Ảnh hưởng của hàm lượng tro bay thay thế xi măng và quy trình dưỡng hộ nhiệt ẩm đến mức độ phản ứng pozzolanic của hệ xi măng - Tro bay

BÊ TÔNG - VẬT LIỆU XÂY DỰNG 
34 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2018 
ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG TRO BAY THAY THẾ XI MĂNG VÀ 
QUY TRÌNH DƯỠNG HỘ NHIỆT ẨM ĐẾN MỨC ĐỘ PHẢN ỨNG 
POZZOLANIC CỦA HỆ XI MĂNG - TRO BAY 
ThS. NGUYỄN LÊ THI 
Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 3 
Tóm tắt: Sử dụng phương pháp quy hoạch thực 
nghiệm để xác định tương quan giữa mức độ phản 
ứng pozzolanic (d.o.p) của tro bay với hàm lượng 
tro bay thay thế xi măng, nhiệt độ dưỡng hộ lớn nhất 
và thời gian đẳng nhiệt của quy trình dưỡng hộ nhiệt 
ẩm. D.o.p được xác định bằng phương pháp hòa 
tan chọn lọc. Kết quả cho thấy d.o.p tăng theo thời 
gian và ở mỗi độ tuổi xác định, d.o.p sẽ tăng khi 
hàm lượng tro bay thay thế xi măng giảm, nhiệt độ 
dưỡng hộ lớn nhất tăng và hầu như không phụ 
thuộc vào thời gian đẳng nhiệt. Dưỡng hộ nhiệt ẩm 
làm tăng nhanh d.o.p của mẫu so với dưỡng hộ 
thông thường ở giai đoạn đầu nhưng giảm dần ảnh 
hưởng sau 28 ngày tuổi. Sau 1,5 năm tuổi vẫn còn 
hơn 60% lượng tro bay chưa tham gia phản ứng và 
không có khác biệt đáng kể giữa d.o.p của mẫu 
dưỡng hộ nhiệt ẩm và mẫu đối chứng tương ứng. 
Từ khóa: dưỡng hộ nhiệt ẩm, tro bay, đá xi 
măng, phản ứng pozzolanic, hòa tan chọn lọc. 
Abstract: Experimental planning was applied to 
determine the relationship between the degree of 
pozzolanic reaction (d.o.p) of fly ash with the fly ash-
cement replacement content, maximum curing 
temperature, and isothermal time of steam curing. 
D.o.p was determined with the selective dissolution 
method. The results showed that the d.o.p of fly ash 
increased with time and at each age determined, 
d.o.p increased as fly ash replacement cement 
content decreased, maximum curing temperature 
increased and almost did not depend on isothermal 
time. Steam curing accelerates d.o.p of the sample 
compared to the normal condition in the early ages 
but reduces its effectiveness after 28 days. After 1.5 
years, more than 60% of fly ash was still 
nonreactive and there was no significant difference 
of d.o.p between the steam curing samples and the 
control samples. 
 Keywords: steam curing, fly ash, cement paste, 
pozzolanic reaction, selective dissolution. 
