Bê tông HVFC – Sự bắt đầu của kỷ nghiên Bê Tông Xanh

5/5 - (1 bình chọn)

Bối cảnh nghiên cứu dự án

Nghiên cứu về việc sử dụng tro bay trong sản xuất bê tông đang nhận được sự quan tâm đặc biệt từ các nhà nghiên cứu và ngành công nghiệp xây dựng. Theo các tiêu chuẩn của Hiệp hội Bê tông Hoa Kỳ (ACI 211, ACI 232), việc thay thế xi măng bằng tro bay có thể đạt tới 35% tổng khối lượng xi măng Portland. Tuy nhiên, nghiên cứu mới đây đã chỉ ra rằng, trong tương lai, việc thay thế này có thể đạt tới 50% hoặc thậm chí cao hơn. Bê tông với hàm lượng tro bay cao được gọi là bê tông hàm lượng tro bay (HVFC).

Tại Việt Nam, lượng tro bay được thải ra mỗi năm từ các nhà máy điện đạt hơn 25 triệu tấn, và nếu không được tái chế sử dụng, lượng này có thể tăng lên đến 422 triệu tấn vào năm 2030. Việc sử dụng bê tông HVFC không chỉ giúp giảm phát thải carbon từ việc sản xuất xi măng mà còn giúp giải quyết vấn đề về chất thải tro bay. Một số tính chất của bê tông HVFC thậm chí còn vượt trội hơn so với bê tông thông thường.

sản xuất thử nghiệm bê tông hàm lượng tro bay cao.
sản xuất thử nghiệm bê tông hàm lượng tro bay cao. Ảnh Internet

Nhiệm vụ nghiên cứu “Chế tạo bê tông hàm lượng tro bay cao cho các công trình xây dựng” do Phân viện Vật liệu Xây dựng miền Nam (Viện Vật liệu Xây dựng – Bộ Xây dựng) thực hiện nhằm mục đích giảm phát thải khí nhà kính từ việc sản xuất xi măng và giảm ô nhiễm môi trường do tro bay. Nhiệm vụ này được chủ nhiệm bởi TS. Lê Văn Quang, và nhóm tác giả đã đặt ra mục tiêu sử dụng hàm lượng tro bay thay thế đến 80% xi măng Portland để chế tạo bê tông, giúp tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và hạn chế ô nhiễm môi trường.

Dự án ra đời với mục tiêu bê tông xanh, phục vụ hướng đến tương lai

Kết quả đáng khích lệ

Quy trình sản xuất bê tông hàm lượng tro bay cao (HVFC) đã được nghiên cứu và phát triển bởi nhóm các nhà khoa học tại Phân viện Vật liệu Xây dựng miền Nam. Bê tông HVFC này có khả năng thay thế lên đến 80% lượng xi măng bằng tro bay, đồng thời đáp ứng được các yêu cầu về tính chất cơ học như cường độ nén, uốn, nén chẻ, mô-đun đàn hồi và độ co ngót khô.

Bê tông HVFC được đánh giá có nhiều ưu điểm so với bê tông thông thường. Đặc biệt, cấu trúc phối tối ưu và cường độ cao là những điểm nổi bật, đồng thời các tính chất khác của nó cũng vượt trội. Thử nghiệm khả năng bảo vệ cốt thép của bê tông HVFC cũng đã chứng minh sự vượt trội, với độ pH cao và hàm lượng ion hòa tan thấp, giúp tăng tuổi thọ và đảm bảo an toàn cho cấu trúc.

 Mẫu bê tông cốt thép HVFC
Mẫu bê tông cốt thép HVFC. Ảnh Internet

Bên cạnh đó vẫn có một vài nhược điểm của là tốc độ phát triển cường độ chậm, đặc biệt là ở tuổi sớm, gây khó khăn trong quá trình thi công và khai thác công trình. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đề xuất sử dụng các phương pháp như bổ sung vôi Ca(OH)2, sử dụng silica fume và hóa chất tăng tốc.

Kết quả nghiên cứu cho thấy cường độ nén của bê tông HVFC tăng dần theo thời gian, với giá trị ở 28 ngày đạt từ 59,47 đến 70,13 MPa và ở 180 ngày đạt từ 73,51 đến 80,12 MPa. Điều này chứng tỏ bê tông HVFC không chỉ đáp ứng được yêu cầu về cường độ ở tuổi sớm mà còn phát triển mạnh mẽ ở tuổi muộn, vượt xa các tiêu chuẩn mục tiêu đặt ra.

Bê tông HVFC đã được áp dụng thành công vào sản xuất cọc vuông bê tông cốt thép, với kết quả mô men uốn và mô men gãy vượt qua các yêu cầu kỹ thuật. Phân tích hiệu quả kinh tế kỹ thuật cho thấy rằng bê tông HVFC có giá thành tương đương với bê tông thông thường và có tính khả thi cao trong việc giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường và tiết kiệm tài nguyên.

Việc sử dụng bê tông HVFC không chỉ giúp giảm phát thải khí nhà kính mà còn giải quyết vấn đề chất thải tro xỉ từ nhà máy điện. Công nghệ sản xuất bê tông HVFC cũng hoàn toàn có thể thực hiện thông qua các dây chuyền và thiết bị sản xuất bê tông thông thường, tạo điều kiện thuận lợi cho việc áp dụng trong thực tế.

Tóm lại, việc sử dụng bê tông HVFC không chỉ giúp giảm phát thải carbon mà còn giúp giải quyết vấn đề chất thải tro bay từ các nhà máy điện. Tuy nhiên, để áp dụng hiệu quả, cần phải giải quyết các vấn đề về tăng cường độ chậm của bê tông này thông qua việc sử dụng các phụ gia và phương pháp sản xuất phù hợp.

> xem ngay: