Nghiên cứu các tính chất của bê tông sử dụng hàm lượng lớn tro bay trong những điều kiện dưỡng hộ khác nhau

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊ TƠNG
SỬ DỤNG HÀM LƯỢNG LỚN TRO BAY
TRONG NHỮNG ĐIỀU KIỆN DƯỠNG HỘ KHÁC NHAU

Chuyên ngành: Vật liệu và Công nghệ vật liệu xây dựng
Mã số: 605880

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2017


Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS. Trần Văn Miền

Cán bộ chấm nhận xét 1:……………………………….

Cán bộ chấm nhận xét 2:……………………………….

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM
ngày……..tháng…….năm………

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1.
2.
3.

4.
5.

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA XÂY DỰNG


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

MSHV : 12194008

Ngày, tháng, năm sinh: 16/01/1981

Nơi sinh : TP.HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: Vật liệu và công nghệ vật liệu xây dựng

MN : 60 58 80

I. TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT CỦA BÊ TƠNG SỬ DỤNG HÀM
LƯỢNG LỚN TRO BAY TRONG NHỮNG ĐIỀU KIỆN DƯỠNG HỘ KHÁC
NHAU.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
-

Tổng quan về tro bay, tình hình ứng dụng tro bay trong nước và thế giới
Cơ sở khoa học của đề tài.

-

Phân tích nguyên liệu đầu vào : các chỉ tiêu cơ lý của xi măng, cốt liệu tự nhiên
và tro bay.

-

Đưa ra phương pháp thực nghiệm và thiết kế cấp phối mác 50MPa, 60MPa,
70MPa với các hàm lượng tro bay sử dụng 40%, 50%, 60%.
Khảo sát các tính chất của bê tơng khi sử dụng tro bay và được dưỡng hộ tro
điều kiện tiêu chuẩn và dưỡng hộ nhiệt ẩm: ảnh hưởng của hàm lượng tro bay
và điều kiện dưỡng hộ đến cường độ chịu nén của bê tông, ảnh hưởng của hàm
lượng tro bay và điều kiện dưỡng hộ đến độ pH của bê tông, khảo sát vi cấu
trúc bằng phương pháp SEM.
Kết luận và kiến nghị.

-

-

III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS. TRẦN VĂN MIỀN

Tp. HCM, ngày . . . . tháng .. . . năm 2017
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS. TS. TRẦN VĂN MIỀN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS. TS. TRẦN VĂN MIỀN

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền
LỜI CẢM ƠN

Trước hết, em xin cảm ơn gia đình đã ln quan tâm, khích lệ, động viên, tạo điều
kiện để em được an tâm học tập và đạt thành quả như ngày hôm nay.
Đặc biệt, em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy TS. Trần Văn Miền – Giáo
viên hướng dẫn. Thầy đã hết lòng giúp đỡ, dạy bảo, động viên và tạo mọi điều kiện thuận
lợi cho em trong q trình học tập cũng như hồn thành luận văn tốt nghiệp.
Cám ơn Ban giám đốc công ty cổ phần bê tông Hồng Hà đã hỗ trợ em hoàn thành
luận văn này.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả Quý Thầy Cô trong ban giảng viên bộ
môn Vật liệu và cấu kiện xây dựng đã tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn tốt
nghiệp của mình.

Trịnh Ngọc Duy Ngọc

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang iii


TĨM TẮT
Tro bay là một loại chất thải cơng nghiệp gây nguy hại cho mơi trường, vì
vậy bê tơng sử dụng hàm lượng lớn tro bay góp phần giải quyết vấn đề này. Ứng
dụng chính của loại bê tơng này là sử dụng cho các cấu kiện đúc sẵn và các cấu kiện
bê tơng khối lớn. Bê tơng có hàm lượng lớn tro bay sử dụng nguyên vật liệu cũng
giống như bê tông thông thường. Trong bài luận này, bê tông sử dụng hàm lượng
lớn tro bay được nghiên cứu các tính chất: cường độ chịu nén, độ pH và vi cấu trúc
bằng phương pháp SEM. Kết quả thí nghiệm cho thấy khi trộn tro bay ở các tỷ lệ
40%, 50%, 60% (so với chất kết dính) và dưỡng hộ nhiệt ẩm thì cường độ có xu
hướng giảm ở 28 ngày tuổi, nhưng ở 120 ngày thì cường độ khơng chênh lệch nhau
nhiều.
Từ khóa: bê tơng, tro bay.


ABSTRACT
Fly ash is an industrial waste harmful to the environment, so concrete using
fly ash high levels contribute to solving this problem. The main application of this
type of concrete is used for Precast concrete and mass concrete. Concrete containing
fly ash used materials like conventional concrete. In this essay, concrete using fly
ash high levels studied the properties: compressive strength, pH and microstructure

by means of SEM. Experimental results show that when fly ash mixed in the ratio
of 40%, 50%, 60% (compared with adhesive) and curing temperature and humidity,
the intensity tends to decrease at 28 days of age, but in 120 days the intensity does
not differ much.
Key words: porous concrete, steel slag aggregate.


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Luận văn tốt nghiệp với đề tài “NGHIÊN CỨU CÁC
TÍNH CHẤT CỦA BÊ TƠNG SỬ DỤNG HÀM LƯỢNG LỚN TRO BAY
TRONG NHỮNG ĐIỀU KIỆN DƯỠNG HỘ KHÁC NHAU.” là cơng trình nghiên
cứu của cá nhân tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS.TRẦN VĂN
MIỀN.
Tơi xin chịu mọi trách nhiệm về cơng trình nghiên cứu của riêng mình.
Tp.HCM, ngày 30 tháng 12 năm 2016
Người cam đoan

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền
MỤC LỤC

MỤC LỤC ........................................................................................................................... i
DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................................. iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................. x
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................... 1
1.1. Tổng quan về tro bay ................................................................................................... 1