1. Giới thiệu 
 Khi sử dụng tro bay thay thế một phần xi măng 
sẽ ảnh hưởng đến quá trình và sản phẩm thủy hóa 
của hồ xi măng thông qua phản ứng pozzolanic, là 
phản ứng giữa silica hoạt tính và Ca(OH)2 trong xi 
măng với nước để hình thành chuỗi C-H-S. Đây là 
phản ứng quan trọng nhất của hỗn hợp xi măng - 
tro bay. Ngoài ra hàm lượng nhôm trong tro bay khá 
cao cũng giúp hình thành các sản phẩm thủy hóa 
khác như canxi aluminat hydrate C4AH19, gehlenite 
hydrate C2ASH8, ettringite và canxi monosulfo 
aluminate. Phản ứng thủy hóa xảy ra tùy thuộc nồng 
độ các ion canxi, alkali, sunphat và aluminate trong 
dung dịch chứa tro bay và xi măng. Như vậy, có hai 
phản ứng hóa học quan trọng trong xi măng chứa 
tro bay, như được mô tả dưới đây: 
- Phản ứng thủy hóa: hay “phản ứng hydrat hóa” 
là do thành phần chính của xi măng pooc lăng (C3S 
và C2S) có phản ứng hóa học với nước pha trộn, 
thể hiện bởi phương trình sau [1]: 
2C3S+6H → C3S2H3 + 3CH và 2C2S+4H → C3S2H3 + CH (1) 
- Phản ứng pozzolanic: Tiếp sau phản ứng thủy hóa, phản ứng pozzolanic sẽ xảy ra do phản ứng hóa 
học giữa silica oxide (SiO2) và calcium hydroxide (Ca(OH)2) tạo ra calcium silicate hydrate theo phương trình 
sau [2, 3, 4]: 
 x.CH + y.S + z.H → CxSyHx+z hay (2) 
 Ca(OH)2+SiO2 → C-S-H gel và Ca(OH)2+Al2O3→ C-A-H gel (3) 
Những nghiên cứu liên quan đến cơ chế 
phản ứng thủy hóa của xi măng và xi măng chứa 
tro bay được thực hiện từ rất sớm nhưng phần 
nghiên cứu định lượng d.o.p chỉ mới tiến hành 
BÊ TÔNG - VẬT LIỆU XÂY DỰNG 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2018 35 
những năm gần đây. Takashima [5], Li và Roy 
[6] ghi nhận rằng lượng tro bay không phản ứng 
trong hỗn hợp tro bay-xi măng đã đóng rắn có 
thể được tách thành công bằng dung dịch 
methanol axit picric và tiếp theo là thêm nước 
cất vào. Ohsawa và cộng sự [7] cũng xác định 
d.o.p khi cùng tồn tại trong dung dịch 
CaSO4.2H2O và Ca (OH)2. Tuy nhiên, báo cáo 
gần đây của Ohsawa [8] cho thấy dung dịch 
methanol acid picric không có khả năng hòa tan 
hoàn toàn phần xi măng không phản ứng. Do đó, 
ông đề xuất một phương pháp hòa tan có chọn 
lọc bằng cách sử dụng HCl và Na2CO3 [7]. 
Nghiên cứu của Pipat Termkhajornkit và các 
cộng sự [9] đã kiểm chứng lại đề xuất của 
Ohsawa thông qua phân tích DTA và TG để xác 
định thành phần từng giai đoạn khi hòa tan bằng 
dung dịch HCl và Na2CO3. Kết quả phân tích 
nhiệt vi sai ở hình 1 (a, b, c) cho thấy sau khi 
dung dịch HCl 2N được thêm vào, các đỉnh nhiệt 
độ ở 470, 120 và 160 oC biến mất (hình 1b). Sau 
khi dung dịch Na2CO3 5% được thêm vào, 
đường cong DTA trở nên rất giống với đường tro 
bay 100% (hình 1c). Phân tích nhiệt khối lượng 
ở hình 1d. cho thấy sau khi mẫu được hòa tan 
với HCl 2N và 5% Na2CO3, đường cong TG của 
mẫu chiết còn lại gần bằng với tro bay 100%. 
Kết quả dữ liệu nghiên cứu còn cho thấy một 
phần nhỏ tro bay bị hòa tan. Nguyên nhân là do 
một số thành phần của tro bay, chẳng hạn như 
CaO và MgO, cũng được hòa tan bằng HCl 2N. 
Do đó, hiệu ứng này cần được xem xét trong 
việc tính toán mức độ phản ứng pozzolanic của 
tro bay. 
Hình 1. Kiểm chứng mức độ hòa tan của mẫu bằng phương pháp DTA & TG 
BÊ TÔNG - VẬT LIỆU XÂY DỰNG 
36 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2018 
Nghiên cứu này đã lựa chọn phương pháp hòa 
tan chọn lọc để định lượng d.o.p. Tiến hành định 
lượng d.o.p như sau: Cân khoảng 1 g bột đá xi 
măng đã thủy hóa được hòa tan trong 30 cm3 dung 
dịch axit HCl 2N ở 60 oC trong 15 phút. Để thúc đầy 
nhanh phản ứng, sử dụng ống ly tâm và thường 
xuyên khấy dung dịch bằng đũa thủy tinh. Phần 
dung dịch được trích ra bằng thiết bị ly tâm 4000 
vòng/phút trong 30 giây. Axit HCl 2N đã được thêm 
vào mục đích là hòa tan ion Ca2+ từ xi măng chưa 
thủy hóa và các sản phẩm đã thủy hóa như 
Ca(OH)2, ettringite and monosulfate, để còn lại bao 
gồm gel SiO2, Al2O3, Fe2O3 và tro bay chưa phản 
ứng. Phần không hòa tan còn lại trong ống ly tâm 
được rửa bằng nước nóng 3 lần để làm sạch HCl 
trước khi nó được hòa tan thêm trong 30 cm3 dung 
dịch bazơ 5% Na2CO3 ở 80 
oC trong 20 phút. 
