Nghiên cứu sử dụng cát từ phế thải khai thác kaolin cho bê tông hạt nhỏ

Từ khóa:

bê tông hạt nhỏ
cát từ phế thải khai thác kaolin
mica
cường độ chịu nén

Tóm tắt:

Với nguồn khoáng sản dồi dào, khai thác chế biến kaolin là lĩnh vực có triển vọng phát triển ở nước ta. Tuy nhiên, cùng với việc đẩy mạnh khai thác, chế biến sâu, các nhà máy cần quan tâm việc xử lý phế thải, nhất là tái sử dụng làm vật liệu xây dựng. Nghiên cứu này cho thấy, cát thu hồi từ phế thải khai thác kaolin khu vực Láng Đồng (Thạch Khoán) là loại cát thô có thể sử dụng làm bê tông hạt nhỏ. Tuy nhiên, tùy vào chế độ gia công, hàm lượng mica trong cát biến động trong khoảng rộng, ảnh hưởng đến chất lượng bê tông. Cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày của bê tông sử dụng cát phế thải có hàm lượng mica 11,3 % so với 0,45 %, khi lượng dùng xi măng tăng từ 120 kg/m³ đến 180 kg/m³, có thể suy giảm từ 27,4 % đến 50 %. Phế thải với hàm lượng mica cao chỉ nên sử dụng trong gạch bê tông hạt nhỏ mác đến M7,5. Để nâng cao chất lượng và hiệu quả  kinh tế kỹ thuật của bê tông cần kiểm soát hàm lượng mica. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy có thể sử dụng cát từ phế thải khai thác kaolin cho bê tông cốt liệu nhỏ trong sản xuất gạch bê tông tạo hình bằng rung ép đạt mác từ M5 đến M10 với lượng dùng xi măng từ 130 kg/m³ đến 200 kg/m³.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

[1]     Insights Business Research (2026), “Kaolin clay market size, share, growth, and industry analysis, by type (calcined, water-washed, surface-modified), by application (paper, ceramics, fiberglass, paints & coatings, rubber, plastics, others), and regional forecast 2026–2035”.

[2]     Đ. T. Lê (2016), “Đánh giá tiềm năng khoáng sản kaolin vùng bắc bộ Việt Nam và định hướng sử dụng. Luận án Tiến sĩ địa chất”, Trường Đại học Mỏ địa chất.

[3]     Đ. T. Lê, P. Nguyễn và T. T. Nguyễn (2008), “Tiềm năng kaolin Việt Nam và định hướng công tác thăm dò, khai thác phục vụ phát triển kinh tế - xã hội”, Tạp Chí Địa Chất, tập 7–8, số 307.

[4]     S. de F. Marylinda and M. P. C. Arnaldo (2023), “Using kaolin mining waste to produce sustainable building materials”, in The 16th International Congress on the Chemistry of Cement (ICCC2023), 2023.

[5]     W. Xu et al. (2018), “Feasibility of kaolin tailing sand to be as an environmentally friendly alternative to river sand in construction applications”, J. Clean. Prod., vol. 205, pp. 1114–1126, Dec. doi: 10.1016/J.JCLEPRO.2018.09.119.

[6]     F. Bastos, A. Cabral, P. Alcântara, and L. Maia (2021), “Study case about the production of masonry concrete blocks with CDW and kaolin mining waste”,  AIMS Mater. Sci., vol. 8, no. 6, pp. 990–1004, [Online]. Available: 10.3934/matersci.2021060

[7]     C. M. dos. Anjos and G. A. Neves (2011), “Use of kaolin waste for production os soil-lime blocks”, Rev. eletronica Mater. e Process., vol. 6, no. 2, pp. 91–96.

[8]     M. A. Longhi, E. D. Rodríguez, Z. Zhang, S. M. Torres, M. S. Barata, and A. P. Kirchheim (2022), “Kaolin mining waste to produce geopolymers: Physicomechanical properties and susceptibility to efflorescence formation”, Case Stud. Constr. Mater., vol. 16, p. e00846, Jun. doi: 10.1016/J.CSCM.2021.E00846.

[9]     M. del P. D. Ingunza, O. F. dos S. Júnior, and C. G. Costa (2013), “Recycling of Kaolin Processing Waste as Aggregate in Asphalt Concrete”, Adv. Mater. Res., vol. 717, pp. 21–26, Jul. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.717.21.

[10]   L. R. de Carvalho Costa, J. Toffoli de Oliveira, A. B. Habenschuss Pereira, A. Flôres Lima, K. Kaipers Stocker, and L. Amaral Féris (2025), “Amazon kaolin waste as a sustainable adsorbent for the simultaneous removal of individual and mixed fluoroquinolones: Evaluation of large-scale applicability”, J. Water Process Eng., vol. 77, p. 108489, Sep. doi: 10.1016/J.JWPE.2025.108489.

[11]   J. D. Dewar (1963), “Effect of Mica in the Fine Aggregate on the Water Requirement and Strength of Concrete (TRA/370)”.

[12]   J. Q. Xing, S. L. Zhan, and X. Y. Li (2014), “Effect of Mica Content in Stone Powder of Manufactured Sand on Performance of Cement Mortar”, Adv. Mater. Res., vol. 1044–1045, pp. 624–628, Oct, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1044-1045.624.

[13]   H. Liu, X. Yang, L. Jiang, K. Li, L. Wang, and W. Jin (2024), “Study on the Effect of Interfacial Modification on the Properties of Super Standard Mica Sand Cement-Based Materials”, doi: 10.3390/buildings14061665.

[14]   W. D. Ken (1999), Concrete Mix Design, Quality Control and Specification (Second edition). E & FN Spon.

[15]   Muller O. H.(1971), “Some aspects of the effect of micaceous sand on concrete,” Civ Eng S Afr, vol. 13, no. 9, pp. 313–315.

[16]   S. W. Danielsen and H. G. Rueslatten (1984), “Feldspar and mica. Key minerals for fine aggregate quality”, Bull. Int. Assoc. Eng. Geol., vol. 30, pp. 215–219.