THIẾT kế TUYẾN ĐƯỜNG nối xã BIỂN hồ xã TRÀ đa của TỈNH GIA LAI

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT GIAO THÔNG CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG NỐI XÃ BIỂN HỒ XÃ TRÀ ĐA CỦA TỈNH GIA LAI Người hướng dẫn: Ths.NGÔ THỊ MỴ Sinh viên thực hiện: NGUYỄN GIA DUY – NGUYỄN QUỐC HUY Mã sinh viên: 1811506310105 - 1811506310109 Lớp: 18XC1 Đà Nẵng, 06/2022 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG LỜI NÓI ĐẦU PHẦN I THIẾT KẾ CƠ SỞ CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 VỊ TRÍ TUYẾN ĐƯỜNG - MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ .3 1.1.1 Vị trí tuyến : 1.1.2 Mục đích, ý nghĩa tuyến : .3 1.1.3 Nhiệm vụ thiết kế: 1.2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC TUYẾN ĐI QUA : 1.2.1 Địa hình: 1.2.2 Địa mạo: 1.2.3 Địa chất: 1.2.4 Địa chất thủy văn: 1.3 CÁC ĐIỀU KIỆN XÃ HỘI: .4 1.4 CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN KHÁC: 1.5 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG: CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN 2.1 XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 2.1.1 Các cứ: 2.2 TÍNH TỐN - CHỌN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT: 2.2.1 Tốc độ thiết kế: 2.2.2 Độ dốc dọc lớn cho phép (idmax): 2.2.3 Độ dốc dọc nhỏ nhất: .7 2.2.4 Tầm nhìn bình đồ : (S1, S2, S4) : 2.2.4.1 Tầm nhìn chiều (S1 ) : 2.4.2.2 Tầm nhìn hai chiều .8 2.4.2.3 Tầm nhìn vượt xe 2.2.5 Bán kính đường cong nằm 10 2.2.5.1 Bán kính đường cong nằm tối thiểu làm siêu cao Rscmin 10 2.2.5.2 Bán kính đường cong nằm tối thiểu khơng làm siêu cao Roscmin 10 2.5.2.3 Bán kính đường cong nằm tối thiểu đảm bảo tầm nhìn ban đêm .10 2.5.3 Độ dốc siêu cao 11 2.5.4 Độ mở rộng đường cong nằm 11 2.2.5 Độ dốc siêu cao, phương pháp nâng siêu cao đoạn vuốt siêu cao .12 2.2.5.1 Độ dốc siêu cao : 12 2.2.5.2.Đoạn vuốt nối siêu cao 12 2.2.6 Phương pháp nâng siêu cao 14 2.2.7.Đường cong chuyển tiếp .14 2.2.8 Xác định chiều dài tối thiểu đoạn thẳng chêm đường cong nằm 15 2.2.9 Bán kính đường cong đứng 15 2.2.9.1 Phạm vi thiêt kế 15 2.2.10 Chiều rộng xe .17 2.2.11 Số xe 18 2.2.12 Chiều rộng mặt đường đường 18 2.2.13 Môđun đàn hồi yêu cầu loại mặt đường .19 2.2.14.Bảng tổng hợp tiêu kỹ thuật tuyến đường .19 CHƯƠNG THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN .21 3.1 XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ: .21 3.2 QUAN ĐIỂM THIẾT KẾ VÀ XÁC ĐỊNH BƯỚC COMPA: 21 3.3.1 Quan điểm thiết kế .21 3.2.2 Xác định bước compa: 21 3.3 LẬP CÁC ĐƯỜNG DẪN HƯỚNG TUYẾN: .21 3.4 CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN 22 3.5 SO SÁNH SƠ BỘ: 22 3.6 TÍNH TỐN CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG CONG CHO PHƯƠNG ÁN TUYẾN CHỌN 23 4.1 RÃNH THOÁT NƯỚC: .24 4.1.1 Rãnh biên: 24 4.2 CƠNG TRÌNH VƯỢT DÒNG NƯỚC: 25 4.2.1.4 Chọn loại cống, độ cống: 27 CHƯƠNG THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 29 5.