Luận văn thạc sĩ ảnh hưởng của nhiệt độ dưỡng hộ đến cường độ chịu nén của bê tông có tro bay trong thành phần cấp phối

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÂM VĂN TÀI

ẢNH HƢỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ DƢỠNG HỘ
ĐẾN CƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TƠNG
CĨ TRO BAY TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI

Chun ngành : Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Dân dụng và Công nghiệp
Mã số: 85 80 201

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học : TS. NGUYỄN VĂN CHÍNH

Đà Nẵng - Năm 2019


LỜI C M ĐO N

Tác giả luận văn

Lâm Văn Tài


TR NG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG NH
Đề tài: ẢNH HƢỞNG CỦ NHIỆT ĐỘ DƢỠNG HỘ ĐẾN
CƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TƠNG CĨ TRO BAY TRONG THÀNH

PHẦN CẤP PHỐI
Học viên: Lâm Văn Tài. Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình DD và CN
Mã số: 85.80.02.01

Khóa: K36.XDD.TV, Trƣờng Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt: Luận văn tập trung nghi n c u ảnh hƣởng của nhiệt độ dƣỡng hộ đến cƣờng độ
chịu nén của bê tơng có tro bay trong thành phần cấp phối. Tro bay nhà máy nhiệt điện
Duyên Hải đƣợc sử dụng để thay thế một phần xi măng với các tỉ lệ là 10% và 20% và bê
tông đƣợc dƣỡng hộ 24 giờ khi vừa đúc mẫu xong với các nhiệt độ khác nhau là 27oC
(phịng thí nghiệm), 50oC và 75oC ác mẫu th nghiệm đƣợc chuẩn ị với tỉ lệ cấp phối l
Chất kết dính: át: Đá: Nƣớc = 1:2:3: 0.584 v gi h ng đổi trong hi đ chất kết dính
bao gồm xi măng v tro ay Thí nghiệm đƣợc thực hiện trên mẫu lập phƣơng có kích
thƣớc là 100x100x100mm tại các thời điểm hác nhau đến 90 ngày.
Kết quả cho thấy rằng Nhiệt độ dƣỡng hộ ảnh hƣởng đến sự phát triển cƣờng độ
chịu nén của
t ng th ng thƣờng không có tro bay và bê tơng có tro bay thay thế xi
măng Nhiệt độ c ng cao thì c ng l m tăng cƣờng độ chịu nén của
t ng Khi dƣỡng hộ
o
bê tông trong 24h ở nhiệt độ 75 C góp phần đạt cƣờng độ chịu nén lớn nhất so với mẫu
dƣỡng hộ tại phịng thí nghiệm v
t ng dƣỡng hộ ở nhiệt độ 50oC. Tro bay góp phần gia
tăng cƣờng độ chịu nén của t ng, đặc biệt sự gia tăng cƣờng độ rõ hơn hi t ng đƣợc
dƣỡng hộ ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ phịng thí nghiệm ình thƣờng. Với phạm vi nghiên
c u đề tài, bê tơng có 20% tro bay thay thế xi măng đƣợc dƣỡng hộ 24 giờ sau hi đúc mẫu
ở nhiệt độ 75oC c cƣờng độ chịu nén cao nhất.
Từ khóa:

ờ

ộ chịu nén, nhi

ộ d ỡng hộ

Topic: EFFECT OF CURING TEMPERATURE ON THE COMPRESSİVE
STRENGTH OF CONCRETE MADE WITH FLY ASH
Abstract: The thesis studied the effect of curing temperature on the compressive strength
of concrete when fly ash from Duyen Hai powder station was used at the proportion of
10% and 20% by weight of cement and all fresh mixes were cured at different temperature
namely air temperature, 50oC and 75oC for 24 hours after casting. The mix proportions are
binder: sand: coarse aggregates: water as 1:2:3:0.584. Compressive strength tests were
conducted on cubes samples dimensions of 100x100x100mm at different ages until
90 days.


The results show that the curing temperature has an affect on the developing of
compressive strength of concrete for both concrete with and without fly ash. The higher
curing temperature the higher compressive strength. The optimum curing temperature
within the range of this investigation is 75oC when cured in 24 hours after casting in
compared with air temperature and 50oC curing. Fly ash contributed to increase the
compressive strength of concrete especially when cured at higher temperature than lab air
temperature. With in the range of investigation, concrete with 20% of fly ash used to
replace Portland cement and cured at 75oC in 24 hours after casting has the highest
compressive strength.
Key words: concrete, fly ash, curing temperature, compressive strength.


MỤC LỤC
TRANG BÌA

LỜI
M ĐO N
TR NG TĨM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG NH
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên c u của đề tài ............................................................................2
3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên c u .......................................................................2
4 Phƣơng pháp nghi n c u .....................................................................................3
5. Kết quả dự kiến ....................................................................................................3
6. Bố cục đề tài ........................................................................................................3
HƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TRO BAY, BÊ TÔNG, VÀ CÁC NHÂN TỐ
ẢNH HƢỞNG ĐẾN ƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG .............................4
1.1. TỔNG QUAN VỀ BÊ TƠNG ..........................................................................4
1.1.1. Khái niệm về bê tơng.................................................................................4
1 1 2 ƣờng độ chịu nén của Bê tông .................................................................5
1.1.3. Các nhân tố ảnh hƣởng đến cƣờng độ của bê tông ....................................6
1.2. GIỚI THIỆU VỀ TRO BAY ..........................................................................11
1.2.1. Khái niệm về tro bay ................................................................................11
1.2.2. Các chỉ ti u cơ lý của tro bay ...................................................................11
1.2.3. Thành phần hóa học trong tro bay ............................................................13
1.2.4. Các nguyên tố vi lƣợng trong tro bay.......................................................15
1.2.5. Cấu trúc hình thái của tro bay ..................................................................16
1.2.6. Ảnh hƣởng của tro ay đến một số đặc tính của bê tơng .........................17
1.2.7. Một số cơng trình ng dụng tro bay ở Việt Nam ....................................19
1.3. VAI TRÒ CỦA NHIỆT ĐỘ DƢỠNG HỘ ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN ƢỜNG
ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG ..........................................................................22
1.4. KẾT LUẬN HƢƠNG ..................................................................................23

HƢƠNG 2 TIÊU CHUẨN, VẬT LIỆU THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM .....................24
2.1. TIÊU CHUẨN ................................................................................................24
2.1.1. Tiêu chuẩn về vật liệu ..............................................................................24