1.1.1. Tình hình sản xuất và sử dụng tro bay ....................................................................... 2
1.1.2. Giới thiệu về tro bay .................................................................................................. 7
1.2.Tình hình nghiên cứu ứng dụng tro bay trên thế giới và trong nước............................ 11
1.2.1.Tình hình nghiên cứu trên thế giới............................................................................ 11
1.2.1.1.Lịch sử ................................................................................................................... 11
1.2.1.2.Tình hình nghiên cứu sử dụng hàm lượng lớn tro bay vào bê tông........................ 12
1.2.2.Tình hình nghiên cứu trong nước ............................................................................. 21
1.2.3.Tổng kết.................................................................................................................... 28
1.3.Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................... 29
1.4.Nội dung nghiên cứu ................................................................................................... 29
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ................................................................................... 30
2.1.Q trình đóng rắn của xi măng Portland .................................................................... 30
2.2.Cơ chế phản ứng Pozzolanic ....................................................................................... 34
2.3.Sự hòa tan của pha thủy tinh........................................................................................ 36
2.4.Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng của tro bay ......................................................... 41
2.5.Sản phẩm của phản ứng ............................................................................................... 45
2.6.Mơ hình phản ứng ....................................................................................................... 46

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang i


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

2.7.Bề mặt cốt liệu............................................................................................................. 47

CHƯƠNG 3: HỆ NGUYÊN LIỆU VÀ LỰA CHỌN CẤP PHỐI..................................... 49
3.1.Hệ nguyên liệu............................................................................................................. 49
3.1.1.Xi măng .................................................................................................................... 49
3.1.2.Tro bay ..................................................................................................................... 49
3.1.3.Cốt liệu ..................................................................................................................... 50
3.1.3.1.Đá dăm .................................................................................................................. 50
3.1.3.2.Cát song ................................................................................................................. 53
3.1.3.3.Cát nghiền ............................................................................................................. 54
3.1.3.4.Phối trộn cát sông và cát nghiền ............................................................................ 56
3.1.4.Phụ gia siêu dẻo ........................................................................................................ 57
3.1.5.Nước ......................................................................................................................... 57
3.2.Lựa chọn cấp phối ....................................................................................................... 58
3.3.Chế tạo mẫu thử và chế độ bảo dưỡng......................................................................... 58
3.4.Phương pháp thí nghiệm .............................................................................................. 59
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.......................................................................... 61
4.1.Ảnh hưởng của điều kiện dưỡng hộ và hàm lượng tro bay đến cường độ bê tông ...........
.......................................................................................................................................... 61
4.1.1.Mác 50MPa .............................................................................................................. 61
4.1.2.Mác 60MPa .............................................................................................................. 75
4.1.3.Mác 70MPa .............................................................................................................. 89
4.2.Mối quan hệ giữa thời gian dưỡng hộ nhiệt ẩm và cường độ chịu nén của bê tông .........
........................................................................................................................................ 103
4.2.1.Mác 50MPa ............................................................................................................ 103

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang ii

Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

4.2.2.Mác 60MPa ............................................................................................................ 104
4.2.3.Mác 70MPa ............................................................................................................ 105
4.3.Mối quan hệ giữa pH và thời gian dưỡng hộ nhiệt .................................................... 106
4.3.1.Mác 50MPa ............................................................................................................ 106
4.3.2.Mác 60MPa ............................................................................................................ 107
4.3.3.Mác 70MPa ............................................................................................................ 108
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................... 110
5.1.Kết luận ..................................................................................................................... 110
5.2.Kiến nghị ................................................................................................................... 111
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 112

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang iii


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Ảnh chụp SEM của tro bay ................................................................................... 8
Hình 1.2 cường độ chịu nén của bê tơng xét theo tuổi....................................................... 14

Hình 1.3 ảnh hưởng lượng tro bay thay thế đến cường độ nén của mẫu vữa xi măng tro
bay ..................................................................................................................................... 17
Hình 1.4 ảnh hưởng điều kiện dưỡng hộ đến cường độ nén mẫu hồ xi măng tro bay ............
.......................................................................................................................................... 17
Hình 1.5 cường độ bê tơng tro bay dưỡng hộ tiêu chuẩn ................................................... 19
Hình 1.6 cường độ bê tơng tro bay dưỡng hộ nhiệt ẩm ..................................................... 20
Hình 1.7 ảnh hưởng của điều kiện dưỡng hộ đến cường độ nén mẫu dưỡng hộ nhiệt ẩm .....
.......................................................................................................................................... 20
Hình 1.8 cấu trúc tro tuyển và bê tông sử dụng tro tuyển .................................................. 23
Hình 1.9 ảnh hưởng của hàm lượng tro bay đến cường độ nén của BTCLSC ................... 27
Hình 1.10 ảnh hưởng của hàm lượng tro bay đến sự phát triển cường độ chịu nén của
BTCLSC............................................................................................................................ 27
Hình 2.1 Hồ xi măng đã hydrat hóa gồm C-S-H, Ca(OH)2 và ettringite ..................... 34
Hình 2.2 Sự gia tăng tỉ lệ nước/ xi măng khi thay thế xi măng bằng tro bay ..................... 35
Hình 2.3 Sự phát triển cường độ của vữa sử dụng xi măng và tro bay .............................. 35
Hình 2.4 hịa tan của silica từ tro bay vào dung dịch NaOH và KOH ............................... 36
Hình 2.5 Phụ thuộc của sự hịa tan silica vào độ pH.......................................................... 36
Hình 2.6 biểu diễn sự hịa tan của Al2O3. .......................................................................... 37
Hình 2.7 biểu diễn sự hịa tan của SiO2 trong dung dịch NaOH và trong dung dich KOH
với sự khơng có mặt của vơi .............................................................................................. 37

