Nghiên cứu chế tạo chất kết dính từ trường thạch ứng dụng xử lý tro xỉ nhiệt điện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐỖ THỊ HẠT

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT KẾT DÍNH
BẰNG TRƢỜNG THẠCH ỨNG DỤNG XỬ
LÝ TRO XỈ NHIỆT ĐIỆN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐỖ THỊ HẠT

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT KẾT DÍNH
BẰNG TRƢỜNG THẠCH ỨNG DỤNG XỬ
LÝ TRO XỈ NHIỆT ĐIỆN
Chuyên ngành: Hóa môi trường
Mã số: 8440112.05

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Cán bộ hƣớng dẫn : TS Phƣơng Thảo

Hà Nội - 2019

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin m ơn ến TS Phương Th o tr tiếp hướng n t
o mọi i u i n tốt nh t và t n t nh h o ho tôi trong suốt ho ng thời gian nghiên u và
hoàn thành lu n văn.
Tôi xin chân thành
m ơn toàn th
thầy ô trong Khoa Hóa họ
Trường Đ i họ Khoa họ T nhiên Đ i họ Quố gia Hà Nội
nhi t t nh
gi ng y truy n t ho tôi nh ng iến th qu
u trong suốt thời gian qua
góp phần ho

n thân tôi hoàn thành lu n văn này ư

Tôi xin gửi ời m ơn tới thầy nghi m
th Hóa Môi trường Khoa Hóa họ giúp ỡ
tôi hoàn thành lu n văn này.
Tôi xin hân thành

tốt hơn

ô anh hị và
n trong Ph ng
Trường Đ i họ Khoa họ T nhiên

m ơn
Học viên

Đỗ Thị H t


MỤC LỤC
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ..................................................................................

1.1. Geopolyme .....................................................................
1.1.1. Khái niệm và lịch sử phát triển công nghệ geopolyme ........................
1.1.2. Các cơ chế điều chế geopolyme .............................................................
1.1.3. Các nghiên cứu về geopolyme hiện nay ...............................................

1.2. Tro, xỉ nhiệt điện...........................................................

1.2.1. Khái niệm ...................
1.2.2. Ứng dụng của tro bay, xỉ nhiệt điện ...................................................
1.2.3. Hiện trạng phát thải tro, xỉ nhiệt điện ................................................
1.2.4. Tình hình xử lý tro xỉ ...........................................................................

1.3. Trƣờng thạch ..............................................................
1.3.1. Khái niệm và thành phần trƣờng thạch .............................................
1.3.2. Nguồn gốc hình thành trƣờng thạch ..................................................
1.3.3. Trữ lƣợng và phân bố trƣờng thạch ở Việt Nam ...............................
1.3.4. Ứng dụng của trƣờng thạch ................................................................
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM ..........................................................................

2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ..............................

2.1.1. Mục tiêu .....................
2.1.2. Nội dung nghiên cứu ...........................................................................

2.2. Hóa chất và dụng cụ ...................................................

2.2.1. Hóa chất .....................

2.2.2. Dụng cụ ......................

2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ...........................................


2.3.1.

Xác định tính chất của nguyên vật liệu............................................. 29

2.3.2.

Nghiên cứu quá trình hòa tan nhôm, silic từ trƣờng thạch bằng

NaOH ………………………………………………………………………32
2.3.3.

Nghiên cứu ảnh hƣởng của chất kiềm hoạt hóa đến khả năng đóng

rắn

………………………………………………………………………..35

2.3.4.

Tính toán xử lý kết quả...................................................................... 38

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................... 40
3.1. Đặc trƣng, tính chất của nguyên vật liệu................................................. 40
3.1.1.

Đặc trƣng, tính chất của tro bay và xỉ nhiệt điện.............................. 40

3.1.2.