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG (KCAĐ) .29 5.1.1 Quan điểm thiết kế cấu tạo KCAĐ 29 5.1.2 Tiêu chuẩn tính tốn - tải trọng tính tốn .29 5.1.3 Xác định mô dun đàn hồi yêu cầu cho phần xe chạy phần gia cố lề 30 5.1.3.1 Xác định lưu lượng xe chạy tính tốn 30 5.1.3.2 Số trục xe tính tốn xe kết cấu áo lề có gia cố 30 5.1.4 Xác định mô đun đàn hồi yêu câu Eyc 32 5.1.4.1 Xác định môđun đàn hồi tối thiểu Eycmin: 32 5.1.4.2 Xác định môđuyn đàn hồi theo số trục xe tính tốn E ttyc 32 5.1.5 Xác định đầu tư 33 5.1.6 Xác định điều kiện cung cấp vật liệu, bán thành phẩm, cấu kiện 33 5.1.7 Xác định điều kiện thi công: 33 5.1.8 Thiết kế cấu tạo KCAĐ 33 5.1.8.1 Đề xuất phương án cấu tạo kết cấu áo đường .33 5.2 TÍNH TỐN CÁC TIÊU CHUẨN CƯỜNG ĐỘ CHO MỖI PHƯƠNG ÁN .34 5.2.1 Tính tốn cường độ kết cấu áo đường mềm theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi .34 5.2.2 Tính tốn cường độ kết cấu áo đường mềm theo tiêu chuẩn cân giới hạn trượt 37 5.2.2 Tính tốn cường độ kết cấu áo đường mềm theo tiêu chuẩn kéo uốn 39 5.2.2.1 Tính toán kiểm tra cường độ kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn lớp BTNC 39 5.2.2.2 Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn đáy lớp bê tông nhựa 40 CHƯƠNG THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN 41 6.1 XÁC ĐỊNH CÁC CAO ĐỘ KHỐNG CHẾ: 41 6.1.1 Cao độ khống chế: .41 6.1.2 Cao độ tối thiểu: 41 6.2 XÁC ĐỊNH CAO ĐỘ CÁC ĐIỂM MONG MUỐN: 41 6.3 QUAN ĐIỂM THIẾT KẾ: .41 6.4 THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐỎ - LẬP BẢNG CẮM CỌC HAI PHƯƠNG ÁN: 41 6.4.1 Thiết kế đường đỏ: .41 6.4.2 Lập bảng cắm cong phương án: .42 CHƯƠNG THIẾT KẾ TRẮC NGANG 44 7.1 THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG TĨNH KHÔNG 44 7.2 THIẾT KẾ TRẮC NGANG ĐIỂN HÌNH: 44 7.3 TÍNH TỐN KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP: 47 7.4 KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP CHO CÁC PHƯƠNG ÁN: 48 7.4.1 Khối lượng đào đắp phương án 1: .48 7.4.2 Khối lượng đào đắp phương án 2: .48 CHƯƠNG LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN TUYẾN 49 8.1 XÁC ĐỊNH TỔNG CHI PHÍ XÂY DỰNG CHO PHƯƠNG ÁN TUYẾN: 49 8.1.1 Cơng thức tính tốn: 49 8.1.2 Phương án 1: 49 8.1.2.1 Xác định chi phí tập trung: 49 8.2 LUẬN CHỨNG – SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN TUYẾN .50 8.2.2 Chọn phương án tuyến 50 PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT (20%) 51 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 52 1.1 GIỚI THIỆU ĐOẠN TUYẾN THIẾT KẾ 52 1.2 XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC ĐIỂM, ĐIỀU KIỆN CỤ THỂ CỦA ĐOẠN TUYẾN 52 CHƯƠNG II THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ .53 2.1 LẬP BẢNG CẮM CỌC CHI TIẾT: 53 2.2 THIẾT KẾ CHI TIẾT ĐƯỜNG CONG NẰM: .54 2.2.1 Thiết kế đường cong chuyển tiếp: .54 2.2.2 Thiết kế đường cong tròn lại: .56 CHƯƠNG III THIẾT KẾ TRẮC DỌC CHI TIẾT 58 3.1 CÁC NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ CHUNG: 58 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ TRẮC NGANG CHI TIẾT - TÍNH TỐN KHỐI LƯỢNG CƠNG TÁC 59 4.1 THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG THI CÔNG: .59 4.2 THIẾT KẾ CÁC MẶT CẮT NGANG CHI TIẾT: 59 4.3 TÍNH TỐN KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP TRONG ĐOẠN TUYẾN: 59 CHƯƠNG V THIẾT KẾ CHI