Sử dụng sợi xơ dừa trong chế tạo bê tông nhằm nâng cao chất lượng xây dựng NƠXH, giảm hiện tượng nứt vỡ kết cấu trong khu vực Tây Nam Bộ trong điều kiện BĐKH là rất cần thiết. Điều này đã góp phần không nhỏ vào bảo vệ môi trường, giảm BĐKH và thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn bền vững và tăng trưởng “xanh” của Chính phủ. 
1. Đặt vấn đề
Khu vực Tây Nam Bộ gồm 13 tỉnh, thành đang chịu ảnh hưởng rất nặng nề do BĐKH, đặc biệt là trong xây dựng nhà cao tầng [1]. Hiện nay, các địa phương Tây Nam Bộ nói chung, tỉnh Long An nói riêng là vùng châu thổ được hình thành chủ yếu từ Sông Tiền, Sông Hậu và một vài nhánh sông nhỏ khác như Sông Vàm Cỏ Đông, Vàm Cỏ Tây v.v... là vựa trái cây, thủy hải sản cung cấp cho Việt Nam nói riêng, xuất khẩu nói chung. Đặc biệt Cần Thơ là thành phố trực thuộc Trung ương duy nhất của vùng và đang có nhu cầu nhà cao tầng cao nhất, với nhiều dự án chung cư, văn phòng và trung tâm thương mại.
BĐKH là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình hoặc dao động của khí hậu duy trì trong một khoảng thời gian dài. BĐKH là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển trong hiện tại và được phỏng đoán là có thể biến động nhanh hơn trong tương lai [2, 3].
BĐKH tạo nên các hiện tượng bất lợi như: Sự nóng lên của khí quyển và trái đất nói chung; sự dâng cao mực nước biển do băng tan, dẫn tới sự ngập úng ở các vùng đất thấp, các đảo nhỏ trên biển; sự thay đổi cường độ hoạt động của quá trình hoàn lưu khí quyển, chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên và các chu trình sinh địa hoá khác [4].
BĐKH và nước biển dâng (NBD) đã, đang diễn ra trên phạm vi toàn cầu (Hình 1). Tần suất, cường độ xuất hiện thiên tai ngày một gia tăng, biến đổi tăng yếu tố nhiệt độ cực trị, tạo nên các mối đe dọa đến chất lượng quản lý vận hành khai thác và bảo trì, gây suy giảm tuổi thọ, đẩy nhanh tốc độ hư hỏng, gia tăng kinh phí sửa chữa công trình cao tầng [5, 6].
Khu vực tỉnh Long An một mặt giáp với TP.HCM và một mặt giáp với tỉnh Trà Vinh, Long An có tốc độ phát triển công nghiệp hóa rất nhanh, lượng phế thải rắn công nghiệp và ô nhiễm môi trường ngày càng nặng nề, nhiệt độ không khí cao nhất trong thời kỳ cơ sở từ năm 1986 đến năm 2005 là 340C, thấp nhất 21,50C, nhiệt độ không khí cao nhất theo số liệu đo đạc có thể đạt mức 38,70C [6].
Với sự tăng nhiệt độ hiện nay đã ảnh hưởng lớn đến độ bền, đặc biệt gây ra hiện tượng nứt vỡ kết cấu nhà cao tầng trong khu vực Tây Nam Bộ (Hình 2). Trước đây, để giảm bớt hiện tượng nứt vỡ và phá hủy kết cấu, nhiều công trình đã sử dụng vật liệu rạ, rơm… để tăng khả năng chống nứt trong kết cấu nhà dân dụng.
Tuy nhiên, trong vùng Tây Nam Bộ, đặc biệt là Bến Tre, Long An… có một lượng lớn vỏ dừa, xơ dừa sau khi sử dụng. Nhiều nghiên cứu ở Việt Nam và trên thế giới cho thấy [7, 8], xơ dừa chính là vật liệu chống nứt hiệu quả cho vật liệu bê tông sử dụng trong công trình nhà cao tầng hiện nay.
