Ảnh hưởng của tro đáy nhiệt điện đến các tính chất cơ lý của xi măng Poóc lăng hỗn hợp

9 0 0

Vn Doc 2 Gửi tin nhắn Báo tài liệu vi phạm

Tải lên: 57,242 tài liệu

  • Loading ...
1/9 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 11/02/2020, 13:20

Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng tro đáy của nhà máy nhiệt điện Nhơn Trạch đến các tính chất cơ lý của xi măng poóc lăng hỗn hợp như lượng nước tiêu chuẩn, thời gian đông kết và sự phát triển cường độ nén theo thời gian. Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE 2018 12 (4): 69–77 ẢNH HƯỞNG CỦA TRO ĐÁY NHIỆT ĐIỆN ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA XI MĂNG PC LĂNG HỖN HỢP Văn Viết Thiên Âna,∗, Hoàng Nhật Nguyênb a Khoa Vật liệu xây dựng, Trường Đại học Xây dựng, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam b Công ty cổ phần xi măng FiCO Tây Ninh, Việt Nam Lịch sử viết: Nhận ngày 23/04/2018, Sửa xong 26/05/2018, Chấp nhận đăng 30/5/2018 Tóm tắt Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng hàm lượng tro đáy nhà máy nhiệt điện Nhơn Trạch đến tính chất lý xi măng pc lăng hỗn hợp lượng nước tiêu chuẩn, thời gian đông kết phát triển cường độ nén theo thời gian Kết nghiên cứu cho thấy sử dụng đến 30% tro đáy theo khối lượng để sản xuất PCB40 15% tro đáy theo khối lượng để sản xuất PCB50 Khi tăng hàm lượng tro đáy PCB lượng nước tiêu chuẩn thời gian đông kết tăng lên, cường độ nén giảm Khi tăng hàm lượng tro đáy, tốc độ phát triển cường độ nén so với mẫu đối chứng giảm xuống tuổi sớm lại tăng lên tuổi muộn Độ nghiền mịn tro đáy tăng lên chủ yếu đẩy nhanh tốc độ phát triển cường độ tuổi sớm mẫu thí nghiệm Từ khố: xi măng Póoc lăng hỗn hợp; tro đáy; cường độ nén EFFECTS OF BOTTOM ASH FROM COAL-FIRED POWER PLANT ON PROPERTIES OF BLENDED PORTLAND CEMENT Abstract The present study assessed the effects of bottom ash from coal-fired power plant on properties of blended Portland cement (PCB) The results showed that PCB40 and PCB50 can be produced when bottom ash replaces Portland cement up to 30 wt.-% and 15 wt.-%, respectively When the bottom ash content in PCB increases the standard consistency and setting times increase but compressive strength decreases The rate of compressive strength development of cement containing bottom ash reduces at the early ages but increases at the later ages, especially at the high content of bottom ash When the fineness of the bottom ash increases, the compressive strength of PCB is enhanced mainly at the early ages Keywords: blended Portland cement; bottom ash; compressive strength https://doi.org/10.31814/stce.nuce2018-12(4)-08 © 2018 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) Giới thiệu Khi hạt than nghiền mịn bị đốt cháy, chúng bị hóa mềm chảy lỏng trạng thái lơ lửng Tro than bay theo dòng khí nóng sau qua dãy ống lò thải qua thiết bị lọc bụi tĩnh điện lọc bụi túi, sản phẩm thu hồi từ thiết bị gọi tro bay Lượng tro bay thông thường chiếm 80-90% lượng tro xỉ đốt cháy than tạo Một phần tro than bị hoá mềm chảy lỏng nhiệt