TIẾT CỐNG THOÁT NƯỚC 60 5.1.XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TỐN: 60 5.1.1 Xác định lưu lượng cực đại chảy cơng trình 60 5.1.2 Luận chứng chọn loại cống, độ cống: 60 5.2 THIẾT KẾ CẤU TẠO CỐNG: 61 5.2.1 Cửa cống 61 5.2.2 Thân cống 61 5.2.3 Móng cống 62 5.3 THIẾT KẾ KẾT CẤU CỐNG 63 5.3.1.Nguyên lý thiết kế: .63 5.3.2 Các giả thiết tính tốn: 63 5.3.3 Số liệu thiết kế: 63 CHƯƠNG TÍNH TỐN KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP KHỐI LƯỢNG CƠNG TÁC .64 6.1 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC .64 6.1.1 Xác định khối lượng đường .64 6.1.1.1 Khối lượng san dọn mặt 64 6.1.1.2 Khối lượng bốc đất hữu 64 6.1.1.3 Khối lượng đất đào 64 6.1.1.4 Khối lượng đất đắp 64 6.1.2 Xác định khối lượng mặt đường 64 6.1.3 Xác định khối lượng hệ thống thoát nước 64 6.1.3.1 Đào rảnh biên 64 6.1.3.2 Khối lượng cơng trình cống 64 PHẦN III NGHIÊN CỨU KHOA HỌC (40%) 66 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 67 1.1.SƠ LƯỢC VỀ TÌNH HÌNH RÁC THẢI GẠCH MEN VÀ GẠCH ĐỎ TRONG XÂY DỰNG 67 1.1.1 Chất thải rắn sinh hoạt đô thị .67 1.1.2 Chất thải rắn xây dựng .68 1.1.3 Chất thải gạch men gạch đỏ Đà Nẵng 68 1.1.4 Tổng quan tình hình nghiên cứu phế thải rắn nước 69 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ NGHIÊN CỨU 75 2.1 Nguồn vật liệu thông số 75 2.1.1 Xi măng .75 2.1.2 Gạch .75 2.1.3 Công tác chuẩn bị vật liệu 76 2.1.4 Cấu trúc nguyên tố hóa học gạch men, xi măng 79 2.1.5 2.1.6 2.1.7 2.1.8 Phương pháp tính toán cấp phối 83 Phương pháp thí nghiệm xác định tiêu vật liệu .83 Quy trình trộn mẫu 83 Xác định độ hoạt tính qua thành phần hóa học 85 2.1.9 Khối lượng riêng gạch men gạch đỏ 85 2.1.10 Xác định khối lượng thể tích hồ X .85 2.1.11 Thời gian đông kết kết thúc đông kết 86 2.1.12 Độ hút nước mẫu đóng rắn 28 ngày 88 2.1.13 Cường độ uốn, nén 1, 7, 14, 28 ngày (MPa) Bảo dưỡng nước 30 độ.88 2.1.14 Xác định số hoạt tính theo TCVN6882:2011 89 2.1.15 Tốc độ siêu âm đá xi măng (m/s) 7, 14, 28ngày- Bảo dưỡng nước 30 độ 93 2.1.16 Độ kháng sun phát 28 ngày (theo cường độ giảm)- Bảo dưỡng nước 30 độ 93 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HOẠT TÍNH PUZOLAN CỦA PHẾ THẢI XÂY DỰNG LÀM PHỤ GIA CHO XI MĂNG 95 3.1 TÍNH TỐN CẤP PHỐI VẬT LIỆU 95 3.2 THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA HỒ XI MĂNG 96 3.2.1 Kết thí nghiệm giá trị trung bình lực phá hoại: .96 KẾT LUẬN 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 DANH MỤC CÁC BẢNG Hình 2.1: Sơ đồ tầm nhìn chiều Hình 2.2: Sơ đồ tầm nhìn tránh xe hai chiều Hình 2.3: Sơ đồ tầm nhìn vượt xe Hình 2.4: Bố trí độ mở rộng đường cong 12 Hình 2.5: Bố trí vuốt nối siêu cao 13 Hình 2.6 : Sơ đồ nâng siêu cao 14 Hình 2.7 : Kí hiệu độ dốc dọc 16 Hình 2.8: Sơ đồ đảm bảo tầm nhìn ban đêm đường cong đứng 17 Hình 2.9: Sơ đồ xếp xe Zamakhaev 17 Hình 3.1:Các yếu tố đường cong nằm 23 Hình 5.1: Sơ đồ tầng, lớp kết cấu áo đường mềm kết cấu - áo đường 29 Hình 7.1: Khoảng khơng gian khống chế 44 Hình 7.2: Nền đường đắp có siêu cao 44 Hình 7.3:Nền đường đắp thấp 45 Hình 7.4:Nền đường đắp thơng thường 45 Hình 7.5: Nền đường đắp cống 45 Hình 