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang iv


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

Hình 2.8 biểu diễn sự hòa tan của Al2O3 trong dung dịch NaOH với sự có mặt và khơng
có mặt của vơi ................................................................................................................... 38
Hình 2.9 biểu diễn kết quả hồ xi măng, một cái là 20% Xi măng được thay thế bằng tro
bay và cái khác là 20 % xi măng đuợc thay thế bằng bột quartz nghiền mịn..................... 39
Hình 2.10 biểu diễn sự phát triển của nồng độ Na+ và K+. ............................................... 40
Hình 2.11 biểu diễn sự phát triển của nồng độ SO42- theo thời gian ứng với 3 loại hồ xi
măng .................................................................................................................................. 40
Hình 2.12 Sự phát triển tính kiềm ..................................................................................... 41
Hình 2.13 nói về xi măng hỗn hợp như xi măng xỉ , ........................................................ 42
Hình 2.14 biễu diễn sự phát triển tính kiềm khi silica fume được sử dụng ........................ 42
Hình 2.15 Sự phát triển của nồng độ OH- theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau. ...... 43
Hình 2.16 Sự phá triển tính kiềm trong hồ xi măng ở các tỷ lệ N/X khác nhau (T=20oC) ....
.......................................................................................................................................... 44
Hình 2.17 Nước hấp phụ và lượng tro bay tự do theo tiêu chuẩn ASTM C1’4-1982 ........ 46
Hình 2.18 diễn tả sự kết tủa của sản phẩm hydrat hóa trong hồ xi măng Portland thường ....
.......................................................................................................................................... 47
Hình 3.1 ảnh chụp SEM của tro bay và mẫu tro bay sử dụng trong bài thí nghiệm .......... 50
Hình 3.2 Biểu đồ thành phần hạt của đá dăm .................................................................... 52
Hình 3.3 Biểu đồ thành phần hạt của cát sơng .................................................................. 54
Hình 3.4 Biểu đồ thành phần hạt của cát nghiền ............................................................... 55
Hình 3.5 biểu đồ thành phần hạt của hỗn hợp phối trộn cát và cát nghiền......................... 56
Hình 3.6 hình máy nén mẫu Mates sử dụng cho công tác nén mẫu bê tông ...................... 59
Hình 4.1 cường độ chịu nén của bê tơng mác 50MPa ở 28 ngày tuổi với các cấp phối thay
thế từ 0% tro bay đến 60% tro bay trong các điều kiện dưỡng hộ khác nhau .................... 62

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang v


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

Hình 4.2 cường độ chịu nén của bê tông mác 50MPa ở 120 ngày tuổi với các cấp phối
thay thế từ 0% tro bay đến 60% tro bay trong các điều kiện dưỡng hộ khác nhau ............ 63
Hình 4.3 SEM của mẫu 50MPa – 0% tro bay sau 6 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm ...................... 66
Hình 4.4 SEM của mẫu 50MPa-0% tro bay sau 8 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm ........................ 66
Hình 4.5 SEM của mẫu 50MPa-0% tro bay sau 10 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm ...................... 67
Hình 4.6 SEM của mẫu 50MPa-0% tro bay sau 12 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm ...................... 67
Hình 4.7 SEM của mẫu 50MPa-0% tro bay được dưỡng hộ 120 ngày ở điều kiện dưỡng hộ
thường ............................................................................................................................... 68
Hình 4.8 SEM của mẫu 50MPa-40% tro bay sau 6 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm ...................... 68
Hình 4.9 SEM của mẫu 50MPa-40% tro bay sau 8 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm ...................... 69
Hình 4.10 SEM của mẫu 50MPa-40% tro bay sau 10 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................... 69
Hình 4.11 SEM của mẫu 50MPa-40% tro bay sau 12 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................... 70
Hình 4.12 SEM của mẫu 50MPa-40% tro bay sau 120 ngày dưỡng hộ ở điều kiện thường ..
.......................................................................................................................................... 70
Hình 4.13 SEM của mẫu 50MPa-50% tro bay sau 6 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm ................... 71
Hình 4.14 SEM của mẫu 50MPa-50% tro bay sau 8 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................... 71
Hình 4.15 SEM của mẫu 50MPa-50% tro bay sau 10 giờ dưỡng hộ nhiệt ........................ 72
Hình 4.16 SEM của mẫu 50MPa-50% tro bay sau 12 giờ dưỡng hộ nhiệt ........................ 72
Hình 4.17 SEM của mẫu 50MPa-50% tro bay sau 120 ngày dưỡng hộ điều kiện thường ....
.......................................................................................................................................... 73
Hình 4.18 SEM của mẫu 50MPa-60% tro bay sau 6 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................... 73
Hình 4.19 SEM của mẫu 50MPa-60% tro bay sau 8h dưỡng hộ nhiệt ẩm......................... 74

Hình 4.20 SEM của mẫu 50MPa-60% tro bay sau 10 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................... 74
Hình 4.21 SEM của mẫu 50MPa-60% tro bay sau 12 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................... 75

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang vi


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

Hình 4.22 SEM của mẫu 50MPa-60% tro bay sau 120 ngày dưỡng hộ điều kiện thường .....
.......................................................................................................................................... 75
Hình 4.23 cường độ chịu nén của bê tông mác 60MPa ở 28 ngày tuổi với các cấp phối
thay thế từ 0% tro bay đến 60% tro bay trong các điều kiện dưỡng hộ khác nhau ............ 76
Hình 4.24 cường độ chịu nén của bê tông mác 60MPa ở 120 ngày tuổi với các cấp phối
thay thế từ 0% tro bay đến 60% tro bay trong các điều kiện dưỡng hộ khác nhau ........... 77
Hình 4.25 SEM của mẫu 60MPa-0% tro bay sau 6 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm ...................... 81
Hình 4.26 SEM của mẫu 60MPa-0% tro bay sau 8 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm ...................... 81
Hình 4.27 SEM của mẫu 60MPa-0% tro bay sau 10 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................... 82
Hình 4.28 SEM của mẫu 60MPa-0% tro bay sau 12 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................... 82
Hình 4.29 SEM của mẫu 60MPa-0% tro bay sau 120 ngày dưỡng hộ ở điều kiện thường ....
.......................................................................................................................................... 83
Hình 4.30 SEM của mẫu 60MPa-40% tro bay sau 6 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm ................... 83
Hình 4.31 SEM của mẫu 60MPa-40% tro bay sau 8 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................... 84
Hình 4.32 SEM của mẫu 60MPa-40% tro bay sau 10 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................... 84
Hình 4.33 SEM của mẫu 60MPa-40% tro bay sau 12 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................... 85

