##common.pageHeaderLogo.altText##
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng - Bộ Xây dựng

ISSN:

Website: www.jomc.vn

Research on Using Waste Glass, Fly Ash, and Coconut Fibers to Produce Eco-Friendly Concrete for Housing Construction in the Southwestern Provinces of Vietnam

Lê Nguyễn Thiện Huy , Võ Nhật Luân

Abstract

In the context of the Mekong River Delta accelerating the development of modern, sustainable, and cost-efficient industrial zones, there is a crucial need for construction materials that are reasonably priced, environmentally friendly, and utilize local recycled resources. In the Mekong River Delta region, coir fiber is a very common agricultural waste product, similar to rice straw in the Northern region. Utilizing coir fiber as a reinforcing material in concrete not only helps to enhance crack resistance and improve certain mechanical properties of the material but also contributes to reducing product costs due to the cheap and readily available raw material source. This study focuses on evaluating the feasibility of producing concrete using various recycled materials: waste glass aggregates completely replacing crushed stone, Duyen Hai 1 thermal power plant fly ash replacing 25% of Portland cement content, and natural dispersed coir fibers to increase the concrete's crack resistance. Experiments were conducted on two strength grades, M300 and M400, with three glass replacement ratios: 0%, 50%, and 100%. The results show that the concrete mixture exhibited suitable workability (slump ranging from 17,5÷22,0 cm), compressive strength at 28 days varying from 34,5 MPa to 50,5 MPa, elastic modulus from 28,9÷35 GPa, and flexural tensile strength reaching up to 8,2 MPa due to the presence of dispersed coir fibers. Notably, low water absorption (less than 7,5%) and excellent impermeability demonstrated the effectiveness of the material system in improving the microstructure and compactness of the concrete. This concrete product is suitable for use in factory floors, machine foundations, and internal roads within industrial zones, meeting stringent mechanical and environmental requirements. Applying this solution helps reduce material costs and shorten construction time, thereby enhancing project management efficiency and promoting sustainable development in industrial zones of the Mekong River Delta.