Vật liệu xây dựng là phần vật chất tạo nên các công trình xây dựng. Vì vậy, phát triển các loại vật liệu đa dạng đúng hướng sẽ giải quyết được hai vấn đề quan trọng nhất trong ứng phó với BĐKH: vừa giảm thiểu tác hại của BĐKH vừa thích ứng với BĐKH trong điều kiện mới [12].
Trong công nghệ vật liệu mới có một số hướng phát triển vật liệu thích ứng BĐKH: Hướng thứ nhất là phát triển vật liệu để giảm thiểu sự phát thải các chất ảnh hưởng đến BĐKH. Hướng thứ hai là phát triển vật liệu sử dụng tiết kiệm năng lượng và tài nguyên thiên nhiên, sử dụng các phế thải, vật liệu tái chế, sử dụng vật liệu tại chỗ, vật liệu sẵn có.
Với quá trình xây dựng nhà ở cao tầng, NƠXH đang phát triển rất nhanh để đáp ứng nhu cầu của xã hội tại khu vực Tây Nam Bộ, việc nghiên cứu phát triển các loại bê tông sử dụng sợi xơ dừa chống nứt là có tính thời sự và cần thiết.
Bài báo đặt vấn đề nhằm tận dụng các nguồn chất thải rắn như xơ dừa, xỉ than của các nhà máy nhiệt điện, cát ở các sông Tiền, sông Hậu và xi măng hàm lượng thấp để chế tạo bê tông và các loại vữa trát tường nhằm giảm chi phí cho xây dựng NƠXH nhưng vẫn đảm bảo chất lượng công trình.
Trong nghiên cứu này, sợi xơ dừa phân tán được sử dụng để chống nứt và tăng cường độ chịu kéo của kết cấu. Từ kết quả thực nghiệm thu được đã cho thấy tiềm năng chế tạo bê tông từ nguồn vật liệu sẵn có tại địa phương nhằm nâng cao chất lượng xây dựng nhà ở xã hội khu vực Tây Nam Bộ trong điều kiện BĐKH.
2. Vật liệu sử dụng và phương pháp xác định cấp phối
2.1. Vật liệu sử dụng để chế tạo bê tông
a) Chất kết dính gồm có:
+). Xi măng Vicem Hà Tiên PCB40 (XM) thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật của tiêu chuẩn TCVN 2682:2009 [13]. Thành phần hóa học và tính chất cơ lý của xi măng Vicem Hà Tiên PCB40 được giới thiệu trong bảng 1 và bảng 2.
+). Tro bay (FA) nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân (Bình Thuận) thỏa mãn các yêu cầu của TCVN 10302:2014 [14] với tỷ diện bề mặt riêng là 5610 cm2/g và khối lượng riêng là 2,31 g/cm3. Đây là loại tro bay có hàm lượng oxit SiO2 hoạt tính là 55,2%, tổng hàm lượng SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 = 85,0% và thỏa mãn yêu cầu tro bay loại F. Thành phần hóa của tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân được giới thiệu trong bảng 1.
+). Silica fume SF90 (SF) của Vina Pacific với kích thước hạt nano, có chứa 90,3% SiO2 hoạt tính với tỷ diện bề mặt riêng là 10150 cm2/g và khối lượng riêng là 2,19 g/cm3. Thành phần hóa của silica fume SF90 được giới thiệu trong Bảng 1.
Trong nghiên cứu này, chất kết dính (CKD) được xác định bằng tổng hàm lượng của xi măng, tro bay và silicafume SF90 (CKD=XM+FA+SF).
Bảng 1. Thành phần hóa học của xi măng Vicem Hà Tiên PCB40, tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân và silica fume SF90
Bảng 2. Tính chất cơ lý của xi măng Vicem Hà Tiên PCB40
b) Sợi xơ dừa: Sợi xơ dừa (XD) được gia công đập nghiền và cắt thái từ vỏ quả dừa khu vực Long An. Sợi xơ dừa sau khi gia công cơ học được sấy khô, cắt thành đoạn có chiều dài từ 1,0÷3,0 cm.
Trong nghiên cứu này, xơ dừa được sử dụng làm cốt sợi phân tán trong hỗn hợp bê tông để chống nứt và tăng tính chất cơ học của sản phẩm. Quy trình sản xuất sợi xơ dừa được minh họa trong hình 3.
