Khả năng sử dụng cát đen kết hợp với tro bay nhiệt điện để chế tạo sản phẩm bê tông trong các cơ sở sản xuất bê tông thương phẩm = Feasibility of using natural black sand combined with fly ash for concrete production in ready mixed concrete plants

Abstract

Trong giai đoạn hiện nay, cát vàng tiêu chuẩn là nguồn tài nguyên ngày càng khan hiếm và giá thành cao, đặc biệt là ở khu vực phía Nam nước ta. Việc khai thác cát vàng ở độ sâu lớn đang gây sạt lở bờ sông, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và cuộc sống của con người. Qua khảo sát tại nhiều nhà máy sản xuất bê tông thương phẩm khu vực phía Nam cho thấy, việc giá cát vàng tăng quá cao như hiện nay đã ảnh hưởng lớn đến giá thành của các sản phẩm bê tông trên thị trường. Giá thành sản phẩm bê tông thương phẩm cao gây nhiều khó khăn cho các nhà đầu tư xây dựng và giảm tính cạnh tranh trên thị trường vật liệu xây dựng. Vì vậy, việc nghiên cứu sử dụng các loại cát đen hạt mịn thay thế cát vàng trong sản xuất các sản phẩm bê tông thương phẩm là một vấn đề rất cần thiết hiện nay. Bài báo trình bày một số kết quả nghiên cứu sử dụng cát đen kết hợp với tro bay nhiệt điện trong chế tạo sản phẩm bê tông thương phẩm với mác từ C20 đến mác C40. Trong đó, cát đen sông Vàm Cỏ Đông được sử dụng để thay toàn bộ cát vàng tiêu chuẩn. Để bổ sung cấp hạt thô cho cốt liệu nhỏ, nghiên cứu đã sử dụng 15% đá mạt từ đá vôi với kích thước 5,0 mm. Cốt liệu lớn là đá dăm Dmax=20 mm từ mỏ đá vôi Hòa An (Đồng Nai). Chất kết dính gồm xi măng Portland hỗn hợp PCB40 Hà Tiên và tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân. Trong đó, tro bay được sử dụng để thay thế từ 20-35% hàm lượng xi măng. Tính công tác của hỗn hợp bê tông được xác định bằng độ sụt của côn hình nón cụt tiêu chuẩn theo TCVN 3106:2022 và cường độ của mẫu thí nghiệm được xác định trên mẫu hình trụ tiêu chuẩn kích thước 150x300 mm theo TCVN 3118:2022. Mục tiêu của nghiên cứu là thiết kế được thành phần cấp phối sản phẩm bê tông thương phẩm thương mại trên thị trường với độ sụt từ 100-200 mm và đạt các mác thiết kế từ C20 đến mác C40 theo giá trị cường độ nén ở tuổi 28 ngày. Những kết quả thu được cho thấy tiềm năng thay thế toàn bộ cát vàng tiêu chuẩn bằng cát đen hạt mịn để chế tạo các mác bê tông thương phẩm phổ biến phục vụ hoạt động xây dựng hiện nay với giá thành thấp hơn từ 10% đến 21%. Việc sử dụng nguồn vật liệu cát đen và tro bay nhiệt điện trong sản xuất bê tông thương phẩm không chỉ mang ý nghĩa kinh tế rõ rệt, mà còn phù hợp với định hướng phát triển nền kinh tế tuần hoàn, giảm thiểu phế thải nhiệt điện và bảo vệ môi trường theo các mục tiêu chiến lược quốc gia về tăng trưởng “xanh” và chống biến đổi khí hậu.