Thực hiện Chiến lược Quốc gia về tăng trưởng xanh thời kỳ 2011-2020 và tầm nhìn đến năm 2050 theo Quyết định số 1393/QĐ-TTg ngày 25/09/2012; Chiến lược phát triển Vật liệu xây dựng Việt Nam giai đoạn 2021-2030 và định hướng đến năm 2050 theo Quyết định 1266/QĐ-TTg ngày 18/08/2020 của Thủ tướng Chính phủ, nhóm sinh viên chuyên ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp - Khoa Xây dựng gồm có:
1. Dương Thị Hương Ly
2. Phạm Ngọc Dương
3. Dương Hải Anh
4. Phạm Đức Lương
5. Nguyễn Sỹ Đức
6. Lê Dương Hưng
Nhóm sinh viên đã thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học với mục tiêu đánh giá khả năng chế tạo chất kết dính không xi măng từ hỗn hợp phế thải công nghiệp như một giải pháp thay thế xi măng Poóc lăng truyền thống.
Với sự hướng dẫn rất chi tiết và cụ thể của TS. Tăng Văn Lâm, nhóm sinh viên đã bước đầu chế tạo được hỗn hợp chất kết dính mới, hoàn toàn không có xi măng Poóc lăng tại Phòng thí nghiệm của Khoa Xây dựng – Trường Đại học Mỏ - Địa chất.
Hình 1. Nhóm nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Khoa Xây dựng
Nguyên vật liệu sử dụng trong nghiên cứu này gồm:
Hình 2. Vật liệu sử dụng trong nghiên cứu
1 - Thành phần bột mịn hoạt tính: Tro bay nhiệt điện Phả lại, xỉ luyện kim Hòa Phát và silicafume SF-90.
2 - Thành phần dung dịch hoạt hóa được chế tạo từ hỗn hợp dung dịch Natri hydroxyt – NaOH có nồng độ từ 8M đến 16M và dung dịch thủy tinh lỏng (Natri Silica) – Na2SiO3.
3 - Thành phần cốt liệu trong nghiên cứu này chỉ sử dụng cát vàng có thành phần và tính chất thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật trong TCVN 7570:2006.
Ngoài ra, để tạo ra hỗn hợp chất kết dính có độ chảy dẻo cao đồng thời có cường độ lớn khi đóng rắn, nhóm đề tài đã bổ xung thêm phụ gia siêu dẻo thế hệ mới Silkroad SR5000F với hàm lượng 1% khối lượng tro bay sử dụng.
Hình 3. (a). Tro bay nhiệt điện Vũng Áng và (b). Natri hydroxyt ở thể rắn dạng vẩy
Thành phần cấp phối sơ bộ trong nghiên cứu này được tính toán dựa trên cơ sở của phương pháp thể tích tuyệt đối với hàm lượng không khí cuốn vào trong hỗn hợp vữa khi nhào trộn là 3%. Bằng thực nghiệm đã cho thấy, hỗn hợp vữa-chất kết dính nghiên cứu có tính công tác rất tốt, độ xòe trung bình trong côn vữa dao động từ 15 cm đến 21 cm. Đồng thời với độ chảy thu được đã cho thấy độ đồng nhất của hỗn hợp vữa rất cao, hỗn hợp này có thể chảy thành dòng liên tục mà không có hiện tượng phân tầng, tách lớp. Với tính công tác tốt, hỗn hợp chất kết dính mới này sẽ là vật liệu hứa hẹn với khả năng thi công đa dạng trong các kết cấu có hàm lượng cốt thép dày, tiết diện nhỏ và mặt bằng thi công chật hẹp.
Hình 4. Độ xòe của hỗn hợp vữa-chất kết dính không xi măng
Hình 5. Khả năng chảy dẻo của hỗn hợp vữa-chất kết dính không xi măng
Cường độ của mẫu vữa-chất kết dính được xác định theo TCVN 6016:2011. Dựa trên kết quả kháng nén của mẫu thí nghiệm với kích thước 40x40x160 mm ở các tuổi 7 ngày và 14 ngày đã cho thấy rằng, giá trị cường độ nén của các mẫu chất kết dính nghiên cứu dao động trong khoảng từ 15-25 MPa, tương đương với cường độ của mẫu xi măng Poóc lăng hỗn hợp PCB30 Bút Sơn ở cùng tuổi thí nghiệm. Mặt khác, khi sấy ở nhiệt độ 100oC trong vòng 2 giờ đã thu được cường độ của mẫu thí nghiệm tăng từ 1,5 đến 2,2 lần so với mẫu thí nghiệm rắn chắc trong môi trường nhiệt độ thường. Tuy nhiên, khi dưỡng hộ ở điều kiện nhiệt độ 100oC trong vòng 2 giờ, mẫu thí nghiệm có hiện tượng tăng thể tích khoảng 10% đến 15%.
Hình 6. Mẫu chất kết dính mới sau khi tạo hình
Hình 7. Nhóm nghiên cứu tiến hành kiểm tra cường độ của mẫu thí nghiệm sau khi chế tạo tại phòng thí nghiệm Khoa Xây dựng
Hình 8. Sấy viên mẫu sau khi chế tạo ở nhiệt độ 100oC trong vòng 2 giờ
Đặc biệt nhóm nghiên cứu đã sử dụng hệ thống máy nén uốn tự động ADVANTEST 9 (Controls - Ý) với độ chính xác cao theo tiêu chuẩn Châu Âu.
Hình 9. Hệ thống máy nén uốn tự động ADVANTEST 9 (Controls - Ý)
(Tham khảo thiết bị máy móc phòng thí nghiệm Xây dựng: Tại đây)
Kết quả bước đầu của nghiên cứu này đã phần nào khẳng định được khả năng chế tạo chất kết dính không xi măng Poóc lăng từ các loại phế thải rắn công nghiệp tại Việt Nam. Nghiên cứu này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn. Một mặt góp phần làm giảm đáng kể những tác động tiêu cực do quá trình sản xuất và sử dụng xi măng Poóc lăng gây ra như: ô nhiễm môi trường; cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên; gây ra khói bụi, khí độc và hiệu ứng nhà kính…, mặt khác góp phần xử lý và tái chế một lượng lớn các phế thải rắn (xỉ luyện kim, tro bay…) từ các hoạt động công nghiệp làm giảm giá thành sản phẩm và mang lại những hiệu quả nhất định về mặt kinh tế - xã hội.
Hơn nữa, loại chất kết dính mới này có thể dùng thay thế hoàn toàn cho xi măng truyền thống trong các hoạt động xây dựng như: làm hỗn hợp vữa xây dựng, sản xuất bê tông xanh - Green concrete, sản xuất vật liệu san lấp và các loại vật liệu khác trong quá trình xây dựng cơ sở hạ tầng ở nước ta. Quá trình nghiên cứu khoa học, sinh viên đã từng bước nâng cao vai trò tự học tự nghiên cứu, "học" đi đôi với "hành" theo đúng định hướng phát triển chung của Khoa Xây dựng.
Lời cảm ơn!
Nhóm đề tài trân trọng cảm ơn Phòng thí nghiệp Xây dựng – Bộ môn Xây dựng công trình ngầm và mỏ, đặc biệt TS. Đặng Văn Kiên đã giúp nhóm đề tài thực hiện các thí nghiệm phục vụ nghiên cứu.
(Được đăng bởi: Admin)