2.1.2. Tiêu chuẩn về thí nghiệm .........................................................................24
2.2. VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM .............................................................................24
2.2.1. Cát (cốt liệu nhỏ) ......................................................................................24
2 2 2 Đá dăm (cốt liệu lớn) ................................................................................25
2 2 3 Xi măng ....................................................................................................27
2.2.4. Tro bay .....................................................................................................29
2 2 5 Nƣớc ........................................................................................................31
2.3. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM ...............................................................................34
2 3 1 Khu n đúc mẫu ........................................................................................34
232

n đo độ sụt ............................................................................................34

2.3.3. Tủ sấy .......................................................................................................36
2.3.4. Bàn cân mẫu .............................................................................................37
2.3.5. Máy nén mẫu ............................................................................................38
2.3.6. Máy trộn bê tông: sử dụng máy trộn dung tích ........................................38
HƢƠNG 3. THÍ NGHIỆM XÁ ĐỊNH ƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ
TÔNG KHI SỬ DỤNG TRO BAY THAY THẾ MỘT PHẦN XI MĂNG KHI
ĐƢỢ DƢỠNG HỘ TRONG Á MÔI TRƢỜNG NHIỆT ĐỘ KHÁC NHAU .39
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG ....................................................................................39
3.2. VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG HƢƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM ............39
3.3. THÀNH PHẦN CẤP PHỐI CÁC HỖN HỢP BÊ TÔNG .............................39
3.4. ĐÚ MẪU VÀ DƢỠNG HỘ MẪU ..............................................................43
3.5. THÍ NGHIỆM XÁ ĐỊNH ĐỘ SỤT .............................................................45

3.6. THÍ NGHIỆM XÁ ĐỊNH ƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG ......47
3.6.1. Quy trình nén mẫu: ...................................................................................47
3.6.2. Tính tốn kết quả cƣờng độ chịu nén của mẫu thử ..................................48
3.7. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................50
3.7.1 Độ sụt của các hổn hộp bê tông: ..............................................................50
3.7.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ dƣỡng hộ đến cƣờng độ chịu nén của bê tông ..51
3.8. KẾT LUẬN HƢƠNG 3 ...............................................................................58
KẾT LUẬN VÀ KİẾN NGHỊ...................................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................61
QUYẾT ĐỊNH Gİ O ĐỀ TÀİ LUẬN VĂN THẠ SĨ ( ản sao).
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Hệ số chất lƣợng vật liệu A và A1 .............................................................9
Bảng 1.2. Kết quả thí nghiệm tro bay .......................................................................13
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của tro bay theo vùng miền .....................................14
Bảng 1.4. Thành phần hóa học tro bay ở Ba Lan từ các nguồn nguyên liệu
khác nhau .............................................................................................15
Bảng 2.1. Thành phần hạt của cát .............................................................................24
Bảng 2 2 H m lƣợng ion Cl- trong cát .....................................................................25
Bảng 2.3. Thành phần hạt của cốt liệu lớn ................................................................26
Bảng 2.4. Mác của đá dăm từ đá thi n nhi n theo độ nén dập .................................26
Bảng 2.5. Yêu cầu về độ nén dập đối với sỏi và sỏi dăm .........................................27
Bảng 2.6. Các chỉ tiêu chất lƣợng của xi măng po c lăng ........................................28
Bảng 2.7. So sánh chỉ tiêu chất lƣợng của Xi măng Kinh Đỉnh PCB40 với TCVN 29
Bảng 2.8. Chỉ tiêu chất lƣợng tro bay dùng cho bê tông và v a xây ........................30
Bảng 2.9. Kết quả thí nghiệm tro bay .......................................................................31
Bảng 2 1

H m lƣợng tối đa cho phép của muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua và
cặn h ng tan trong nƣớc trộn v a ......................................................32

Bảng 2.11 H m lƣợng tối đa cho phép của muối hòa tan, ion sunfat, ion clorua và
cặn h ng tan trong nƣớc d ng để rửa cốt liệu và bảo dƣỡng

t ng

.............................................................................................................33
Bảng 2.12. Các yêu cầu về thời gian đ ng ết của xi măng v cƣờng độ chịu nén
của v a .................................................................................................33
Bảng 3.1. Thành phần cấp phối của hỗn hợp bê tông ...............................................40
Bảng 3.2. Thành phần cấp phối của 1 mẻ trộn ..........................................................43
Bảng 3.3. Bảng trị số α ..............................................................................................49
Bảng 3.4. Kết quả đo độ sụt ......................................................................................50
Bảng 3.5. Kết quả cƣờng độ chịu nén của tất cả các mẫu thí nghiệm tại ngày tuổi .51
Bảng 3.6. Sự tăng hay giảm cƣờng độ chịu nén của mẫu có tro bay thay thế xi măng
so với mẫu đối ch ng (0%TB), (10%TB), (20%TB) ..........................52


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Mẫu thí nghiệm nén ....................................................................................5
Hình 1.2. Sự phá hoại mẫu thử khối vng ...............................................................6
Hình 1.3. Biểu đồ sự phá hoại mẫu thử khối vng ...................................................7
Hình 1.4. Sự phụ thuộc của cƣờng độ

t ng v o lƣợng nƣớc nhào trộn .................8

Hình 1 5. ác silo ch a tro ay sau hi đƣợc thu gom ằng hệ thống t nh điện ......12

Hình 1 6 Vận chuyển tro ay tới vị tr thu gom ......................................................12
Hình 1.7. Sự tƣơng phản về kích thƣớc gi a các hạt trong hoảng

ch thƣớc

thƣờng nhiều hơn ..................................................................................16
Hình 1.8. Biểu diễn đặc trƣng dạng cầu của các hạt tro bay hình cầu lớn và các
hạt nhỏ ..................................................................................................16
Hình 2 1

hu n chuẩn bị đúc mẫu ...........................................................................34

Hình 2 2

n đo độ sụt ............................................................................................34

Hình 2 3 cách đo độ sụt ...........................................................................................35
Hình 2 4 đỗ bê tơng vào mẫu ...................................................................................35
Hình 2 5 Tủ sấy bảo dƣỡng ở nhiệt độ cần thí nghiệm mẫu trong 24 h ..................36
Hình 2 6 Quá trình cho hu n đúc v o tủ sấy..........................................................36
Hình 2 7 Mẫu đƣợc lấy ra từ tủ sấy để trong phịng thí nghiệm chờ đến ngày tuổi
thí nghiệm nén ......................................................................................37
Hình 2 8

n hối lƣợng mẫu ..................................................................................37