Đặc điểm trƣờng thạch...................................................................... 41

3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ NaOH đến khả năng hòa
tan nhôm và silic từ trƣờng thạch...................................................................... 44
3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của chất hoạt hóa và hàm lƣợng của nó
đến khả năng đóng rắn....................................................................................... 46
3.3.1. Phƣơng pháp kiềm NaOH.................................................................... 46
3.3.2. Phƣơng pháp xút vôi............................................................................. 48
3.3.3. Phƣơng pháp kiềm vôi.......................................................................... 49
3.3.4. Phƣơng pháp xút- thủy tinh lỏng......................................................... 52
3.4. Đánh giá thông số chất lƣợng của vật liệu................................................. 54
3.4.1. Một số ảnh chụp SEM của mẫu vật liệu............................................... 54
3.4.2. Độ hút nƣớc và độ chịu nén sau ngâm................................................. 55
3.4.3. Độ kiềm dƣ............................................................................................ 59
3.4.4. Giá trị pH các mẫu ngâm...................................................................... 61
KẾT LUẬN.......................................................................................................... 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 66


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các tính chất của tro, xỉ nhiệt điện Cao Ngạn và tro bay Phả Lại [7] . 12

Bảng 1.2. Tổng hợp trữ lƣợng trƣờng thạch theo 6 vùng kinh tế trong cả nƣớc . 24

Bảng 2.1.Hóa chất sử dụng trong thực nghiệm.................................................... 27
Bảng 2.2. Số liệu dựng đƣờng chuẩn phân tích nhôm......................................... 34
Bảng 2.3. Số liệu dựng đƣờng chuẩn phân tích silic............................................ 34
Bảng 2.4. Thành phần phối liệu của vật liệu tro- xỉ- trƣờng thạch- NaOH........35
Bảng 2.5. Thành phần phối liệu của vật liệu tro- xỉ- trƣờng thạch- vôi..............36
Bảng 2.6. Thành phần phối liệu của vật liệu tro- xỉ- trƣờng thạch- vôi- NaOH .. 37

Bảng 2.7. Thành phần phối liệu của vật liệu tro- xỉ- trƣờng thạch- thủy tinh
lỏng- NaOH............................................................................................................ 37
Bảng 3.1. Thành phần hóa học chính của tro bay, tro xỉ Phả Lại 2....................40
Bảng 3.2. Thành phần hóa học theo khối lƣợng của trƣờng thạch....................42
Bảng 3.3. Kết quả phân tích nhôm, silic ở các nồng độ kiềm............................... 44
Bảng 3.4. Kết quả độ chịu lực mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ, trƣờng thạch, xút...46
Bảng 3.5. Kết quả độ chịu lực mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ, trƣờng thạch,.........48
Bảng 3.6. Kết quả độ chịu lực mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ, trƣờng thạch, vôi....49
Bảng 3.7. Kết quả độ chịu lực mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ, trƣờng thạch, hỗn
hợp xút- thủy tinh lỏng.......................................................................................... 52
Bảng 3.8. Kết quả đo độ hút nƣớc và độ chịu nén sau ngâm 24h........................55
Bảng 3.9. Kết quả đo độ kiềm dƣ (mM) trong 8 ngày........................................... 59
Bảng 3.10. Kết quả đo pH trong 8 ngày................................................................. 61


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cơ chế polyme hóa trực tiếp.................................................................... 3
Hình 1.2. Cơ chế polyme hóa gián tiếp.................................................................... 3
Hình 1.3. Tứ diện SiO4 và AlO4............................................................................... 4
Hình 1.4. Ảnh SEM tro bay................................................................................... 10
Hình 1.5. Lƣợng phát thải tro bay tại một số quốc gia......................................... 19

