Nghiên cứu sử dụng phụ phẩm trong quá trình nghiền đá xây dựng để chế tạo bê tông rỗng có khả năng thoát nước

TÓM TẮT: Trước thực trạng nhiều trận mưa lớn gây ra ngập lụt với mức thiệt hại khác nhau tại các thành phố lớn mỗi năm, chúng tôi mong muốn phát triển một giải pháp bền vững với bê tông rỗng có khả năng thoát nước mưa xuống mạch nước ngầm. Trong nghiên cứu này, bê tông rỗng được chế tạo từ các loại cốt liệu có cỡ nhỏ nhằm hướng đến việc tận dụng nguồn trữ lượng lớn của đá nghiền cỡ nhỏ tại các mỏ đá và đảm bảo tính thẩm mỹ cũng như độ tiện nghi của mặt đường sử dụng loại bê tông này. Cường độ chịu nén của các loại bê tông này dao động từ 15 đến 31 MPa và thể hiện sự vượt trội về cường độ so với các loại bê tông rỗng thông thường khác. Đồng thời, so với các bê tông rỗng thông thường, các loại bê tông có chứa cốt liệu nhỏ có khả năng thoát nước nhỏ hơn, nhưng vẫn cho phép thoát một lượng lớn nước mưa.

Cấu tạo thành phần hạt của cát nghiền 4,75 mm

ĐẶT VẤN ĐỀ

Sản xuất và sử dụng bê tông không ngừng tăng lên trong thời đại ngày nay, điều đó dẫn đến việc tăng tiêu thụ của thành phần lớn nhất trong bê tông là cốt liệu đá tự nhiên. Theo thống kê năm 2018 thì trên toàn thế giới đã sản xuất là 50 tỷ tấn cốt liệu, tương đương với mỗi người dân trên trái đất tiêu thụ khoảng 6,5 tấn mỗi năm [1]. Việc tiêu thụ khổng lồ và không ngừng tăng lên dẫn đến phải đặt ra câu hỏi bảo vệ và sử dụng tiết kiệm nguồn lợi cốt liệu tự nhiên. Một giải pháp đáng được quan tâm trong thời gian gần đây là sử dụng đá mạt, đá mi, đá cỡ nhỏ hay các cốt liệu nghiền từ các nhà máy hay cơ sở sản xuất cốt liệu để thay thế cốt liệu thông thường trong bê tông. Trước đây, những hạt cốt liệu nhỏ này chỉ được coi là những phụ phẩm của quá trình sản xuất cốt liệu cỡ lớn tiêu chuẩn trong các nhà máy, luôn chiếm dụng một diện tích đất lớn để lưu trữ tại các nhà máy sản xuất cốt liệu và ít có giá trị sử dụng trong chế tạo bê tông.

Trong nghiên cứu này, cốt liệu đá nghiền cỡ nhỏ thu được từ cơ sở sản xuất đá sẽ được dùng như là một cốt liệu chính để sản xuất bê tông đặc biệt: bê tông có khả năng thoát nước hay bê tông rỗng. Bê tông rỗng được sử dụng để giảm thiểu nguy cơ lũ lụt đô thị khi có mưa to và tăng việc thấm của nước mưa vào trong lòng đất để tái nạp nguồn nước ngầm [2-4]. Cỡ hạt cốt liệu dùng cho bê tông rỗng phổ biến thì thường sẽ nằm trong khoảng 9,5 đến 19 mm và các cốt liệu cỡ nhỏ hay hạt mịn (dạng cát) sẽ được loại bỏ hoặc chỉ được cho vào với lượng nhỏ. Trong nghiên cứu này, bê tông rỗng được chế tạo từ các loại cốt liệu có cỡ nhỏ nhằm hướng đến việc tận dụng nguồn trữ lượng lớn của đá nghiền cỡ nhỏ tại các mỏ đá và đảm bảo tính thẩm mỹ cũng như độ tiện nghi của mặt đường sử dụng loại bê tông rỗng này. Tác giả: TS. NGUYỄN ĐĂNG HANH; PGS. TS. NGUYỄN THANH SANG; PGS. TS. TRẦN VIỆT HÙNG; TS. THÁI MINH QUÂN - Trường Đại học Giao thông vận tải. TS. ĐÀO PHÚC LÂM - Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải.

Nội dung bài khoa học tại đây.