Na2CO3 5% được thêm vào nhằm để hòa tan gel 
SiO2, Al2O3 và Fe2O3. Cuối cùng, chỉ có tro bay 
chưa phản ứng còn sót lại. Phần còn lại này được ly 
tâm trong vòng 30 giây và cuối cùng được rửa lại 
bằng nước nóng khoảng 60 oC 3 lần. Sau đó đem 
cả phần giấy lọc có chứa cặn không tan đi sấy khô 
ở 105°C trong 4 giờ rồi đem nung ở nhiệt độ tăng 
dần từ 300oC, 450 oC và sau đó duy trì ở 950 oC 
trong 2 h. Thực tế, bản thân tro bay cũng bị hòa tan 
một phần trong quá trình trên do phản ứng của các 
oxyt CaO, MgO với dung dịch HCl 2N. Do vậy, d.o.p 
của tro bay được tính từ phần lượng của tro bay 
chưa phản ứng theo công thức sau [10]: 
 d.o.p = 100 x [1 – (Ss – PcSc)/PfSf ], % (4) 
trong đó: Ss - phần cặn không tan của mẫu thử; Sc - 
cặn không tan của mẫu xi măng đã thủy hóa không 
chứa tro bay; Sf - cặn không tan của mẫu tro bay và 
Pc, Pf - phần trăm lượng xi măng, tro bay có trong 
mẫu. 
2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 
Vật liệu sử dụng trong nghiên cứu gồm: Xi 
măng poóc lăng OPC (X), ASTM C150, type I, Nghi 
Sơn; Tro bay (F), ASTM C 618, class F, Formosa; 
Nước cất. Các vật liệu này có tính chất cơ lý và 
thành phần hóa học phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật 
tương ứng theo ASTM. Thành phần hóa học và 
thành phần khoáng của xi măng poóc lăng cho ở 
bảng 1. 
Bảng 1. Thành phần hóa, thành phần khoáng của xi măng và tro bay 
Thành phần hóa học Thành phần khoáng 
Chỉ tiêu OPC Tro bay Chỉ tiêu OPC Tro bay 
MKN 1,90 2,22 C3S 44,9 - 
SiO2 22,35 50,03 C2S 19,1 - 
Al2O3 5,57 26,38 C3A 9,0 - 
Fe2O3 3,41 10,82 C4AF 10,4 - 
CaO 61,53 2,60 Mulite - 5,6 
MgO 2,22 2,23 Magnetite - 0,8 
SO3 2,77 0,49 Hematite - 0,2 
K2O 0,89 2,13 Rutle - 0,1 
Na2O 0,39 0,80 Glass content - 85,23 
Thành phần cấp phối hồ xi măng được thiết kế tham khảo theo ASTM C109 [11] dựa trên nguyên tắc 
mẫu có độ dẻo tiêu chuẩn [12] và giữ nguyên tỉ lệ N/CKD = 0.28 ở tất cả các cấp phối. Sử dụng tỉ lệ tro bay 
thay thế xi măng cơ bản từ 20% đến 50%. Thành phần cấp phối được cho ở bảng 2. 
Bảng 2. Thành phần cấp phối hồ xi măng 
Ký hiệu 
cấp phối 
Thành phần vật liệu cho mẻ trộn. g N/CKD 
X F CTC N Tỉ lệ F thay thế X. % 
X0 450 0 0 126 0 0,28 
X1 225 225 0 126 50,0 0,28 
X2 360 90 0 126 20,0 0,28 
X3 292,5 157,5 0 126 35,0 0,28 
X4 210,6 239,4 0 126 53,2 0,28 
X5 374,4 75,6 0 126 16,8 0,28 
Quy trình dưỡng hộ nhiệt ẩm áp dụng quy hoạch thực nghiệm dùng trong nghiên cứu cho như bảng 3. 