Hình 1.6. Phần trăm tro bay đƣợc sử dụng tại một số quốc gia [30]...................20
Hình 1.7. Sơ đồ pha khoáng của các khoáng vật trƣờng thạch...........................22
Hình 2.1. Máy nén và khuôn đúc để đóng rắn vật liệu......................................... 29
Hình 2.2. Nguyên lý phát huỳnh quang tia X [11]................................................ 32
Hình 2.3. Đồ thị sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ nhôm...........34
Hình 2.4. Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ silic
35
Hình 3.1. Giản đồ XRD mẫu tro bay Phả Lại....................................................... 41
Hình 3.2. Giản đồ XRD mẫu tro xỉ Phả Lại.......................................................... 41
Hình 3.3. Kết quả phân tích thành phần khoáng XRD của trƣờng thạch trƣớc khi

hoạt hóa bằng NaOH............................................................................................. 43
Hình 3.4. Kết quả phân tích thành phần khoáng XRD của trƣờng thạch sau khi
hoạt hóa bằng NaOH 7,5M.................................................................................... 43
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nồng độ Al

3+

(ppm) vào tỉ lệ rắn/lỏng

khác nhau và nồng độ dung dịch NaOH tăng dần từ 2M, 5M và 7,5M sau 7 ngày
44
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của nồng độ Si

4+

(mg/L) vào tỉ lệ

rắn/lỏng khác nhau và nồng độ dung dịch NaOH tăng dần từ 2M, 5M và 7,5M
sau 7 ngày............................................................................................................... 45

Hình 3.7. Phổ IR của trƣờng thạch trƣớc hoạt hóa và sau khi hoạt hóa 3, 7, 14,
21, 28 và 35 ngày.................................................................................................... 45
Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn cƣờng độ nén của mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ, trƣờng
thạch, xút................................................................................................................ 47
Hình 3.9. Mẫu vật liệu đóng rắn bằng NaOH 5M................................................ 47


Hình 3.10. Mẫu vật liệu đóng rắn bằng NaOH 7,5M........................................... 47
Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn cƣờng độ nén của mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ,
trƣờng thạch và hỗn hợp xút- vôi.......................................................................... 48
Hình 3.12. Mẫu vật liệu đóng rắn bằng xút- vôi................................................... 49
Hình 3.13. Mẫu vật liệu đóng rắn bằng vôi (V10)................................................. 50
Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn cƣờng độ nén của mẫu đóng rắn từ tro bay, xỉ,
trƣờng thạch và vôi................................................................................................ 51
Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn cƣờng độ nén

của mẫu đóng rắn bằng tro bay, xỉ,

trƣờng thạch và hỗn hợp xút- thủy tinh lỏng........................................................ 53
Hình 3.16. Một số ảnh chụp SEM của mẫu vật liệu............................................. 54
Hình 3.17. Đồ thị thể hiện độ hút nƣớc của mẫu vôi trong 24h..........................56
Hình 3.18. Đồ thị thể hiện độ hút nƣớc của mẫu xút- thủy tinh lỏng trong 24h . 57

Hình 3.19. Đồ thị thể hiện độ hút nƣớc của mẫu xút- vôi trong 24h...................57
Hình 3.20. Đồ thị thể hiện sự thay đổi cƣờng độ nén của mẫu vôi trƣớc ngâm và
sau ngâm 24h......................................................................................................... 57
Hình 3.21. Đồ thị thể hiện sự thay đổi cƣờng độ nén của mẫu xút- thủy tinh lỏng
trƣớc ngâm và sau ngâm 24h................................................................................ 58
Hình 3.22. Đồ thị thể hiện sự thay đổi cƣờng độ nén của mẫu xút vôi trƣớc và
sau ngâm 24h......................................................................................................... 58

Hình 3.23. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của độ kiềm dƣ của mẫu vôi sau 8 ngày
đo............................................................................................................................ 60
Hình 3.24. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của độ kiềm dƣ của mẫu xút- thủy tinh
lỏng sau 8 ngày đo.................................................................................................. 60
Hình 3.25. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của độ kiềm dƣ của mẫu xút- vôi..........60
Hình 3.26. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH của mẫu vôi sau 8 ngày................... 62
Hình 3.27. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH của mẫu xút- vôi sau 8 ngày đo.......62
Hình 3.28. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH mẫu xút- thủy tinh lỏng sau 8 ngày đo
62