7.6: Nền đường đào có siêu cao 46 Hình 7.7: Nền đường đào thông thường 46 Hình 7.8: Nền đường đào đắp có siêu cao 46 Hình 7.9:Nền đường thiên đào 46 Hình 7.10: Nền đường thiên đắp 47 Hình 7.11: Sơ đồ tính khối lượng đào đắp hai cọc (1) (2) 48 Hình 2.1: Cấu tạo đường cong chuyển tiếp dạng clothoide 55 Hình 2.2: Sơ đồ bố trí cọc chi tiết đường cong tròn 57 Hình 5.1 : Các kích thước tính toán chiều dài cống 61 Hình 5.2 : Dạng biểu đồ mơmem cống tròn 62 Hình5.3: Cấu tạo móng cống Φ200 62 Hình 1.1 : Tỷ lệ thành phần chất thải xây dựng Quảng Ninh 68 Hình 1.2: Ảnh khu xà bần bãi rác có loại rác thải xây dựng 69 Hình 1.3 : Thành phần phần trăm oxit 70 Hình 1.4 : Thành phần phần trăm oxit kiểm nghiệm 71 Hình 1.5 : Sơ đồ tổng quan thí nghiệm thực .74 Hình 2.1: Gạch men thu gom từ bãi xà bần 75 Hình 2.2: Gạch đỏ thu gom từ bãi xà bần 76 Hình 2.3: Gạch men sau thu gom từ bãi mang 76 Hình 2.4: Cơng tác chuẩn bị vật liệu nghiền nhỏ 77 Hình 2.5: Gạch men sau nghiền mịn qua cối 77 Hình 2.6: Cơng tác chuẩn bị vật liệu nghiền nhỏ 78 Hình 2.7: Gạch nghiền mang sấy để tiến hàng sàng qua sàng 0.075mm 78 Hình 2.8: Cơng tác sàng gạch máy rung sàng 79 Hình 2.9 : Bản đồ phân bố nguyên tố gạch men 79 Hình 2.10 : Bản đồ phân bố nguyên tố xi măng 80 Hình 2.11 : Cấu trúc xi măng 80 Hình 2.12 : Cấu trúc gạch men 81 Hình 2.13: Cấu trúc xi măng 82 Hình 2.14: Cấu trúc gạch đỏ 82 Hình 2.15: Bản đồ phân bố nguyên tố gạch đỏ 82 Hình 2.16: Bản đồ phân bố nguyên tố xi măng 83 Hình 2.17: Công tác chuẩn bị tiến hành trộn hồ xi măng 84 Hình 2.18: Các tổ mẫu sau cho vào khuôn đúc 84 Hình 2.19: Bình tỉ trọng để xác định khối lượng riêng gạch men gạch đỏ 85 Hình 2.20: Bình đong xác định thể tích 86 Hình 2.21: Tiến hành thả kim kiểm tra thời gian đông kết kết thúc đông kết 88 Hình 2.22: Bảo quản tiến hành nén mẫu ngày tuổi 1, 7, 14, 28 ngày 89 Hình 2.23a: Sơ đồ uốn xi măng .91 Hình 2.23b: Sơ đồ nén xi măng 91 Hình 2.24: Quá trình đúc mẫu 4*4*16 tiến hành nén uốn 28 ngày tuổi mẫu hoạt tính 93 Hình 2.25: Các tổ mẫu tiến hành ngâm sunfat 94 Hình 3.1: Biểu đồ thể cường độ phá hoại 96 Hình 3.2 : Sự biến thiên cường độ nén mẫu có gạch men thay phần xi măng so với mẫu đối chứng (%) 97 Hình 3.3 Biểu đồ thể cường độ phá hoại 98 Hình 3.4: Sự biến thiên cường độ nén mẫu có gạch đỏ thay phần xi măng so với mẫu đối chứng (%) 98 Hình 3.5 : Biểu đồ thời gian đông kết gạch men gạch đỏ 100 Hình 3.6 : Biểu đồ tốc độ siêu âm gạch men gạch đỏ 102 thứ hai, đảm bảo phải có lượng vữa thừa nhơ lên bề mặt thành khuôn, dùng bay nhỏ dán mặt vữa lèn lớp vữa cách dằn thêm 60 lần Nhẹ nhàng nhấc khuôn khỏi bàn dằn tháo phễu Ngay sau đó, gạt bỏ vữa thừa kim loại để làm nhẵn bề mặt Bước 2: Dưỡng hộ mẫu Đậy kính, thép vật liệu khơng thấm khác mà khơng phản ứng với xi măng có kích thước xấp xỉ 210 mm x 185 mm x mm lên khuôn Dưỡng hộ mẫu ngày khơng khí nhiệt độ 27 ± 1oC, độ ẩm lớn 90% Sau tháo khn lấy mẫu ngâm vào nước nhiệt độ 27 ± 1oC 27 ngày, mực nước thùng ngâm phải cao bề mặt mẫu 5cm, mẫu thử đặt cho nước vào sáu mặt mẫu thử Bước 3: Xác định cường độ Hình 2.23b: Sơ đồ nén xi măng Hình 2.23a: Sơ đồ uốn