Trong đó, thời gian chờ được cố định là 4 giờ; tốc độ tăng/giảm nhiệt được khống chế nhỏ hơn 25oC/h. Các 
biến cần nghiên cứu là nhiệt độ tối đa và thời gian duy trì đẳng nhiệt ở nhiệt độ tối đa. 
BÊ TÔNG - VẬT LIỆU XÂY DỰNG 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2018 37 
Bảng 3. Quy trình dưỡng hộ nhiệt ẩm dùng trong nghiên cứu 
Giai đoạn Chờ đông kết 
Tăng nhiệt Đẳng nhiệt 
Tmax 
Giảm nhiệt 
Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 
Thời gian. h 4 1 2 2→6 2 - 
Nhiệt độ. oC MT MT → 40 40→ Tmax 
52; 55; 70; 85; 
88 Tmax→ 40 40 →MT 
Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm 
để nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố 
trong quy trình dưỡng hộ nhiệt ẩm (nhiệt độ tối đa; 
thời gian duy trì đẳng nhiệt ở nhiệt độ tối đa) và 
hàm lượng tro bay thay thế xi măng đến sự phát 
triển cường độ của đá xi măng theo thời gian. Các 
yếu tố ảnh hưởng đến thông số cường độ nén là: 
- Z1 - tỉ lệ tro bay thay thế xi măng, biến thiên từ 
(20 – 50) %. Tương ứng giá trị mã hóa là x1, 
biến thiên từ (-1; +1); 
- Z2 - nhiệt độ bảo dưỡng tối đa, biến thiên từ (55 
- 85) oC. Tương ứng giá trị mã hóa là x2, biến 
thiên từ (-1; +1); 
- Z3 - thời gian duy trì ở nhiệt độ tối đa, biến thiên 
từ (2 - 6) h. Tương ứng giá trị mã hóa là x3, biến 
thiên từ (-1; +1). 
Mô hình được lựa chọn để nghiên cứu là mô 
hình trực giao, bậc 2 có tâm, 3 yếu tố: 
 y' = b0 + b1x1 + + bkxk + b12x1x2 +.+ bk-1.kxk-1xk + b11x1
2 + + bkkxk
2 (5) 
Thực nghiệm được thực hiện là thực nghiệm 
các yếu tố toàn phần TYP với số lượng mẫu: 
23+6+1=15 mẫu. Trong đó có 8 thí nghiệm nhân 
phương án, bổ sung 2k điểm sao (*) và 1 thí nghiệm 
ở tâm phương án [13]. Ngoài ra, còn thí nghiệm 
thêm 2 thí nghiệm ở tâm phương án và 1 thí nghiệm 
trên mẫu không sử dụng tro bay thay thế xi măng. 
Ma trận quy hoạch thực nghiệm tham khảo ở bảng 
4.2 – Ma trận quy hoạch cấu trúc có tâm cấp hai, ba 
yếu tố [13]. 
Mẫu hồ xi măng sau khi đúc được đặt ổn định 
trong phòng thí nghiệm ở (27 ± 2) oC theo đúng thời 
gian chờ cố định là 4 giờ trước khi cho vào tủ 
dưỡng hộ nhiệt. Các tấm thép được đặt lên mặt 
mẫu ngay sau khi đúc, được cố định trong suốt quá 
trình dưỡng hộ nhằm tránh mất nước và tránh hơi 
nước tiếp xúc trực tiếp với bề mặt mẫu xi măng. 
Nhiệt độ tủ dưỡng hộ được điều khiển thông qua 
thay đổi điện trở đốt nóng và lưu lượng nước luân 
chuyển để làm mát trong quá trình tăng và giảm 
nhiệt. Nhiệt độ tủ dưỡng hộ được theo dõi bằng các 
đầu cảm biến nhiệt có khả năng đọc đến ± 0,1 oC, 
được đặt tại 3 vị trí trước, sau và giữa tủ tại các vị 
trí đặt mẫu. Ngoài ra. còn có các đầu cảm biến nhiệt 
độ đặt tại tâm các mẫu đại diện để đo nhiệt độ trong 
mẫu xi măng. Tất cả các đầu cảm biến nhiệt độ này 
đều được theo dõi và ghi nhận tự động 1 phút/ lần. 