Hình 2 9 Máy nén mẫu bê tơng ................................................................................38
Hình 3 1 Đo độ sụt bê tơng tại xƣởng ....................................................................44
Hình 3 2 Đúc mẫu bê tơng tại xƣởng .......................................................................44
Hình 3 3 Đầm bê tơng tại xƣởng ..............................................................................44

Hình 3 4 Đƣa mẫu vào tủ sấy dƣỡng hộ trong 24(h) với nhiệt độ cần thí nghiệm .44
Hình 3.5. Tủ sấy đang hoạt động .............................................................................45
Hình 3.6. Mẫu bảo dƣỡng tự nhi n trong dƣỡng hộ mẫu trong 24(h) phịng thí
nghiệm chờ đến ngày nén .....................................................................45
Hình 3 7

n đo độ sụt ............................................................................................45


Hình 3 8

ách đo độ sụt bê tơng ..............................................................................46

Hình 3.9a. Mẫu nén bắt đầu gia tải ...........................................................................47
Hình 3.9b. Kết quả mẫu nén sau gia tải xong ...........................................................48
Hình 3.10. Sự phát triển cƣờng độ chịu nén của tất cả các mẫu theo thời gian ........52
Hình 3.11. Sự phát triển cƣờng độ chịu nén của các mẫu M0(PTN); M0(50);
M0(75) theo thời gian ...........................................................................53
Hình 3.12. Sự phát triển cƣờng độ chịu nén của các mẫu M10(PTN); M10(50);
M10(75) theo thời gian .........................................................................55
Hình 3.13. Sự phát triển cƣờng độ chịu nén của các mẫu M20(PTN); M20(50);
M20(75) theo thời gian .........................................................................57


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Tro bay (tên tiếng Anh là fly ash), phần mịn nhất của tro xỉ than. Gọi là tro
ay vì ngƣời ta dùng các luồng h để phân loại tro: Khi thổi một luồng khí nhất

định thì hạt to sẽ rơi xuống trƣớc và hạt nhỏ sẽ ay xa hơn
Trong các nh máy nhiệt điện, sau quá trình đốt cháy nhi n liệu than đá phần
phế thải rắn tồn tại dƣới hai dạng: phần xỉ thu đƣợc từ đáy l v phần tro gồm các
hạt rất mịn ay theo các h ống h i đƣợc thu hồi ằng các hệ thống thu gom
của các nh máy nhiệt điện Trƣớc đ y ở ch u

u c ng nhƣ ở Vƣơng quốc

nh

phần tro n y thƣờng đƣợc cho l tro của nhi n liệu đốt đ đƣợc nghiền mịm
Nhƣng ở Mỹ, loại tro n y đƣợc gọi l tro ay ởi vì n thốt ra c ng với h ống
h iv

ay v o trong h ng h V thuật ng tro ay (fly ash đƣợc d ng phổ

iến tr n thế giới hiện nay để chỉ phần thải rắn thoát ra c ng các h ống h i ở
các nh máy nhiệt điện [1].
Ở một số nƣớc, t y v o mục đ ch sử dụng m ngƣời ph n loại tro ay theo
các loại hác nhau Theo ti u chuẩn D J 8- 23 -98 của th nh phố Thƣợng Hải,
Trung Quốc, tro ay đƣợc ph n l m hai loại l tro ay c h m lƣợng canxi thấp v
tro bay c h m lƣợng canxi cao Tro ay c ch a h m lƣợng canxi 8
hơn (hoặc

aO tự do tr n 1

CaO trong tro ay hoặc

hoặc cao

l loại tro ay c h m lƣợng canxi cao Do đ ,

aO tự do đƣợc sử dụng để ph n iệt tro ay c h m

lƣợng canxi cao với tro ay h m lƣợng canxi thấp Theo cách ph n iệt n y thì tro
ay c h m lƣợng canxi cao c m u hơi v ng trong hi đ tro ay c h m lƣợng
canxi thấp c m u hơi xám. [2].
Hiện nay, bê tông vẫn là loại vật liệu phổ biến cho các công trình từ thấp
tầng đến cao tầng trên tồn thế giới. Tuy nhiên, nguyên liệu sản xuất hầu hết đến
từ tự nhi n nhƣ cát, đất sét, đá v i,

đang dần cạn kiệt, gây ảnh hƣởng nghiêm

trọng đến m i trƣờng sống nhƣ h thải CO2 từ sản xuất xi măng g y hiệu ng
nhà kính, mất đất nơng nghiệp trong sản xuất gạch, khai thác cát ảnh hƣởng dòng
chảy gây sạt lở bờ s ng

đ i hỏi có nh ng nghiên c u tối ƣu n ng cao cƣờng độ

hỗn hợp bê tông nhằm mang lại hiệu quả tối đa, giảm hao tổn kinh tế và tài
nguyên sử dụng. [3].
Nhìn chung, hỗn hợp bê tông bao gồm các thành phần: Cốt liệu và chất kết
dính. Chất kết dính bao gồm: Xi măng + nƣớc, phụ gia… Nhƣ vậy, với hầu hết


2

bê tơng hiện đang sử dụng thì thành phần cơ ản là cốt liệu, xi măng v nƣớc.
ƣờng độ của cốt liệu là cố định, đƣợc quy định bởi sự hình thành của tự nhiên,
trong quá trình sử dụng vật liệu chúng ta đ chọn trƣớc nguồn gốc sử dụng cốt

liệu Tuy nhi n, t nh năng cơ lý của hỗn hợp v a xi măng c ng chịu ảnh hƣởng
trực tiếp từ chất kết dính và các lỗ rỗng gi a các cốt liệu liên kết với nhau. [4].
Vậy cƣờng độ của bê tông chịu ảnh hƣởng chủ yếu từ yếu tố chất kết dính và
lỗ rỗng gi a các cốt liệu liên kết với nhau…Ngo i ra cƣờng độ nén của bê tơng cịn
phụ thuộc v o điều kiện của m i trƣờng dƣỡng hộ trong đ nhiệt độ dƣỡng hộ c ng
đ ng vai tr quan trọng.
Nh ng kết quả nghiên c u trƣớc đ cho thấy rằng khi thay thế xi măng ằng
tro bay với h m lƣợng lớn (40%) thì phản ng pozzolanic của tro bay xảy ra rất
chậm trong m i trƣờng dƣỡng hộ ình thƣờng với nhiệt độ phịng thí nghiệm
(khoảng 27oC). Do đ cƣờng độ bê tơng có tro bay thay thế xi măng h m lƣợng lớn
(4

thƣờng suy giảm. Nhằm tiếp tục nghiên c u vai trò của nhiệt độ dƣỡng hộ

đến phản ng pozzolanic của tro ay, qua đ ảnh hƣởng nhƣ thế n o đến cƣờng độ
chịu nén của

t ng đ th i thúc tác giả l m đề tài nghiên c u: “Ảnh hƣởng của

nhiệt độ dƣỡng hộ đến cƣờng độ chịu nén của bê tơng có tro bay trong thành
phần cấp phối”
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Nghiên c u ảnh hƣởng của nhiệt độ dƣỡng hộ đến cƣờng độ chịu nén của bê
tông khi một phần xi măng đƣợc thay thế bởi tro bay.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đánh giá các ết quả và cơng trình nghiên c u trƣớc đ về vai trò của tro
ay đến cƣờng độ chịu nén của bê tơng và vai trị của điều kiện (nhiệt độ) dƣỡng hộ
đến cƣờng độ chịu nén của bê tông.
- Các loại vật liệu địa phƣơng:

