và Vi t Nam.
1.2.1. Tình hình nghiên c u s d ng Tro bay trong bê tông trên th
gi i
Vi c nghiên c u bê tông có hàm l

ng tro bay cao đã đ

c th c hi n t

đ u nh ng n m 80 c a th k 20. Tr i qua nhi u n m nghiên c u và phát


13

tri n, đã đ t đ

c nh ng k t qu quan tr ng nh : ch t o đ

c bê tông có hàm

l

ng tro bay cao (High Volume Fly Ash Concrete - HVFAC), bê tông ch t

l

ng cao có hàm l

ng tro bay cao (High Performance, High Volume Fly

Ash Concrete – HPVFAC).
Trong các nghiên c u v bê tông hàm l

ng tro bay có m t s nghiên

c u đáng chú ý sau:
Tro bay có nh h

ng đ n m t s tính ch t c a h n h p bê tông và bê

tông đã đóng r n nh : c

ng đ nén và s phát tri n c

ng đ , môđun đàn

h i, t bi n, kh n ng dính k t c a bê tông v i c t thép, kh n ng kháng va
đ p, kh n ng ch u mài mòn, ch ng th m và b o v ch ng n mòn, gi m kh
n ng n do ph n ng ki m- silic, b n sunphát, co khô,v.v…Tro bay có th
ng d ng trong h u h t các lo i bê tông nh : bê tông th
làm đ

ng ph m, bê tông

ng, bê tông kh i l n, bê tông b m, bê tông ng l c tr

và ng l c tr

c c ng tr

c

c c ng sau, v a xây, v a rót,v.v...[20].

N. Bouzoubau và B. Fourier, [23], đã s d ng tro bay lo i F đ nghiên
c u s phát tri n c
theo kh i l
đ

ng đ c a bê tông v i t l thay th xi m ng t 30-50%

ng, hàm l

c xác đ nh

ng ch t k t dính t 300-400 kg/m3, c

ng đ nén

các tu i 1, 7, 28, 56 ngày, đã k t lu n:

- Có th s d ng bê tông tro bay không ph gia siêu d o v i hàm l
tro bay đ t đ n 50% kh i l

ng

ng ch t k t dính cho c

ng đ nén tu i 28 ngày

- Khi thay th xi m ng b ng 30% tro bay c

ng đ tu i 1 ngày th p

l n h n 40MPa.

h n, tuy nhiên sau 28 ngày c

ng đ đ t cao h n so v i bê tông không có tro

bay (lo i tro bay Sundance). V i tro bay Point Tupper, c
c a bê tông t
t ng hàm l

ng đ

ng đ tu i 28 ngày

ng v i bê tông đ i ch ng (t l thay th tro bay 40%,

ng ch t k t dính - 350 kg/m3).


14

Rafat Siddique, [26], đã nghiên c u thay th xi m ng b ng tro bay v i
t l 40%, 45%, 50% theo kh i l

ng khi t ng hàm l

ng ch t k t dính là 400

kg/m3. Qua k t qu nghiên c u đ a ra m t s k t lu n sau:
- Vi c thay th xi m ng b ng tro bay v i các t l trên làm gi m c
đ nén, c

ng đ u n, c

ng đ ép ch , môđun đàn h i c a bê tông

ngày. Tuy nhiên, sau 28 ngày tình hình đ
-C

ng

tu i 28

c c i thi n.

ng đ thi t k tu i 28 ngày c a bê tông th a mãn yêu c u ch u l c

trong các k t c u ch u l c.
- Kh n ng ch u mài mòn c a bê tông ph thu c vào c
hàm l

ng đ nén và

ng tro bay s d ng. Kh n ng ch u mài mòn c a bê tông t ng khi tu i

c a bê tông t ng

t t c các t l tro bay s d ng.

Ông c ng đã nghiên c u thay th m t ph n c t li u m n trong bê tông
b ng tro bay lo i F, [25]. Các t l thay th tro bay so v i c t li u m n theo
kh i l

ng l n l

t là 0%; 10%; 20%; 30%; 40%; 50%. Qua k t qu nghiên

c u đã rút ra k t lu n sau:
-C

ng đ nén, c

ng đ ép ch , c

ng đ u n, môđun đàn h i c a bê

tông thay th cát b ng tro bay cho k t qu cao h n so v i m u đ i ch ng
c các ngày tu i. S phát tri n c

t t

ng đ c a bê tông có tro bay và bê tông đ i

ch ng có s khác bi t nhau rõ r t t tu i 28 ngày.
L.H. Jiang, V.M. Malhotra, [22], đã nghiên c u s thay đ i l
yêu c u c a bê tông khi s d ng hàm l

h n h p bê tông đ

c

ng tro bay cao, trong nghiên c u tác

gi đã s d ng 8 lo i tro bay. T l TB/CKD = 55% đ
đ i ch ng có t l N/XM = 0,43; l

ng n

c gi c đ nh. M u

ng xi m ng b ng 396 kg/m3.

c duy trì b ng 60±10 mm, c

ng đ nén đ

s tc a

c xác đ nh

các tu i 1, 3, 7, 28, 56 và 91 ngày. Qua k t qu nghiên c u rút ra k t lu n sau:


15

- Khi s d ng tro bay trong bê tông v i hàm l
8,8-19,4 % l

ng dùng n

ng cao cho phép gi m

c.