Thiết bị theo dõi và ghi nhận nhiệt độ môi 
trường, nhiệt độ mẫu thử trong quá trình dưỡng hộ 
nhiệt ẩm dùng trong nghiên cứu - HIOKI có thang 
đo đến 250 oC, 24 kênh, có khả năng đọc đến 0,01 
oC được mô tả như ở hình 2 và hình 3. 
 Hình 2. Tủ dưỡng hộ nhiệt ẩm và thiết bị theo dõi nhiệt độ Hình 3. Mẫu được bảo dưỡng nhiệt ẩm 
BÊ TÔNG - VẬT LIỆU XÂY DỰNG 
38 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2018 
Mẫu đá xi măng sau khi thử nén xong sẽ được 
ngăn chặn quá trình thủy hóa tiếp tục của hồ xi 
măng bằng cách nghiền mẫu thành hạt mịn có kích 
thước hạt khoảng (3 – 5) mm và ngâm phần mẫu 
này vào dung dịch acetone trong 24h. Sau đó, đem 
sấy khô ở nhiệt độ 40oC trong 3h rồi đặt mẫu trong 
bình hút ẩm trong thời gian 2 ngày. Mẫu này sẽ tiếp 
tục nghiền mịn đến khi lọt qua sàng 0,075 mm và 
dùng để thí nghiệm định lượng phản ứng 
pozzolanic. 
3. Kết quả thực nghiệm và bàn luận 
a) Ma trận quy hoạch thực nghiệm: 
- Ma trận quy hoạch thực nghiệm và kết quả cho 
ở bảng 4 như sau: 
+ Các thí nghiệm từ 1-8 ở nhân phương án theo 
ma trận quy hoạch thực nghiệm. Các thí nghiệm 9-
14 là thí nghiệm cánh tay đòn (*); 
+ Thí nghiệm 15 là thí nghiệm ở tâm và thí 
nghiệm 17, 18 là thí nghiệm bổ sung ở tâm phương 
án để xác định phương sai tái hiện; 
+ Thí nghiệm 16 là thí nghiệm đối chứng trên mẫu 
không sử dụng tro bay. 
- Độ phản ứng pozzolanic được tính toán từ kết 
quả thử nghiệm tại các độ tuổi: 1 ngày, 28 ngày, 
1 năm và 1,5 năm tuổi. Trong đó: 
+ y - Giá trị d.o.p theo thực nghiệm ở các chế độ 
dưỡng hộ nhiệt ẩm, %; 
+ y’ - Giá trị d.o.p theo tính toán từ phương trình 
hồi quy, %; 
+ y27 - Giá trị d.o.p theo thực nghiệm ở chế độ 
dưỡng hộ ở nhiệt độ (27 2)oC, %; 
+ y1, y28, y365, y545 và y’1, y’28, y’365, y’545 lần lượt là 
giá trị thực nghiệm và giá trị tính toán của d.o.p ở 1, 
28, 365 và 545 ngày tuổi. 
Bảng 4. Ma trận quy hoạch thực nghiệm - d.o.p 
TT Ký hiệu mẫu 
Giá trị mã hóa Giá trị thực Kết quả d.o.p, % 
x1 x2 x3 Z1 Z2 Z3 y1 y28 y365 y545 
1 X1856 + + + 50 85 6 14.7 21.3 26.1 29.3 
2 X2856 - + + 20 85 6 18.5 26.5 31.9 33.9 
3 X1556 + - + 50 55 6 13.9 20.3 24.5 27.7 
4 X2556 - - + 20 55 6 16.5 24.5 29.2 31.9 
5 X1852 + + - 50 85 2 14.4 20.8 25.3 28.5 
6 X2852 - + - 20 85 2 17.9 25.9 31.2 33.2 
7 X1552 + - - 50 55 2 13.3 18.9 23.2 26.9 
8 X2552 - - - 20 55 2 15.9 22.5 28.5 29.9 
9 X4704 +1.215 0 0 53.2 70 4 11.7 17.8 21.3 24.8 
10 X5704 - 1.215 0 0 16.8 70 4 20.6 27.7 34.9 37.3 
11 X3884 0 +1.215 0 35 88 4 16.3 23.2 28.5 30.1 
12 X3524 0 - 1.215 0 35 52 4 15.2 21.7 26.2 28.9 
