Mục tiêu của nghiên cứu này là để trình bày và nghiên cứu một sự xem xét trước của tro lúa Malaysia hỏi như một xi măng một phần thay thế trong khác nhau phần trăm, mài thời gian và hiệu suất ăn mòn của RHA trộn bê tông.
Các nhu cầu ngày càng cao về sản xuất vật liệu xây dựng bền là kết quả của môi trường bị ô nhiễm nhanh. Các vật liệu kết dính bổ sung được chứng minh là có hiệu quả để đáp ứng hầu hết các yêu cầu của bê tông bền. Tro trấu được tìm thấy nhiều hơn so với các vật liệu bổ sung khác như silica fume và tro bay. Do hoạt tính pozzolanic cao , cả cường độ và độ bền của bê tông đều được tăng cường. Bổ sung tro trấu vào xi măng pooclăng không chỉ giúp cải thiện cường độ ban đầu của bê tông mà còn tạo thành một lớp gel canxi silicat hydrat bao quanh các hạt xi măng có độ đặc cao và ít xốp hơn.
Điều này có thể làm tăng cường độ chống nứt của bê tông. Trước đây, việc khảo sát tính năng ăn mòn của bê tông trộn tro trấu còn rất hạn chế. Các nghiên cứu sâu hơn đang được các tác giả tiến hành hoặc đã bắt đầu gần đây để nghiên cứu tính năng của RHA và sự ăn mòn của hỗn hợp bê tông. Nhiều thử nghiệm khác nhau đã được thực hiện để đánh giá độ bền của bê tông được làm bằng 10, 20, 30 và 40% thay thế RHA theo trọng lượng xi măng. Tuy nhiên, các kết quả về cường độ nén, thử nghiệm hấp thụ và sự xâm nhập của clorua từ cuộc điều tra trước đó đã được trình bày trong nghiên cứu này .
GIỚI THIỆU
Trộn các phản ứng gạo trấu tro trong xi măng đã trở thành một đề nghị phổ biến hầu như trong tất cả các tiêu chuẩn xây dựng quốc tế. Do công nghệ của mình và tiết kiệm lợi thế, nó đã đạt được nó quan trọng. Người ta biết rằng, để tạo ra RHA, phải duy trì một bộ nhiệt độ và thời gian đốt cụ thể. Tuy nhiên, hình thức silica thu được sau khi đốt của RHA phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian của quá trình đốt cháy của gạo trấu.
Các nghiên cứu của Chandrasekar et al. đã chỉ ra rằng các tính chất vật lý và hóa học của tro phụ thuộc vào các đất hóa học, thóc giống, và khí hậu điều kiện. Các nghiên cứu khác đã được thực hiện bởi Maeda et al. và Muthadhi et al. cũng chỉ ra rằng sự khác biệt cũng có thể do phân bón được bón trong quá trình canh tác lúa .
Các chất hóa học tác phẩm của RHA từ nhiều địa điểm được thể hiện trong Bảng 1 mà cho thấy rằng các biến thể trong hóa học tổng hợp, đặc biệt là silica nội dung, là không cao (trong các phạm vi của 85% đến 95%). Tất cả các thành phần khác của RHA, trừ kali và magiê, có sẵn trong một phạm vi rất nhỏ, tức là ít hơn 1%.
Các mặt ngày xây dựng ngành công nghiệp là dưới cưỡng bách to lớn của sản xuất không chỉ mạnh mẽ, nhưng cũng bền xây dựng vật liệu để Cater cho các nhu cầu ngày càng tăng, lực lượng tàn phá, và gây ô nhiễm nhanh chóng môi trường. Xi măng pha trộn, mặc dù hoàn toàn không phải là một khái niệm mới, nhưng vẫn đứng đầu trong các vật liệu xây dựng bền.
Xem thêm: Chất đốt là gì? Top 7 loại chất đốt công nghiệp phổ biến 2023
QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA TRO TRẤU
Trấu là một nông sản phẩm phụ liệu. Nó chiếm khoảng 20% trọng lượng của gạo. Nó chứa khoảng 50% xenlulo, 25–30% lignin và 15–20% silica. Khi trấu bị cháy, tro trấu (RHA) được tạo ra. Trên đốt, cellulose và lignin được gỡ bỏ để lại đằng sau silica tro.