Các tính chất vật lý của sợi xơ dừa sử dụng trong nghiên cứu được đưa ra trong bảng 3.
Bảng 3. Tính chất vật lý của sợi xơ dừa
c). Cốt liệu sử dụng trong nghiên cứu này gồm:
Cốt liệu lớn là đá dăm (ĐD) từ đá vôi Các-bon-nát có Dmax = 20m của mỏ đá Hòa An (Đồng Nai) có độ nén dập trong xi lanh ở điều kiện bão hòa nước là 7,2%. Cốt liệu nhỏ sử dụng trong bê tông là cát vàng tự nhiên (CV) nguồn gốc sông Tiền (Đồng Tháp). Đây là loại hạt nhỏ chất lượng tốt và mô đun độ lớn Mk = 2,95.
Các loại cốt liệu sử dụng thỏa mãn yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 7570:2006 [15] với các tính chất vật lý được thể hiện trong bảng 4.
Bảng 4. Tính chất vật lý của cốt liệu sử dụng
e). Phụ gia siêu dẻo Sikament® NN «SilkRoad» (PG) có giá trị khối lượng riêng trung bình 1,12 g/cm3 ở nhiệt độ 25 ± 5oC. Đây là loại phụ gia giảm nước thế hệ mới có khả năng giảm nước của phụ gia đạt khoảng 25%.
f). Nước sạch (NS) được sử dụng để làm nước trộn hỗn hợp bê tông và bảo dưỡng mẫu thí nghiệm, thỏa mãn yêu cầu TCVN 4506:2012 [16].
Để tính toán so sánh giá thành của các hỗn hợp bê tông, trong nghiên cứu này đã sử dụng các đơn giá vật liệu theo thị trường tại địa phương. Đơn giá các loại nguyên vật liệu sử dụng trong nghiên cứu được trình bày trong bảng 5.
Bảng 5. Đơn giá các loại vật liệu sử dụng trong chế tạo sản phẩm bê tông
2.2. Thiết kế cấp phối bê tông
Thành phần cấp phối hỗn hợp bê tông sử dụng tro bay và xơ dừa được thực hiện theo trình tự trong yêu cầu của Quyết định số 778/1998/QĐ-BXD ngày 05/09/1998 với các tính chất yêu cầu của hỗn hợp bê tông như sau:
✓ Tính công tác tốt với độ sụt của hỗn hợp bê tông trong côn tiêu chuẩn dao động 10÷20 cm;
✓ Cường độ nén trung bình ở tuổi 28 ngày từ 40÷50 MPa đối với mẫu thí nghiệm chứa 100% xi măng Vicem Hà Tiên PCB40.
Hàm lượng các loại vật liệu được sử dụng trong nghiên cứu này như sau:
+ Hàm lượng sợi xơ dừa được sử dụng dao động từ 0%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5%; 3% theo khối lượng của tổng hàm lượng chất kết dính.
+ Hàm lượng tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân được khảo sát dao động từ 0%, 15%, 20%, 25% và 30% theo khối lượng của xi măng Vicem Hà Tiên PCB40.
+ Hàm lượng silica fume SF90 Công ty Vina Pacific được sử dụng là 10% theo khối lượng của xi măng Vicem Hà Tiên PCB40.
+ Tỷ lệ nước nhào trộn trên tổng hàm lượng chất kết dính (N/CKD) được khảo sát trong nghiên cứu này là: N/CKD = 0,25;
+ Hàm lượng phụ gia siêu dẻo Sikament® NN được sử dụng là 1,5% tổng hàm lượng của chất kết dính.
Thành phần cấp phối bê tông được xác định theo Quyết định số 778/1998/QĐ-BXD ngày 05/09/1998 dựa trên các giá trị tỷ lệ vật liệu sử dụng kết hợp với việc điều chỉnh từ thực nghiệm phù hợp với điều kiện thí nghiệm tại Việt Nam, nghiên cứu đã thu được 06 cấp phối bê tông thí nghiệm như trong bảng 6.
