Một số đặc tính kỹ thuật của bê tông sử dụng tro bã mía đã xử lý thay thế một phần xi măng
Email:
leduchien@tdtu.edu.vn
Từ khóa:
tro bã mía, phụ gia khoáng, cường độ chịu nén, độ hút nước, độ rỗng
Tóm tắt
Sản xuất xi măng từ clinker thải ra nhiều khí cacbonic (CO2) vào khí quyển, gây ô nhiễm môi trường. Sử dụng kết hợp vật liệu phụ gia khoáng, có nguồn gốc từ phụ phẩm của quá trình sản xuất công, nông nghiệp như xỉ lò cao nghiền mịn, tro bay, tro trấu…với xi măng góp phần giảm phát thải khí nhà kính. Tro bã mía (SBA) một phế phẩm của quá trình đốt bã mía trong lò cao, là một vật liệu có thể sử dụng với mục đích như vậy. Trong bài báo này, tro bã mía, sau khi nung ở nhiệt độ 700 oC trong 1 giờ, được dùng thay thế xi măng với các tỷ lệ khối lượng khác nhau (5%, 10%, 15% và 20%) để chế tạo bê tông. Mẫu vật liệu tro được phân tích đặc tính lý hóa, và một số đặc tính kỹ thuật của bê tông được khảo sát. Kết quả cho thấy, vật liệu SBA chứa nhiều thành phần silic hoạt tính, có cấu trúc vô định hình. Thay thế xi măng bởi SBA từ 10% khối lượng trở lên làm cho tính công tác của bê tông giảm nhanh. Tăng dần tỷ lệ SBA trong hỗn hợp dẫn đến giảm dần cường độ chịu kéo, nén ở tất cả các thời điểm thí nghiệm. Ngoài ra, độ hút nước của các cấp phối bê tông sau 91 ngày tuổi không có sự thay đổi lớn. Cường độ kéo, nén của bê tông chứa vật liệu SBA được xác nhận có quan hệ tỷ lệ nghịch với độ rỗng bên trong cấu trúcTài liệu tham khảo
[1] B. Suhendro, Toward Green Concrete for Better Sustainable Environment, Procedia Engineering, 95 (2014) 305-320. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.12.190
[2] Y.-N. Sheen, D.-H. Le, M.N.-T. Lam, Performance of Self-compacting Concrete with Stainless Steel Slag Versus Fly Ash as Fillers: A Comparative Study, Periodica Polytechnica Civil Engineering, 65 (2021) 1050–1060. https://doi.org/10.3311/PPci.17673
[3] H. El-Chabib, 11 - Properties of SCC with supplementary cementing materials, R. Siddique (Ed.), in Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering, Self-Compacting Concrete: Materials, Properties and Applications, Woodhead Publishing, (2020) 283-308. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-817369-5.00011-8
[4] http://agro.gov.vn/vn/tID31345_San-luong-mia-duong-dau-nam-2022-gan-742000-tan-nhung-doi-mat-voi-dau-ra-bi-thu-hep.html, truy cập ngày 15 tháng 7 năm 2022.
[5] FPT Securities, Sugar Industry Updated Reports (Báo cáo cập nhật ngành đường), 2020.