xi măng Thí nghiệm xác định cường độ uốn trước, cường độ nén sau Đặt mẫu hai gối tựa máy thí nghiệm uốn sơ đồ Error! Reference source not found Tăng tải trọng từ từ với tốc độ (50±10) N/s mẫu gãy đôi Phủ vải ẩm lên nửa lăng trụ thử cường độ nén Cường độ chịu uốn mẫu tính cơng thức 3.2 Ru  3Pl 2bh (Mpa) (0.3) Trong đó: b, h chiều rộng chiều cao tiết diện (mm) l khoảng cách hai gối tựa (mm) P tải trọng phá hoại (N) Cường độ chịu uốn tiêu chuẩn cường độ chịu uốn trung bình mẫu Sau uốn gãy mẫu, lấy phần gãy để thí nghiệm xác định cường độ nén nửa lăng trụ sơ đồ hình 3.9 Thử nửa lăng trụ gãy cách đặt tải lên mặt bên tiếp xúc với thành khuôn Đặt mặt bên nửa lăng trụ vào giữ ép máy đặt nằm dọc cho mặt cuối lăng trụ nhô ép má ép phụ khoảng 10 mm Tăng tải trọng từ từ với tốc độ (2400±200)N/s suốt trình thử mẫu thử bị phá hủy Cường độ chịu nén mẫu ép tính cơng thức 91 Rn  P 1600 (Mpa) Trong đó: (0.4) P tải trọng tối đa lúc mẫu thử bị phá hủy (N); 1600 diện tích ép má ép phụ 40mm x40 mm (mm2) Cường độ chịu nén tiêu chuẩn cường độ chịu nén trung bình mẫu thử Nếu có kết thử nén nào sai lệch lớn 10% so với giá trị trung bình loại, kết thử giá trị trụng bình mẫu cịn lại 92 Hình 2.24: Q trình đúc mẫu 4*4*16 tiến hành nén uốn 28 ngày tuổi mẫu hoạt tính 2.1.15 Tốc độ siêu âm đá xi măng (m/s) 7, 14, 28ngày- Bảo dưỡng nước 30 độ - Theo TCVN 9357:2012: mẫu dầm 5x5x5 cm; sử dụng lặp lại ngày đoĐầu tiên đo tiêu chuẩn + Đo mẫu, đọc kết tần số 100% + Sử dụng gel - Xung dao động dọc tạo nhờ phận biến đổi điện âm - sau gọi tắt đầu dò - giữ tiếp xúc với mặt phần bê tông chịu kiểm tra Sau qua chiều dài L biết bê tông, xung dao động chuyển thành tín hiệu điện nhờ đầu dị thứ hai Thời gian truyền T xung đo nhờ mạch điện đếm thời gian Vận tốc xung V (km/s m/s) tính cơng thức: V = L/T Trong đó: + L chiều dài đường truyền, gọi đáy đo, tính kilơmét (km) mét (m); + T thời gian cần thiết để xung dao động truyền qua hết chiều dài L, tính giây (s) 2.1.16 Độ kháng sun phát 28 ngày (theo cường độ giảm)- Bảo dưỡng nước 30 độ - (Độ kháng sulfate đánh giá theo phương pháp giảm cường độ mẫu vữa) 93 mẫu 5x5x5cm ngày đo (tổng mẫu); sau ngày, vớt mẫu vào bể sun phát 5% Na2SO4, sau 28 ngày đem nén Kết so sánh với cường độ mẫu bảo dưỡng điều kiện bình thường nước 28 ngày Hình 2.25: Các tổ mẫu tiến hành ngâm sunfat 94 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HOẠT TÍNH PUZOLAN CỦA PHẾ THẢI XÂY DỰNG LÀM PHỤ GIA CHO XI MĂNG 3.1 TÍNH TOÁN CẤP PHỐI VẬT LIỆU Gạch men gạch đỏ thay cho xi măng với tỉ lệ từ 0%, 10%, 20%, 30%40% khối lượng xi măng Dựa theo tỉ lệ ban đầu, tính cấp phối cho mẻ trộn mẫu chuẩn Chọn 250g nước (N) X(xi măng) = N/0,5=250/0,5=500g Tương tự với cấp phối thay xi măng gạch men thay gạch đỏ Bảng 3.1 Thành phần cấp phối 1m3 hồ xi măng Thành phần cấp phối Mẫu thí nghiệm Kí hiệu Xi măng (kg) Gạch ( men đỏ ) (kg) Nước (l) Mẫu chuẩn MC 500 250 Mẫu 10% G10 450 50 250 Mẫu 20% G20 400 100 250 Mẫu 30% G30 350 150 250 Mẫu 40% G40 300 200 250 95 3.2 THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA HỒ XI MĂNG 3.2.1 Kết thí nghiệm giá trị trung bình lực phá