Nhiệt độ và môi trường đốt được kiểm soát mang lại chất lượng tro trấu tốt hơn vì kích thước hạt và diện tích bề mặt cụ thể của nó phụ thuộc vào điều kiện đốt . Đối với mỗi 1000 kg thóc được xay, khoảng 200 kg (20%) trấu được tạo ra, và khi lượng trấu này được đốt trong nồi hơi, khoảng 50 kg (25%) RHA được tạo ra. Hoàn toàn cháy trấu có màu xám sang màu trắng trong màu sắc, trong khi một phần bị cháy trấu tro là lợ.
Nghiên cứu sản xuất tro trấu (RHA) có thể được sử dụng trong bê tông không phải là mới. Trong năm 1973, Mehta nghiên cứu các tác động của pyroprocessing trên các pozzolanic phản ứng của RHA. Dựa trên công việc của mình , Pitt đã phát triển một lò tầng sôi để đốt trấu có kiểm soát . Người ta thấy rằng khi nhiệt độ của đốt và các nơi cư trú thời gian bên trong các lò được kiểm soát, đánh giá cao pozzolanic RHA có thể được sản xuất.
Kể từ đó, nhiều nỗ lực đã được thực hiện để sản xuất và sử dụng RHA pozzolanic ở một số quốc gia bao gồm, trong số những quốc gia khác, Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Guyana, Malaysia , Senegal, Đài Loan và Vương quốc Anh (Yu et al. , Yamamoto et cộng sự, Boateng và Skeete , Singh và cộng sự, Mahmud và cộng sự, Cisse và Laquerbe, Cook và cộng sự, Hwang và Wu, Zhang và Malhotra và Bouzoubaa và Fournier.
Mehta cho rằng silica vô định hình về cơ bản có thể được sản xuất bằng cách duy trì các đốt nhiệt độ dưới 500 o C dưới oxi hóa điều kiện trong thời gian kéo dài hoặc lên đến 680 o C với thời gian giữ ít hơn 1 phút. Tuy nhiên, Yeoh et al. báo cáo rằng RHA có thể vẫn ở dạng vô định hình ở nhiệt độ đốt cháy lên đến 900 o C nếu thời gian đốt cháy dưới 1 giờ, trong khi silica tinh thể được tạo ra ở 1000 o C với thời gian đốt cháy lớn hơn 5 phút.
Sử dụng nhiễu xạ tia X, Chopra et al. quan sát thấy rằng ở nhiệt độ đốt cháy lên đến 700 o C, silica ở dạng vô định hình. Ảnh hưởng của nhiệt độ đốt khác nhau và thành phần hóa học của trấu (Đài Loan RHA) đã được nghiên cứu bởi Hwang và Wu. Nó được quan sát thấy rằng ở 400 o C, các polysaccharid bắt đầu bị phân huỷ. Trên 400 o C, xảy ra sự khử nước của các đơn vị đường . Ở 700 o C, các đơn vị đường bị phân hủy. Tại nhiệt độ trên 700 o C, các sản phẩm không bão hòa phản ứng lại với nhau và tạo thành một cao phản ứng carbonic cặn.
Các X-ray dữ liệu và hóa học phân tích của RHA sản xuất trong điều kiện cháy khác nhau do Hwang và Wu cho thấy rằng càng cao đốt nhiệt độ, càng có tỷ lệ phần trăm của silica trong tro. K, S, Ca, Mg cũng như một số thành phần khác đã được tìm thấy để được ổn định.
TÍNH CHẤT CỦA RHA
RHA là một vật liệu rất tốt . Các trung bình hạt kích thước của trấu tro dao động từ 5 đến 10μm. Các giá trị đặc tính vật lý được một số tác giả báo cáo được đưa ra trong Bảng 2.
Gạo trấu tro là rất giàu trong silica nội dung. Silica nội dung trong RHA là thường hơn so với 80-85%. Thành phần hóa học của RHA theo báo cáo của một số tác giả được đưa ra trong Bảng 3. Để RHA được sử dụng làm pozzolan trong xi măng và bê tông, nó phải đáp ứng các yêu cầu về thành phần hóa học của pozzolan theo ASTM C618. Tỷ lệ kết hợp của silic điôxít (SiO2), ôxít nhôm (A12O3) và ôxít sắt (Fe2O3) trong tro không được nhỏ hơn 70% và LOI không được vượt quá 12% theo quy định của ASTM .