Bảng 6. Các cấp phối của bê tông sử dụng trong nghiên cứu
3. Phương pháp nghiên cứu các tính chất của bê tông
- Tính công tác của hỗn hợp bê tông (HHBT) được xác định bằng độ sụt của côn tiêu chuẩn với kích thước 10x20x30 cm theo TCVN 3106:2022 [18] (Hình 4).
- Giá trị cường độ kháng nén của bê tông được xác định trên mẫu hình lập phương kích thước 150x150x150 mm theo yêu cầu của tiêu chuẩn TCVN 3118:2022 [19] (Hình 5).
4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
4.1. Tính chất của bê tông ở trạng thái dẻo
Sau quá trình thí nghiệm, các kết quả thực nghiệm đã được xử lý số liệu theo yêu cầu của TCVN 6702:2020 [20]. Các giá trị thực nghiệm không hợp lý được lược bỏ, sau đó tính giá trị trung bình kết quả của từng mẫu thí nghiệm. Giá trị trung bình của khối lượng thể tích và tính công tác của các cấp phối bê tông trong nghiên cứu này được thể hiện trong bảng 6.
Bảng 6. Khối lượng thể tích, độ sụt và độ hút nước của bê tông thí nghiệm
Từ giá trị thực nghiệm trong bảng 6 cho thấy các tính chất của hỗn hợp bê tông và các tính chất vật lý cơ bản của bê tông ở tuổi 28 ngày có chứa các hàm lượng xơ dừa và tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân khác nhau.
• Đối với hỗn hợp bê tông mới nhào trộn: Khối lượng thể tích ngay tại khi nhào trộn xong và giá trị độ sụt trong côn tiêu chuẩn lần lượt nằm trong khoảng 2319÷2358 kg/m3 và 14,5÷20,5 mm.
• Đối với bê tông ở độ tuổi 28 ngày: Giá trị khối lượng thể tích trung bình và độ hấp thụ nước lần lượt nằm trong khoảng 2278 ÷ 2308 kg/m3 và 8,35 ÷10,45%.
Bằng cách tăng hàm lượng tro bay và sợi xơ dừa, giá trị độ sụt và mật độ trung bình của hỗn hợp vữa tươi đều giảm mạnh. Những điều này chủ yếu là do khả năng chống co ngót của sợi xơ dừa và diện tích bề mặt của tro bay (5610 cm2/g) cao hơn so với xi măng Portland (3680 cm2/g).
Đồng thời, khi hàm lượng sợi xơ dừa tăng lên đã cản trở dòng chảy của hỗn hợp bê tông do đó làm giảm tính công tác của hỗn hợp bê tông. Những kết quả này tương tự như kết quả được trình bày trong các nghiên cứu đã công bố [7, 8, 21].
Hơn nữa, giá trị thu được từ thực nghiệm trong bảng 6 cho thấy với các mẫu thí nghiệm chứa tro bay nhiệt điện nhiệt điện Vĩnh Tân với hàm lượng tro bay biến đổi từ 0%÷30% và hàm lượng sợi xơ dừa tăng từ 0%÷3% đã gây ra ảnh hưởng đáng kể đến tính công tác của HHBT.
Hàm lượng hạt mịn trong tro bay nhiệt điện đã làm tăng lượng cần nước của hỗn hợp vật liệu và thành phần sợi phân tán cản lại độ chảy của dòng hỗn hợp vật liệu. Kết quả là độ sụt của HHBT đã giảm từ 20,5 cm xuống chỉ còn 14,5 cm.
Ảnh hưởng tương hỗ giữa lượng cần nước của hạt siêu mịn trong thành phần tro bay, sợi xơ dừa và silica fume SF90 kết hợp với phụ gia siêu dẻo Sikament® NN được thể hiện rõ nét trong các cấp phối thí nghiệm Concre-04, Concre-05 và Concre-06. Quan sát HHBT sau khi nhào trộn đã thấy được độ đồng nhất của HHBT tươi rất tốt, không có hiện tượng phân tầng, không xuất hiện tách nước tại mép rìa ngoài của hỗn hợp sau khi trộn và trong quá trình làm thí nghiệm kiểm tra độ sụt. Bên cạnh đó, kết quả thực nghiệm thu được giá trị khối lượng thể tích của mẫu bê tông ở tuổi 28 ngày đã giảm từ 2308 kg/m3 xuống chỉ còn 2278 kg/m3.
