Trang chủ / Xỉ hạt lò cao nghiền mịn (GGBFS) dùng cho bê tông và vữa

Xỉ hạt lò cao nghiền mịn (GGBFS) dùng cho bê tông và vữa

11/12/2025
Tư vấn kỹ thuật

Mục lục nội dung

Trong bối cảnh ngành xây dựng hướng đến phát triển bền vững và giảm phát thải CO₂, việc tìm kiếm vật liệu thay thế xi măng Portland trở nên cấp thiết. Xỉ hạt lò cao nghiền mịn (Ground Granulated Blast Furnace Slag – GGBFS) nổi lên như một giải pháp hiệu quả, vừa tận dụng phế phẩm công nghiệp, vừa cải thiện chất lượng bê tông. Với đặc tính thủy lực tiềm ẩn, GGBFS không chỉ giảm lượng clinker sản xuất mà còn nâng cao độ bền lâu dài, khả năng chống xâm thực và hạn chế nứt sớm. Đây là xu hướng quan trọng trong kinh tế tuần hoàn và công nghệ bê tông xanh.

Giới thiệu về Xỉ hạt lò cao nghiền mịn (Ground Granulated Blast Furnace Slag – GGBFS)

Nguồn gốc
Xỉ hạt lò cao là sản phẩm phụ sinh ra trong quá trình luyện gang trong lò cao. Khi xỉ nóng chảy được làm lạnh nhanh bằng nước, nó tạo thành vật liệu dạng hạt có cấu trúc thủy tinh. Đây là một vật liệu có tính chất thủy lực tiềm ẩn, có thể phản ứng khi kết hợp với xi măng Portland trong môi trường kiềm.

Quá trình sản xuất
Xỉ hạt này được nghiền mịn đến độ mịn yêu cầu để sử dụng làm phụ gia khoáng hoạt tính cho bê tông và vữa. Trong một số trường hợp, có thể pha thêm thạch cao và phụ gia công nghệ với tỷ lệ không vượt quá 1%, đảm bảo không ảnh hưởng đến chất lượng bê tông và khả năng bảo vệ cốt thép. Theo TCVN 11586:2016 – Xỉ hạt lò cao nghiền mịn dùng cho bê tông và vữa, sản phẩm phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật về độ mịn, chỉ số hoạt tính cường độ, thành phần hóa học và độ ẩm.

Vai trò của GGBFS trong xu hướng bền vững và giảm phát thải CO₂
Giảm phát thải và bảo vệ môi trường, việc sử dụng GGBFS giúp giảm lượng xi măng Portland trong cấp phối bê tông, từ đó giảm phát thải CO₂ trong sản xuất xi măng – một trong những nguồn phát thải lớn nhất trong ngành xây dựng. Đồng thời, tận dụng phế phẩm công nghiệp từ ngành luyện kim, góp phần vào kinh tế tuần hoàn và giảm áp lực xử lý chất thải.

Nâng cao độ bền lâu dài của bê tông
GGBFS không chỉ mang lại lợi ích môi trường mà còn cải thiện tính chất cơ học và độ bền của bê tông:

Tăng khả năng chống xâm thực của ion sunfat và clorua, hạn chế ăn mòn cốt thép.
Giảm nhiệt thủy hóa, hạn chế nứt sớm trong khối bê tông lớn.
Cải thiện độ lưu động của vữa, hỗ trợ thi công thuận lợi hơn.
Tăng cường độ lâu dài, giúp kết cấu bền vững hơn.

Tiêu chuẩn kỹ thuật cho phép của xỉ hạt lò cao nghiền mịn dùng cho bê tông và vữa

Theo TCVN 11586:2016, xỉ hạt lò cao nghiền mịn dùng cho bê tông và vữa phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật quy định trong Bảng 1.

Hình 1: TCVN 11586:2016 (Bảng 1) – Yêu cầu kỹ thuật của xỉ hạt lò cao nghiền mịn

Xỉ hạt lò cao nghiền mịn được phân thành bốn nhóm dựa trên chỉ số hoạt tính cường độ ở tuổi 28 ngày, gồm: S60, S75, S95 và S105. Việc phân loại này giúp kỹ sư lựa chọn loại GGBFS phù hợp với yêu cầu thiết kế và điều kiện thi công của công trình.

Các chỉ tiêu kỹ thuật được quy định nhằm đảm bảo xỉ hạt lò cao nghiền mịn không gây ảnh hưởng bất lợi đến chất lượng bê tông và khả năng bảo vệ cốt thép. Những giới hạn này bao gồm: khối lượng riêng, độ mịn (bề mặt riêng), chỉ số hoạt tính cường độ, độ ẩm, hàm lượng MgO, SO₃, ion Cl⁻ và hàm lượng mất khi nung (MKN).