[6] Y. Bayapureddy, K. Muniraj, M.R.G. Mutukuru, Sugarcane bagasse ash as supplementary cementitious material in cement composites: strength, durability, and microstructural analysis, Journal of the Korean Ceramic Society, 57 (2020) 513-519. https://doi.org/10.1007/s43207-020-00055-8
[7] M. Jahanzaib Khalil, M. Aslam, S. Ahmad, Utilization of sugarcane bagasse ash as cement replacement for the production of sustainable concrete – A review, Construction and Building Materials, 270 (2021) 121371. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121371
[8] A. Pereira, J.L. Akasaki, J.L.P. Melges, M.M. Tashima, L. Soriano, M.V. Borrachero, J. Monzó, J. Payá, Mechanical and durability properties of alkali-activated mortar based on sugarcane bagasse ash and blast furnace slag, Ceramics International, 41 (2015) 13012-13024. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.07.001
[9] N. Chusilp, C. Jaturapitakkul, K. Kiattikomol, Effects of LOI of ground bagasse ash on the compressive strength and sulfate resistance of mortars, Construction and Building Materials, 23 (2009) 3523-3531. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2009.06.046
[10] J.d.S. Andrade Neto, M.J.S. de França, N.S.d. Amorim Junior, D.V. Ribeiro, Effects of adding sugarcane bagasse ash on the properties and durability of concrete, Construction and Building Materials, 266 (2021) 120959. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120959
[11] A. Bahurudeen, M. Santhanam, Influence of different processing methods on the pozzolanic performance of sugarcane bagasse ash, Cement and Concrete Composites, 56 (2015) 32-45. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2014.11.002
[12] N.-u. Amin, Use of Bagasse Ash in Concrete and Its Impact on the Strength and Chloride Resistivity, Journal of Materials in Civil Engineering, 23 (2011) 717-720. https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000227
[13] P. Jagadesh, A. Ramachandramurthy, R. Murugesan, Evaluation of mechanical properties of Sugar Cane Bagasse Ash concrete, Construction and Building Materials, 176 (2018) 608-617. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.05.037Get rights and content
[14] ASTM “ASTM C39M-04, Standard Test Methods for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2004.
[15] ASTM “ASTM C496M-17, Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017.
[16] ASTM “ASTM C597-09, Test for Pulse Velocity Through Concrete”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2009.
[17] ASTM “ASTM C642-06, Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2006.
[18] N.T.T. Phương, T.Q. Hải, N.V. Hoàn, N.T. Thoa, Đ.T. Hà, N.M. Hà, Đặc tính của tro bã mía và sử dụng tro bã mía trong sản xuất gạch ceramic, Tạp chí Khoa học công nghệ, 45 (2018) 19-22.
[19] S.A. Zareei, F. Ameri, N. Bahrami, Microstructure, strength, and durability of eco-friendly concretes containing sugarcane bagasse ash, Construction and Building Materials, 184 (2018) 258-268. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.06.153
[20] ASTM “ASTM C311-05, Standard Test Methods for Sampling and Testing Fly Ash or Natural Pozzolans for Use in Portland-Cement Concrete, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2005.
[21] ASTM “ASTM C109-08, Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens)”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2008.
[22] E. Arif, M.W. Clark, N. Lake, Sugar cane bagasse ash from a high efficiency co-generation boiler: Applications in cement and mortar production, Construction and Building Materials, 128 (2016) 287-297. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.10.091
[23] S. Nasir, H.A.A. Elhameed, N.M. Fadhil, A.M. Hashem, Effects of sugarcane bagasse ash on the properties of concrete, 171 (2018) 123-132. https://doi.org/10.1680/jensu.15.00014
[24] S. Abbas, A. Sharif, A. Ahmed, W. Abbass, S. Shaukat, Prospective of sugarcane bagasse ash for controlling the alkali-silica reaction in concrete incorporating reactive aggregates, 21 (2020) 781-793. https://doi.org/10.1002/suco.201900284
[25] G.C. Cordeiro, R.D. Toledo Filho, L.M. Tavares, E.M.R. Fairbairn, Pozzolanic activity and filler effect of sugar cane bagasse ash in Portland cement and lime mortars, Cement and Concrete Composites, 30 (2008) 410-418. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2008.01.001