Theo thống
2019

nhà m y nhi t

ho ng 14 4 tri u t n/năm
in

h y than với

àng tăng
hi n nay
sử
ó ở

ư
ụng

àm v t

nướ

làm bê-tông và phụ gia xi-măng…
Lư ng tiêu thụ tro x
công ngh
ư ph
n từ 7
mới

ốt

tp
ến 27% và ắt
sử

ó th

hông nung
thêm một

ư

nghiên
xây

u sử
ng nhà m y thủy

ph tăng

o ph i sử
Xu t phát từ nh

“Nghiên cứu chế tạo chất kết dính từ trƣờng thạch ứng dụng xử lý tro xỉ nhiệt
điện”. Nghiên c u trong lu n văn này
x
x

của các nhà máy nhi t i n hi n nay
thành khối rắn, gọi là bê tông geopolyme. Công ngh

măng hông o i bỏ than ư ưới 5%, mà ch sử dụng trường th ch làm ch t kết nh trong
qu tr nh óng rắn tro x do trường th ch là khoáng aluminosilicat có kh năng t o
geopolyme hi ư c ho t hóa ki m. Vi c sử dụng ch t kết nh vô ơ từ
trường th ch kỳ vọng mở ra hướng mới trong công ngh xử lý tro x nhi t

1

i n.


1.1.

Geopolyme

1.1.1. Khái niệm và lịch sử phát triển công nghệ geopolyme

Geopolyme hay còn gọi là p
ch t vô

ơ

liên kết ở m
à

phần tử mang

thành

polyme và

thành

tầng

có th
qu

th

c hi n nhân t o bằng cách dù

tr nh polyme ho

trong

i u ki n

1.1.2. Các cơ chế điều chế geopolyme
1.1.2.1. Cơ chế polyme hóa trực tiếp

GS Plattfort của Đ i học Br
ho ng s t ao
u ó

i n tích âm. Bằng cách dùng xút NaOH hoặ

c u của lá nhôm, biến i n tích âm của nó thành
còn l i

ó2

ầ

t
Đây
s
th

ho

t o ra

ùng

t t p t i chỗ vừa ch

polyme vô
s

ơ
phát minh d

bằng

i n tích ch

một công ngh

2


Trong th p niên 50 của thế kỷ 20
của vôi tôi với
nhờ ên trong
thế kỷ 21, chúng ta mới nh n ra
10000 lần phân tử
thường.
Đ t h t mịn và v t li u h t mịn như
âm trên toàn h t
(các cation kim lo i)
polyme Cùng ú
vào Chuỗi anion - ation - anion… à một chuỗi polyme vô

Hình 1.2. Cơ chế polyme hóa gián tiếp
Như v y s polyme hóa của t sét t o ê tông ngư c l i với s kết tinh của xi măng
Port an à: polyme hóa y nướ i ra ngoài n s kết tinh hóa hút nướ vào àm nước kết tinh
bên trong. Sở ĩ ó s y nướ ra ngoài như v y à o gi a

3

h t s t và h t vôi ó hai màng mỏng nướ
m t i h t t s t và h t vôi vốn à từ t nh âm ( t s t) và từ t nh ương (vôi)
dính l i với nhau, t o thành polyme. Muốn
nén hoặ phơi hô hay s y khô.
1.1.2.2. Cơ chế theo sự hình thành bê tông geopolyme
Theo Davidovits, có tên gọi geopolyme (bê tông polyme) à v húng ó s chuy n
biến thù h nh po yme hóa và óng rắn ở nhi t ộ th p nhưng ồng thời ũng à h p ch t vô
ơ ng và ổn ịnh ở nhi t ộ ao và hông ị cháy. Có nhi u lo i geopolyme h nhau nhưng o i
có kh năng ng dụng nhi u nh t trong xây
d