át Trà Vinh (tỉnh Trà Vinh , xi măng Hà

Tiên, tro bay Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải, Trà Vinh.
- Thí nghiệm đánh giá ảnh hƣởng của nhiệt độ dƣỡng hộ an đầu m i trƣờng
khơng khí tại phịng thí nghiệm (khoảng 27oC), 50oC, 75o

đến cƣờng độ chịu nén

bê tông hi tro ay đƣợc d ng để thay thế xi măng ở tỉ lệ 10% và 20% đến 90 ngày.


3

4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Thực hiện các thí nghiệm dựa trên tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 3105:1993:
Hỗn hợp bê tông nặng và bê tông nặng - Lấy mẫu, chế tạo và bảo dƣỡng mẫu thử;
TCVN 3106:1993: Hỗn hợp bê tông nặng - Phƣơng pháp thử độ sụt; TCVN
3118:1993: Bê tông nặng - Phƣơng pháp xác định cƣờng độ nén.
- Các mẫu bê tơng thí nghiệm có thành phần tro bay thay thế xi măng l

,

10% và 20%.
-Nhiệt độ dƣỡng hộ: m i trƣờng khơng khí tại phịng thí nghiệm (khoảng
o

27 C), 50oC cho 24h; 75oC cho 24h
- Phân tích và thảo luận các kết quả thí nghiệm.
5. Kết quả dự kiến
- Xác định đánh giá ảnh hƣởng của nhiệt độ dƣỡng hộ lúc đầu (24h sau khi

đúc mẫu đến cƣờng độ chịu nén

t ng hi tro ay đƣợc sử dụng thay thế xi măng

với h m lƣợng tƣơng đối lớn đến 20%.
- Đƣa ra các huyến cáo khi ng dụng.
6. Bố cục đề tài
Mở đầu:
1. Tính cấp thiết của đề tài
2. Mục ti u đề tài
3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên c u
4 Phƣơng pháp nghi n c u
hƣơng 1: Tổng quan về tro bay, bê tông, và các nhân tố ảnh hƣởng đến cƣờng
độ chịu nén của

t ng.

Chƣơng 2: Tiêu chuẩn, vật liệu và thiết bị thí nghiệm.
hƣơng 3: Th nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén của bê tông khi sử dụng tro
bay thay thế một phần xi măng hi đƣợc dƣỡng hộ trong các m i trƣờng nhiệt độ
khác nhau
Kết luận và kiến nghị


4

CHƢƠNG 1
TỔNG QU N VỀ TRO B Y, BÊ TÔNG, VÀ CÁC NHÂN TỐ ẢNH
HƢỞNG ĐẾN CƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦ BÊ TÔNG
1.1. TỔNG QU N VỀ BÊ TÔNG

1.1.1. Khái niệm về bê tông
t ng l một loại vật liệu nh n tạo đƣợc chế tạo từ các vật liệu rời (cát, đá,
sỏi v chất ết d nh (thƣờng l xi măng , nƣớc v c thể th m phụ gia Vật liệu rời
c n gọi l cốt liệu, cốt liệu c 2 loại é v lớn Loại é l cát c
5 mm, loại lớn l sỏi hoặc đá dăm c

ch thƣớc (5-4 mm

ch thƣớc (1-

hất ết d nh l xi

măng trộn với nƣớc hoặc các chất dẻo hác[1].
Phụ gia nhằm cải thiện một số t nh chất của
nhƣ trong quá trình sử dụng
hỗn hợp

t ng trong lúc thi c ng c ng

nhiều loại phụ gia nhƣ phụ gia n ng cao độ dẻo của

t ng, tăng nhanh hoặc éo d i thời gian đ ng ết của

cƣờng độ của

t ng, n ng cao

t ng trong thời gian đầu, chống thấm[2

Nguyên lý tạo n n

t ng l d ng các cốt liệu lớn l m th nh ộ hung, cốt

liệu nhỏ lấp đầy các hoảng trống v d ng xi măng l m chất ết d nh li n ết chúng
lại th nh một thể đặc chắc c

hả năng chịu lực v chống lại các iến dạng [3]

t ng c cấu trúc h ng đồng nhất vì hình dạng

ch thƣớc cốt liệu hác

nhau, sự ph n ố của cốt liệu v chất ết d nh h ng thật đồng đều, trong

t ng

vẫn c n lại một số t nƣớc thừa v lỗ rỗng li ti (do nƣớc thừa ốc hơi
Quá trình h c ng của

t ng l quá trình thủy h a của xi măng, quá trình

thay đổi lƣợng nƣớc c n ằng, sự giảm eo nhớt, sự tăng mạng tinh thể của đá xi
măng

ác quá trình n y l m cho

t ng trở th nh vật liệu vừa c t nh đ n hồi vừa

c t nh dẻo
*

t ng đƣợc ph n loại theo các cách sau đ y:
Theo cấu trúc:

ong,

t ng đặc chắc,

t ng c lỗ rỗng (d ng t cát ,

t ng tổ

t ng xốp
Theo dung lƣợng:

liệu é (γ = 18
nặng (γ> 25

÷ 22

G/m3 ;