hoại: Gạch men: Bảng 3.2 : Cường độ mẫu ngày tuổi (MPa) Độ tuổi mẫu thí nghiệm (ngày) Mẫu thí nghiệm 14 28 Mẫu chuẩn 12,00 27,41 30,24 38,18 Mẫu GM 10% 10,57 22,43 26,72 37,76 Mẫu GM 20% 10,22 18,26 24,52 35,02 Mẫu GM 30% 6,23 17,93 22,50 28,46 Mẫu GM 40% 4,20 14,27 15,35 24,04 Hình 3.1: Biểu đồ thể cường độ phá hoại Bảng 3.3 : Sự biến thiên cường độ nén mẫu có gạch men thay phần xi măng so với mẫu đối chứng (%) Mẫu thí nghiệm Sự biến thiên cường độ nén mẫu có gạch men thay phần xi măng so với mẫu đối chứng (%) 14 ngày 28 ngày Mẫu chuẩn 0 0 Mẫu 10% -11,92 -18,17 -1,94 -1,10 Mẫu 20% -14,83 -33,38 -18,91 -8,28 Mẫu 30% -48,08 -34,59 -25,59 -25,46 Mẫu 40% -65,00 -47,94 -49,24 -37,04 96 Hình 3.2 : Sự biến thiên cường độ nén mẫu có gạch men thay phần xi măng so với mẫu đối chứng (%) - Cường độ mẫu ngày tuổi 1, 7, 14 mẫu có cường độ giảm dần theo tỉ lệ thay tăng dần - Nhưng đến ngày tuổi cao tiêu biểu 28 ngày chênh lệch rút ngắn, cường độ tiệm cận với cường độ mẫu chuẩn - Có thể kết luận tính puzolan gạch men ngày tuổi cao ngày thể rõ mà nhận thấy dễ dàng số liệu thực tế qua giá trị cường độ mẫu Gạch đỏ: Mẫu thí nghiệm Bảng 3.4 : Cường độ mẫu ngày tuổi (kN) Độ tuổi mẫu thí nghiệm 14 28 Mẫu chuẩn 12,00 27,41 30,24 38,18 Mẫu 10% 11,65 27,45 29,65 38,69 Mẫu 20% 8,08 22,51 25,31 35,14 Mẫu 30% 6,04 16,29 23,34 29,22 Mẫu 40% 4,93 12,29 20,49 26,30 97 Hình 3.3 Biểu đồ thể cường độ phá hoại Bảng 3.5 : Sự biến thiên cường độ nén mẫu có gạch đỏ thay phần xi măng so với mẫu đối chứng (%) Độ tuổi mẫu thí nghiệm Mẫu thí nghiệm 14 ngày 28 ngày Mẫu chuẩn 0 0 Mẫu 10% -2,92 -1,97 -1,94 1,34 Mẫu 20% -32,67 -17,88 -16,30 -7,96 Mẫu 30% -49,67 -40,57 -22,81 -23,47 Mẫu 40% -58,92 -55,16 -32,24 -31,12 Hình 3.4: Sự biến thiên cường độ nén mẫu có gạch đỏ thay phần xi măng so với mẫu đối chứng (%) Cường độ hồ xi măng tăng theo thời gian từ ngày đến 28 ngày khoảng từ 218-472% ứng với tỷ lệ khác gạch men gạch đỏ sử dụng Việc tăng cường độ đóng góp q trình thủy hóa xi măng thành phần khống hình thành theo sản phẩm thủy hóa đóng góp phát triển cường độ Sự thay phần gạch men, gạch đỏ cho xi măng làm giảm cường độ 98 mẫu, đặc biệt độ tuổi sớm Tuy nhiên, độ tuổi muộn, mẫu chất kết dính có sử dụng gạch men gạch đỏ thể nhanh phát triển cường độ, tiện cận dần với mẫu đối chứng (hình 12 14) Đặc biệt mẫu gạch đỏ 10% thể giá trị cường độ cao mẫu chuẩn 28 ngày bảo dưỡng Kết đóng góp gạch đỏ q trình thủy hóa, làm thành hàm lượng sản phẩm thủy hóa tăng cường độ mẫu Tuy nhiên, việc sử dụng nhiều hàm lượng gạch men gạch đỏ làm giảm đáng kể cường độ mẫu chất kết dính vật liệu tương đối bền, cần thời gian để phản ứng với xi măng Qua bảng 7,9 biểu đồ hình 13,15 cho thấy, độ chênh lệch cường độ ngày tuổi giảm dần theo thời gian, chứng tỏ gạch men, gạch đỏ đóng góp cường độ tuổi sau Bên cạnh đó, việc sử dụng gạch đỏ thay cho xi măng thể đóng góp tốt cho phát triển cường độ so với việc sử dụng gạch men 3.2.2 Xác định độ hoạt tính qua thành phần hóa học Bảng 3.6 : Thành phần hoá học gạch men gạch đỏ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM (%) Thành phần TT hố học Gạch men