Nghiên cứu sự làm việc của dầm bê tông cốt thép sử dụng tro bay và xỉ lò cao làm chất kết dính geopolymer

Bê tông xi măng, bê tông sử dụng chất kết dính xi măng pooc-lăng thường và xi

măng pooc-lăng trộn các phụ gia khoáng puzzolan như tro bay, xỉ lò cao là vật liệu

xây dựng chính được sử dụng trong hầu hết các công trình. Với thành phần chất kết dính

là xi măng và nước nên bê tông xi măng được chế tạo dễ dàng và có rất nhiều ưu điểm

khi sử dụng làm kết cấu chịu lực công trình [6]. Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng xi măng

tăng cao trong những năm gần đây, năm 2019 sản lượng tiêu thụ đạt đến 4,1 tỷ tấn, làm

tăng lượng phát thải khí CO2 từ công nghiệp sản xuất xi măng (trung bình 1 tấn xi măng

phát thải 1 tấn CO2), gây hiệu ứng nhà kính.

Ngoài xi măng, các nghiên cứu trên thế giới đã tìm ra khả năng sử dụng các vật

liệu thuộc nhóm alumino silicat như tro bay, xỉ lò cao, mê ta cao lanh kết hợp với

chất hoạt hóa kiềm để tạo nên chất kết dính mới có khả năng thay thế xi măng.

Davidovits [41] nghiên cứu phát triển và được nhận bằng sáng chế về chất kết dính từ

mê ta cao lanh hoạt hóa kiềm, được gọi là chất kết dính geopolymer (GP) vào năm 1978.

Tiếp đó, geopolymer từ tro bay được nghiên cứu rộng rãi để xây dựng cấp phối chế tạo,

các đặc trưng cơ lý và sự làm việc của các kết cấu sử dụng bê tông geopolymer (GPC)

[42]. Gần đây, bê tông geopolymer từ tro bay kết hợp xỉ lò cao nhằm kết hợp được tính

năng bền vững của vật liệu geopolymer từ tro bay có cấu trúc polyme và ưu điểm của

xỉ lò cao làm GPC có thể đông cứng ở nhiệt độ thường [55].

Sản xuất bê tông GPC sẽ tiêu thụ được hai loại nguồn phế thải công nghiệp với

khối lượng rất lớn là tro bay của nhà máy nhiệt điện và xỉ lò cao từ nhà máy luyện kim.

Ngoài ra, việc sử dụng bê tông GPC thay thế bê tông xi măng (OPC) cũng hạn chế được

một phần nhu cầu sản lượng xi măng. Từ đó, sẽ góp phần giảm lượng khí CO2 thải ra

từ quá trình sản xuất xi măng trên toàn thế giới [33, 40]