độ cao, bám vào tường lò ống nồi Những hạt lớn tích tụ rơi xuống ∗ Tác giả Địa e-mail: thien.an.dhxd@gmail.com (Ân, V V T.) 69 Ân, V V T., Nguyên, H N / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng phễu nằm đáy lò thải [1] Phần tro gọi tro đáy, chiếm 10-20% tổng lượng tro xỉ hình thành Đến cuối năm 2017, khoảng 40 triệu tro xỉ tồn đọng nước hàng năm phát sinh thêm khoảng 15 triệu tro xỉ từ 21 nhà máy nhiệt điện chạy than hoạt động Theo quy hoạch phát triển điện lực Việt Nam (Quy hoạch điện VII) Bộ Cơng thương đến năm 2030 có khoảng 57 nhà máy Nếu nhà máy điện than đầu tư đưa vào sử dụng qui hoạch đến năm 2020 tổng lượng tro xỉ thải 109 triệu tấn, đến năm 2025 2030 đạt đến khối lượng 248 422 triệu Đây lượng tro xỉ lớn cần có giải pháp để xử lý, tiêu thụ nhằm giải vấn đề môi trường, bãi thải Việc tái sử dụng tro xỉ nhà máy nhiệt điện cho sản xuất sản phẩm liên quan đến xi măng, bê tông, vữa xây dựng, gạch không nung giải pháp tiêu thụ tro xỉ với khối lượng lớn đem lại hiệu kinh tế kỹ thuật cao [1–5] Tính chất tro bay tro đáy phụ thuộc vào chủng loại than công nghệ đốt Khi đốt than non than nửa bitum tro bay tro đáy chứa hàm lượng CaO cao Dạng tro có hoạt tính kết dính thuỷ lực tương tự xi măng bên cạnh hoạt tính puzzolanic Than antraxit than bitum cho tro than có hàm lượng CaO thấp nên tồn chủ yếu hoạt tính puzzolanic Theo Kiattikomol cộng [6], độ mịn tro bay ảnh hưởng lớn đến khả hoạt tính nó, chí cao ảnh hưởng thành phần hóa học Nhiều nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng độ mịn tro bay đến cường độ nén bê tông, xi măng [6–8] Vữa sử dụng tro bay có độ nghiền mịn cao cho cường độ tuổi sớm cao so với vữa sử dụng tro bay thô Tương tự tro bay nghiền mịn, tro đáy nghiền mịn cải thiện độ đặc cường độ vữa bê tông Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng tro đáy nhà máy nhiệt điện Nhơn Trạch đến tính chất lý xi măng Portland hỗn hợp Vật liệu phương pháp thí nghiệm 2.1 Vật liệu Nguyên vật liệu sử dụng bao gồm clanke nhà máy xi măng FiCO Tây Ninh, thạch cao tự nhiên (TCTN), tro đáy Nhà máy nhiệt điện Nhơn Trạch, cát ISO Thành phần hóa clanhke, thạch cao tự nhiên tro đáy đưa Bảng đến Bảng Hoạt tính cường độ clanke tuổi 28 ngày tương ứng 34,2 MPa 58,2 MPa, đạt mác clanhke CPC 50 theo [9] Thạch cao tự nhiên đạt chủng loại Gn 90 dùng cho sản xuất xi măng theo [10] Bảng Thành phần hóa clanhke Thành phần hóa CaO SiO2 Al2 O3 Fe2 O3 MgO Hàm lượng (%) 64,40 21,03 5,48 3,49 3,80 Bảng Thành phần hóa thạch cao tự nhiên (TCTN) Thành phần hóa CaSO4 · H2 O SO3 CKT Hàm lượng (%) 92,72 45,00 1,90 70 Ân, V V T., Nguyên, H N / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Bảng Thành phần hóa clanhke Thành phần hóa CaO Al2 O3 SiO2 Fe2 O3 MgO SO3 MKN Hàm lượng (%) 1,11 19,30 56,72 9,09 0,28 0,14 1,14 2.2 Chế tạo mẫu xi măng phụ gia khoáng tro đáy nghiền mịn Các mẫu xi măng poóc lăng (PC) chuẩn bị cách nghiền hỗn hợp clanhke thạch cao máy nghiền bi thí nghiệm với khối lượng vật liệu thời gian nghiền không đổi mẻ nghiền Tỷ lệ thạch cao pha vào mẫu xi măng