Trấu Malaysia như minh họa trong hình 1, sau đó đã được đốt trong một tỷ lệ lò gas là 10 o C
mỗi phút lên tới 700 o C, duy trì ở nhiệt độ này trong vòng 6 giờ, và sau đó cho phép để làm mát xuống nhiệt độ phòng như chương trình trong Hình 2.
Ikpong và Okpala [24] đã nghiên cứu sự thay đổi cường độ của bê tông khả năng làm việc trung bình với sự kết hợp của RHA. Xi măng đã được thay thế một phần bằng 0, 20, 25 và 30% RHA. Cường độ thiết kế trong 28 ngày của bê tông là 20, 25, 30 và 40N / mm2. Cường độ nén tiếp tục tăng theo tuổi của mỗi hỗn hợp. Hỗn hợp đối chứng (0% RHA) đạt được cường độ cao hơn so với hỗn hợp OPC / RHA ở mọi lứa tuổi. Ở độ tuổi 28 ngày, tất cả các loại bê tông OPC / RHA, ngoại trừ hỗn hợp thiết kế 40N / mm2, đã đạt được sức mạnh thiết kế trong 28 ngày của chúng. Đối với hỗn hợp thiết kế 40N / mm2, hỗn hợp có hàm lượng 30% RHA đạt 98,5% cường độ thiết kế, trong khi hỗn hợp có hàm lượng 40% RHA đạt 86,5%.
Tuy nhiên, Zhang và Malhotra đã nghiên cứu ảnh hưởng của 10% RHA khi thay thế một phần xi măng lên cường độ nén của bê tông và so sánh nó với cường độ nén của bê tông chứa 10% silica fume (SF). Tỷ lệ vật liệu gốc xi măng nước được duy trì ở mức 0,40. Ở 28 ngày, bê tông RHA có cường độ nén là 38,6MPa so với 36,4MPa của bê tông đối chứng và 44,4MPa đối với bê tông SF. Ở 180 ngày, bê tông RHA thể hiện cường độ nén là 48,3MPa so với 44,2 MPa của bê tông đối chứng và 50,2MPa đối với bê tông SF. Mặt khác, Wada và cộng sự đã chứng minh rằng vữa và bê tông RHA thể hiện cường độ nén cao hơn so với vữa và bê tông đối chứng. Họ đã báo cáo thêm về sự phát triển cường độ tuyệt vời ở giai đoạn đầu ngay cả khi không đóng rắn bằng hơi nước cho vữa và bê tông RHA.
Saraswathy và Song đã đánh giá ảnh hưởng của việc thay thế một phần xi măng bằng tro trấu (RHA) đến độ xốp và độ hút nước của bê tông. Xi măng được thay thế bằng 0, 5, 10, 15, 20, 25 và 30% RHA. Tỷ lệ hỗn hợp đối chứng (không có RHA) là 1: 1,5: 3 với tỷ lệ w / c là 0,53. Thử nghiệm độ xốp và độ hút nước được thực hiện theo ASTM C642-97. Họ kết luận rằng: (i) giá trị độ xốp giảm khi hàm lượng RHA tăng lên vì các hạt RHA nhỏ đã cải thiện mật độ đóng gói hạt của xi măng trộn, dẫn đến giảm thể tích các lỗ xốp lớn hơn; và (ii)hệ số hút nước đối với bê tông thay thế tro trấu ở tất cả các cấp thay thế được nhận thấy là nhỏ hơn khi so sánh với bê tông đối chứng
Các nghiên cứu của Zhang và Malhotra [15] đã đánh giá khả năng chống xâm nhập của ion clorua của bê tông được làm bằng 10% RHA và 10% silica fume (SF). Chi tiết về bê tông cùng với thử nghiệm thâm nhập ion clorua được tiến hành theo ASTM C1202 được đưa ra trong Bảng 4. Có thể thấy từ những kết quả này rằng việc sử dụng RHA và SF đã làm giảm sự thâm nhập ion clorua ở cả hai tuổi. Những giá trị nhỏ hơn 1000. Theo ASTM C1202, khi phụ trách xuyên qua bê tông nhỏ hơn 1000 coulombs, bê tông có khả năng chống thâm nhập ion clorua rất cao.