ng à a uminosi i at[30].
H nguyên li u

chế t o v t li u geopolyme bao gồm hai thành phần

h nh

ànguyên i u an ầu và h t ho t hóa ki m. Nguyên li u alumino silicat
nhằm cung c p nguồn Si và A
tro bay, meta caolanh, muội si i …)

ung ị h NaOH KOH và thủy tinh lỏng - nat

nh t à
t o môi trường ki m và tham gia vào

C u trúc của geopolyme

alumino - silico hay còn gọi à po y - sialate (silic - oxy - nhôm). Khung sialate bao

gồm nh ng t di n SiO4 và A O4 ư c nối xen kẽ với nhau bằng các nguyên tố oxi. Nh
ng ion ương (Na+, K+, Li+ Ca2+, Ba2+, NH4+, H3O+) ph i hi n di n trong các hốc của
hung cân bằng i n tích của Al3+ [39] và h nh thành monome mới.

Hình 1.3. Tứ diện SiO4 và AlO4


4


Cơ hế ph n ng ư c minh họa ở nh ng ph n

ng sau:

Theo D. Hardjito [21] qu tr nh ph n
th

ư

phân ra thành


ướ

ng hóa họ t o thành geopolyme

ó

h nh sau:

Hòa tan các phân tử Si và A

trong nguyên

i u nhờ vào

ion

hidroxit trong dung dịch.


Định hướng l i các ion trong dung dịch t o thành



Đóng rắn các monome thông qua các ph n

monome.

ng trùng ngưng polyme

t o thành
1.1.3. Các nghiên cứu về geopolyme hiện nay
Hi n t i
vào

ngành ông ngh

pane

h

i n, s n xu

d ng thô, g ch không nung, kết c u chịu lửa, kết c u chống sốc nhi t,
huôn

ú

sửa ch

a, v t li u chống cháy công ngh

nh a công ngh
1.1.3.1. Trên thế giới
Lần
App i ation”
dụng của công ngh

5

nhôm


t p trung vào thành phần và nồng
tr nh geopolyme hóa.
Thu t ng
mô t

ch t kết dính với thành phần hóa họ

vô

ịnh h nh [21]

geopolyme d a trên siloxo – aluminat [30,44]; sialat
aluminat.
Van Jarsve
của geopolyme nh hưởng bởi s
t p trong qu

tr

bo

ưỡng

và nhi t

nh
ộ gia nhi t

trong 24 giờ
geopolyme

àn
Suresh G. Patil [41], nghiên c

tông geopolyme Ông
ay và Na2SiO3/NaOH
th

p nh t.
Trong nghiên c

tông geopolyme [37]
ường ộ chịu nén của bê tông geopolyme phụ thuộ
ki n

ưỡng hộ thích h p

geopolyme.
Theo Zejak [46], cho rằng
thêm hàm

ư ng

quan với

ường

geopolyme tăng
geopolyme

àm

6

geopolyme hóa và t nh
geopolyme tăng
Theo D. Hardjito
geopolyme sử dụng tro bay từ 0,12 - 0 16 ối với
MPa, kết qu này tương t
ũng ho rằng mô un àn hồi tăng hi ường ộ chịu n n tăng Gi trị của mô un àn hồi của
bê tông geopolyme ũng gần úng với ê tông xi măng truy n thống. Trong nghiên c u v
ộ b n của bê tông geopolyme sử dụng tro bay của Monita Olivia [39] ho th y mô un
àn hồi của bê tông geopolyme vào ho ng
25,33 - 31,26 GPa, trong khi bê tông OPC có giá trị

ao hơn từ 34,16 - 38,33 GPa.