4.2. Tính chất cơ học của bê tông ở trạng thái cứng rắn
Các kết quả thí nghiệm xác định giá trị cường độ chịu nén, cường độ kéo khi uốn, giá trị mô đun đàn hồi tĩnh của các mẫu thí nghiệm và giá thành tính toán cho mỗi mét khối bê tông được trình bày chi tiết trong bảng 7.
Bảng 7. Các tính chất cơ lý của mẫu bê tông và giá thành tính toán cho mỗi mét khối hỗn hợp bê tông
a). Giá trị cường độ nén, giá trị cường độ chịu kéo khi uốn và mô đun đàn hồi tĩnh của mẫu bê tông ở các tuổi khác nhau
Kết quả thực nghiệm trong bảng 7 đã cho thấy, cường độ nén của các mẫu bê tông thí nghiệm ở tuổi 28 ngày dao động từ 40,8 MPa đến 59,5 MPa. Khi hàm lượng tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân thay thế lượng xi măng càng nhiều thì cường độ nén của bê tông có xu hướng giảm mạnh hơn.
Điều này là đúng theo quy luật chung của sản phẩm bê tông sử dụng phụ gia khoáng thay thế xi măng. Sự suy giảm cường độ nén của mẫu bê tông trong nghiên cứu này được giải thích như sau: Thành phần tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân có thành phần hoạt tính thấp, hàm lượng SiO2 chỉ đạt khoảng 55,2%.
Do đó, vật liệu này vừa có vai trò là phụ gia khoáng vừa có vai trò là chất độn mịn. Thành phần silica fume SF90 có chứa 90,3% SiO2 hoạt tính, có khả năng phản ứng với sản phẩm thủy hóa Ca(OH)2 của xi măng để tạo ra các khoáng vật Hidro-Canxi-Silicat (C-S-H) thứ cấp, bổ sung thành phần gel có tính chất kết dính và làm giảm cấu trúc lỗ rỗng gel của các mẫu bê tông [6, 7].
Tuy nhiên, khi hàm lượng phụ gia khoáng thay thế từ 20%÷30% hàm lượng xi măng nên các gel thứ cấp C-S-H này không thể bù đắp được lượng khoáng C-S-H của xi măng tạo thành khi phản ứng thủy hóa với nước. Bên cạnh đó, hàm lượng sợi xơ dừa không ảnh hưởng nhiều đến cường độ nén của mẫu ở các tuổi khác nhau.
Tuy nhiên, sợi xơ dừa phân tán lại có ảnh hướng lớn đến cường độ kéo khi uốn của bê tông ở tuổi 28 ngày. Sợi xơ dừa phân tán chính là thành phần khâu vết nứt, giúp cho mẫu bê tông mềm dẻo và có khả năng chịu kéo tốt hơn. Điều này phản ánh rõ trong kết quả thí nghiệm thu được.
Cụ thể là, với các mẫu Concre-01 không chứa sợi xơ dừa và Concre-02 chứa 1,0% sợi xơ dừa nên cường độ kéo khi uốn khoảng 7,92-8,00 MPa ở tuổi 28 ngày. Khi hàm lượng sợi xơ dừa tăng từ 1,5% lên 3,0% thì cường độ kéo khi uốn của mẫu thí nghiệm ở tuổi 28 ngày đã tăng từ 8,90 MPa lên đến 9,40 MPa.
Với hiệu ứng tăng cường độ chịu kéo khi uốn nhưng giảm cường độ nén tương ứng, do đó tỉ số cường độ nén trên cường độ chịu kéo khi uốn (Rsc/Rfs) đã giảm mạnh từ 7,53 xuống còn 4,34.
Biểu đồ tốc độ phát triển cường độ chịu nén của các mẫu bê tông từ tuổi 3 ngày đến tuổi 28 ngày được trình bày trong hình 6.