13 X3706 0 0 +1.215 35 70 6.4 16.0 22.4 27.4 29.3 
14 X3702 0 0 - 1.215 35 70 1.6 14.8 21.7 28.2 28.9 
15 X3704 0 0 0 35 70 4 15.6 22.1 27.0 29.7 
16 X0704 0 70 4 3.6 - - - 
17 X3704 0 0 0 35 70 4 15.6 22.5 26.6 28.6 
18 X3704 0 0 0 35 70 4 15.9 21.6 27.4 30.8 
b) Biểu diễn kết quả thực nghiệm 
- Phương trình hồi quy từ thực nghiệm có dạng: 
y' = bo + b1x1 + b2x2 + b3x3+ b11(x1
2-0.73) + b22(x2
2-
0.73) + b33(x3
2-0.73) + b12x1x2 + b13x1x3 + b23x2x3 
BÊ TÔNG - VẬT LIỆU XÂY DỰNG 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2018 39 
- Giải hệ phương trình trên ta được các phương 
trình hồi quy tương thích với thực nghiệm của 
d.o.p ở 1 ngày, 28 ngày, 1 năm (365 ngày) và 1,5 
năm tuổi (545 ngày) như sau: 
 y'1 = 15,69 – 2,13x1 + 0,66x2 (6) 
 y'28 = 22,49 – 2,76x1 + 0,92x2 (7) 
 y'365 = 27,56 – 3,48x1 + 1,08x2 (8) 
 y'545 = 30,01 – 2,87x1 (9) 
- Chuyển đổi các biến mã hóa xi sang biến thực Zi, 
ta có các phương trình hồi quy cho d.o.p ở các 
độ tuổi tương ứng như sau: 
 d.o.p'1 = 17,58 – 0,142Z1 + 0,044Z2 (10) 
 d.o.p'28 = 24,64 – 0,184Z1 + 0,061Z2 (11) 
 d.o.p'365 = 30,64 – 0,232Z1 + 0,072Z2 (12) 
 d.o.p'545 = 36,80 – 0,191Z1 (13) 
- Biểu đồ 3D biểu diễn d.o.p với các biến mã hóa 
x1, x2 ở các độ tuổi cho ở hình 4; 
- Biểu đồ cột so sánh d.o.p ở 1 ngày và 1,5 năm 
tuổi giữa giá trị thực nghiệm, giá trị tính toán ở 
chế độ dưỡng hộ nhiệt ẩm và mẫu đối chứng cho 
ở hình 5. 
Hình 4. Biểu đồ 3D biểu diễn d.o.p Hình 5. Biểu đồ cột so sánh d.o.p ở 1 ngày & 1.5 năm 
c) Bàn luận kết quả thực nghiệm 
Kết quả thực nghiệm d.o.p và các phương trình 
hồi quy (6), (7), (8) và (9) cho thấy, đối với mẫu 
được dưỡng hộ nhiệt ẩm: 
- Ở 1 ngày, 28 ngày và 1 năm tuổi, d.o.p phụ 
thuộc vào các tham số x1, x2; ở 1,5 năm tuổi, 
d.o.p chỉ phụ thuộc vào các tham số x1; 
- Giá trị d.o.p nghịch biến với x1 và đồng biến với 
x2 và không phụ thuộc vào x3. Tức là hàm 
lượng tro bay thay thế xi măng càng thấp và 
nhiệt độ dưỡng hộ càng cao thì giá trị d.o.p 
càng cao; 
- Giá trị d.o.p sau 1 ngày tuổi của mẫu dưỡng 
hộ nhiệt ẩm là cao hơn nhiều so với giá trị 
tương ứng sau 28 ngày tuổi của mẫu đối 
chứng. D.o.p sau 28 ngày tuổi của mẫu 
dưỡng hộ nhiệt ẩm xấp xỉ với giá trị tương 
ứng sau 1 năm tuổi của mẫu đối chứng. Sau 
1,5 năm tuổi thì không có khác biệt đáng kể 
giữa d.o.p của mẫu dưỡng hộ nhiệt ẩm và 
mẫu đối chứng tương ứng; 
- Sau khi dưỡng hộ nhiệt ẩm và tiếp tục dưỡng 
hộ trong môi trường ẩm 1,5 năm thì vẫn còn 
hơn 60% lượng tro bay chưa tham gia phản 
ứng pozzolanic. 
