Nghiên cứu khả năng chịu lực của bê tông cốt trấu trong xây dựng đường giao thông nông thôn

Qua khảo sát cho thấy vỏ trấu có ưu thế rất lớn về nguồn nguyên liệu và giá thành nên việc nghiên cứu sử dụng vỏ trấu làm vật liệu xây dựng kết cấu mặt đường nông thôn sẽ mang lại hiệu quả cao và tiết kiệm chi phí trong xây dựng.

Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA BÊ TÔNG CỐT TRẤU TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN Bùi Linh Tâm*, Trần Thị Kim The, Huỳnh Thanh Long Khoa Xây Dựng – Trường Đại học Xây dựng Miền Tây *Tác giả liên hệ: builinhtam.ksxd@gmail.com TÓM TẮT Hiện nay, loại kết cấu mặt đường cấp cao bê tông nhựa, mặt đường đá dăm, bê tông xi măng giá thành cao, phải thi công giới nên không phù hợp với điều kiện kinh tế số địa phương việc xây dựng đường giao thơng nơng thơn Vì vậy, việc nghiên cứu tìm loại kết cấu mặt đường với chi phí xây dựng thấp, thi cơng đơn giản tận dụng nguồn vật liệu địa phương phù hợp xây dựng đường giao thông nông thôn nước ta vấn đề cần thiết Qua khảo sát cho thấy vỏ trấu có ưu lớn nguồn nguyên liệu giá thành nên việc nghiên cứu sử dụng vỏ trấu làm vật liệu xây dựng kết cấu mặt đường nông thôn mang lại hiệu cao tiết kiệm chi phí xây dựng Từ khóa: Bê tơng vỏ trấu, đường giao thông nông thôn STUDY ON THE POSSIBILITY OF THE CONCRETE CONCRETE IN THE RURAL TRAFFIC CONSTRUCTION Bui Linh Tam*, Tran Thi Kim The, Huynh Thanh Long Western Construction University *Corresponding author: builinhtam.ksxd@gmail.com ABSTRACT At present, high grade pavements such as asphalt concrete, aggregate base and subbase, high-costly cement concrete have to be mechanically fair and unsuitable to economic conditions of some localities in the construction of rural roads Therefore, the research to find a type of pavement structure with low construction costs, simple construction and make use of local materials suitable for the construction of rural roads in our country today is a necessary issue Through the survey, rice hulls have a great advantage in terms of raw materials and cost, so the research on the use of rice husk hulls for construction of rural pavements will bring about high efficiency and cost savings in the construction Keywords: Rice husk concrete, rural roads TỔNG QUAN Việc nghiên cứu sử dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng nghiên cứu phổ biến Mặt khác, kết cấu hỗn hợp xi măng, cát, trấu số địa phương sử dụng làm sân hè, chuồng trại, lối Tuy nhiên, việc ứng dụng kết cấu xây dựng đường giao thông nông thôn chưa quy định cụ thể tiêu chuẩn xây dựng chưa có cấp phối tốt để xác định số tính chất học, tuổi thọ kết cấu cách cụ thể, nhóm nghiên cứu tiến hành làm thí nghiệm mẫu có sẵn số địa phương hiệu chỉnh tỷ lệ thành phần cốt liệu, từ đưa cấp phối tối ưu để xác định thông số kỹ thuật bê tông có thành phần vỏ trấu khả chịu nén, chịu uốn, khả ứng dụng xây dựng đường giao thơng nơng thơn dành cho xe có tải trọng phù hợp VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Trấu lớp vỏ hạt lúa tách trình xay xát Trong vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu dễ bay cháy q trình đốt khoảng 25% cịn lại chuyển thành tro (Theo Energy Efficiency Guide for Industry in Asia) Các chất hữu chứa chủ yếu cellulose, lignin, Hemi - cellulose (90%), ngồi có thêm thành phần khác hợp chất nitơ vô Lignin chiếm khoảng 25-30% cellulose chiếm khoảng 35-40% Các chất hữu 479 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 trấu mạch polycarbohydrat dài nên hầu hết loài sinh vật khơng thể sử dụng trực tiếp Chính điều yếu tố sở để trộn vỏ trấu vào bê tơng xi măng, nhờ vào kích thước hạt cốt liệu nhỏ liên kết với thành phần khác hạn chế lỗ rỗng nên thành phần vỏ trấu hạn chế tiếp xúc với môi trường nên kết cấu bền Tuy nhiên, việc ứng