Somnuk Tangtermsirikul, [29], đã nghiên c u s d ng tro bay Thái Lan
trong ch t o bê tông, n m 2004 l
t n. Các nghiên c u v

nh h

ng tro bay s d ng

Thái Lan là 2,7 tri u

ng c a tro bay đ n m t s tính ch t c a ch t

k t dính, v a, bê tông nh gi m nhi t th y hóa c a ch t k t dính, gi m đ
t ng nhi t đ đo n nhi t c a bê tông, gi m đ co khô, gi m v t n t do nhi t,
gi m kh n ng th m th u c a Ion Cl, gi m ph n ng ki m silic, b n trong môi
tr

ng sunphát, t ng kh n ng ch ng mài mòn. Trong các nghiên c u trên thì

nghiên c u v đ co khô c a bê tông khi s d ng tro bay cho k t qu nh trên
hình 1.4.

Hình 1.4.

co khô c a bê tông có và không có tro bay, t l tro bay s d ng
so v i ch t k t dính 25%.

K t qu nghiên c u cho th y bê tông khi s d ng tro bay lo i F có tác
d ng gi m s co ngót khô so v i bê tông đ i ch ng không s d ng tro bay.


16

Vi c nghiên c u gi m nhi t th y hóa trong bê tông khi s d ng tro bay
đã đ

c nghiên c u t đ u nh ng n m 80 c a th k tr

đã s d ng hàm l

ng tro bay l n h n 50% theo kh i l

c, trong nghiên c u
ng ch t k t dính, các

k t qu nghiên c u đã ch ng minh vi c s d ng tro bay trong bê tông có tác
d ng gi m nhi t t a ra trong kh i bê tông, các k t qu đ

c th hi n trên hình

1.5 và b ng 1.1, [21].

Hình 1.5. S phát tri n nhi t đ

tâm m u bê tông 15x15x15cm [28].

B ng 1.1. Nhi t th y hóa c a ch t k t dính khi có và không có tro bay.

Nhi t th y hóa

tu i, Cal/g

TB/CKD, %
3 ngày

7 ngày

28 ngày

0

61

75

91

52

31

42

61

57

37

43

56

65

35

42

53

68

31

40

49

71

29

36

48


17

Christine A.Langton, N.Raiendran và Stanley E.Smith, [24], đã nghiên
c u s d ng tro đ
c

ng đ th p

c th i trong h ch a làm ch t k t dính trong bê tông

M đ thay th tro bay lo i F. Yêu c u ch t l

tro này s d ng cho bê tông c

ng đ th p là c

ng c a lo i

ng đ nén tu i 28 ngày t

0,2 MPa đ n 1,0 MPa th i gian đông k t s m h n 24 gi , kh n ng b m và
tính công tác t t. Tác gi đã nghiên c u 3 lo i tro bay có l
l n h n 6%. M i lo i tro đ

ng m t khi nung

c thí nghi m v i 5 c p ph i bê tông khác nhau.

Tuy nhiên, các lo i tro này không đ

c s d ng trong bê tông k t c u, vì nó

không th a mãn tiêu chu n ASTM C618.
Trên th gi i đư có nghiên c u đánh giá tác d ng c a bê tông s d ng
tro bay t i môi tr
hàm l

ng. Rawat Bhatta, [27], đã nghiên c u s d ng bê tông có

ng tro bay cao đ xây d ng nhà máy đi n h t nhân t i n

tông thi t k M25, M45, hàm l
kh i l

, mác bê

ng tro bay s d ng 25, 40 và 50% so v i

ng ch t k t dính. Trong nghiên c u đã đánh giá vi c gi m thi u khí

CO2 khi s d ng tro bay trong bê tông.
Ví d , mác M25 xi m ng poóc l ng s d ng kho ng 320 kg/m3, trong
khi bê tông v i hàm l

ng tro bay cao thì l

kg/m3, nh v y gi m l
gi m đ

c đáng k l

ng xi m ng s d ng kho ng 204

ng dùng xi m ng là 116kg/m3 bê tông, đ ng th i
ng khí th i CO2 do s n xu t xi m ng t o ra. Qua các

k t qu thí nghi m rút ra m t s k t lu n sau:
- Các tính ch t c a lo i bê tông này đ u v

bê tông thông th

t các yêu c u c a h n h p

ng, d b m, d thi công, gi m t n th t đ s t, gi m nhi t

th y hóa, gi m s r i ro do các v t n t nhi t gây ra.
- Có th đ t đ

cc

ng đ l n h n 50 MPa

tu i 56 và 91 ngày.