÷ 25

G/m3 ;

t ng nặng cốt

t ng nhẹ (γ < 18

G/m3 ;

t ng đặc iệt

G/m3

Theo chất ết d nh:
thạch cao,

t ng nặng (γ = 22

t ng xỉ,

t ng xi măng,

t ng sillicat

t ng nhựa,

t ng chất dẻo,

t ng


5

Theo phạm vi sử dụng:
t ng cách nhiệt,

t ng l m ết cấu chịu lực,

t ng chịu n ng,

t ng chống x m thực v v…

Theo th nh phần hạt:

t ng th ng thƣờng,

t ng cốt liệu é,

t ng ch n

đá hộc…
1.1.2. Cƣờng độ chịu nén của Bê tông
ƣờng độ chịu nén của

t ng l

hả năng chịu ng suất nén của mẫu

t ng Mẫu c thể chế tạo ằng các cách hác nhau: lấy hỗn hợp

t ng đ đƣợc

nh o trộn để đúc mẫu hoặc d ng thiết ị chuy n d ng hoan lấy mẫu từ ết cấu c
sẵn Mẫu để đo cƣờng độ c thể dạng hối vu ng cạnh a = 1 ; 15; 2 cm; hối lăng
trụ đáy vu ng; hối trụ tr n, đƣợc thực hiện theo điều iện chuẩn trong thời gian 28
ngày [4]

A

A
h

a A

a
a
D
H

1 1 Mẫ

í

é

t ng th ng thƣờng c R= 5÷3 Mpa

t ng c R> 4 Mpa l loại cƣờng

độ cao Hiện nay, ngƣời ta đ chế tạo đƣợc các loại

t ng đặc iệt c R≥ 8 Mpa

Khi ị nén, ngo i iến dạng co ngắn theo phƣơng tác dụng lực,
ngang Th ng thƣờng ch nh sự nở ngang quá m c l m cho
vỡ Nếu hạn chế đƣợc m c độ nở ngang của
nén của n

Trong th nghiệm nếu h ng

t ng c n ị nở

t ng ị n t v

ị phá

t ng c thể l m tăng hả năng chịu

i trơn mặt tiếp xúc gi a mẫu thử v

n

nén thì tại đ sẽ xuất hiện lực ma sát c tác dụng cản trở sự nở ngang, ết quả mẫu
ị phá hoại theo hình tháp đối đỉnh nhƣ hình 1 1 Nếu

i trơn mặt tiếp xúc để

t ng tự do nở ngang thì hi iến dạng ngang quá m c trong mẫu sẽ xuất hiện các
vết n t dọc v sự phá hoại xảy ra nhƣ tr n hình 1 1c

ƣờng độ của mẫu đƣợc

trơn thấp hơn cƣờng độ của mẫu hối vu ng c ma sát [4]
.

i

6

a)

b)
H

12 S p

ạ

ẫ

c)
ử

1 – mẫu; 3 – ma sát; 5 – hình tháp phá hoại
2 – bàn máy nén; 4 –

t ng ị ép vụn;

6 – vết n t dọc trong mẫu
Vì ma sát l m cản trở iến dạng ngang m với mẫu hối hi tăng cạnh a thì
R giảm v cƣờng độ của mẫu hình trụ thấp hơn cƣờng độ của mẫu hối vu ng
Vì vậy, hối vu ng c

ch thƣớc é c cƣờng độ cao hơn so với mẫu c

ch

thƣớc lớn, v mẫu lăng trụ (c chiều cao gấp 4 lần cạnh đáy c cƣờng độ chỉ ằng
,8 lần cƣờng độ mẫu hối vu ng c c ng cạnh đáy Nếu th nghiệm với mặt tiếp
xúc đƣợc

i trơn để

t ng đƣợc tự do nở ngang sẽ h ng c sự hác iệt nhƣ vừa

nêu [4]
1.1.3. Các nhân tố ảnh hƣởng đến cƣờng độ của bê tông
a. Thành phần và công nghệ chế tạo
ƣờng độ của

T lớn hay é l do th nh phần v c ng nghệ chế tạo quyết

định Một số yếu tố cơ ản ảnh hƣởng đến cƣờng độ T:
hất lƣợng v số lƣợng xi măng
Độ c ng, độ sạch v cấp phối cốt liệu
Tỷ lệ gi a nƣớc v xi măng
hất lƣợng của việc nh o trộn, đổ, đầm v điều iện ảo dƣỡng T
b. Tuổi của bê tông
Tuổi l thời gian t (ng y t nh từ lúc chế tạo T đến hi n chịu lực
độ của
dần

ƣờng

t ng tăng theo thời gian Thời gian đầu cƣờng độ tăng nhanh, sau chậm

7

Với T d ng xi măng pooclăng chế tạo v

ảo dƣỡng trong điều iện ình

thƣờng, cƣờng độ tăng nhanh trong 28 ng y đầu
Để iểu diễn sự tăng của R theo t c thể d ng một số c ng th c thực nghiệm
ng th c của

G XKramtaep (1935 theo qui luật logarit, với t = 7÷3

ng y:

R
R28
Rt
0

28
H

13 Bể

t
ồ

p

ạ

ẫ

ử

Trong m i trƣờng thuận lợi (nhiệt độ dƣơng, độ ẩm cao sự tăng cƣờng độ c
thể éo d i trong nhiều năm

n trong điều iện h hanh hoặc nhiệt độ thấp sự

tăng cƣờng độ trong thời gian sau n y l

h ng đáng ể

D ng hơi nƣớc n ng để ảo dƣỡng

T l m cho cƣờng độ tăng rất nhanh

trong v i ng y đầu, nhƣng sẽ l m cho T trở n n d n hơn v c cƣờng độ cuối c ng
thấp hơn so với T đƣợc ảo dƣỡng theo điều iện ti u chuẩn [1]
c. Ảnh hưởng của tốc độ gia tải và thời gian tác dụng của tải trọng
Tốc độ gia tải hi th nghiệm c ng ảnh hƣởng đến cƣờng độ của mẫu Tốc độ
gia tải qui định ằng 2 g/cm2/gi y v cƣờng độ đạt đƣợc l R Khi gia tải rất chậm,
cƣờng độ T chỉ đạt hoảng ( ,85- 9 R Khi gia tải nhanh, cƣờng độ T c thể
đạt (1,15-1,20)R [3].
Th nghiệm nén mẫu

t ng đến ng suất ,9 đến ,95R, rồi gi nguy n

lực nén trong thời gian d i thì một lúc n o đ mẫu c ng ị phá hoại Đ l hiện
tƣợng

t ng ị giảm cƣờng độ hi tải trọng tác dụng d i hạn
d. Ảnh hưởng của tỉ lệ N/X đến cường độ chịu nén, chịu uốn của bê tông
Đá xi măng (mác xi măng v tỷ lệ X/N c ảnh hƣởng lớn đến cƣờng độ của

t ng Sự phụ thuộc của cƣờng độ

t ng v o tỷ lệ X/N thực chất l phụ thuộc


8

v o thể t ch rỗng tạo ra do lƣợng nƣớc dƣ thừa Hình 1 6 iểu thị mối quan hệ gi a
cƣờng độ

t ng v lƣợng nƣớc nh o trộn

Độ rỗng tạo ra do lƣợng nƣớc thừa c thể xác định ằng c ng th c:
r=

.100(%)