PC 4% theo khối lượng Độ mịn Blaine mẫu xi măng PC đạt khoảng 4000 cm2 /g Để đánh giá ảnh hưởng độ mịn tro đáy đến tính chất xi măng, 03 mẫu tro đáy có độ nghiền mịn khác với kích thước hạt trung bình 22,5; 17,6 16,8 µm tương ứng với bề mặt riêng 3550; 3990 4600 cm2 /g sử dụng Các mẫu tro đáy nghiền mịn máy nghiền bi thí nghiệm với khối lượng nghiền không đổi thời gian nghiền khác Các mẫu xi măng PCB với hàm lượng tro đáy khác chuẩn bị cách định lượng trộn hỗn hợp PC tro đáy với 2.3 Phương pháp thí nghiệm Nghiên cứu sử dụng tiêu chuẩn [11] [12] để thí nghiệm đánh giá tính chất như: độ dẻo tiêu chuẩn, thời gian đơng kết, độ ổn định thể tích cường độ nén mẫu xi măng Độ mịn xi măng tro đáy xác định dụng cụ Blaine theo [13] Bên cạnh đó, phương pháp thí nghiệm đại phân tích thành phần hạt phương pháp laser, phân tích nhiệt DTA-TG sử dụng nghiên cứu Kết thảo luận 3.1 Ảnh hưởng tro đáy đến lượng nước tiêu chuẩn, thời gian đông kết độ ổn định thể tích Ảnh hưởng hàm lượng phụ gia khống tro đáy có độ nghiền mịn 3990 cm2 /g đến lượng nước tiêu chuẩn, thời gian đông kết độ ổn định thể tích xi măng đưa Bảng Hình 1, Hình Kết cho thấy, sử dụng tro đáy thay xi măng theo khối lượng độ ổn định thể tích cải thiện, thời gian đông kết giảm xuống so với mẫu đối chứng không sử dụng tro đáy Đặc biệt, với hàm lượng sử dụng tro đáy thấp (5 10%) lượng nước tiêu chuẩn gần khơng thay đổi thời gian đông kết giảm xuống Nhìn chung, tăng hàm lượng sử dụng tro đáy lượng nước tiêu chuẩn xi măng hỗn hợp tăng lên, thời gian đông kết tăng lên khơng đáng kể độ ổn định thể tích khơng thay đổi Việc sử dụng tro đáy có độ nghiền mịn tương đương với xi măng poóc lăng với hàm lượng thay thấp cải thiện cấp phối thành phần hạt tăng hiệu ứng phân tán hạt xi măng làm giải phóng lượng nước tự do, làm tăng tính cơng tác, giảm lượng nước tiêu chuẩn hồ xi măng Tuy nhiên, tăng lượng dùng tro đáy lên vượt 15% hiệu ứng khơng đủ lớn so với lượng cần nước tro đáy lớn lượng cần nước xi măng Việc cải thiện thành phần hạt tăng hàm lượng hạt mịn thúc đẩy tốc độ đơng kết thuỷ hố xi măng 71 KÕT QU¶nghệ NGHI£N Ân, V V T., Nguyên, H N / Tạp chí Khoa học Cơng Xây CøU dựngVµ øNG DơNG Bảng Ảnhhưởng hưởngcủa củahàm hàmlượng lượngtrotrođáy đáyđến đếnlượng lượngnước nướctiêu tiêu chuẩn, thời gian đông Bảng 4 Ảnh chuẩn, thời gian đơng kết kết định tíchcủa củaxiximăng măng vàvà độđợ ổnổn định thểthểtích Lượng Thời gian đông kết Độ ổn định Thời gian đông kết (min) nước Hàm nước Độ ổn định thể tích (min) Ký lượng Hàm lượng Lượng Ký hiệu thể tích hiệu tro đáy, %tiêutiêu chuẩn tro đáy, % chuẩn (%) (mm) BắtKết đầuthúc Kết thúc (mm) Bắt đầu (%) TD1 27,0 1,0 120 160 TD1 27,0 1,0 120 160 TD2 26,7 0,5 105 145 TD2 26,7 0,5 105 145 TD3 10 27,0 0,5 105 150 TD3 10 27,0 0,5 105 150 TD4 15 27,3 0,5 115 155 TD420 15 27,3 0,5 TD5 28,0 0,5 115 110155 150 TD5 20 28,0 0,5 110 150 TD6 30 28,8 0,5 115 155 TD6 30 28,8 0,5 115 155 KÕT QU¶ NGHI£N CøU Vµ øNG DơNG Hình Ảnh hưởng củahưởng hàm lượng tro đáy đếntro lượng tiêu chuẩn ổn định thểổn tíchđịnh xi măng Hình Ảnh hàm