References

  1. Lê Nguyễn Thiện Huy, Tăng Văn Lâm, Võ Nhật Luân, Hồ Anh Cương. Sử dụng sợi xơ dừa trong chế tạo bê tông nâng cao chất lượng nhà ở xã hội khu vực Tây Nam Bộ thích ứng với biến đổi khí hậu. Tạp chí Xây dựng – Bộ Xây dựng, 19 Feb. 2025.
  2. Lê Hoàng Sơn, Tăng Văn Lâm, Võ Nhật Luân, Hồ Thanh Phong. Nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ cao từ nguồn vật liệu địa phương phục vụ xây dựng công trình hạ tầng ven biển khu vực Kiên Giang. Tạp chí Xây dựng - Bộ Xây dựng. Tháng 12 năm 2024. Trang 72-77.
  3. Lê Văn Tuấn, Nguyễn Quốc Toản, (2021). Giải pháp thúc đẩy sử dụng tro, xỉ nhà máy nhà máy điện đốt rác than làm vật liệu xây dựng trong xu thế nền kinh tế tuần hoàn tại Việt Nam. Tạp chí Xây dựng, số 10/2021. Trang 176-182.
  4. Hoàng Minh Đức, Nguyễn Kim Thịnh. Nghiên cứu sử dụng cát đụn tại chỗ làm đường bê tông xi măng trên đảo Phú Quốc. Khoa học Công Nghệ Xây dựng 3 (2017). 37-43.
  5. Đinh Hoàng Quân, Nguyễn Thanh Bằng, Nguyễn Tiến Trung. Phương pháp tính toán thành phần, công thức cấp phối bê tông chất kết dính kiềm hoạt hóa sử dụng kết hợp tro bay nhiệt điện, xỉ lò cao phù hợp với các nguồn vật liệu. Đề tài NCKH cấp Quốc gia mã số KC.08.21/16-20 thuộc chương trình nghiên cứu KH&CN phục vụ bảo vệ môi trường và phòng tránh thiên tai, mã số: KC08/16-20, năm 2021.
  6. Nguyễn Thanh Bằng, Đinh Hoàng Quân, Nguyễn Tiến Trung, 2021. Nghiên cứu sử dụng kết hợp tro bay nhiệt điện và xỉ lò cao để chế tạo bê tông chất kết dính kiềm hoạt hóa (không sử dụng xi măng) dùng cho các công trình thủy lợi làm việc trong môi trường biển góp phần bảo vệ môi trường. Đề tài NCKH cấp Quốc gia mã số KC.08.21/16-20 thuộc chương trình nghiên cứu KH&CN phục vụ bảo vệ môi trường và phòng tránh thiên tai, mã số: KC08/16-20.
  7. Trần Việt Hưng, (2017). “Nghiên cứu thành phần, đặc tính cơ lý của bê tông Geopolymer tro bay và ứng dụng cho kết cấu cầu hầm”, Luận án tiến sỹ kỹ thuật năm 2017, 149 trang.
  8. Hoàng Minh Đức, Trần Quốc Toán, Lee Sang Hyun, and Do Kwang Soo. Nghiên cứu ảnh hưởng của xỉ hạt lò cao nghiền mịn và tro bay đến tính chất của hỗn hợp bê tông và bê tông. Tạp chí KHCN Xây dựng số 3 (2020): 33-40.
  9. Lâm N.T., Kiên T.T., Đại B.D., (2021). Nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ cao sử dụng hàm lượng lớn tro bay của nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh. Tạp Chí Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng – Trường ĐH Xây dựng Hà Nội, 15(6V), Trang 1-11.
  10. Đoàn Công Chánh, Nguyễn Phú Nhuận, Trần Văn Khánh, and Huỳnh Trọng Phước. Ảnh hưởng của hàm lượng tro bay thay thế một phần xi măng đến các tính chất của bê tông cường độ cao. Tạp chí Vật liệu và Xây dựng-Bộ Xây dựng số 11, no. 05 (2021): 6 trang.
  11. Nguyễn Trọng Lâm, Nguyễn Ngọc Linh, Trần Văn Nam, Vũ Duy Kiên, Trần Văn Khải, and Phùng Đức Hiếu. Ảnh hưởng của tro bay thay thế một phần xi măng đến tính chất của bê tông thương phẩm. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng – Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, Vol. 14, No. 4V (2020): 96-105.
  12. Lê Hùng Anh, Cao Văn Chơn, (2012). Nghiên cứu tái chế tro - xỉ từ lò đốt làm bê tông nặng. Hội nghị khoa học trẻ lần 4. Đại học Công nghiệp Tây Nam Bộ. Năm 2022.
  13. Barbhuiya S., Das B.B., Adak D. (2024). Roadmap to a net-zero carbon cement sector: Strategies, innovations and policy imperatives. Journal of Environmental Management, 359, 121052.
  14. Andrew R.M. (2018). Global CO2 emissions from cement production. Earth System Science Data, 10(1), 195-217. Doi: 10.5194/essd-10-195-2018, 2018.
  15. Du H., Tan K.H. (2014). Waste glass powder as cement replacement in concrete. Journal of Advanced Concrete Technology, 12(11), 468–477. DOI: 10.3151/jact.12.468
  16. Ngọ Văn Toản. Nghiên cứu chế tạo bê tông cường độ cao sử dụng cát mịn và phụ gia khoáng hỗn hợp từ xỉ lò cao hoạt hóa và tro trấu. Tạp chí Khoa học Công nghệ xây dựng 4 (2014): 36-45.
  17. Nguyễn Như Quý, Mai Quế Anh, (2020). Lý thuyết bê tông. Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội, 2020, 210 Tr.
  18. Bùi Danh Đại (2010), Phụ gia khoáng hoạt tính cao cho bê tông chất lượng cao, Bài giảng dành cho Cao học Vật liệu Xây dựng, Trường Đại học Xây Dựng, Hà Nội.
  19. Lê Văn Quang (2019). Tình hình phát thải, nghiên cứu và sử dụng tro xỉ nhiệt điện tại Việt Nam. Hội thảo: Xu hướng ứng dụng tro, xỉ nhiệt điện làm phụ gia trong sản xuất Vật liệu ngành xây dựng. Viện Vật liệu Xây dựng năm 2019.
  20. Lê Việt Hùng (2021). Nghiên cứu sử dụng xỉ hạt lò cao nghiền mịn (GGBFS) cho sản xuất bê tông. Hội thảo: Sử dụng tro, xỉ trong sản xuất vật liệu xây dựng – cơ hội và thách thức. Viện Vật liệu Xây dựng năm 2021.
  21. Ali M., Liu A., Sou H., Chouw N. (2012). Mechanical and dynamic properties of coconut fibre reinforced concrete. Construction and Building Materials, 30, 814–825. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.12.068