dụng kết cấu xây dựng đường giao thông nông thôn chưa quy định cụ thể tiêu chuẩn xây dựng để xác định số tính chất học, tuổi thọ kết cấu cách cụ thể, nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm mẫu lấy số địa phương sau hiệu chỉnh tỷ lệ thành phần cốt liệu, từ đưa cấp phối tối ưu để xác định thông số kỹ thuật bê tơng có thành phần vỏ trấu khả chịu nén, chịu uốn, khả ứng dụng xây dựng đường giao thơng nơng thơn Phương pháp phân tích, tính toán đánh giá khả chịu lực kết cấu bê tông cốt trấu xây dựng đường GTNT Kỷ yếu khoa học Để nghiên cứu khả chịu lực bê tông sử dụng cốt liệu vỏ trấu để tạo thành vật liệu xây dựng đường giao thông nông thôn, tiến hành khảo sát tiến hành khảo sát trạng mặt đường, tình hình sử dụng kết cấu bê tông cốt trấu trường xã Tích Thiện, Lục Sĩ Thành, Phú Thành, huyện Trà Ơn, Tỉnh Vĩnh Long sau thực thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Khoan lấy mẫu trường, xử lý nén mẫu Thí nghiệm 2: Xử lý sơ chế mẫu, đúc mẫu phịng thí nghiệm, phối trộn vỏ trấu với xi măng, cát nước theo tỷ lệ cấp phối có sẵn địa phương phạm vi khảo sát dựa vào tiêu chuẩn TCVN 3105: 1993 để tạo thành mẫu kết cấu bê tơng cốt trấu, sau hiệu chỉnh số thành phần cốt liệu để so sánh với mẫu trường Thí nghiệm 3: Kiểm tra cường độ chịu nén kết cấu so sánh tính chất lý, giá thành xây dựng kết cấu mặt đường bê tông cốt trấu so với kết cấu mặt đường bê tơng cốt thép Hình Q trình xử lý nén mẫu phịng thí nghiệm trường ĐHXD Miền Tây Việc nghiên cứu phối hợp thực tế địa phương, từ đưa cấp phối phương pháp thu thập liệu, khảo sát thực có khả chịu lực chi phí xây dựng phù tế sau đúc mẫu thí nghiệm với nhiều hợp để đảm bảo tính khả thi đề tài cấp phối khác tiến hành xác định tính chất học kết cấu, từ phân tích, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN đánh giá khả chịu lực so sánh chi phí Sau khảo sát tiến hành xử lý mẫu xây dựng bê tông cốt trấu so với kết khoan trường, ta tiến hành nén mẫu cấu mặt đường khác xây dựng đường để kiểm tra khả chịu nén mẫu giao thông nông thôn, điều kiện bê tông cốt trấu lấy địa phương, ta có kết 480 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học tính tốn cường độ chịu nén kết cấu sau: Bảng Cường độ mẫu bê tông cốt trấu lấy ấp Cây Gịn, xã Tích Thiện, huyện Trà Ơn, tỉnh Vĩnh Long (ngày) Đường kính mẫu D (mm) Chiều cao mẫu H (mm) Giá trị lực nén F (kN) Cường độ chịu nén (MPa) 2313 75 80 23,6 5,34 2313 75 85 17,2 3,89 2313 75 75 16,8 3,8 Số hiệu mẫu Tuổi mẫu Cường độ chịu nén trung bình RTB 4.34 Nhận xét: Qua bảng kết ta thấy tông cốt thép, kết thí nghiệm kiểm tra mẫu nén lấy trường có cường độ chịu khả chịu nén mẫu đúc phịng thí nén thấp so với kết cấu mặt đường bê nghiệm trường Đại học Xây Dựng Miền Tây Bảng Kết thí nghiệm cường độ mẫu hỗn hợp bê tơng cốt trấu phịng thí nghiệm trường Đại học Xây Dựng Miền Tây Cường độ Kích Thước Diện Lực phá Mẫu Ngày đúc Ngày nén Tuổi Tích chịu nén hoại (kN) a b (mm²) (MPa) 02/03/2017 30/03/2017 28 150 150 22500 87,5 3,89 02/03/2017 30/03/2017 28 150 150 22500 97,5 4,33 02/03/2017 30/03/2017 28 150 150 22500 100 4,44 Cường độ chịu nén trung bình 4,22 Nhận xét: Qua kết thí nghiệm kiểm thơn cần xem xét so sánh tổng hợp tra khả chịu nén mẫu bê tông cốt tiêu kinh tế, kỹ thuật kết cấu bê tơng cốt trấu đúc phịng thí nghiệm trường ĐHXD trấu so với kết cấu bê tông cốt thép xây Miền Tây ta thấy kết đo độ bền nén dựng đường giao thông nông thôn, thấp, nhiên để lựa chọn ứng dụng kết cấu vào điều kiện kinh tế địa xây dựng đường giao thông nông phương Bảng Bảng so sánh tiêu kinh tế, kỹ thuật kết cấu bê tông cốt trấu so với kết cấu bê tông cốt thép xây dựng đường GTNT Các tiêu so sánh TT Loại kết cấu Cường độ chịu nén (MPa) Giá thành vật liệu (VNĐ/100m2) 481 Thời gian thi công cối trộn (phút) Tỷ lệ cường độ so với