[26] S. Praveenkumar, G. Sankarasubramanian, Mechanical and durability properties of bagasse ash-blended high-performance concrete, SN Applied Sciences, 1 (2019) 1664. https://doi.org/10.1007/s42452-019-1711-x
[27] Đỗ Anh Tú, Vũ Xuân Thành, Hoàng Việt Hải, Hoàng Thị Tuyết, Nguyễn Hoài Nam, Mức độ thủy hóa và sự phát triển cường độ trong bê tông cường độ cao, Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 70 (2019) 85-94. https://doi.org/10.25073/tcsj.70.2.31
[28] M. Shariq, J. Prasad, A. Masood, Studies in ultrasonic pulse velocity of concrete containing GGBFS, Construction and Building Materials, 40 (2013) 944-950. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.11.070
[29] F.C.R. Almeida, A. Sales, J.P. Moretti, P.C.D. Mendes, Sugarcane bagasse ash sand (SBAS): Brazilian agroindustrial by-product for use in mortar, Construction and Building Materials, 82 (2015) 31-38. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.02.039
[30] X. Chen, S. Wu, J. Zhou, Influence of porosity on compressive and tensile strength of cement mortar, Construction and Building Materials, 40 (2013) 869-874. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.11.072
[2] Y.-N. Sheen, D.-H. Le, M.N.-T. Lam, Performance of Self-compacting Concrete with Stainless Steel Slag Versus Fly Ash as Fillers: A Comparative Study, Periodica Polytechnica Civil Engineering, 65 (2021) 1050–1060. https://doi.org/10.3311/PPci.17673
[3] H. El-Chabib, 11 - Properties of SCC with supplementary cementing materials, R. Siddique (Ed.), in Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering, Self-Compacting Concrete: Materials, Properties and Applications, Woodhead Publishing, (2020) 283-308. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-817369-5.00011-8
[4] http://agro.gov.vn/vn/tID31345_San-luong-mia-duong-dau-nam-2022-gan-742000-tan-nhung-doi-mat-voi-dau-ra-bi-thu-hep.html, truy cập ngày 15 tháng 7 năm 2022.
[5] FPT Securities, Sugar Industry Updated Reports (Báo cáo cập nhật ngành đường), 2020.
[6] Y. Bayapureddy, K. Muniraj, M.R.G. Mutukuru, Sugarcane bagasse ash as supplementary cementitious material in cement composites: strength, durability, and microstructural analysis, Journal of the Korean Ceramic Society, 57 (2020) 513-519. https://doi.org/10.1007/s43207-020-00055-8
[7] M. Jahanzaib Khalil, M. Aslam, S. Ahmad, Utilization of sugarcane bagasse ash as cement replacement for the production of sustainable concrete – A review, Construction and Building Materials, 270 (2021) 121371. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121371
[8] A. Pereira, J.L. Akasaki, J.L.P. Melges, M.M. Tashima, L. Soriano, M.V. Borrachero, J. Monzó, J. Payá, Mechanical and durability properties of alkali-activated mortar based on sugarcane bagasse ash and blast furnace slag, Ceramics International, 41 (2015) 13012-13024. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.07.001
[9] N. Chusilp, C. Jaturapitakkul, K. Kiattikomol, Effects of LOI of ground bagasse ash on the compressive strength and sulfate resistance of mortars, Construction and Building Materials, 23 (2009) 3523-3531. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2009.06.046
[10] J.d.S. Andrade Neto, M.J.S. de França, N.S.d. Amorim Junior, D.V. Ribeiro, Effects of adding sugarcane bagasse ash on the properties and durability of concrete, Construction and Building Materials, 266 (2021) 120959. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120959
[11] A. Bahurudeen, M. Santhanam, Influence of different processing methods on the pozzolanic performance of sugarcane bagasse ash, Cement and Concrete Composites, 56 (2015) 32-45. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2014.11.002
[12] N.-u. Amin, Use of Bagasse Ash in Concrete and Its Impact on the Strength and Chloride Resistivity, Journal of Materials in Civil Engineering, 23 (2011) 717-720. https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000227
[13] P. Jagadesh, A. Ramachandramurthy, R. Murugesan, Evaluation of mechanical properties of Sugar Cane Bagasse Ash concrete, Construction and Building Materials, 176 (2018) 608-617. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.05.037Get rights and content
[14] ASTM “ASTM C39M-04, Standard Test Methods for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2004.