Hình 4.34 SEM của mẫu 60MPa-40% tro bay sau 120 ngày dưỡng hộ ở điều kiện thường ..
.......................................................................................................................................... 85
Hình 4.35 SEM của mẫu 60MPa-50% tro bay sau 6 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................... 86
Hình 4.36 SEM của mẫu 60MPa-50% tro bay sau 8 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................... 86
Hình 4.37 SEM của mẫu 60MPa-50% tro bay sau 10 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................... 87
Hình 4.38 SEM của mẫu 60MPa-50% tro bay sau 12 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................... 87
Hình 4.39 SEM của mẫu 60MPa-50% tro bay sau 120 ngày dưỡng hộ ở điều kiện thường ..
.......................................................................................................................................... 88

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang vii


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

Hình 4.40 SEM của mẫu 60MPa-60% tro bay sau 6 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................... 88
Hình 4.41 SEM của mẫu 60MPa-60% tro bay sau 8 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................... 89
Hình 4.42 SEM của mẫu 60MPa-60% tro bay sau 10 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................... 89
Hình 4.43 SEM của mẫu 60MPa-60% tro bay sau 12 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................... 90
Hình 4.44 SEM của mẫu 60MPa-60% tro bay sau 120 ngày dưỡng hộ ở điều kiện thường ..
.......................................................................................................................................... 90
Hình 4.45 cường độ chịu nén của bê tông mác 70MPa ở 28 ngày tuổi với các cấp phối
thay thế từ 0% tro bay đến 60% tro bay trong các điều kiện dưỡng hộ khác nhau ............ 91
Hình 4.46 cường độ chịu nén của bê tông mác 70MPa ở 120 ngày tuổi với các cấp phối
thay thế từ 0% tro bay đến 60% tro bay trong các điều kiện dưỡng hộ khác nhau ............ 92

Hình 4.47 SEM của mẫu 70MPa-0% tro bay sau 6 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm ...................... 95
Hình 4.48 SEM của mẫu 70MPa-0% tro bay sau 8 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm ...................... 96
Hình 4.49 SEM của mẫu 70MPa-0% tro bay sau 10 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................... 96
Hình 4.50 SEM của mẫu 70MPa-0% tro bay sau 12 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................... 97
Hình 4.51 SEM của mẫu 70MPa-0% tro bay sau 120 ngày dưỡng hộ ở điều kiện thường ....
.......................................................................................................................................... 97
Hình 4.52 SEM của mẫu 70MPa-40% tro bay sau 6 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................... 98
Hình 4.53 SEM của mẫu 70MPa-40% tro bay sau 8 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................... 98
Hình 4.54 SEM của mẫu 70MPa-40% tro bay sau 10 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................... 99
Hình 4.55 SEM của mẫu 70MPa-40% tro bay sau 12 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................... 99
Hình 4.56 SEM của mẫu 70MPa-40% tro bay sau 120 ngày dưỡng hộ ở điều kiện thường ..
........................................................................................................................................ 100
Hình 4.57 SEM của mẫu 70MPa-50% tro bay sau 6 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm ................. 100
Hình 4.58 SEM của mẫu 70MPa-50% tro bay sau 8 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................. 101

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang viii


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

Hình 4.59 SEM của mẫu 70MPa-50% tro bay sau 10 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................. 101
Hình 4.60 SEM của mẫu 70MPa-50% tro bay sau 12 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................. 102
Hình 4.61 SEM của mẫu 70MPa-50% tro bay sau 120 ngày dưỡng hộ ở điều kiện thường ..
........................................................................................................................................ 102

Hình 4.62 SEM của mẫu 70MPa-60% tro bay sau 6 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................. 103
Hình 4.63 SEM của mẫu 70MPa-60% tro bay sau 8 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm .................. 103
Hình 4.64 SEM của mẫu 70MPa-60% tro bay sau 10 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................. 104
Hình 4.65 SEM của mẫu 70MPa-60% tro bay sau 12 giờ dưỡng hộ nhiệt ẩm................. 104
Hình 4.66 SEM của mẫu 70MPa-60% tro bay sau 120 ngày dưỡng hộ ở điều kiện thường ..
........................................................................................................................................ 105
Hình 4.67 Đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ chịu nén và thời gian dưỡng
hộ của bê tông mác 50MPa ............................................................................................. 106
Hình 4.68 Đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ chịu nén và thời gian dưỡng
hộ của bê tơng mác 60MPa ............................................................................................. 106
Hình 4.69 Đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ chịu nén và thời gian dưỡng
hộ của bê tơng mác 70MPa ............................................................................................. 107
Hình 4.70. Đường cong biểu diễn mối liên hệ giữa độ pH và thời gian dưỡng hộ nhiệt của
bê tông mác 50MPa ......................................................................................................... 108
Hình 4.71. Đường cong biểu diễn mối liên hệ giữa độ pH và thời gian dưỡng hộ nhiệt của
bê tơng mác 60MPa ......................................................................................................... 109
Hình 4.72. Đường cong biểu diễn mối liên hệ giữa độ pH và thời gian dưỡng hộ nhiệt của
bê tông mác 70MPa ......................................................................................................... 110