Trong đ :
- N, X : Lƣợng nƣớc v lƣợng xi măng trong 1m3
-

t ng ( g

: Lƣợng nƣớc li n ết h a học t nh ằng

hối lƣợng xi măng Ở

tuổi 28 ng y lƣợng nƣớc li n ết h a học hoảng 15 - 20%.

a-V ng hỗn hợp

t ng c ng h ng đầm chặt đƣợc; -V ng hỗn hợp

t ng c cƣờng độ v độ đặc cao; c-V ng hỗn hợp

t ng dẻo; d-V ng hỗn hợp

t ng chảy
H

14 S p ụ

ộ

ờ

Mối quan hệ gi a cƣờng độ

ộ

ớ

t ng với mác xi măng, tỷ lệ X/N đƣợc iểu

thị qua c ng th c olomey-Skramtaev sau:
Đối với

t ng c X/N = 1,4

Đối với

t ng c X/N > 2,5 thì:

2,5 thì: Rb = A. Rx (

– 0,5) .

Rb = A1. Rx ( + 0,5) .

Trong đ :
- R : ƣờng độ nén của

ộ

t ng ở tuổi 28 ng y( G/cm2


9

- Rx: Mác của xi măng (cƣờng độ ( G/cm2
-

,

1 l hệ số đƣợc xác định theo chất lƣợng vật liệu v phƣơng

pháp xác định mác xi măng ( ảng 1-1).
- X/N l Tỉ lệ Xi măng/nƣớc

Bảng 1.1. Hệ số chất lượng vật liệu A và A1
hất

Hệ số

lƣợng vật

v

1 ng với phƣơng

pháp thử mác xi măng

hỉ ti u đánh giá

liệu

TCVN 6016:95

TCVN 4032:85

A

A1

A

A1

0.54

0.34

0.6

0.38

0.5

0.32

0.55

0.35

0.29

0.5

Xi măng hoạt t nh cao h ng trộnphụ
Tốt

gia thuỷ
ốt liệu: Đá sạch, cƣờng độ cao, cấp

phối hạt tốt

át sạch, Mdl = 2 4 ¸2 7

Xi măng hoạt t nh trung ình,xi măng
Trung
bình

po c lăng hỗn hợp ch a 1 ¸ 15

phụ

gia thuỷ
ốt liệu: Đá c chất lƣợng ph hợp
TCVN1771:1987.Cát ph

hợp T VN

1770:1986, có Mdl = 2 ¸2.4
Xi măng hoạt t nh thấp, xi măngpo c
Kém

lăng hỗn hợp ch a tr n 15

phụ gia

thuỷ

0.45

0.32

ốt liệu: Đá c 1chỉ ti u chƣa ph hợp
T VN 1771:1987

át nhỏ Mdl<2

e. Ảnh hưởng của môi trường dưỡng hộ đến cường độ chịu nén của bê tông
Đặc th điều iện h hậu Việt Nam l n ng ẩm c ng với sự iến thi n lớn của
nhiệt độ, độ ẩm h ng chỉ trong tháng, m thậm ch trong ng y ảnh hƣởng rất lớn
đến sự hình th nh cấu trúc của

t ng hi đ ng rắn Vấn đề n y đ i hỏi sự cần thiết

nghi n c u v áp dụng phƣơng pháp ảo dƣỡng

t ng hiệu quả


10

Tuy nhiên, trên thực tế, do hƣớng dẫn trong qui trình nhiều chỗ chƣa cụ thể cùng
với việc nhận th c h ng đúng tầm quan trọng của công tác bảo dƣỡng bê tông và
một số nguyên nhân khác về điều kiện thi công mà hầu hết các nhà thầu không thực
hiện bảo dƣỡng hoặc áp dụng các biện pháp bảo dƣỡng h ng đúng cách Điều này
không chỉ làm giảm cƣờng độ bê tơng, phát sinh chi phí vì phải khắc phục, sửa
ch a, mà về lâu dài sẽ làm giảm độ bền làm việc của cấu kiện BTCT và ảnh hƣởng
đến chất lƣợng cơng trình [5].
Sự đ ng rắn của

t ng l

diễn ra ngay sau hi đổ

ết quả của h ng loạt các quá trình h a học, vật lý

t ng Quá trình h a học l phản ng thủy h a xi măng,

tạo ra các hợp chất mới của đá xi măng Đồng thời xảy ra các quá trình vật lý: sự
mất nƣớc ( ay hơi nƣớc ; iến dạng mềm; quá trình dịch chuyển v thay đổi nƣớc
v áp lực hơi trong
trong

t ng

t ng; sự hình th nh ng suất trong, vi n t, mao mạch, lỗ rỗng

ác quá trình n y c li n quan lẫn nhau, tác động lẫn nhau, v ảnh

hƣởng quyết định tới quá trình hình th nh cấu trúc an đầu của
cƣờng độ v các t nh chất cơ – lý của

t ng c ng nhƣ

t ng về sau[6,7].

Ngay sau hi đổ bê tơng, diễn ra q trình ay hơi nƣớc của bê tông ra môi
trƣờng xung quanh. Sự mất nƣớc trong thời gian đầu đẩy nhanh biến dạng co của bê
t ng, hi

t ng đang trong trạng thái (pha) dẻo. Ở trạng thái này, biến dạng khơng

dẫn đến sự hình thành n t cấu trúc

t ng, ngƣợc lại sự dịch chuyển của các hạt

thành phần góp phần l m đặc chắc cấu trúc, độ rỗng v

ch thƣớc lỗ rỗng trong bê

tông sẽ nhỏ hơn. Cùng thời điểm, lƣợng nƣớc thừa trong

t ng đƣợc thoát ra sẽ

làm giảm nguy cơ tạo thành các lỗ, mao mạch rỗng trong bê tông. Sự ay hơi nƣớc
trong giới hạn đến 30-35

lƣợng nƣớc dùng sẽ không ảnh hƣởng xấu đến cấu trúc

và chất lƣợng bê tông [8].
Tuy nhiên, nếu sự mất nƣớc diễn ra với cƣờng độ và khối lƣợng lớn sẽ thúc đẩy
biến dạng dẻo nhanh đạt giá trị cực đại và tiếp tục phát triển trong quá trình đ ng
rắn tiếp theo của bê tông (pha rắn), tạo ra ng suất trong dẫn đến sự tạo thành các
vết n t trong cấu trúc bê tơng. Ngồi ra sự ay hơi nƣớc q lớn sẽ làm cho bê tông
rơi v o trạng thái mất nƣớc, ảnh hƣởng đến quá trình thủy h a xi măng Tất cả các
yếu tố đ sẽ ảnh hƣởng đến cƣờng độ, tính chống thấm và chất lƣợng bê tơng [9].
Nhƣ vậy ản chất của quá trình ảo dƣỡng
nƣớc của