Gạch đỏ SiO2 69,4 66,8 Fe2O3 4,75 6,59 Al2O3 13,4 17,1 CaO 3,26 2,66 K2 O 3,05 2,45 Na2O 1,50 0,54 MgO 1,96 1,53 SO3 0,14 0,14 99 3.2.3 Khối lượng riêng a  Cơng thức tính Gk (g/cm ) Vd (0.5) Kết thí nghiệm gạch men : a  Gk = Vd g/cm3 Kết thí nghiệm gạch đỏ : a  Gk = Vd g/cm3 3.2.4 Xác định khối lượng thể tích hồ X Thể tích V=0.000909 Loại gạch MC 10% 20% 30% 40% GM 1919,37 1920,69 1899,56 1892,96 1870,84 GD 1919,37 1903,08 1905,5 1890,86 1875,52 Khối lượng thể tích hồ xi măng giảm dần với tương hàm lượng gạch men gạch đỏ sử dụng Kết đóng góp từ khối lượng riêng gạch men gạch đỏ nhỏ so với khối lượng riêng xi măng (như bảng 4) Do đó, tăng hàm lượng gạch men gạch đỏ làm giảm khối lượng tích tươi hổn hợp chất kết dính 3.2.5 Thời gian đơng kết kết thúc đơng kết Hình 3.5 : Biểu đồ thời gian đông kết gạch men gạch đỏ Dựa vào biểu đồ hình 10 11, cho thấy tăng hàm lượng gạch men gạch đỏ lên thời thời gian đơng kết mẫu chất kết dính kéo dài Khả hoạt tính gạch men gạch đỏ thấp xi măng, việc thay phần xi măng gạch men gạch đỏ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng thủy hóa, đồng thời kết dài thời gian đơng kết mẫu hồ xi măng 100 3.2.6 Độ hút nước vữa đóng rắn 28 Bảng 3.7 : Kết độ hút nước MC Độ hút nước(%) Thể tích lỗ rỗng(%) 30,76 41,33 Mẫu 10% 20% 30% 40% GM 31,01 31,44 31,97 32,85 GĐ 32,72 32,81 33,02 35,62 GM 43,01 43,82 43,88 44,52 GĐ 44,79 45,64 44,97 46,67 3.2.7 Xác định số hoạt tính cường độ theo TCVN 6882:2011 Bảng 3.8 : Kết số hoạt tính IR GM GĐ 84,14% 91,23% Kết luận : So với TC > 75% có khả hoạt tính mà hai mẫu gạch đỏ gạch men thỏa mãn lớn 75% ta khẳng định chúng có khả hoạt tính 3.2.8 Tốc độ siêu âm đá xi măng (m/s) 7, 14, 28 ngày- Bảo dưỡng nước 30 độ Bảng 3.9 : Tốc độ siêu âm gạch men Ngày tuổi MC GM 10% GM 20% GM 30% GM 40% V(m/s) 3097 3064 3051 3048 3025 14 3219 3119 3071 3065 3038 28 3340 3135 3098 3072 3051 Bảng 3.9 : Tốc độ siêu âm gạch men Ngày tuổi MC GĐ 10% GĐ 20% GĐ 30% GĐ 40% V(m/s) 3097 3086 3075 3071 3059 14 3219 3137 3117 3084 3072 28 3340 3205 3155 3108 3099 101 Gạch men Gạch đỏ Hình 3.6 : Biểu đồ tốc độ siêu âm gạch men gạch đỏ Dựa vào kết độ hút nước, thể tích lổ rỗng kết siêu ta thấy rằng, việc sử dụng gạch men gạch đỏ làm ảnh hưởng đến tính chất Việc tăng hàm lượng gạch men, gạch đỏ làm tăng thể tích lổ rỗng, tăng độ hút nước giảm tốc độ siêu âm mẫu chất kết dính khơ, Như biết, gạch men gạch đỏ thể chậm phản ứng mơi trường nước, vậy, việc sử dụng hàm lượng lớn gạch men gạch đỏ thay cho xi măng trì hàm lượng lớn hạt gạch men gạch đỏ chưa phản ứng (đặc biệt độ tuổi sớm), Điều làm tăng thể tích lỗ rỗng độ hút nước bên mẫu hồ khô, đồng thời làm ảnh hưởng đến tốc độ siêu âm mẫu chất kết dính, 102 NHẬN XÉT Dựa vào kết thi nghiệm rút số nhận xét sau: Gạch men gạch đỏ thể độ hoạt tính đạt yêu cầu số cường độ 84,1% 91,2% cho gạch men gạch đỏ (đều lớn 75% quy địnhh) thành phần hoá học gạch men gạch đỏ với tổng thành phần SiO2, Al2O3 Fe2O3 90,4% cho gạch đỏ 87,6% cho gạch men, Bên cạnh đó, gạch men, gạch đỏ có khối lượng riêng nhỏ khối lượng riêng xi măng, Việc thay gạch men gạch đỏ cho xi măng làm