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang ix


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Dự báo nhu cầu than của nền kinh tế quốc dân ................................................... 2
Bảng 1.2. Tro xỉ từ các nhà máy nhiệt điện trong giai đoạn 2010 – 2030............................ 3
Bảng 1.3. Khác biệt về thành phần hóa học của Tro xỉ khi đốt than .................................... 4
Bảng 1.4. Nhu cầu dự kiến sử dụng tro tuyển làm phụ gia bê tông đầm lăn của các dự
án thủy điện trong giai đoạn từ 2005 – 2015(nguồn: Công ty Tư vấn Xây dựng điện 1
(2005) .................................................................................................................................. 5
Bảng 1.5. Nhu cầu phụ gia dự kiến cho sản xuất xi măng (nguồn: quy hoạch ngành xi
măng theo quyết định số 1448/QĐ – TTg ngày 29/8/2011 .................................................. 6
Bảng 1.6: Nhu cầu vật liệu xây nung và khơng nung ......................................................... 7
Bảng 1.7. Thành phần chính của tro bay theo ASTM C618-94a ......................................... 8
Bảng 1.8. Thành phần hóa học của Tro bay nhiệt điện Phả Lại ........................................... 9
Bảng 1.9. Thành phần hóa học của tro bay Formosa ........................................................... 9
Bảng 1.10. thành phần vật lý của tro bay........................................................................... 11
Bảng 1.11 Kết quả cường độ chịu nén .............................................................................. 14
Bảng 1.12 Thành phần cấp phối và điều kiện dưỡng hộ ................................................. 16
Bảng 1.13 Thành phần hóa tro tuyển nhiệt điện Hải Phịng ........................................... 21
Bảng 1.14 Thành phần bê tơng sử dụng trong nghiên cứu............................................ 22
Bảng 1.15 Ảnh hưởng của phụ gia siêu dẻo và tro tuyển tới cường độ bê tông ............ 22
Bảng 1.16 Ảnh hưởng của điều kiện khí hậu nóng ẩm đến cường độ bê tơng ............. 24
Bảng 2.1 nồng độ của ion hòa tan Si4+ và Al3+ trong dung dịch đối với nhiều loại tro bay
khác nhau với tính kiềm khác nhau được liệt kê................................................................ 45
Bảng 3.1 Kết quả thí nghiệm xi măng Nghi Sơn ............................................................... 49
Bảng 3.2. thành phần hóa của tro bay ................................................................................ 50
Bảng 3.3 bảng kết quả thí nghiệm tính chất cơ lý của cốt liệu lớn ................................... 51
Bảng 3.4. Bảng phân tích thành phần hạt của đá dăm ....................................................... 52
Bảng 3.5 Bảng kết quả thí nghiệm tính chất cơ lý của cát song......................................... 53

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang x


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

Bảng 3.6 Bảng phân tích thành phần hạt của cát song ....................................................... 53
Bảng 3.7 bảng phân tích thành phần hạt của cát nghiền .................................................... 55
Bảng 3.8 bảng phối trộn cát sông và cát nghiền ................................................................ 56
Bảng 3.9 Bảng kết quả thí nghiệm nước trộn bê tông........................................................ 57
Bảng 3.10 Bảng thống kê cấp phối thiết kế ....................................................................... 58
Bảng 3.11 bảng tra hệ số qui đổi ....................................................................................... 60
Bảng 4.1 kết quả nén mẫu của bê tông mác 50MPa ở 28 ngày tuổi khi........................... 61
Bảng 4.2 kết quả nén mẫu của bê tông mác 50MPa ở 120 ngày tuổi khi thay thế lần lượt
từ 0% tro bay đến 60% tro bay được dưỡng hộ trong các điều kiện khác nhau ................. 62
Bảng 4.3 bảng tổng hợp kết quả nén mẫu của mác 60MPa nén ở 28 ngày tuổi ................. 76
Bảng 4.4 bảng tổng hợp kết quả nén mẫu của mác 60MPa nén ở 120 ngày tuổi ............... 77
Bảng 4.5 Bảng tổng hợp kết quả nén mẫu của mác 70MPa ở 28 ngày tuổi ....................... 91
Bảng 4.6. bảng thống kê số liệu thí nghiệm độ pH của mác 50MPa............................... 107
Bảng 4.7. bảng thống kê số liệu thí nghiệm độ pH của mác 60MPa............................... 108
Bảng 4.8. bảng thống kê số liệu thí nghiệm độ pH của mác 60MPa............................... 109

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang xi

Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

Chương 1 TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về Tro bay
Bê tông là một trong các vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất trong các cơng trình xây
dựng và cơng trình giao thơng hạ tầng. Trong đó, xi măng đóng vai trị chất kết dính trong
bê tơng hiện nay. Hiện nay, tổng cơng suất các nhà máy xi măng đang hoạt động đạt trên
70 triệu tấn. Tổng sản lượng xi măng tiêu thụ năm 2013 tại Việt Nam khoảng 61 triệu tấn
đạt 107,5% so với kế hoạch năm và tăng 13,9% so với năm 2012; trong đó tiêu thụ nội địa
khoảng 47 triệu tấn, tăng 1,5 triệu tấn (tương đương 3,4%) so với năm 2012; xuất khẩu
khoảng 14 triệu tấn, tăng gần 6 triệu tấn so với năm 2012 (trong đó clinker khoảng 10,3
triệu tấn và xi măng khoảng 3,7 triệu tấn).
Tuy nhiên, Công nghiệp sản xuất xi măng lại là một trong những ngành tiêu thụ rất lớn
nguồn tài nguyên khoáng sản (đá vôi, đất sét) và năng lượng (than, dầu, điện) cũng như
thải ra lượng khí CO2 rất lớn vào khí quyển. Số liệu điều tra cho thấy, lượng khí thải CO2
từ công nghiệp sản xuất xi măng xấp xỉ 1,35 tấn/năm chiếm khoảng 7% lượng khí thải
CO2 trên tồn thế giới (Malhotra 2002) [2]. Theo thống kê trung bình để sản xuất ra 1 tấn
xi măng đòi hỏi 4GJ nhiên liệu và sẽ thải ra 1 tấn CO2 vào khí quyển góp phần gây nên
hiệu ứng nhà kính làm cho Trái đất nóng dần lên.
Ngồi ra, lượng tro bay ở nước ta khá nhiều; theo thống kê cho thấy, công suất phát
điện của các nhà máy điện đốt than trong nước trên 5.000MW chạy bằng than antraxit
trong nước, với lượng tiêu thụ hằng năm vào khoảng 16 triệu tấn than. Lượng tro xỉ thải ra
là 5,7 triệu tấn. Từ năm 2013, riêng lượng tro xỉ thải hằng năm tại 5 nhà máy nhiệt điện
đốt than của Tập đoàn Than - Khống sản Việt Nam (TKV) khi phát đủ cơng suất ước tính
khoảng 2,8 triệu tấn/năm (trong đó khoảng 1,7 triệu tấn là tro đáy). Dự báo, đến năm
2030, khi tổng công suất nhiệt điện đốt than của cả nước tăng lên khoảng 77.000MW, kéo