t ng l

iểm soát sự ay hơi

t ng một cách hoa học, vì vậy m i trƣờng nhiệt độ - độ ẩm ảnh


11

hƣởng rất lớn đến sự hình th nh cấu trúc v phát triển cƣờng độ chịu nén của
bê tông.
1.2. GIỚI THIỆU VỀ TRO B Y
1.2.1. Khái niệm về tro bay
Trong nh ng năm gần đ y, nƣớc ta đ đầu tƣ x y dựng rất nhiều nh máy
nhiệt điện để đấu nối v o lƣới điện quốc gia, giảm phụ thuộc v o nguồn thủy điện
Tại tỉnh Tr Vinh c ng đƣợc đầu tƣ x y dựng dự án Nh máy nhiệt điện Duy n Hải
1 đang hoạt động từ năm 2 15 đến nay với c ng suất 12

MW, h ng năm Nhà máy

nhiệt điện Duy n Hải 1 thải ra m i trƣờng 1 192 88 tấn tro bay/năm Ngo i ra, Tr
Vinh mới đƣa v o hoạt động đầu năm 1 18 Nh máy nhiệt điện Duy n Hải 3 với
công suất 12

Mw và Nh máy nhiệt điện Duy n Hải 3 mở rộng 6

MW đ vận

hành vào 2019, hiện nay Nh máy nhiệt điện Duy n Hải 2 đang x y dựng với c ng
suất 12 MW sẽ vận h nh v o năm 2 2

Nhƣ vậy, hi các dự án vận h nh sẽ thải

ra m i trƣờng lƣợng tro bay rất lớn.
Theo quá trình tìm hiểu các c ng trình nghi n c u trƣớc đ y c ng với các

i

áo hoa học trong v ngo i nƣớc, học vi n nhận thấy rằng việc nghi n c u sử dụng
tro bay làm phụ gia trong

t ng l m tăng cƣờng độ chịu nén của bê tông rất hiệu

quả hơn về mặt inh tế so với việc sử dụng tro ay l m phụ gia.
Vì thế c thể tận dụng nguồn thải tro ay từ nh máy nhiệt điện trộn với xi
măng l m giảm lƣợng xi măng trong bê tông, tăng cƣờng độ chịu nén cho bê tông
một cách đáng ể đồng thời tận dụng đƣợc nguồn vật liệu địa phƣơng giảm

nhiễm

m i trƣờng từ việc vận h nh nh máy nhiệt điện
1.2.2. Các chỉ tiêu cơ lý của tro bay
Theo tìm hiểu từ nh máy, tổ hợp 6 nh máy ao gồm 2 nh máy sử dụng c ng
nghệ của Trung Quốc, 4 nh máy sử dụng c ng nghệ cận hiện đại của Nhật
nguồn than: hoảng 2 - 3

d ng than Quảng Ninh, 7 - 8

ản;

d ng than nhập từ

Indonesia, một số hình ảnh về tro ay xem hình 1 2.1 v hình 1 2 2


12

H

1 5.

H

1 6. V

ể

ớ ị í

Tiến h nh lấy 2,5 tấn mẫu tro ay, mẫu tro ay đƣợc lấy một cách ngẫu
nhi n, gián đoạn từ các silo ch a xuống của nh máy nhiệt điện Duy n Hải sau đ
chọn 3 tổ mẫu ngẫu nhi n (các mẫu tro ay mang t nh đại diện cho nguồn tro ay từ
nh máy nhiệt điện Duy n Hải để th nghiệm các chỉ ti u cơ - lý - h a của tro ay
ác ết quả th nghiệm đƣợc thực hiện ph n t ch tại ph ng th nghiệm Quatest 2
theo phƣơng pháp ph n t ch phổ hồng ngoại, 2 mẫu đối ch ng đƣợc thực hiện tại
ph ng th nghiệm Trung t m ỹ thuật đƣờng ộ 3 ằng phƣơng pháp h a học v
nung; Kết quả trung ình đƣợc thể hiện ở ảng 1 2.


13

Bảng 1.2. Kết quả thí nghiệm tro bay
STT

hỉ tiêu thí nghiệm

1 Độ ẩm

Phƣơng pháp
thử

Kết quả
thí nghiệm

%

0.26

Kg/m3

940

TCVN 4030: 2003

g/cm3

2.21

TCVN 4030: 2003

%

2.1

TCVN 8262:2009

%

8,27

6 H m lƣợng SiO2

TCVN 8262:2009

%

81,60

7 H m lƣợng Fe2O3

TCVN 8262:2009

%

81,60

8 H m lƣợng Al2O3

TCVN 8262:2009

%

81,60

9 H m lƣợng SO3

TCVN 141:2008

%

0,49

10 H m lƣợng aO

TCVN 141:2008

%

12,00

2

Khối lƣợng thể t ch
xốp

3 Tỷ trọng
4
5

TCVN 7024:2013

Đơn vị

Độ mịn (lƣợng s t
trên sàng 0.08)
H m lƣợng mất khi
nung

Theo T VN 1 3 2:2 14: Tro azơ: tro c h m lƣợng aO lớn hơn 1

, ý

hiệu:
1.2.3. Thành phần hóa học trong tro bay
Tro của các nhà máy nhiệt điện gồm chủ yếu các sản phẩm tạo thành từ quá
trình phân hủy và biến đổi của các chất hống c trong than đá [10]. Thơng
thƣờng, tro ở đáy l chiếm khoảng 25% và tro bay chiếm khoảng 75% tổng lƣợng
tro thải ra. Hầu hết các loại tro ay đều là các hợp chất silicat bao gồm các oxit kim


14

loại nhƣ SiO2,

l2O3, Fe2O3, TiO2, MgO, aO,… với h m lƣợng than chƣa cháy

chỉ chiếm một phần nhỏ so với tổng h m lƣợng tro, ngồi ra cịn có một số kim loại
nặng nhƣ

d,

a, P ,

u, Zn,

Th nh phần hóa học của tro bay phụ thuộc vào

nguồn nguyên liệu than đá sử dụng để đốt v điều kiện đốt cháy trong các nhà máy
nhiệt điện.