So sánh với kết quả nghiên cứu của C.S. Poon. 
L. Lam. Y.L. Wong [14], ứng với N/CKD = 0.24, hàm 
lượng tro bay thay thế xi măng là 25 % và 45 % thì: 
d.o.p ở 7, 28 và 90 ngày lần lượt là 5,7%, 13,9%, 
22,6% và 5,3%, 12,8%, 16,5% cho thấy có hơn 80% 
BÊ TÔNG - VẬT LIỆU XÂY DỰNG 
40 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2018 
tro bay chưa phản ứng ở tuổi 90 ngày khi dưỡng hộ 
ở điều kiện thông thường. 
So sánh với kết quả nghiên cứu của Etsuo 
Sakai và các cộng sự [15], ứng với hai loại tro bay F 
và F’ có tỉ lệ thay thế xi măng từ (20 – 60) % trong 
điều kiện dưỡng hộ ở nhiệt độ thường thì d.o.p hầu 
như bằng không ở 7 ngày tuổi, tăng từ (2 – 5) % ở 
28 ngày tuổi lên (10 – 25) % ở 180 ngày tuổi và 
tăng lên (12 – 27) % ở 360 ngày tuổi. 
So sánh với kết quả nghiên cứu của Mongkhon 
Narmluk và Toyoharu Nawa [16], cho thấy d.o.p ở 
2160 giờ hay 90 ngày ứng với nhiệt độ bảo dưỡng 
ở 20 oC, 35 oC, 50 oC lần lượt là 22%, 37%, 43% khi 
hàm lượng tro bay thay thế xi măng là 25 % (theo 
thể và tích) và 15%, 23%, 27% khi hàm lượng tro 
bay thay thế xi măng là 50 %. Đồng thời, nghiên 
cứu này cũng chỉ ra rằng khi tăng nhiệt độ dưỡng 
hộ từ 20oC lên 50oC thì d.p.p tăng lên dẫn đến thời 
gian tương ứng giảm từ 28 ngày xuống còn 12 giờ. 
Các kết quả thực nghiệm nêu trên cũng hoàn toàn 
phù hợp với các nghiên cứu của Qiang Wang, 
Jingjing Feng, Peiyu Yan [17] cho rằng có hơn 
72,7% tro bay còn lại, chưa phản ứng sau 4 năm khi 
dưỡng hộ ở điều kiện thông thường. 
Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng trong hệ xi 
măng – tro bay, khi hàm lượng tro bay tăng lên, 
lượng xi măng pooc lăng sẽ giảm, dẫn đến lượng 
Ca(OH)2 sẽ giảm tương ứng sau phản ứng thủy 
hóa. Mặc dù lượng SiO2 và Al2O3 tăng nhưng vì 
Ca(OH)2 giảm nên theo phương trình (3), d.o.p sẽ 
giảm khi hàm lượng tro bay thay thế xi măng tăng. 
Ngoài ra, do phản ứng pozzolanic diễn ra khá chậm, 
tiếp theo sau phản ứng thủy hóa nên trong khoảng 
thời gian đẳng nhiệt nghiên cứu từ (2 – 6) h, có biến 
thiên không nhiều, dẫn đến d.o.p hầu như chỉ phụ 
thuộc vào nhiệt độ bảo dưỡng tối đa mà không phụ 
thuộc vào thời gian đẳng nhiệt ở nhiệt độ này. 
4. Kết luận và kiến nghị 
Từ các kết quả nghiên cứu, có thể rút ra các kết 
luận và kiến nghị như sau: 
a) Dưỡng hộ nhiệt ẩm làm gia tăng mức độ phản 
ứng pozzolanic của tro bay so với mẫu đối 
chứng tương ứng dưỡng hộ ở điều kiện thông 
thường. Hàm lượng tro bay thay thế xi măng 
càng thấp và nhiệt độ dưỡng hộ càng cao thì 
mức độ phản ứng pozzolanic của tro bay càng 
nhanh. 
b) Dưỡng hộ nhiệt ẩm làm tăng mức độ phản ứng 
pozzolanic so với dưỡng hộ thông thường ở giai 
đoạn đầu nhưng giảm dần ảnh hưởng sau 28 
ngày tuổi. Sau 1,5 năm tuổi thì không có khác 
biệt đáng kể về độ phản ứng pozzolanic giữa 
mẫu dưỡng hộ nhiệt ẩm và mẫu đối chứng 
tương ứng. 
