CƯỜNG ĐỘ VÀ ĐỘ BỀN CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG PHỤ GIA TRO TRẤU

Phạm Văn Toàn1, , Phạm Văn Thắng2
1 Khoa Công trình, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam
2 Viện Vật liệu xây dựng Việt Nam

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

Bài báo tập trung đánh giá tác động của tro trấu đến các tính chất cơ học và độ bền của bê tông thông qua các thí nghiệm xác định cường độ chịu nén, khả năng hút nước và mức độ thấm nhập ion clorua. Phân tích kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng tro trấu có khả năng thay thế xi măng với tỷ lệ từ 10% đến 30% mà không làm suy giảm chỉ tiêu cường độ nén của bê tông, đồng thời góp phần cải thiện đáng kể khả năng chống thấm nước và hạn chế sự xâm nhập của ion clorua. Ngoài ra, nghiên cứu xác định tỷ lệ thay thế xi măng bằng tro trấu đạt hiệu quả tối ưu trong khoảng 15–20%, trong khi hàm lượng thay thế lớn nhất được khuyến nghị là khoảng 30%.

  Bài báo cũng giới thiệu và trình bày trên cơ sở khoa học quá trình hình thành cường độ bê tông, hiệu ứng lấp đầy (filler effect), hiệu ứng pha loãng (dilution effect), ảnh hưởng của độ rỗng vi cấu trúc bê tông đến độ bền chống thấm nước và khuếch tán ion clorua.

Abstract

  This research assesses the impact of incorporating rice husk ash on both the mechanical characteristics and durability-related performance of concrete, particularly in terms of compressive strength, water absorption, and chloride ion penetration tests. The results show that rice husk ash can partially replace cement at levels of 10–30% without compromising strength, while significantly improving resistance to water and chloride ion ingress. An optimal replacement level of 15–20% is identified, with a maximum feasible replacement of approximately 30%.

  The paper also presents and scientifically explains the mechanisms of concrete strength development, including the filler effect, the dilution effect, and the influence of concrete microstructural porosity on water permeability resistance and chloride ion diffusion.

Keywords: Rice husk ash, compressive strength, water absorption, chloride ion penetration.

Chi tiết bài viết

Tài liệu tham khảo

[1] “How Cement Is Made,” American Cement Association. https://www.cement.org/cement-concrete/how-cement-is-made/
[2] “Concrete: the world’s 3rd largest CO2 emitter”. https://phys.org/news/2021-10-concrete-world-3rd-largest-co2.html
[3] D. D. Bui et al. (2005), “Particle size effect on the strength of rice husk ash blended gap-graded Portland cement concrete,” Cem. Concr. Compos., vol. 27, pp. 357–366. Doi: 10.1016/j.cemconcomp.2004.05.002.
[4] “Food and Agriculture Organization of the United Nations.” https://www.fao.org/economic/est/publications/rice-publications/rice-market-monitor-rmm/en/
[5] A. S. Montoya et al. (2022), “Effectiveness of Ternary Blend Incorporating Rice Husk Ash, Silica Fume, and Cement in Preparing ASR Resilient Concrete,” Materials, vol. 15. Doi: 10.3390/ma15062125.
[6] A. S. Montoya et al. (2023), “High Performance Concretes with Highly Reactive Rice Husk Ash and Silica Fume,” Materials, vol. 16. Doi: 10.3390/ma16113903.
[7] S. A. Endale et al. (2024) “The Effects of Rice Husk Ash as Bio-Cementitious Material in Concrete,” Constr. Mater., vol. 4, pp. 629–639. Doi: 10.3390/constrmater4030034.
[8] T.B. Viet et al. (2022), “Nghiên cứu sử dụng tro trấu nghiền mịn (RHA) thay thế một phần silica fume (SF) để chế tạo UHPC,” Tạp chí Xây dựng, sô 07 (2022), trang 60-63.
[9] “Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 3118:2022: Bê tông - phương pháp xác định cường độ chịu nén.”
[10] “ASTM C 642 : 2013 Standard Test Method for Density, Absorption” https://www.intertekinform.com/en-gb/standards/s
[11] C. Andrade et al. (1993), “Calculation of chloride diffusion coefficients in concrete from ionic migration measurements,” Cem. Concr. Res., vol. 23, pp. 724–742. doi: 10.1016/0008-8846(93)90023-3.
[12] Z. Zhang, et al. (2020), “Eco-friendly high strength, high ductility engineered cementitious composites (ECC) with substitution of fly ash by rice husk ash,” Cem. Concr. Res., vol. 137. doi: 10.1016/j.cemconres.2020.106200.
[13] N. Bhanumathidas and P. K. Mehta (2001), “Concrete Mixtures Made with Ternary Blended Cements Containing Fly Ash and Rice-Husk Ash,” ACI Mater. J., vol. 199, pp. 379–392. doi: 10.14359/10505.
[14] A. Siddika, et al. (2021), “ State-of-the-art-review on rice husk ash: A supplementary cementitious material in concrete”, Journal of King Saud University - Engineering Sciences
Vol.3, Iss.5, P. 294-307. doi.org/10.1016/j.jksues.2020.10.006
[15] M. Thiedeiz et al. (2020), , “Performance of rice husk ash as supplementary cementitious material after production in the field and in the lab”, Material, 13, 4319. doi:10.3390/ma13194319ww