Giá trị trung
0,17.
S

kích ho t ki m của meta

xi măng

ó

xi măng

ộ

ư

liên kết
- tổng h

px

Một nhóm các tác gi
trộn với thủy tinh lỏng, t
phân tích XRD. Họ
của v t li u vô
rằng v t li u c
Hong ing và
cao lanh (MK) ở kho ng 20 C và th y rằng ường
h t của geopolyme tăng
geopolyme
b mặt của vi h t nhỏ của các h t meta cao lanh (MK).
Xu và Van Deventer [43]
của các khoáng ch t

7

y


khoáng ch t. Họ nh n th y rằng vi c bổ sung ao
ge

ối với hầu hết các khoáng ch t alumino silicat. Nếu

hông

ó

gi

a các alumino silicat với nhau khá quan trọng.
Ngoài ra

tổng h

p từ ao

750°C từ 2
rằng có th
trong nh ng năm gần
2007 Kong 2007 Duxson 2005 Rovnani
d
măng
Bên c nh
măng từ meta cao lanh (MK) khi tiếp xúc với các dung dịch ho t
th

y rằng gi

và

ộc

các m u ũ
trong dung dị h này
m ng ưới a uminosi i at vô

M.Sofi [38]
geopolyme.
1.1.3.2. Tại Việt Nam
Công ngh
ây ở Vi t Nam
Trần Anh Tiến [11]
nguyên li u
ThS Tống Tôn Kiên [6] và
geopolyme - nh ng thành t u, tính ch t và
nh ng thành t

8


ki m

qu

tr nh h nh thành

ng dụng của bê tông geopolyme.

PGS. TS Nguyễn Văn Dũng nghiên c u chế t o bê tông geo
ay Trong ó nguyên
ch t ho t hóa ki m
ịnh các yếu tố
silicat, nhi t ộ, thời gian
Trong nghiên c
gia
lu n nghiên c u th c nghi m

geopolyme n n sử dụng tro bay v :
hồi và một số các tính ch t cơ họ
Ngoài ra
nung của công ty Hu
công ngh

geopolyme sử dụng tro

cao nguyên Vi t Nam của nhóm nghiên c u ở trường
(2010), v

a và

trường

i học Giao thông v n t i H

nung sử dụng ch t kết dính geopolyme của các nhóm nghiên c u ở Vi n V t li u
xây d ng (2012).
Các bài báo cáo khoa họ

tài nghiên c u các bài báo trên trình bày tổng

quan và chi tiết v v t li u geopolyme, v
nghi m và
hưa

ưu như

lịch sử và công th c t o m u, lý thuyết thí

i m của v t li u geopo yme

Tuy nhiên

tài trên

c p ến vi c chế t o geopolyme từ tro bay, x , các lo i dung dịch ki m ho t

hóa và trường th ch.
1.2.

Tro, xỉ nhiệt điện

1.2.1. Khái niệm
Trong nhà m y nhi t i n sau qu tr nh ốt cháy nhiên li u than phần i rắn tồn t i
phế th ưới hai d ng: phần x thu ư c từ y và phần tro gồm các

9


h

t r t mịn bay theo các khí ống hói ư c thu hồi bằng các h thống thu gom của

nhà m y nhi t i n.
1.2.1.1. Tro bay
Tro bay (Fly ash) là nh ng h t tro r t nhỏ bị cuốn theo khí từ ống khói của các
nhà máy nhi t i n o ốt nhiên li u. Tro bay chủ yếu bao gồm các h t có kích thước h t
bụi (silt-sized), hình cầu ường kính từ 10 ến 100 micromet (001mm ến 0,1 mm),

tồn t i ưới d ng tinh th hoặc vô ịnh hình

Hình 1.4. Ảnh SEM tro bay
Ở
một số nước, tùy theo mụh sử dụng mà người ta phân lo i tro bay
theo
các lo i h nhau Theo tiêu hu n DBJ08-230-98 của thành phố Thư ng H i, tro
ay ư c phân àm hai o i à tro ay ó hàm ư ng canxi th p và tro ay hàm ư ng cao. Theo
cách phân lo i của Cana a tro ay ư hia àm a o i:  Lo i F: hàm ư ng CaO t hơn 8%

 Lo i CI: hàm ư ng CaO lớn hơn 8% nhưng t hơn 20%
 Lo i C: hàm ư ng CaO lớn hơn 20%