Từ biểu đồ trên hình 6 cho thấy, mẫu bê tông, chứa đến (0÷30)% hàm lượng tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân, (0÷3)% sợi xơ dừa và 10% silica fume SF90 kết hợp với 1,5% phụ gia siêu dẻo Sikament® NN có tốc độ phát triển cường độ nhanh, cường độ nén ở các tuổi 3 ngày, 7 ngày và 14 ngày đã đạt được lần lượt bằng 40%, 70% và 90% cường độ nén ở tuổi 28 ngày.
Đây cũng là lợi thế cho quá trình thi công các công trình xây dựng nhà cao tầng trong điều kiện BĐKH đang diễn ra ngày càng phức tạp ở khu vực miền Tây Nam Bộ vì hỗn hợp bê tông có độ dẻo cao, tốc độ đông kết và rắn chắc tương đối nhanh, khả năng chống nứt tốt và quá trình thi công hỗn hợp bê tông được thực hiện dễ dàng. Giá trị mô đun đàn hồi tĩnh khoảng (29÷34) GPa tương tự như bê tông xi măng truyền thống.
b). Tính kinh tế và khả năng chống BĐKH của bê tông sử dụng sợi xơ dừa và tro bay nhiệt điện
Thông thường, bê tông truyền thống và vữa xây dựng được chế tạo từ bốn thành phần chính là xi măng Portland, cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ, nước và phụ gia. Trong đó, thành phần xi măng Portland là tác nhân hàng đầu phát thải khí CO2.
Đây là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng BĐKH hiện nay trên toàn cầu. Theo thống kê từ các nhà máy xi măng, để sản xuất ra mỗi tấn xi măng Portland thì quá trình này đã thải ra môi trường khoảng 0,825 tấn khí CO2 [22] (Hình 7).
Trong nghiên cứu này, hàm lượng khí thải CO2 được tính ước lượng bằng 0,825 lần hàm lượng xi măng Portland sử dụng và được xác định chi tiết trong bảng 8. Mặt khác, từ báo giá của nguyên vật liệu tại khu vực tỉnh Long An vào tháng 12/2024 đã tính được đơn giá của 1m3 bê tông và cũng được trình bày trong bảng 8.
Bảng 8. Tính kinh tế và khả năng chống BĐKH của bê tông sử dụng sợi xơ dừa và tro bay nhiệt điện
Từ đơn giá của các nguyên vật liệu thực tế tại tháng 12/2024 tại địa phương có thể thấy rằng, mỗi khối bê tông có đơn giá khoảng 1,50 triệu đồng/m3 đến 1,60 triệu đồng/m3. Khi so sánh với đơn giá thực tế cho thấy, bê tông sử dụng các thành phần nguyên vật liệu trong nghiên cứu này có giá thành thấp hơn so với các loại Bê tông tươi mác M350 và M400, đá 1x2 cm và độ sụt 10±2 cm của Công ty TNHH bê tông tươi toàn Miền Nam.
Mặt khác, lượng tro bay nhiệt điện được tái sử dụng trong nghiên cứu này đạt đến 30% hàm lượng của xi măng Vicem Hà Tiên PCB40. Nhờ việc giảm lượng dùng xi măng trong bê tông đã mang lại nhiều hiệu quả tích cực trong việc chống BĐKH ở khu vực Tây Nam Bộ.
Với việc thay thế một phần 30% hàm lượng xi măng bằng tro bay nhiệt điện đã giúp giảm mức tiêu hao năng lượng, giảm ô nhiễm môi trường do ngành công nghiệp sản xuất xi măng gây nên, đặc biệt khối lượng CO2 ước tính đã giảm từ 454 kg/m3 xuống còn 324 kg/m3.
Ngoài việc giảm khí thải CO2, sản phẩm bê tông đã tái sử dụng khoảng 118kg tro bay trong mỗi khối bê tông. Điều này đã góp phần không nhỏ vào bảo vệ môi trường và thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn bền vững và tăng trưởng “xanh” của Chính phủ Việt Nam.
Hơn nữa, việc có thể sử dụng sợi xơ dừa có sẵn tại địa phương kết hợp với phế thải tro bay nhiệt điện làm nguyên liệu sản xuất bê tông đã giảm được sử dụng tài nguyên thiên nhiên và cho phép giải quyết triệt để hơn phế thải công nghiệp gây ô nhiễm môi trường [23, 24].