NGHIÊN CỨU SÂU HƠN
Các tác giả của bài báo này đang tiến hành nghiên cứu để nghiên cứu tính năng của bê tông kết hợp tro trấu làm vật liệu bổ sung xi măng. Tuy nhiên, ảnh hưởng của sự thâm nhập clorua có chứa RHA trên bê tông trộn cũng sẽ được khảo sát trong nghiên cứu này. Các RHA đã đạt được từ thực vật Agrilectric điện trong Nibong Tebal, Pulau Pinang, Malaysia. Tro trấu đã được hoàn thành từ quá trình đốt trong lò gas với các tối đa nhiệt độ của 700 o C cho sáu giờ. RHA mặt đất sẽ đạt được bằng cách sử dụng nghiền máy nghiền bi với thời gian thay đổi. Tuy nhiên, phân tích XRF, XRD và SEM sẽ thực hiện trên xi măng Portland và RHA.
Công việc thử nghiệm bao gồm thử nghiệm tính thấm của ion clorua và các đặc tính của bê tông đông cứng có chứa RHA. Hỗn hợp bê tông có chứa 10%, 20%, 30% và 40% RHA để thay thế cho xi măng và tỷ lệ nước / chất kết dính là 0,40, 0,45 và 0,50. Đây thực nghiệm công việc vẫn còn đang diễn ra, và dự kiến để được hoàn thành bởi những cuối của tháng Tám năm 2011.
THỰC NGHIỆM CHƯƠNG TRÌNH
Đặc điểm bê tông cứng
Thử nghiệm trên Harden bê tông có thể được phân loại vào thử nghiệm cơ khí để phá hủy và thử nghiệm phá hủy không và do đó làm cho khả năng một nghiên cứu của các thay đổi trong tính với thời gian. Các nén sức mạnh kiểm tra, mật độ, độ xốp và hấp thụ nước sẽ được lựa chọn trong này nghiên cứu.
Thử nghiệm thấm nhanh clorua
Ăn mòn chủ yếu gây ra bởi sự xâm nhập của clorua ion vào bê tông bãi bỏ các gốc thụ động hiện tại. RCPT đã được phát triển như một thử nghiệm nhanh có thể đo tốc độ vận chuyển của các ion clorua trong bê tông. RCPT được dựa trên các nguyên tắc đó tiêu cực đến tính clorua ion được thu hút đến một điện cực dương và bao gồm đo tổng phụ trách đi qua một mẫu trong thử nghiệm sáu tiếng đồng hồ thời gian khi một trực tiếp hiện tại (DC) tiềm năng khác biệt của 60V được áp dụng trên các cuối của các mẫu. RCPT gồm hai bước: Chuẩn bị mẫu bao gồm nhiệt độ, độ bão hòa và thiết lập lên các bài kiểm tra và giám sát các lượng của điện hiện qua thông qua các mẫu trong sáu giờ kiểm tra thời gian như mô tả trong tiêu chuẩn ASTM C1202. Hình 3 thể hiện các RCPT thiết lập.
Kiểm tra di chuyển nhanh
Theo Tang et al. và Tong et al., các mẫu vật của mm đường kính 100 mm và chiều cao 50 sẽ được điều kiện và kiểm tra cho các clorua ion khuếch tán hệ số sử dụng các biến đổi nhanh chóng di cư kiểm tra (MRMT) ở tuổi 28 ngày. Các dung dịch được sử dụng trong các thử nghiệm di chuyển sẽ là 3% NaCl (trong nước vôi) ở phía cực âm và nước vôi ở phía cực dương. Áp dụng điện áp 30 V một chiều ở 8 giờ sẽ được sử dụng. Thử nghiệm di chuyển clorua điển hình được minh họa trong Hình 4.
TÓM TẮT
Khác nhau của tro trấu ở 0%, 10%, 20%, 30% và 40% thay mức sẽ được đánh giá để xác định mức tối ưu của RHA trong hỗn hợp bê tông. Thời gian nghiền tối ưu của RHA cũng sẽ được đánh giá. Ngược lại, các thuộc tính của Harden bê tông, các thử nghiệm thâm nhập clorua ion nhanh chóng; kiểm tra di cư nhanh chóng sẽ sử dụng để theo dõi các clorua giải pháp của bê tông và mạnh. Tuy nhiên, các phương pháp thử nghiệm hiện tại và tiêu chuẩn cho sulfate tấn công sẽ sử dụng cho này vấn đề.