theo tăng lượng than tiêu thụ là 176 triệu tấn thì lượng tro xỉ thải sẽ đạt 35 triệu tấn/năm.
Khói, bụi, tro thải ra từ các nhà máy này sẽ làm ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng nghiêm
trọng đến sức khỏe con người, chính vì vậy cần phải có các biện pháp thu hồi hoặc tái sử
dụng loại chất thải độc hại này. Hiện nay, ở trong nước, đã có một số nhà máy thu hồi chế
biến tro bay đã được xây dựng vận hành ở gần một số nhà máy nhiệt điện. Điển hình như
tại Nhà máy Sản xuất tro bay Phả Lại với 8 dây chuyền tuyển tro bay theo công nghệ
tuyển nổi với công suất 40.000 tấn/tháng. Nhà máy Chế biến tro bay Cao Cường có cơng
suất 80.000 tấn sản phẩm/năm (sử dụng nguồn tro xỉ của Nhà máy Điện Phả Lại). Xưởng
tuyển tro bay của Ban Quản lý cơng trình Thủy điện Sơn La có cơng suất 10.000 tấn/tháng
(sử dụng nguồn tro xỉ của Nhà máy Điện Phả Lại II). Xưởng tuyển tro bay của Công ty
Phụ gia bê tông Phả Lại có cơng suất 5.000 tấn/tháng (sử dụng nguồn tro xỉ của Nhà máy

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang 1


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

Điện Phả Lại II). Xưởng tuyển tro bay của Công ty CP Nhiệt điện Ninh Bình có cơng suất
50.000 tấn/năm (sử dụng nguồn tro xỉ của Nhà máy Điện Ninh Bình). Tuy nhiên, lượng
tro bay được sử dụng như là phụ gia trong xi măng, bê tông, gạch không nung và chiếm tỷ
lệ không lớn.
1.1.1. Tình hình sản xuất và sử dụng tro bay [2]
Tài nguyên và sử dụng than của Việt Nam
Việt Nam là nước nghèo tài nguyên than cả về trữ lượng và chủng loại. Theo tài

liệu địa chất, tài nguyên than của Việt Nam chỉ có 34 790 058.103 tấn trong đó trữ lượng
xác minh có 6 140 683.103 tấn.
Tình hình và dự báo khai thác và tiêu thụ than của các ngành kinh tế được nêu
trong Bảng 1.2.
Bảng 1.1. Dự báo nhu cầu than của nền kinh tế quốc dân
Nhu cầu, 1000 tấn/năm
TT
Hộ tiêu thụ
2006 2007 2008 2011 2015
2020
2025
A
Tổng nhu cầu
38125 45481 35631 40432 61779 123899 179026
I
Nội địa
16755 22030 17731 27432 56779 118899 175026
Nhiệt điện
5421 5158 6006 11500 35800 89700 137700
Xi măng
1542 2005 4045 6100 8100 10300
11400
SX phân đạm, hóa chất 394
466
459
969
2312
3053
4282
Luyện kim:

703
1199
2390
4861
- Trong Vinacomin
270
388
611
962
- Ngồi Vinacomin
433
811
1779
3899
Cơng nghiệp giấy
167
159
146
180
427
752
1326
Các hộ khác
9230 14242 7075 7980 8941 12704
15457
II
Xuất khẩu
21460 23451 17901 13000 5000
5000
4000

B
Sản lượng than NK
50600 64745 74600
82120
Nguồn nguyên liệu tro xỉ nhiệt điện
Hiện tại, phần lớn các nhà máy nhiệt điện đốt than chủ yếu tập trung ở phía Bắc, do
gần nguồn than. Tổng công suất các nhà máy nhiệt điện đang vận hành tính ở thời điểm
2010 là 4 250 MW.
Giai đoạn 2010÷2020 sẽ tiếp tục xây dựng các nhà máy nhiệt điện lớn như Mông
Dương (2 000 MW), Nghi Sơn (3 000 MW), Vũng Áng (2 000 MW), Trà Vinh (3 800
MW), Sóc Trăng (4 400 MW), Kiên Giang (1 200 MW)… Theo quy hoạch phát triển điện
lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến 2030, trong quyết định số 1028/QĐ –TTg ký

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang 2


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

ngày 21/7/2011, tổng cơng suất các nhà máy nhiệt điện tính theo phương án phụ tải cơ sở,
vào năm 2020 sẽ là 36 000 MW và năm 2030 là khoảng 75 000 MW.
Nguồn cung cấp than nhiên liệu trong nước cho các nhà máy điện thường là loại than
chất lượng thấp, có độ tro lớn hơn 31÷32%, thậm chí đến 43÷45%. Do đó, các nhà máy
nhiệt điện thải ra lượng tro xỉ khá lớn, có thể từ 20-30% lượng than sử dụng. Với suất tiêu
hao than trung bình khoảng 500 g/kWh, tổng lượng than sử dụng cho nhiệt điện và lượng

tro xỉ tạo thành ghi trong Bảng 1.3
Bảng 1.2. Tro xỉ từ các nhà máy nhiệt điện trong giai đoạn 2010 - 2030
STT