10


Trên thế giới hi n nay thường phân lo i tro ay theo tiêu hu n ASTM
C618[14]. Theo các phân lo i này th phụ thuộ vào thành phần các h p ch t mà tro
ay ư

phân àm hai o i à o i C và o i F:

 Tro bay lo i F khi tổng hàm

ư ng (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) lớn hơn

 Tro bay lo i C khi tổng hàm

ư ng (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) nhỏ hơn

70%
70%
Tro bay có thành phần chính là

các thành phần “trơ”

chiếm kho ng 84%

như oxit silic (SiO2), oxit nhôm (Al2O3), oxit sắt (Fe2O3) và một ư ng nhỏ hơn oxit
canxi (CaO), oxit magie (MgO) than hưa h y (C) Ngoài ra trong tro
l n một số thành phần tan trong nướ

ay ó th

như oxit natri (Na2O), oxit kali (K2O),... với

hàm ư ng r t nhỏ. Thành phần hóa học của tro bay phụ thuộc vào nguồn nguyên
li u than

sử dụng

ốt và i u ki n

ốt cháy trong các nhà máy nhi t

i n.

Ngoài ra tro bay còn có ho t tính Pozzolan (Ph n ng Pozzolan: Là hi n tư ng x y ra hi
xi măng ông ặc thành bê tông, một phần vôi t o hông ư c ph n ng còn sót l i sẽ kết h

p với nước và thành phần chính của tro bay là silica gây nên ph n ng ch m, có tác
dụng àm tăng ường ộ của xi măng từ sau 28 ngày).
1.2.1.2. Tro đáy (xỉ đáy lò)
X

y

X

y

ốt h y nhiên
ăm trong
ến 60% ọt sàng 0 42 mm; 0%
tới 19 mm

ến 38 1 m
trung và ó th

Thành phần ho
oxit ủa si i

11


Bảng 1.1. Các tính chất của tro, xỉ nhiệt điện Cao Ngạn và tro bay Phả Lại [7]
STT

Chỉ tiêu

1

Tổng SiO2 + Fe2O3
+ Al2O3 (%)
Hàm ư ng SO3 (%)
Độ m (%)
Hàm
LoI (%)
Sót sàng #m (%)
Thời
của v
(giờ- phút)
Độ b
Ho t t nh ường
(%)
ở tuổi 7 ngày
ở tuổi 26 ngày
Lư ng nước yêu cầu
(%)
Độ nở nồi h p (%)
Độ th i ki m (%)
K2O
Na2O

2
3
4
5
6
7

8

9
10
11

1.2.2. Ứng dụng của tro bay, xỉ nhiệt điện
1.2.2.1. Tro bay

xây d
ph m này như à một phụ gia không th
ú ết: Các công trình có sử dụng tro bay sẽ
th c cho ngành công nghi p xây d ng là: ch t
thành rẻ hơn và góp phần b o v môi trường C
bay là:

Trong hơn 5 th p niên qua, tro bay
ng một cách rộng r i và

 Ứng dụng trong sản xuất xi măng và bê tông:
Tro ay ang à một phụ gia ặc bi t cho bê tông, có th thay thế tới 20% xi măng
Do u trúc mịn, tro có th àm tăng ộ nhớt của v a và giúp khử vôi trong xi măng
(thành phần vốn gây “nổ” àm gi m ch t ư ng bê tông).