giảm khối lượng thể tích hồ xi măng tươi kéo dài thời gian đông kết mẫu hồ xi măng, Sử dụng gạch men gạch đỏ thể cường độ nén ngày nhỏ nhiều so với đối chứng, Tuy nhiên tuổi 28 ngày, mẫu chúa 10% gạch men gạch đỏ tiệm cận cao so với mẫu chuẩn, Sử dựng gạch men gạch đỏ thay cho xi măng làm tăng độ hút nước thể tích lổ rỗng hồ xi măng, qua làm giảm tốc độ siêu âm mẫu, 103 KẾT LUẬN Trong phạm vi nghiên cứu đề tài đưa kết luận : -Với cấp phối thay từ 10%, 20% gạch men gạch đỏ khả thi để thay xi măng làm chất kết dính, - Có chênh lệch cường độ lớn, chênh lệch nhỏ độ tuổi mẫu cao nên khả hoạt tính puzolan phế thải xây dựng mà tiêu biểu gạch men gạch đỏ sử dụng làm phụ gia cho xi măng hồn tồn áp dụng ngồi thực tế cơng trình định - Kiến nghị: Nhóm tiến hành kiểm tra cường độ ngày tuổi cao tiêu biểu 91 150 ngày để tiếp tục có đánh giá rõ phát triển cường độ thay gạch men gạch đỏ tuội muộn xem xét cao mẫu đối chứng KIẾN NGHỊ - Đề tài sử dụng làm tài liệu tham khảo trình học tập sinh viên chuyên ngành xây dựng dân dụng công nghiệp - Kết nghiên cứu cho thấy tính khả thi chúng làm phụ gia khống cho xi măng thay đến 30 % xi măng - Cần xem xét hai thành phần thay ngày tuổi cao tiêu biểu 91 ngày 150 ngày để khẳng định chắn chặt chẽ việc thay hàm lượng cao hai tỉ lệ 10 20% 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Physical–microstructural evaluation and sulfate resistance of no-cement mortar developed from a ternary binder of industrial by-products, (Chao-Lung Hwang, Duy-Hai Vo, Trong-Phuoc Huynh) [2] Mechanical and durability properties of recycled aggregate concrete produced from recycled and natural aggregate blended based on the Densified Mixture Design Algorithm method, (Chao-Lung Hwang, Duy-Hai Vo, Trong-Phuoc Huynh) [3] Complex Characterization and Behavior of Waste Fired Brick Powder-Portland Cement System, [4] “ Use of waste brick as a partial replacement of cement in mortar” , Abdelghani Naceri , [5] Potential use of brick waste as alternate concrete-making materials: A review, [6] Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE 2018, 12 (7): 107–116, [7] Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 4030-2003, Xi măng- phương pháp xác định độ mịn, [8] Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 3121:2003, Vữa xây dựng- phương pháp thử, [9] P, D, Hữu, N, X, Quảng and M, Đ, Lộc, Giáo trình vật liệu xây dựng, Hà Nội: NXB Giao Thông Vận Tải, 2008, 105 ... NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.1.1 Vị trí tuyến : Tuyến đường cần khảo sát thiết kế, đường nối từ xã An Phú đến xã Trà Đa thuộc địa bàn tỉnh Gia Lai 1.1.2 Mục đích, ý nghĩa tuyến : Tuyến xây dựng... CHƯƠNG THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 5.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG (KCAĐ) 5.1.1 Quan điểm thiết kế cấu tạo KCAĐ - Tuân thủ nguyên tắc thiết kế kết cấu áo đường, trọng nguyên tắc thiết kế tổng... 450; 600; 250; 250; 450 Từ điểm xã Biển Hồ đến xã Trà Đa + Đặc điểm: - Chiều dài tuyến ngắn nhất: 4,127 Km - Tuyến điều hịa bám sát đường đồng mức - Tuyến có đường cong nằm tương đối lớn R =