Thông tin Đề tài

Tên đề tài Nghiên cứu công nghệ chế tạo, đặc tính và khả năng ứng dụng của bê tông Geopolymer trên cơ sở tro bay Ca thấp và kiềm hoạt hóa hệ NaOH – Na2OnSiO2
Mã số đề tài VAST03.06/19-20
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Viện Khoa học Vật liệu
Thuộc Danh mục đề tài Hướng Khoa học Vật liệu (VAST03)
Họ và tên KS. Lê Tuấn Minh.
Thời gian thực hiện 01/01/2019 - 31/12/2021
Tổng kinh phí 600 triệu đồng
Xếp loại Khá
Mục tiêu đề tài

Lựa chọn nguyên liệu hợp lý trên cơ sở các nguồn phế thải của các ngành công nghiệp đang có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cùng với vị trí của nguồn nguyên liệu này để làm giảm chi phí sản xuất của bê tông Geopolymer bao gồm:
a. Chất kiềm hoạt hóa:
- NaOH được mua trên thị trường trong nước hay bùn đỏ Tây Nguyên (giàu kiềm) hoặc có thể sử dụng KOH đối với các yêu cầu cường độ cao
- Natri silicat được sử dụng là sản phẩm của các nhà máy sản xuất thủy tinh lỏng ở miền trung hay bột Natri – silicat là sản phẩm phụ của nhà máy ZrC của Nhật Bản ở Vũng Tàu
b. Nguồn nguyên liệu cung cấp Si và Al là:
- Tro bay, phế thải của các nhà máy nhiệt điện phía nam có tỷ lệ SiO2/Al2O3 hợp lý (≈ 2) cùng với lượng K2O và và Na2O cao góp phần làm giảm chi phí chất kiềm hoạt hóa và có vị trí gần khu vực ứng dụng bê tông  kè đê biển, chắn sóng ở khu vực phía nam.
- Xỉ lò cao, phế thải của ngành công nghiệp thép
Dựa trên cơ sở các nguồn nguyên liệu cho mục đích làm tăng cường độ của bê tông Geopolymer, nghiên cứu công nghệ chế tạo bê tông Geopolymer có dải cường độ từ 10 – 50 MPa khi thay đổi, Ms = SiO2¬/Na2O, tỷ lệ SiO2/Al2O3. Các loại phụ gia cùng điều kiện công nghệ khác nhau trong quá trình quá trình Polymer hóa với mục tiêu đưa ra được các cấp phối khác nhau cùng kèm theo chi phí sản xuất để người sử dụng có thể lựa chọn tùy theo nhu cầu: Thăm dò khả năng thiết kế chế tạo một mô hình sản xuất cấu kiện bê tông Geopolymer đúc sẵn có kết cấu tối ưu lắp ghép thành mảng bê tông tự chèn dùng cho các công trình bảo vệ bờ biển.

Kết quả chính của đề tài

Về khoa học:
- Đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ thuỷ tinh lỏng/NaOH đến độ bền nén của bê tông geopolymer .
- Đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ tro bay nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 1/xỉ lò cao Hoà Phát đến độ bền nén, độ bền uốn, độ bền kéo của bê tông geopolymer.
- Đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ tro bay/xỉ lò cao/thuỷ tinh lỏng/NaOH đến khả năng chống thấm và bền sunfat của bê tông geopolymer.
- Đã được chấp nhận đăng 01 bài đăng trên Tạp chí Khoa học và Công nghệ (thuộc danh mục VAST2), được chấp nhận 01 đơn đăng ký giải pháp hữu ích về “Quy trình chế tạo bê tông geopolyme có cường độ cao từ hỗn hợp tro bay và
xỉ lò cao”
Về ứng dụng:
Đã thiết kế và chế tạo 07 khối bê tông geopolymer tự chèn phù hợp với tiêu chuẩn TCVN 9901:2014 về Công trình thủy lợi - Yêu cầu thiết kế đê biển và tiêu chuẩn 14 TCN 63:2002 về Bê tông thuỷ công.

Sản phẩm cụ thể giao nộp:

- Các bài báo đã công bố (liệt kê)
+ Có 01 bài báo trên Tạp chí Khoa học và Công nghệ (ISSN No. 2525-2518): Le Tuan Minh, Nguyen Thanh Ha, Nguyen Anh Minh, Nguyen Xuan Truong, Applications of the 1.245-MW Duyen Hai -1’s Fly ash and Hoa Phat steelmaking plant’s Blast furnace slag in Geopolymer concrete fabrication, Vietnam Journal of Science and Technology 59 (6) (2021).
- Các bằng sáng chế, giải pháp hữu ích (liệt kê)
+ Đã được chấp nhận 01 đơn đăng ký giải pháp hữu ích: “Quy trình chế tạo chế tạo bê tông geopolyme có cường độ cao từ hỗn hợp tro bay và xỉ lò cao” (Quyết định số 11786w/QĐ-SHTT ngày 17/8/2020 của Cục Sở hữu Trí tuệ).
-  Các sản phẩm cụ thể (mô tả sản phẩm, nơi lưu giữ)
+ 01 Quy trình công nghệ xử lý tro xỉ của nhà máy nhiệt điện Duyên Hải.
+ 01 Bản mô tả giải pháp công nghệ chế tạo bê tông Geopolymer trên cơ sở tro bay và dung dịch kiềm hoạt hóa hệ NaOH - Na2OnSiO2.
+ 01 Bản mô tả mô hình dây chuyền công nghệ dùng để sản xuất các cấu kiện bê tông đúc sẵn kè đê biển.
+ Chế tạo 07 tấm bê tông Geopolymer trên cơ sở tro bay và dung dịch kiềm hoạt hóa hệ NaOH - Na2OnSiO2, có cường độ nén đạt 44,7 MPa.

Những đóng góp mới

- Đề tài nghiên cứu khảo sát, xây dựng quy trình công nghệ chế tạo bê tông geopolymer từ tro bay của Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 1 và xỉ lò cao của tập đoàn Hoà Phát.
- Đã thu được một số kết quả trong việc nghiên cứu kết hợp tro bay và silicafume vào chế tạo bê tông geopolymer.

Kiến nghị

Hướng nghiên cứu của đề tài cần được tiếp tục đầu tư nghiên cứu công nghệ chế tạo bê tông geopolymer sử dụng tro bay của các nhà máy nhiệt điện khác cũng như xỉ luyện kim của các nhà máy luyện kim khác tại Việt Nam.

Ảnh nổi bật đề tài
1655280799130-41. ltminh.png