5. Kết luận
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu thực nghiệm, có thể rút ra một số kết luận sau:
- Sử dụng các loại vật liệu thông thường sẵn có ở ở địa phương, có thể chế tạo được hỗn hợp bê tông có tính công tác tốt và cường độ kháng nén ở tuổi 28 ngày dao động từ 40,8 MPa÷59,5 MPa phù hợp để thi công kết cấu tường chịu lực, khu vực sân bãi và nhiều kết cấu thích hợp khác, nhằm nâng cao chất lượng xây dựng NƠXH khu vực Tây Nam Bộ trong điều kiện BĐKH.
- Hỗn hợp bê tông có tính công tác rất tốt, độ sụt từ 14,5 cm÷20,5 cm. Điều này cho phép sử dụng nhiều phương pháp thi công hỗn hợp bê tông khác nhau khi sử dụng trong xây dựng nhà cao tầng.
Các mẫu bê tông chứa từ 0%÷30% hàm lượng tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân, 0%÷3,0% hàm lượng sợi xơ dừa và 10% silica fume kết hợp với 1,5% phụ gia siêu dẻo Sikament® NN có tốc độ rắn chắc nhanh hơn. Giá trị cường độ nén ở các tuổi 3 ngày, 7 ngày và 14 ngày đã đạt được lần lượt bằng 40%, 70% và 90% cường độ nén ở tuổi 28 ngày.
- Sợi xơ dừa phân tán có ảnh hướng lớn đến cường độ kéo khi uốn của bê tông ở tuổi 28 ngày. Sợi xơ dừa phân tán chính là thành phần khâu vết nứt, giúp cho mẫu bê tông có khả năng chịu kéo tốt hơn. Điều này phản ánh rõ trong kết quả thí nghiệm thu được. Cường độ kéo khi uốn ở tuổi 28 ngày dao động khoảng 7,92÷9,40 MPa. Tỷ số cường độ nén/cường độ kéo khi uốn đã giảm mạnh từ 7,53 xuống còn 4,34.
- Nhờ việc giảm lượng dùng xi măng trong bê tông đã mang lại nhiều hiệu quả tích cực trong việc chống BĐKH ở khu vực Tây Nam Bộ. Với việc thay thế một phần 30% hàm lượng xi măng bằng tro bay nhiệt điện đã giúp giảm mức tiêu hao năng lượng, giảm ô nhiễm môi trường do ngành công nghiệp sản xuất xi măng gây nên, đặc biệt khối lượng CO2 ước tính đã giảm từ 454 kg/m3 xuống còn 324 kg/m3.
Ngoài việc giảm khí thải CO2, bê tông đã tái sử dụng khoảng 118kg tro bay trong mỗi khối bê tông. Điều này đã góp phần không nhỏ vào bảo vệ môi trường và thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn bền vững và tăng trưởng “xanh” của Chính phủ Việt Nam.
* Tít bài do Tòa soạn đặt - Xem file PDF tại đây
1 https://betongmiennam.com.vn/bao-gia-be-tong-tuoi-tai-kcn-duc-hoa-long-an-1
2 https://betongmiennam.com.vn/bao-gia-be-tong-tuoi-tai-kcn-duc-hoa-long-an-1
3 Mẫu bê tông đối chứng không sử dụng tro bay và sợi xơ dừa.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Quyết định số 287/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ: Phê duyệt Quy hoạch vùng Đồng bằng sông Cửu Long thời kỳ 2021 - 2030, tầm nhìn đến năm 2050. Thủ tướng Chính phủ ngày 28/02/2022. 40 trang.
[2] Bộ Tài nguyên và Môi trường (2016). Kịch bản biến đổi khí hậu nước biển dâng cho Việt Nam. Hà Nội.
[3] Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008). Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu. Hà Nội.
[4] Trân N.N. (2009). Ứng phó với biến đổi khí hậu và biển dâng.
[5] Goodier, C. I., Pham, H. H., Le, T. T., Soutsos, M. N. (2010). Developing knowledge regarding sustainable contraction in the National University of Civil Engineering of Vietnam (NUCE). Third International World of Construction Project Management Conference.