Bảng 1.3. Thành phần hóa học của tro bay theo vùng miền [11]
Khoảng (

Thành
phần

hối lƣợng

Châu Âu

Mỹ

Trung Quốc

Ấn Độ

Australia

SiO2

28,5-59,7

37,8-58,5

35,6-57,2

50,2-59,7

48,8-66,0

Al2O3

12,5-35,6

19,1-28,6

18,8-55,0

14,0-32,4

17,0-27,8

Fe2O3

2,6-21,2

6,8-25,5

2,3-19,3

2,7-14,4

1,1-13,9

CaO

0,5-28,9

1,4-22,4

1,1-7,0

0,6-2,6

2,9-5,3

MgO

0,6-3,8

0,7-4,8

0,7-4,8

0,1-2,1

0,3-2,0

Na2O

0,1-1,9

0,3-1,8

0,6-1,3

0,5-1,2

0,2-1,3

K2O

0,4-4,0

0,9-2,6

0,8-0,9

0,8-4,7

1,1-2,9

P2O5

0,1-1,7

0,1-0,3

1,1-1,5

0,1-0,6

0,2-3,9

TiO2

0,5-2,6

1,1-1,6

0,2-0,7

1,0-2,7

1,3-3,7

MnO

0,03-0,2

-

0,5-1,4

SO3

0,1–12,7

0,1–2,1

1,0–2,9

-

MKN

0,8–32,8

0,2–11,0

-

0,5-5,0

-

0,1–0,6
-

Tùy thuộc vào loại nhiên liệu mà thành phần hóa học trong tro ay thu đƣợc
khác nhau. Các nhà khoa học Ba Lan tiến hành nghiên c u thành phần hóa học của
tro bay với hai nguồn nguyên liệu sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện của nƣớc
này là than nâu và than đen [12]:


15

Bảng 1.4. Thành phần hóa học tro bay ở Ba Lan từ các nguồn nguyên liệu
khác nhau
Th nh phần (

Loại tro ay

SiO2

Al2O3

Fe2O3

TiO2

MgO

CaO

Than đen
ZS- 14

54,1

28,5

5,5

1,1

1,9

1,8

ZS- 17

41,3

24,1

7,1

1,0

2,0

2,7

ZS- 13

27,4

6,6

3,8

1,0

8,2

34,5

ZS-16

47,3

31,4

7,7

1,6

1,9

1,7

Than nâu

Kết quả tr n cho thấy,th nh phần của các loại tro ay c đƣợc sau quá trình đốt
cháy than đen (ZS-14 và ZS-17) và mẫu tro bay có đƣợc sau q trình đốt cháy than
nâu (ZS-16) là các nhơm silicat. Cịn mẫu tro ay c đƣợc sau quá trình đốt cháy
than nâu (ZS-13) là loại canxi silicat .
Các thí nghiệm khảo sát thành phần hóa học trong các mẫu tro bay ở các
nƣớc hác c ng đ đƣợc tiến hành v thu đƣợc các kết quả tƣơng tự Đa số các
mẫu tro bay ở Trung Quốc có thành phần chủ yếu l SiO2 v

l2O3, h m lƣợng

của chúng vào khoảng 65 g/ g đến 850 g/kg. Các thành phần khác bao gồm lƣợng
than chƣa cháy, Fe2O3, MgO v

aO Tro ay Trung Quốc ch a h m lƣợng than

chƣa cháy cao l do hệ thống l đốt ở các nhà máy nhiệt điện ở Trung Quốc. Theo
tiêu chuẩn phân loại ASTM C 618 thì tro bay Trung Quốc thuộc loại C hay tro bay

có chất lƣợng thấp Điều này ảnh hƣởng lớn đến các ng dụng của tro bay ở Trung
Quốc [13].
1.2.4. Các nguyên tố vi lƣợng trong tro bay
Quá trình đốt cháy than đá l một trong nh ng nguyên nhân chính làm ô
nhiễm không khí và phát tán các kim loại các nguyên tố vi lƣợng độc hại. Hiểu
đƣợc sự thay đổi của các nguyên tố vi lƣợng trong quá trình đốt than đá c ng nhƣ
h m lƣợng của nó có trong tro bay tạo th nh l điều rất quan trọng trong vấn đề
đánh giá tác động m i trƣờng của các nhà máy nhiệt điện c ng nhƣ các ng dụng
tro ay H m lƣợng các nguyên tố vi lƣợng trong tro bay phụ thuộc chủ yếu vào
h m lƣợng của chúng có trong nguyên liệu an đầu.


16

Dựa trên kết quả nghiên c u các mẫu tro ay thu đƣợc từ 7 nhà máy nhiệt
điện khác nhau ở Canada [10], các nhà nghiên c u nƣớc n y đ cho iết h m lƣợng
của các kim loại nặng nhƣ s, Cd, Hg, Mo, Ni hay Pb trong tro bay có liên quan với
h m lƣợng lƣu huỳnh có trong nguyên liệu than đá an đầu Th ng thƣờng, các loại
than đá c h m lƣợng lƣu huỳnh cao sẽ c h m lƣợng các nguyên tố này cao. Tro
bay ở anada đƣợc thu hồi bằng phƣơng pháp kết lắng t nh điện hoặc phƣơng pháp
lọc túi. Kết quả cho thấy h m lƣợng các nguyên tố trên trong các loại tro bay thu
đƣợc từ phƣơng pháp lọc túi cao hơn so với các mẫu tro ay thu đƣợc bằng phƣơng
pháp kết lắng t nh điện trong cùng một nhà máy.
1.2.5. Cấu trúc hình thái của tro bay
Hầu hết các hạt tro bay đều có dạng hình cầu với các ch thƣớc hạt khác nhau,
các hạt có

ch thƣớc lớn thƣờng ở dạng bọc và có hình dạng rất khác nhau [14]. Các

hạt tro ay đƣợc chia ra làm hai dạng: dạng đặc và dạng rỗng Th ng thƣờng, các

hạt tro bay hình cầu, rắn đƣợc gọi là các hạt đặc và các hạt tro bay hình cầu mà bên
trong rỗng có tỷ trọng thấp hơn 1, g/cm3 đƣợc gọi là các hạt rỗng. Một trong các
dạng thƣờng thấy ở tro ay thƣờng đƣợc tạo nên bởi các hợp chất có dạng tinh thể
nhƣ thạch anh, mulit và hematit, các hợp chất có dạng thủy tinh nhƣ thủy tinh oxit
silic và các oxit khác.

Hình 1.7 S

ơ

p

ề í

ớ

í

ớ

ạ
ờ

ề

ơ

Hình 1.8 B ể d ễ

ặ

ạ

dạ
ầ

ạ

ỏ

ớ

ầ