[15] ASTM “ASTM C496M-17, Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017.
[16] ASTM “ASTM C597-09, Test for Pulse Velocity Through Concrete”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2009.
[17] ASTM “ASTM C642-06, Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2006.
[18] N.T.T. Phương, T.Q. Hải, N.V. Hoàn, N.T. Thoa, Đ.T. Hà, N.M. Hà, Đặc tính của tro bã mía và sử dụng tro bã mía trong sản xuất gạch ceramic, Tạp chí Khoa học công nghệ, 45 (2018) 19-22.
[19] S.A. Zareei, F. Ameri, N. Bahrami, Microstructure, strength, and durability of eco-friendly concretes containing sugarcane bagasse ash, Construction and Building Materials, 184 (2018) 258-268. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.06.153
[20] ASTM “ASTM C311-05, Standard Test Methods for Sampling and Testing Fly Ash or Natural Pozzolans for Use in Portland-Cement Concrete, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2005.
[21] ASTM “ASTM C109-08, Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens)”, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2008.
[22] E. Arif, M.W. Clark, N. Lake, Sugar cane bagasse ash from a high efficiency co-generation boiler: Applications in cement and mortar production, Construction and Building Materials, 128 (2016) 287-297. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.10.091
[23] S. Nasir, H.A.A. Elhameed, N.M. Fadhil, A.M. Hashem, Effects of sugarcane bagasse ash on the properties of concrete, 171 (2018) 123-132. https://doi.org/10.1680/jensu.15.00014
[24] S. Abbas, A. Sharif, A. Ahmed, W. Abbass, S. Shaukat, Prospective of sugarcane bagasse ash for controlling the alkali-silica reaction in concrete incorporating reactive aggregates, 21 (2020) 781-793. https://doi.org/10.1002/suco.201900284
[25] G.C. Cordeiro, R.D. Toledo Filho, L.M. Tavares, E.M.R. Fairbairn, Pozzolanic activity and filler effect of sugar cane bagasse ash in Portland cement and lime mortars, Cement and Concrete Composites, 30 (2008) 410-418. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2008.01.001
[26] S. Praveenkumar, G. Sankarasubramanian, Mechanical and durability properties of bagasse ash-blended high-performance concrete, SN Applied Sciences, 1 (2019) 1664. https://doi.org/10.1007/s42452-019-1711-x
[27] Đỗ Anh Tú, Vũ Xuân Thành, Hoàng Việt Hải, Hoàng Thị Tuyết, Nguyễn Hoài Nam, Mức độ thủy hóa và sự phát triển cường độ trong bê tông cường độ cao, Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 70 (2019) 85-94. https://doi.org/10.25073/tcsj.70.2.31
[28] M. Shariq, J. Prasad, A. Masood, Studies in ultrasonic pulse velocity of concrete containing GGBFS, Construction and Building Materials, 40 (2013) 944-950. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.11.070
[29] F.C.R. Almeida, A. Sales, J.P. Moretti, P.C.D. Mendes, Sugarcane bagasse ash sand (SBAS): Brazilian agroindustrial by-product for use in mortar, Construction and Building Materials, 82 (2015) 31-38. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.02.039
[30] X. Chen, S. Wu, J. Zhou, Influence of porosity on compressive and tensile strength of cement mortar, Construction and Building Materials, 40 (2013) 869-874. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.11.072
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
09/11/2021
Nhận bài sửa
25/04/2022
Chấp nhận đăng
14/07/2022
Xuất bản
15/08/2022
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Lê Đức, H., & Sheen, Y.-N. (1660496400). Một số đặc tính kỹ thuật của bê tông sử dụng tro bã mía đã xử lý thay thế một phần xi măng. Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 73(6), 630-646. https://doi.org/10.47869/tcsj.73.6.3
Số lần xem tóm tắt
190
Số lần xem bài báo
152