c) Mẫu dưỡng hộ nhiệt ẩm và tiếp tục dưỡng hộ 
trong môi trường ẩm thì sau 1,5 năm, vẫn còn 
hơn 60% lượng tro bay chưa tham gia phản ứng 
pozzolanic. 
d) Kiến nghị trong các nghiên cứu tiếp theo, nên 
thiết lập tương quan giữa đặc điểm cấu trúc, 
cường độ và mức độ phản ứng pozzolanic của 
tro bay trong hệ xi măng poóc lăng – tro bay. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. H.F.W. Taylor (1990). Cement Chemistry. Academic 
Press, London. 
2. Verbeck, G.J., and Helmuth R.A (1968). Structures 
and physical properties of cement paste. Proc. 5th Int. 
Symp. On the Chemistry of Cement, Tokyo, Vol. 3, 
pp. 1-32. 
3. Marsh B.K., Day R.L (1988). Pozzolanic and 
cementitious reactions of fly ash in blended cement 
pastest, Cement and Concrete Research 18(2), pp. 
301-302. 
4. Pietersen, H. S., (1993), Reactivity of fly ash and slag 
in cement. PhD. Thesis Delft University of 
Technology 
5. S. Takashima, Sem. Gijutsu Nempo, 11, 188, 1957, 
JCEA Review. 11th Gen. Mtg., pp. 45 (1957). 
6. S. Li. D.M. Roy. A. Kumer (1985). Quantitative 
determination of pozzolanas in hydrated system of 
cement or Ca(OH)2 with fly ash or silica fume. 
Cement Concrete Res. 15, 1079 – 1086. 
7. S. Ohsawa, K. Asaga, S. Goto, M. Daimon (1985), 
Quantitative determination of fly ash in the hydrated 
fly ash–CaSO4.2H2O-Ca(OH)2 system, Cement 
Concrete Res. 15, pp. 357–366. 
BÊ TÔNG - VẬT LIỆU XÂY DỰNG 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2018 41 
8. S. Ohsawa, E. Sakai, M. Daimon (1999), Reaction 
ratio of fly ash in the hydration of fly ash–cement 
system, Science Technology Cement Concrete 53, 
pp. 96– 101. 
9. Pipat Termkhajornkita, Toyoharu Nawaa, Masashi 
Nakaib, Toshiki Saito (2005), Effect of fly ash on 
autogenous shrinkage. Cement and Concrete 
Research 35, pp. 473–482. 
10. Ya Mei Zhang. Wei Sun. Han Dong Yan (2000). 
Hydration of high-volume fly ash cement pastes. 
Cement & Concrete Composites 22. pp 445–452. 
11. ASTM C 109/ 109M. Test Method for Compressive 
Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or 
50-mm Cube Specimens), ASTM Book of Standards 
Volume: 04.01. 
12. Lea. F.M (1971). The Chemistry of Cement and 
Concrete. Chemical Publishing Company. N.Y., page 
544. 
13. Nguyễn Cảnh (2011). Quy hoạch thực nghiệm. Nhà 
Xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh. 
14. C.S. Poon. L. Lam. Y.L. Wong (2000). A study on 
high strength concrete prepared with large volumes of 
low calcium fly ash. Cement and Concrete Research 
30, 447 – 455. 
15. E. Sakai. S. Miyahara. S. Ohsawa. S. H. Lee. and M. 
Daimon (2005). Hydration of fly ash cement. Cement 
and Concrete Research. vol. 35., pp. 1135-1140. 
16. Mongkhon Narmluk and Toyoharu Nawa (2014). 
Effect of Curing Temperature on Pozzolanic Reaction 
of Fly Ash in Blended Cement Paste. International 
Journal of Chemical Engineering and Applications. 
Vol. 5. No. 1. February. 
17. Qiang Wang. Jingjing Feng. Peiyu Yan (2012). The 
microstructure of 4-year-old hardened cement-fly ash 
paste. Construction and Building Materials 29, pp 
114–119. 
Ngày nhận bài: 13/7/2018. 
Ngày nhận bài sửa lần cuối: 22/8/2018.