lượng đáy nước đến lượng nước tiêuđộchuẩn và độ thể tích xi măng Hình Hình 2 Ảnh Ảnh hưởng hưởng của hàm hàm lượng lượng tro trođáy đáyđến đếnthời thờigian gianđông đôngkết kếtcủa củaxiximăng măng 3.2 Ảnh hưởngViệc sử hàm lượng đến cườngmịn độtương nén xi măng dụng tro tro đáy đáy có độ nghiền đương với xi măng poóc lăng với hàm lượng thay thấp cải thiện cấp phối thành phần hạt tăng Ảnh hưởng lượng dùng tro đáy có độ nghiền mịn 3990 cm2 /g đến cường độ nén xi măng hiệu ứng phân tán hạt xi măng làm giải phóng lượng nước tự do, làm tăng tính cơng thể Bảngtiêu Hìnhcủa 3, Hình Kết thấy ảnh hưởng tác, giảmBảng lượng5,nước chuẩn hồ xi măng Tuy cho nhiên, khimức tăngđộ lượng dùng trocủa tro đáy đáy lên vượt 15% hiệu ứng không đủ lớn so với lượng cần nước tro đáy lớn lượng cần nước xi măng.72 Việc cải thiện thành phần hạt tăng hàm lượng hạt mịn thúc đẩy tốc độ đơng kết thuỷ hoá xi măng 3.2 Ảnh hưởng hàm lượng tro đáy đến cường độ nén xi măng Ảnh hưởng lượng dùng tro đáy có độ nghiền mịn 3990 cm2/g đến cường độ Ân, V V T., Ngun, H N / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng đến cường độ nén xi măng phụ thuộc vào hàm lượng tro đáy thay xi măng thời gian xác định cường độ Bảng Ảnh hưởng hàm lượng tro đáy đến cường độ nén xi măng Cường độ nén ngày tuổi, MPa Ký hiệu Hàm lượng tro đáy, % ngày 28 ngày 91 ngày TD1 TD2 TD3 TD4 TD5 TD6 10 15 20 30 17,5 18,7 18,1 15,8 15,1 12,1 34,2 34,4 32,2 29,8 27,2 22,7 45,7 45,6 43,4 39,9 35,2 29,9 59,8 58,5 55,6 53,2 51,1 46,7 60,5 58,7 58,2 58,7 55,5 55,7 Bảng Ảnh hưởng hàm lượng tro đáy đến cường độ nén xi măng Mức độ suy giảm cường độ nén ngày tuổi, % Ký hiệu Hàm lượng tro đáy, % TD1 TD2 TD3 TD4 TD5 TD6 10 15 20 30 100,0 106,9 103,4 90,3 86,3 69,1 100,0 100,6 94,2 87,1 79,5 66,4 TD6 30 12,1 22,7 ngày 28 ngày 91 ngày 100,0 100,0 100,0 99,8 97,8 97,0 95,0 93,0 96,2 87,3 89,0 97,0 77,0 85,5 91,7 65,4 78,1 KếT QUả NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG 92,1 29,9 46,7 55,7 Hình Ảnh Ảnh hưởng hưởng của tro trođáy đáyđến đếncường cườngđộ đợnén néncủa củaxiximăng măng Hình Ở tuổi sớm (1 ngày tuổi), sử dụng tro đáy với hàm lượng 5% 10% Ở tuổicường sớm dụng tro mẫu đáy với lượng thích cường độ (1 củangày đá xituổi), măngkhi tăngsửnhẹ so với đối hàm chứng Điều5% nàyvà có 10% thể giải dođộ đá xi măng tăng nhẹ so với mẫuđầu đốitiên, chứng nàyhóa thích ngày ngày mứcĐiều độ thủy giải khoáng xi măng cònnhững hạn chế, dođầu tiên, mức vaicác trò khoáng chủ yếu xi củamăng tro đáy hạn nhờ chế, hiệu ứng vật vai lý mịnyếu mang độ thủy hóa tròđộchủ củalại, trohạt đáytrolàđáy nhờđóng hiệu ứng vật vai trò chất độn mịn, làm đặc cấu trúc Ngoài ra, thành phần hạt mịn tro đáy đóng vai trò mầm 73 tinh thể làm thúc đẩy trình thuỷ hố, đơng kết rắn hồ xi măng Vì vậy, với hàm lượng tro đáy sử dụng hợp lý (
- Xem thêm -

Xem thêm: Ảnh hưởng của tro đáy nhiệt điện đến các tính chất cơ lý của xi măng Poóc lăng hỗn hợp, Ảnh hưởng của tro đáy nhiệt điện đến các tính chất cơ lý của xi măng Poóc lăng hỗn hợp

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn