Tro bay là gì? Ứng dụng của tro bay trong sản xuất bê tông

Cách đây hơn một năm, Chính phủ đã có chỉ thị thúc đẩy việc sử dụng tro bay, xỉ than làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng và sử dụng trong các công trình xây dựng. Theo đó, xử lý, tái chế và sử dụng tro xỉ có thể góp phần giảm bớt phát thải gây ô nhiễm môi trường.

Trên thực tế, việc sử dụng tro, xỉ để để sản xuất vật liệu xây dựng đã được nhiều đơn vị áp dụng, đem lại hiệu quả cao về mặt kinh tế trong bối cảnh giá vật liệu tăng phi mã hiện nay. Trong đó, tro bay dùng làm phụ gia tông đang được sử dụng khá phổ biến, giúp tăng cường độ bê tông cũng như khả năng chống thấm, chống kiềm và tính bền sunfat, giảm độ co gãy của vật liệu này.

Tro bay là gì?

Cũng giống như xỉ than, tro bay là phế phẩm công nghiệp, có dạng hạt mịn thu được từ quá trình đốt cháy than đá trong các lò hơi của nhà máy nhiệt điện, trong lò quay của nhà máy xi măng, trong lò cao của nhà máy luyện kim...

Thành phần của tro bay thường chứa các silic oxit, nhôm oxit, canxi oxit, sắt oxit, magie oxit và lưu huỳnh oxit, ngoài ra có thể chứa một lượng than chưa cháy. Cũng giống như các phụ gia khoáng hoạt tính cho bê tông khác, tro bay là một loại pozzolan nhân tạo nên bản thân nó đã rất mịn, có cỡ hạt từ 1-10µm, trung bình 9-15µm.

Hiện nay, tro bay được phân ra hai loại với các đặc điểm khác nhau. Trong đó, tro bay loại C thường có nguồn gốc từ than phụ bitum và chủ yếu bao gồm thủy tinh alumino-sunfat canxi, cũng như thạch anh, tricalcium aluminat và vôi tự do (CaO). Tro loại C còn được gọi là tro bay có hàm lượng canxi cao vì nó thường chứa hơn 20% CaO.

Tương tự, tro bay loại F thường có nguồn gốc từ than bitum và than antraxit và chủ yếu bao gồm một thủy tinh alumino-silicat, với thạch anh, mullite và magnetit. Loại F, hoặc tro bay có hàm lượng canxi thấp có ít hơn 10% CaO.

Trong ngành xây dựng, tro bay giúp tăng khả năng kháng sulfat, giảm tính thấm và đồng thời giảm phản ứng kiềm silica. Hiện nay, tại Việt Nam đã có một số đơn vị đã thử nghiệm sử dụng tro bay để sản xuất xi măng với tỉ lệ lần lượt và 14% và 18%, giúp giảm đáng kể lượng dùng xi măng mà vẫn đảm bảo các yêu cầu của bê tông nhờ độ mịn cao.

Sản xuất bê tông từ tro bay

Là phế phẩm sót lại sau quá trình đốt than trong các nhà máy năng lượng, tro bay nay được xem là một dòng vật liệu xanh, đang được khuyến khích sử dụng trong ngành xây dựng.

Loại vật liệu này khi được tận dụng để sản xuất bê tông bên cạnh giải quyết được bài toán kinh tế, thân thiện môi trường còn giúp chất lượng bê tông được cải thiện đáng kể.

Mặc dù có điểm tương đồng nhất định với xi măng pooclăng về thành phần hóa học, tuy nhiên, sử dụng tro bay để sản xuất bê tông sẽ đem đến những kết quả khác biệt.

Tăng cường độ bê tông

Dùng tro bay làm phụ gia bê tông sẽ làm tăng cường độ bê tông lên từ 1,5-2 lần, làm tăng độ nhớt của vữa giúp bê tông chui vào các khe lỗ dễ dàng. Ngoài ra, tro bay khi trộn với xi măng pooclăng và cát sạch sẽ tạo ra được bê tông có mác 300 hay mác 400.

Tuy nhiên, cần sử dụng tro bay trong bê tông theo tỷ lệ căn cứ 1m3 bê tông chứa khoảng 250kg tro bay để đảm bảo tính chất của vật liệu này.

Chống rạn nứt, giảm co gãy

Tính cực mịn của tro bay có hàm lượng silic cao hay silic nano tạo ra được tính dẻo của xi măng pooclăng trong quá trình sản xuất bê tông. Theo đó, sử dụng vật liệu này có thể giúp bê tông không bị rạn nứt, không cong vênh, có tính chống thấm cao và bền hơn.

Tạo tính bền sunfat cho bê tông

Tro bay có thể làm phụ gia sản xuất xi măng, bê tông bền sunfat cho xây dựng công trình ở các vùng nước lợ, nước mặn, đồng muối, công trình biển đảo.

Chống sự xâm nhập của axit sunphuric

Để chống lại hiện tượng hen gỉ, có thể dùng tro bay trộn vào bê tông, khi đó, các hạt nhỏ li ti sẽ lấp đầy các khe nứt và chống được sự xâm nhập của axit sunphuric, có thể phá hỏng cốt thép.

Hạ nhiệt cho bê tông khối lớn

Khi sản xuất bê tông, một lợi ích dễ nhận thấy của tro bay chính là khả năng giảm nhiệt độ trong quá trình thủy phân của bê tông và kéo dài thời gian đông kết. Trong việc đổ những khối bê tông có kích thước lớn ở các công trình thủy điện, khi có phụ gia tro bay, có thể đổ bê tông gián đoạn mà không phải đổ liên tục như bê tông thường.

Cụ thể, tro bay có thể khống chế nhiệt độ ban đầu, giảm ứng suất nhiệt trong khối bê tông, tăng độ bền, kéo dài tuổi thọ công trình, giúp rút ngắn tiến độ thi công do không phải xử lý nhiệt.

Bên cạnh việc ứng dụng trong sản xuất bê tông, tro, xỉ, thạch cao còn được sử dụng để làm chất liên kết, gia cố các công trình giao thông, sản xuất gạch không nung, làm tấm trần, tường thạch cao...