Năm

1
2
3

2010
2015
2020

Cơng suất
MW
4.250
6.240
7.240

Tiêu thụ than
Triệu tấn/năm
12,75
18,72
21,72

Lượng tro xỉ
Triệu tấn/năm
3,82 ÷ 4,46
5,61 ÷ 6,55

6,51 ÷ 7,60

Các nhà máy nhiệt điện phải thu gom triệt để toàn bộ lượng tro xỉ nguyên khai và
lưu giữ trong các bãi chứa, tránh phát tán và gây ô nhiễm môi trường.
Chất lượng của tro xỉ nguyên khai
Trước năm 2010, các nhà máy điện thường sử dụng cơng nghệ lị đốt than phun truyền
thống. Than cám ngun liệu được nghiền mịn -200 mesh trên 90%, Hỗn hợp bột than
cùng gió nóng được phun vào buồng đốt của lò hơi, hiệu suất cháy thường < 70%.
Sau năm 2010, các nhà máy điện thường sử dụng công nghệ đốt than trong lị tầng sơi.
Than ngun khai được đập đến 5÷8 mm rồi cấp vào lị đốt, hiệu suất cháy của buồng đốt
cao hơn 90%.
Trong quá trình đốt cháy chất hữu cơ, khoảng 20% chất vô cơ không cháy bị dính vón
thành các hạt lớn và rơi xuống đáy lị gọi là xỉ (hoặc tro đáy lò) Còn đến 80% chất vơ cơ
khơng cháy, bay theo khói lị và được thu hồi bằng nhiều phương pháp thu bụi (xiclon, lọc
túi, lọc tĩnh điện, …) gọi là tro (tro bay).
Thời gian nhiên liệu lưu trong buồng đốt không lâu nên dù sử dụng cơng nghệ đốt than
nào, lị than phun hay lị tầng sơi, trong tro xỉ vẫn cịn lẫn những hạt than chưa kịp cháy
hoặc chưa cháy hết. Do đó lượng mất khi nung (MKN) lẫn trong tro xỉ còn khá cao,
thường là 20÷30% (Phả Lại, ng Bí, …) có khi đến 45÷50% (n Phụ, Đạm Bắc Giang,
Ninh Bình trước đây).
Thành phần hoá học của tro xỉ nguyên khai phụ thuộc chủ yếu vào chủng loại than
đã sử dụng ở nhà máy nhiệt điện. Hiện tại, các nhà máy điện sử dụng than đá hoặc than
nâu. Sự khác nhau này ghi trong Bảng 3. Các tính chất này định hướng việc chế biến và sử
dụng tro xỉ nguyên khai.

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang 3

Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

Bảng 1.3. Khác biệt về thành phần hóa học của Tro xỉ khi đốt than
Chỉ tiêu

Than đá

Than nâu

Tổng oxit (SiO2, Al2O3, Fe2O3), %

75 ÷ 78

50 ÷ 60

Hàm lượng SO3, %

0,15

8 ÷ 10

Vơi (CaO), %

0,8

Đến 15

Từ các số liệu trên có thể nhận thấy:
+ Khi sử dụng nguồn than đá (Quảng Ninh), thành phần tro xỉ chứa lượng lớn silic và
alumin cùng tỷ lệ rất nhỏ vôi và SO3, gọi là tro xỉ silic-alumin. Đây chính là chất vơ cơ
hoạt tính tương tự như pozzolan tự nhiên. Nếu được sơ chế (tách riêng phần hữu cơ trong
tro), có thể sử dụng làm phụ gia cho xi măng. Nếu được chế biến sâu (tách triệt để phần
hữu cơ trong tro), có thể làm phụ gia cho bê tông.
+ Khi sử dụng nguồn than nâu (Thái Nguyên, Lạng Sơn,…), hàm lượng silic và alumin
thấp hơn nhiều nhưng tỷ lệ vôi và SO3 lại cao hơn nhiều, gọi là tro xỉ sunfat-vôi. Do hàm
lượng vôi khá cao nên bản thân các loại tro này chính là chất liên kết rắn trong nước. Vì
thế có thể sử dụng trực tiếp loại tro xỉ này để gia cố mặt đường đá của hệ thống đường bộ
giao thông vận tải.
Sử dụng tro xỉ sau khi tái chế
- Sử dụng tro tuyển làm phụ gia bê tông
Tro bay nhiệt điện dùng làm phụ gia bê tông khối lớn cho các cơng trình đập thuỷ điện
áp dụng cơng nghệ đổ bê tông đầm lăn (RCC).
Tổng số các dư án thuỷ điện dự kiến đưa vào vận hành ở quy mô công suất vừa (trên
30 MW) và lớn là khoảng 70 dự án với tổng cơng suất 12.341 MW. Trong đó số dự án dự
kiến áp dụng công nghệ RCC là 10 dự án với tổng khối lượng bê tông đắp đập là 12,6
triệu m3 và yêu cầu phụ gia tro tuyển khoảng từ 1,7 ÷ 2,6 triệu m3.
Một số dự án lớn có nhu cầu sử dụng tro tuyển làm phụ gia bê tông cho công nghệ
RCC ghi ở Bảng 1.5.

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang 4

Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

Bảng 1.4. Nhu cầu dự kiến sử dụng tro tuyển làm phụ gia bê tông đầm lăn của các dự
án thủy điện trong giai đoạn từ 2005 – 2015(nguồn: Công ty Tư vấn Xây dựng
điện 1 (2005)
Số tổ máy x
công suất, MW

Địa điểm

Nhu cầu

Thời gian

xây dựng

tro tuyển, t

dự kiến

Bản vẽ

2x100

Nghệ An

200.000

2006 – 2008

Sê San 4

3x390

Gia Lai

120.000

2006 – 2008

Sơn La

2400

Sơn La

660.000

2007 - 2010

Sông Tranh 2

2x190

Quảng Nam

142.000

2007 - 2010

Bản Chát

2x100

Lai Châu

195.000

2008 – 2010

Huội Quảng

2x280

Lai Châu

60.000

2008 – 2012

Bắc Hà

90

Lào Cai

77.000

2008 – 2011

Hua Na

180

Nghệ An

81.000

2008 – 2010

3x300

Lai Châu

225.000

2010 – 2013

Tên cơng trình

Lai Châu

Tro tuyển của các nhà máy nhiệt điện đốt than vùng Quảng Ninh là tro silic-alumin,
đáp ứng các yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng làm phụ gia cho cho bê tông RCC theo ASTMC618. Trên thực tế, bốn xưởng tuyển tro xỉ tại vùng Phả Lại đã cung ứng đầy đủ tro tuyển
dùng làm phụ gia bê tông và đáp ứng tiến độ xây dựng nhà máy thuỷ điện Sơn La, Bản
Vẽ, Sông Tranh 2, … và trong thời gian tới, cho thuỷ điện Lai Châu đang triển khai.
-

Sử dụng tro xỉ làm phụ gia xi măng

Tro tuyển có hàm lượng mất khi nung < 11% có thể dùng để trộn vào xi măng với tỷ lệ
trung bình 10÷20 %. Vì vậy, các Cơng ty xi măng cũng có nhu cầu khá lớn dùng tro xỉ
làm phụ gia. Với mục đích giảm giá thành và cải thiện một số tính chất của xi măng (làm
bê tông khối lớn, chống thấm nước, chống dãn nở nhiệt, nhẹ hơn bê tơng thường) có thể
trộn lượng tro tuyển tới 20÷40%, tùy thuộc vào loại xi măng cần sản xuất .
Một nhà máy sản xuất xi măng cỡ vừa như xi măng Kansai Ninh Bình có cơng suất 1,4
triệu tấn/năm, có thể sử dụng khoảng 280.000 tấn phụ gia/năm. Như vậy, với tổng công
suất của các nhà máy xi măng ở Việt Nam đến năm 2015 là khoảng 75 triệu tấn thì nhu
cầu tro tuyển dùng làm phụ gia là rất to lớn (Bảng 1.6).