bê tông cốt thép (%) Tỷ lệ giá thành so với bê tông cốt thép (%) Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học Đường bê 25,00 12.602.720 3-5 tông cốt thép Hỗn hợp bê 16,88 tông cốt trấu 4,22 5.801.964 - 10 (28 ngày 46 phịng thí tuổi) nghiệm Mẫu ấp Cây Gịn, xã 21,76 Tích Thiện, 5,44 5.801.964 (2313 ngày 46 huyện Trà Ôn, tuổi) tỉnh Vĩnh Long Đường ấp 27% Kinh Ngay, xã 6,67 6.871.754 - 10 (670 ngày 55 Lục Sĩ Thành tuổi) Nhận xét: Qua kết so sánh bảng nước, tăng giá trị cho việc sản xuất nơng bảng ta nhận xét số ưu điểm, nghiệp nhược điểm hỗn hợp bê tông cốt trấu Trong phạm vi khuôn khổ đề tài nghiên sau: cứu tính tốn khả chịu nén kết cấu mặt đường bê tông cốt trấu Qua đó, Ưu điểm: Giá thành xây dựng giảm 1/2 so với kết thông số cường độ chịu nén kết cấu cấu mặt đường bê tông cốt thép, trước mắt có cịn thấp, chênh lệch xa so với kết thể ứng dụng xây dựng đường GTNT cấu mặt đường bê tơng xi măng Chính loại kết cấu nhằm giải nhu cầu nhóm nghiên cứu khuyến cáo nên sử lại kịp thời người dân Các kỹ thuật thi dụng hỗn hợp cho kết cấu mặt đường cơng đơn giản, nhân dân tự tổ chức giao thơng nơi có lưu lượng xe xây dựng chạy thấp, phương tiện có tải trọng nhỏ phù hợp cho phương tiện nhẹ xe máy, xe Nhược điểm: Các tiêu chuẩn thông số kỹ thuật cường thô sơ lưu thông độ chịu nén kết cấu yếu, tương Kiến nghị đương với mác vữa xây dựng chênh lệch Từ kết nghiên cứu đạt được, có xa so với kết cấu bê tơng cốt thép Chính thể mở rộng phạm vi nghiên cứu ứng độ bền nén mẫu thấp dụng khác bê tông vỏ trấu, thiết kế nhiều đồng nghĩa với việc khả chịu lực chưa loại cấp phối khác đạt giá trị cường độ chịu cao nên sử dụng cho loại đường nén khả chịu lực tốt chịu tải nhỏ có lưu lượng xe chạy thấp Ngồi ra, nghiên cứu sử dụng hỗn hợp xi măng + cát + trấu xây dựng dãy phân cách, bồn hoa, kê bê tông … nhằm KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ tiết kiệm chi phí xây dựng Kết luận Q trình nghiên cứu cho thấy số mặt ưu Với phương pháp thi cơng đơn giản, chi phí điểm hạn chế kết cấu mặt xây dựng thấp tận dụng nguồn đường bê tơng cốt trấu sau: Phương pháp lực vật liệu địa phương nên dễ dàng thi cơng đơn giản khơng u cầu địi hỏi kỹ triển khai hiệu phong trào thuật, tay nghề công nhân cao, địa phương có niên tình nguyện, chiến dịch mùa hè thể tự tổ chức xây dựng mà không cần hỗ xanh nhằm hỗ trợ xây dựng sở hạ tầng, trợ số loại máy xây dựng Việc tận đường giao thông nông thôn, giải kịp dụng phế phẩm nông nghiệp làm kết cấu thời nhu cầu lại người dân địa xây dựng góp phần giảm thiểu nhiễm phương có điều kiện kinh tế khó khăn, từ mơi trường, giải tình trạng vỏ trấu thải góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội bỏ trực tiếp gây lãng phí nhiễm nguồn 482 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO GS TS DƯƠNG HỌC HẢI (2013): Xây dựng đường ô tô đấp đất yếu, NXB Xây Dựng, Hà Nội LÊ TRUNG PHONG (2009), Về tính lí vật liệu dùng cho kết cấu bê tông cốt thép số tiêu chuẩn hành Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng số TCVN 3105 (1993), Hỗn hợp bê tông nặng bê tông nặng – Lấy mẫu, chế tạo bảo dưỡng mẫu thử TCVN 3118 (1993), Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ chịu nén 483 ... giá khả chịu lực kết cấu bê tông cốt trấu xây dựng đường GTNT Kỷ yếu khoa học Để nghiên cứu khả chịu lực bê tông sử dụng cốt liệu vỏ trấu để tạo thành vật liệu xây dựng đường giao thông nông thôn, ... giá khả chịu lực so sánh chi phí Sau khảo sát tiến hành xử lý mẫu xây dựng bê tông cốt trấu so với kết khoan trường, ta tiến hành nén mẫu cấu mặt đường khác xây dựng đường để kiểm tra khả chịu. .. dựng đường giao thông nông thôn, thấp, nhiên để lựa chọn ứng dụng kết cấu vào điều kiện kinh tế địa xây dựng đường giao thông nông phương Bảng Bảng so sánh tiêu kinh tế, kỹ thuật kết cấu bê tông