[6]. http://vpdf.org.vn/tin-tuc-su-kien/moi-truong-sinh-thai/tac-dong-cua-bien-doi-khi-hau-doi-voi-san-xuat-nong-nghiep-viet-nam.html
[7]. Tăng Văn Lâm, Kim Dien Vu, Đặng Văn Phi, Tai Nang Luong Nguyen, Dinh Trinh Nguyen. Mechanical Properties of Building Mortar Containing Pumice and Coconut-Fiber. International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies EMMFT 2018. EMMFT-2018 2018. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 982. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-19756-8_61
[8]. Noridah, M., Muhamad, A.I., et al, 2017. Mechanical properties and flexure behaviour of lightweight foamed concrete incorporating coir fiber. In: IOP Conference on Series: Earth and Environmental Science, vol. 140, p. 012140 (2013). https://doi.org/10.1088/1755-1315/140/1/012140
[9]. Nguyễn Thanh Bằng, 2011. “Nguyên nhân gây xâm thực bê tông và bê tông cốt thép công trình thủy lợi - Giải pháp khắc phục phòng ngừa”. Tạp chí KH&CN Thủy lợi, Viện KHTLVN, số 3, tr. 56-60.
[10]. Phạm Văn Khoan và Nguyễn Nam Thắng, 2010. "Tình trạng ăn mòn bê tông cốt thép ở vùng biển Việt Nam và một số kinh nghiệm sử dụng chất ức chế ăn mòn canxi nitrít". Tạp chí KHCN Xây dựng, số 2, 2010, tr. 15-22.
[11]. Lâm Thanh Quang Khải, 2015. "Nghiên cứu giải pháp chống ăn mòn cốt thép trong bê tông bằng vật liệu polymer". Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ, số 6, tr. 32-48.
[12]. Phạm Hữu Hanh, 2021, Phát triển vật liệu xây dựng phù hợp với biến đổi khí hậu. Tạp chí Khoa học Công nghệ xây dựng, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, 2021, 15 (6V): 187–192
[13]. Tiêu chuẩn Việt Nam, 2009. TCVN 2682 : 2009 “Xi măng poóc lăng - yêu cầu kỹ thuật”. 6tr.
[14]. Tiêu chuẩn Việt Nam, 2014. TCVN 10302:2014 “Phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tông, vữa xây và xi măng”. 14tr.
[15]. Tiêu chuẩn Việt Nam, 2006. TCVN 7570:2006 “Cốt liệu cho bê tông và vữa - yêu cầu kỹ thuật”. 6tr.
[16]. Tiêu chuẩn Việt Nam, 2012. TCVN 4506:2012 “Nước cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật”. 7tr.
[17]. Bộ xây dựng (1998). “Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông các loại” theo Quyết định 778/1998/QĐ-BXD ngày 05/09/1998, 60 tr.
[18]. TCVN 3106:2022 “Hỗn hợp bê tông nặng - phương pháp thử độ sụt”. 3tr.
[19]. TCVN 3118:2022. “Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ chịu nén”. 13tr.
[20]. TCVN 6702:2020 “Xử lý kết quả thử nghiệm để xác định sự phù hợp với yêu cầu kỹ thuật”. 24tr.
[21]. Majid, A.: Coconut fibre: a versatile material and its applications in engineering. J. Civ. Eng. Constr. Technol. 2(9), 189–197 (2011)
[22]. Andrew R.M. (2018). Global CO2 emissions from cement production. Earth System Science Data, 10(1), 195-217. Doi: 10.5194/essd-10-195-2018, 2018.
[23]. Nguyễn Thế Anh, 2021. Nghiên cứu tính chất cơ lý của bê tông sợi tự nhiên khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Tạp chí Vật liệu và xây dựng-Bộ Xây dựng, (2), 35-Trang.
[24]. Lê Thu Trang, Nguyễn Thanh Sang, Hoàng Tiên Niên, Phạm Đinh Huy Hoàng, Thái Minh Quân, 2023. Nghiên cứu chế tạo bê tông cốt liệu tái chế sử dụng cốt sợi xơ dừa làm mặt đường. Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải. Tập 74, số. 3 (2023): 255-267.