Lợi ích ứng dụng xỉ hạt lò cao nghiền mịn dùng cho bê tông và vữa

Lợi ích kỹ thuật

Đảm bảo chất lượng và độ ổn định: Các giới hạn về độ mịn (≤ 20% sót trên sàng 45 µm) và yêu cầu xác định diện tích bề mặt riêng giúp kiểm soát tính chất thủy lực của xỉ, đảm bảo bê tông đạt cường độ thiết kế (Table 1 – Physical Requirements). [1]
Tăng cường độ lâu dài: Phân loại theo Grade 80, 100, 120 dựa trên chỉ số hoạt tính ở 28 ngày (≥ 75%, 95%, 115%) cho phép lựa chọn loại xỉ phù hợp để đạt cường độ cao hơn (Section 4.1 & Table 1). [1]
Giảm rủi ro nở thể tích: Quy định về phụ gia CaSO₄ và thử nghiệm nở ≤ 0,020% sau 14 ngày giúp hạn chế hiện tượng nứt do phản ứng hóa học (Section 6.1.1). [1]

Lợi ích về độ bền và khả năng chống xâm thực

Kháng sunfat tốt hơn: Khi dùng tỷ lệ xỉ cao (≥ 60%), bê tông có khả năng chống ăn mòn sunfat vượt trội so với xi măng Portland thông thường (Appendix X2 – Sulfate Resistance). [1]
Giảm nguy cơ phản ứng kiềm – silic (ASR): Xỉ giúp giảm tổng lượng kiềm và tiêu thụ kiềm trong quá trình thủy hóa, hạn chế nứt do ASR (Appendix X3 – Effectiveness in Preventing ASR). [1]

Lợi ích môi trường và kinh tế

Giảm phát thải CO₂: Thay thế một phần xi măng Portland bằng xỉ giúp giảm lượng clinker sản xuất, từ đó giảm phát thải khí nhà kính (Scope 1.1 – Use for Blending with Portland Cement). [1]
Tận dụng phế phẩm công nghiệp: Xỉ lò cao là sản phẩm phụ của ngành luyện kim, việc tái sử dụng góp phần vào kinh tế tuần hoàn (General Context of Specification). [1]
Tiết kiệm chi phí: Giảm lượng xi măng Portland trong cấp phối bê tông, đặc biệt trong các công trình khối lớn (Appendix X1 – Contribution to Concrete Strength). [1]

Lợi ích về thi công

Cải thiện tính công tác: Đặc tính của xỉ giúp tăng độ lưu động của vữa, thuận lợi cho quá trình đổ và hoàn thiện bê tông (Section 10.1.3 – Mortar Preparation). [1]
Giảm nhiệt thủy hóa: Hạn chế nứt sớm trong bê tông khối lớn, phù hợp cho đập thủy điện, móng sâu, kết cấu khối lớn (Appendix X1 – Strength Development and Heat of Hydration). [1]

Lợi ích khi chịu nhiệt độ cao

Giảm tổn thất khối lượng: Bê tông chứa GGBFS chỉ mất 1,5–5% khối lượng khi gia nhiệt đến 350 °C, thấp hơn bê tông thường. [4]
Tăng cường độ nén còn lại: Sau gia nhiệt 350 °C, cường độ nén tăng 15,6% với 20% GGBFS, trong khi bê tông thường giảm mạnh. [4]
Giảm suy giảm độ bền theo thời gian: Ở tuổi 56 ngày, độ suy giảm cường độ nén ở mẫu có GGBFS ít nghiêm trọng hơn so với mẫu đối chứng. [4]
Ổn định độ bền kéo và mô đun đàn hồi: Độ giảm ít nghiêm trọng hơn ở mẫu có GGBFS, duy trì tính cơ học tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ cao. [4].

Tài liệu tham khảo

[1] Kim, Y.-J., Kim, S.-C., & Kim, Y.-T. (2003). Corrosion resistance and hydration heat of concrete containing ground granulated blast furnace slag. KSCE Journal of Civil Engineering, 7(4), 399–404.
[2] Huang, X., Liao, J., Zhang, J., Wang, Y., & Feng, Q. (2025). Insight into the durability of concrete based on ultrafine ground granulated blast furnace slag, phosphogypsum, and steel slag. Journal of Materials Research and Technology, 38, 49–61. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2025.07.206
[3] Zhou, P., Gu, K., & Jiang, Z. (2024). Preparation and properties of non-autoclaved high-strength pile concrete with anhydrite and ground granulated blast-furnace slag. Case Studies in Construction Materials, 21, e03597. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2024.e03597
[4] Siddique, R., & Kaur, D. (2011). Properties of concrete containing ground granulated blast furnace slag (GGBFS) at elevated temperatures. Journal of Advanced Research, 3(1), 45–51. https://doi.org/10.1016/j.jare.2011.03.004
[5] Vietnam Standardization Agency. (2016). TCVN 11586:2016 – Xỉ hạt lò cao nghiền mịn dùng cho bê tông và vữa [Ground granulated blast-furnace slag for concrete and mortar]. Hanoi: Ministry of Science and Technology.