ISSN:
Website: www.jomc.vn
Nghiên cứu sử dụng phế thải kính, tro bay và sợi xơ dừa để chế tạo bê tông thân thiện với môi trường phục vụ xây dựng nhà ở trên địa bàn các tỉnh Tây Nam Bộ
Tóm tắt
Trong bối cảnh các tỉnh Tây Nam Bộ đang đẩy mạnh phát triển các khu công nghiệp theo hướng hiện đại, bền vững và tiết kiệm chi phí, nhu cầu sử dụng vật liệu xây dựng có giá thành hợp lý, thân thiện với môi trường và tận dụng nguồn tài nguyên tái chế tại chỗ là vô cùng cấp thiết. Với các tỉnh khu vực Tây Nam Bộ, xơ dừa là một loại phế thải nông nghiệp rất phổ biến, tương tự như rơm rạ ở khu vực Bắc Bộ. Việc tận dụng xơ dừa làm vật liệu gia cường trong bê tông không chỉ góp phần nâng cao khả năng chống nứt và cải thiện một số đặc tính cơ học của vật liệu, mà còn giúp giảm giá thành sản phẩm do nguồn nguyên liệu rẻ và sẵn có. Nghiên cứu tập trung đánh giá khả năng chế tạo sản phẩm bê tông sử dụng các loại vật liệu tái chế gồm: hạt kính phế thải kính thay thế hoàn toàn đá dăm, tro bay nhiệt điện Duyên Hải 1 thay thế 25% hàm lượng xi măng Portland và sợi xơ dừa tự nhiên phân tán để tăng khả năng chống nứt cho bê tông. Các thí nghiệm được thực hiện trên hai cấp cường độ M300 và M400, với ba tỷ lệ thay thế kính là 0%, 50% và 100%. Kết quả cho thấy, hỗn hợp bê tông có tính công tác phù hợp (độ sụt từ 17,5÷22,0 cm), cường độ nén ở 28 ngày dao động từ 34,5 MPa đến 50,5 MPa, mô đun đàn hồi từ 28,9÷35 GPa và cường độ kéo khi uốn đạt đến 8,2 MPa nhờ vào sự có mặt của sợi xơ dừa phân tán. Đặc biệt, độ hút nước thấp (nhỏ hơn 7,5%) và khả năng chống thấm rất tốt đã chứng minh hiệu quả của hệ vật liệu trong cải thiện vi cấu trúc và độ đặc chắc của bê tông. Sản phẩm bê tông này phù hợp sử dụng trong các sàn nhà xưởng, móng máy, đường nội bộ khu công nghiệp với yêu cầu cơ học và môi trường khắt khe. Việc ứng dụng giải pháp này góp phần giảm chi phí vật liệu, rút ngắn thời gian thi công, từ đó nâng cao hiệu quả quản lý dự án và phát triển bền vững tại các khu công nghiệp Tây Nam Bộ.
Tài liệu tham khảo
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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
- 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.
- Nguyễn Như Quý, Mai Quế Anh, (2020). Lý thuyết bê tông. Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội, 2020, 210 Tr.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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