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang 5


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

Bảng 1.5. Nhu cầu phụ gia dự kiến cho sản xuất xi măng (nguồn: quy hoạch ngành xi
măng theo quyết định số 1448/QĐ – TTg ngày 29/8/2011)
STT

Nội dung

Đơn vị

2011

2015

2020

2030

1

Nhu cầu xi măng

Triệu tấn

54 – 55

75 – 76

93 - 95

113 – 115

2

Nhu cầu phụ gia, 10%

Triệu tấn

5

7

10

12

- Sử dụng tro xỉ để sản xuất bê tơng
Nước ta hiện đang trong q trình phát triển xây dựng cầu cống, các cơng trình thuỷ
điện, các đê kè. Theo khảo sát thì các cơng ty bê tông cung cấp cho thị trường khoảng
15% là bê tông đúc sẵn, 85 % còn lại là do các nhà máy xi măng bán thẳng cho chủ đầu tư
xây dựng.
- Có rất nhiều cơng trình xây dựng cơ sở hạ tầng địi hỏi phải có một số phụ gia đặc
biệt như tro tuyển từ tro bay nhiệt điện để tăng các giải pháp kỹ thuật, tăng thời gian sử
dụng. Nhưng vì lượng tro bay đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng (tro tuyển) cịn ít nên việc sử
dụng chưa được rộng rãi. Tất cả các công ty bê tông như Công ty bê tông Vĩnh Tuy, Công
ty Bê tông xây dựng Hà Tây, Công ty bê tông Việt Đức… hiện đang phải nhập một số hoá
chất làm phụ gia từ nước ngoài với giá rất cao.
- Nhu cầu sử dụng tro xỉ sunfat-vôi để xây dựng đường giao thông
Nhiều nước trên thế giới đã sử dụng tro xỉ từ tro xỉ nhiệt điện để xây dựng đường giao
thông, như đắp nền đường qua vùng đất yếu; làm lớp thoát nước, lớp móng của kết cấu
mặt đường ơtơ, lớp dưới của tầng mặt bằng vật liệu đá cát gia cố tro vôi - thạch cao hoặc
tro - xi măng; làm mặt đường bê tơng và làm bột khống của bê tơng nhựa…
Ở Việt Nam, Bộ môn Đường bộ, Trường Đại học Giao thông Vận tải đã tiến hành
nghiên cứu sử dụng tro bay làm chất liên kết để gia cố vật liệu cát, đá làm mặt đường. Kết
quả cho thấy khi hỗn hợp 80 % tro bay và 20 % vôi dùng làm chất liên kết để gia cố
đường sẽ đạt được độ bền cơ học khá cao.
Khi làm mặt đường sử dụng các hỗn hợp: Đá+vôi+tro bay ẩm; tro bay ẩm+ximăng
hoặc tro bay ẩm+vôi +thạch cao. Tro bay khô dùng làm bột khống của bê tơng nhựa và
làm mặt đường bê tông. Việc sử dụng tro bay làm đường giao thông rất có triển vọng.

Hiện đang có dự án thử nghiệm xây dựng đường giao thông nông thôn huyện Kim Động,
Hưng Yên.

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang 6


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGS. TS Trần Văn Miền

- Nhu cầu sản xuất gạch không nung, bê tông nhẹ, bê tông chưng áp
Gạch không nung (gạch đá ong, gạch xỉ vơi) đã được sử dụng từ lâu, nhưng cịn nhiều
hạn chế và hiện chỉ chiếm khoảng 8 % tổng số gạch xây bao che.
Để sản xuất ra 40 tỷ viên gạch nung từ nay đến 2020 phải tiêu tốn 60 triệu tấn than,
riêng năm 2020 phải sử dụng 6,3 triệu tấn than. Việc sản xuất gạch nung, đặc biệt là lị thủ
cơng thải ra khí quyển lượng lớn khí CO2, SO2 độc hại ảnh hưởng đến môi trường sống,
sức khoẻ con người, giảm năng suất cây trồng.
Mới đây Thủ tướng Chính phủ đã có Quyết định số 121/2008 ngày 29/8/2009, phê
duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển vật liệu xây dựng đến năm 2020. Trong đó, định
hướng quy hoạch phát triển vật liệu xây không nung đến năm 2020 như trong Bảng 6.
Bảng 1.6: Nhu cầu vật liệu xây nung và không nung
Tỉ viên gạch tiêu chuẩn
TT

Vật liệu xây

2010

2015

2020

1
2

Tổng số
Gạch đất sét nung

25,0
22,5

32
24 ÷ 25,6

42
25,2 ÷ 29,2

3

Vật liệu xây khơng nung

2,5

6,4 ÷ 8

12,6 ÷ 16,8

Tỷ lệ khơng nung, %

10,0

10 ÷ 25

30 ÷ 40

4

1.1.2. Giới thiệu về tro bay
Tro bay là thành phần mịn nhất của xỉ tro than. Gọi là tro bay vì người ta sử dụng các
luồng khí để phân loại tro. Theo ACI 116 thì Tro bay được định nghĩa là phần phế thải thu
được do việc đốt than ở nhà máy nhiệt điện và được chuyển từ buồng đốt qua lị hơi bởi
ống khói.[2]
Tro bay là một loại Pozzolan nhân tạo, là tro đốt của than cám nên bản than nó đã rất
mịn, cỡ hạt từ 1µm - 20µm

TRỊNH NGỌC DUY NGỌC

12194008

Trang 7