12


 Ứng dụng làm vật liệu xây dựng
Hi n nay, tro bay ư c ng dụng rộng rãi trong xây d ng với các mụ h h nhau
như àm phụ gia ho ê tông xi măng [36] làm ch t ộn cho bê tông asphalt [44] Người

ta sử dụng tro ay thay thế t s t t vôi và sỏi... làm
v t li u xây d ng cầu ường. S n xu t các lo i g ch, t m panen, s n xu t g ch cho
sân phơi ường nông thôn, nhà t m, hoặc dùng tro làm v t li u n n
công trình xây d ng nổi tiếng trên thế giớisử dụng tro ay trong
Puylaurent ở Pháp, cây cầu Great Belt East nối Copenhagen (Đan M ch) với nh
vùng t của trung tâm châu Âu,... [27].
Tro bay sử dụng làm v t li u cốt nhẹ: Cốt li u từ s n ph m tro bay có th ư c sử
dụng cho một lo t các ng dụng trong ngành công nghi p xây d ng, bao
gồm thành phần xây d ng, thành phần ê tông ú sẵn, bê tông trộn sẵn cho các tòa nhà
cao tầng …[20].
 Ứng dụng trong nông nghiệp:
Một số
nghi p [24,41]
trồng. Bên c nh
ón… Chuy n hóa tro bay thành s n ph m ch
chống chua, khô cằn và b c màu, nâng cao hi u qu
sâu tăng năng su t và ch t
ho ch, làm ch t vi ư
t t, t
1.2.2.2. Xỉ đáy lò
 Sử dụng làm cốt liệu cho bê tông nhựa:
X ư c sử dụng như ốt li u cho bê tông nh
niên 1970. Tro x
và bê tông nh a nguội và trong xây d
thông thường nên hỗn h p bê tông nh a sử dụng cốt li u là tro x
dụng
làm n n
tro x
làm cốt li u có hi u năng tương
cốt li u thông thường khác [33].

13


 Sử dụng làm vật liệu đắp nền dạng hạt:
Tro x ư c sử dụng làm cốt li u mịn
ường bộ và
i u xe.

làm n n, móng cho các công trình


Sử dụng làm phụ gia cho sản xuất xi măng Portland và geopolyme: Xi
măng Port an (OPC) à o i v t li u ư c sử dụng phổ biến nh t trên toàn
thế giới, nó là thành phần
clinke Portland chiếm t l
thêm các ch t phụ gia khác vào thành phần của xi măng Port an
than, pozzolan t
và trong ó phụ gia ầy không quá 20%), thì nh
gọi à xi măng Port an
từ nguyên li u aluminosilicate với một dung dịch ki m
ường ộ Cường
silicate và NaOH. Các lo i v
MPa [26].
 Sử dụng để xử lý nước thải:
Tro x

là một ch t h p phụ
ti m năng

lo i bỏ thuốc nhuộm
u nành có th lo i bỏ

ộc h i
ư c thuốc

ư c nghiên c u rộng rãi. Hỗn h p tro x và
nhuộm azo tan trong nước th i d t nhuộm.
 Sử dụng hàng rào bãi chôn lấp:
C

hàng rào

i

hôn

th m th p àm
ụng như một v t
entonit

ó th

Như v y tro x
ụng iên quan

14


1.2.3. Hiện trạng phát thải tro, xỉ nhiệt điện

1.2.3.1. Trên thế giới
Tại Ấn Độ, kho ng 80-100 tri u t n tro
75 nhà m y
Lư ng tro từ các nhà máy nhi t
xu t, từ 75 tri u t n năm 1995
2010 và d

ont

là 40%, và theo d
nhà máy nhi t
115 tri u t n mỗi năm
năm 2000

ến n

xu t xi măng và phần còn l i sử dụng chủ yếu trong
trưởng như v y diễn ra chủ yếu do áp l c của chính phủ
như hoàn toàn tro trong
nhà máy hi n ó trong mười ăm năm tới.
Tại Hoa Kỳ,
xu hướng tiếp tụ
kho ng 7,6 tri u t n
kết c u Lư ng tro x
có sẵn bãi chôn l p thay
tăng tỷ l

sử

nhu n. Tuy nhiên, không ph i t t c

vn

quan trọng, một số công ty v n th

dụng tro bay t i Hoa Kỳ có khác bi t rõ ràng gi a các ti u bang [22].
Nhật Bản
ngành công nghi p Hàng năm
82% s n ư ng
nhi t

in

15