Nghiên cứu khả năng tái sử dụng bùn nạo vét kênh rạch kết hợp tro bay làm vật liệu xây dựng

TÓM TẮT Bùn thải nạo vét Sơngngịi, Kênh rạch chứa thành phần hạt sét cát, có lẫn tạp chất phân bố rộng nhiều khu vựa đồng sông Cửu Long.Nghiên cứu nhằm xử lý tái sử dụng vật liệu bùn thải nạo vét loại vữa xây dựng với kết hợp với chất kết dính ximăng Thành phần hạt sét chiếm đa số thành phần bùn thải nạo vét Phương pháp nhiệt với thời gian đốt 350 – 4000C nhằm loại bỏ thành phần tạp chất hữu cơ.Thành phần cấp phối vữa đất sử dụng hàm lượng ximăng thay đổi Trong đó, thành phần cốt liệu tỷ lệ phối hợp cát thành phần bùn thải nạo vét xử lý theo tỷ lệ 20, 40, 60, 80 100% Kết thực nghiệm cho thấy ảnh hưởng đất đến thành phần vữa đất thành phần hạt sét chứa bùn thải nạo vét Hàm lượng sét tăng độ linh động vữa giảm Vữa đất có độ linh động giảm đến 40% so với vữa ximăng Hàm lượng sét làm kéo dài thời gian bắt đầu ninh kết lần, tăng co ngót khơ lần, làm giảm khả bám dính vữa đất so với vữa ximăng Vữa đất có mối quan hệ tăng tuyến tính thời gian bắt đầu ninh kết có ngót khơ theo hàm lượng hạt sét Lực bám dính có xu hướng giảm theo hàm lượng ximăng hàm lượng sét vữa Ta nhận thấy, với hàm lượng sét cao ảnh hưởng hàm lượng ximăng đến thời gian bắt đầu ninh kết, co ngót lực bám dính giảm vữa giảm rõ rệt.Thành phần tính chất vữa sử dụng bùn thải phụ thuộc nhiều vào hàm lượng sét, xác định hàm lượng sét để biết đặc tính học trước chế tạo vữa thi công v ABSTRACT Dredged materials are soil or excavated material with different parts of mineral and organic properties Dredged soil accumulated on the waterbodies in the course of waterway maintenance on Mekong Delta area In this paper, cement mortar replacement by recycle dredged soil is investigated There are high content of clay in dredged soil The treatment method for dredged soil is burned at 350 – 4000C on hours In the mix proportion, the various cement content two group of soil are used The replacement of sand in proportion of dredged soil in rang of 20, 40, 60, 80 and 100% by weight The results indicates that the workability of mortar is affected by clay content of dredged soil The flowability of mortar is decreased with an increasing on dredged soil as well as clay mineral Soil mortar could be reduced on flow up to 40% On the other hand, mortar with highly clay content could be extend more than times and times on inital setting time and drying shrinkage, respectively They are relation with clay content The affect of cement content is very slightly on worakability of mortar with high dredged soil repalcement Moreover, the bonding strength is also effected by clay content Hence, propeties of inital setting time, drying shrinkage and bond strength are significantly belonging to clay content on mortar The dredged soil mortar can be mixed by suitable clay content vi MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v ABSTRACT vi MỤC LỤC vii DANH SÁCH CÁC BẢNG x DANH SÁCH CÁC HÌNH .xi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề: 1.2 Tình hình nghiên cứu giới nước: 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.2.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 10 1.3 Mục đích nghiên cứu: 12 1.4 Ý nghĩa khoa học: 12 1.5 Ý nghĩa thực tiễn: 12 1.6 Nội dung đề tài: 13 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC .14 2.1 Cơ sở q trình đóng rắn với chất kết dính ximăng – tro bay [19, 20, 21] 14 2.2 Cơ sở q trình đóng rắn chất kết dính ximăng - tro bay bùn thải : 177 2.3 Cơ sở trình xử lý nhiệt bùn thải: [26] 20 vii CHƯƠNG 3: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 24 3.1 Nguyên vật liệu 24 3.1.1 Bùn thải nạo vét 24 3.1.2 Ximăng 27 3.1.3 Tro bay 27 3.1.4 Vôi 27 3.1.5 Cát 28 3.2 Phương pháp thực nghiệm thành phần cấp phối 28 3.3 Phương pháp xác định độ linh động 32 3.4 Phương pháp xác định thời gian bắt đầu ninh kết 33 3.5 Phương pháp xác định co ngót khô 34 3.6 Phương pháp xác định độ bám dính 34 3.7 Phương pháp xác định cường độ nén 36 CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 37 4.1 Ảnh hưởng tro bay đến khả làm việc đóng rắn ximăng, vơi 37 4.2 Ảnh hưởng hàm lượng bùn thải chất kết dính đến khả linh động vữa 4.3 42 Ảnh hưởng hàm lượng hạt sét chất kết dính đến thời gian bắt đầu ninh kết vữa 48 4.4 Ảnh hưởng hàm lượng hạt sét chất kết dính đến co ngót khơ vữa 53 4.5 Ảnh hưởng hàm lượng hạt sét chất kết dính đến khả bám dính vữa 58 4.6 Ảnh hưởng hàm lượng hạt sét chất kết dính đến cường độ vữa 63 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 70 5.1 Kết luận 70 5.2 Hướng phát triển đề tài 71 viii TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 ix DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1: Khối lượng nạo vét luồng cảng hàng hải năm 2015 [5] Bảng 1.2:Bùn thải nạo vét giải pháp xử lý Bảng 3.1: Thành phần lý bùn thải nạo vét 25 Bảng 3.2: Chỉ tiêu lý ximăng 27 Bảng 3.3: Thành phần hóa học tro bay 27 Bảng 3.4: Thành phần cấp phối tro bay kết hợp ximăng vôi 29 Bảng 3.5: Thành phần cấp phối vữa sử dụng bùn thải nạo vét 30 Bảng 4.1: Độ linh động cường độ tro bay kết hợp ximăng, vôi 37 Bảng 4.2: Ảnh hưởng bùn thải nạo vét đến độ linh động vữa 42 Bảng 4.3: Mối quan hệ hàm lượng hạt sét thời gian bắt đầu ninh kết .48 Bảng 4.4: Mối quan hệ hàm lượng hạt sét co ngót khơ 53 Bảng 4.5: Mối quan hệ hàm lượng hạt sét khả bám dính .59 Bảng 4.6: Mối quan hệ hàm lượng hạt sét cường độ nén 64 x DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Hiện trạng sơng ngịi, Kênh rạch tỉnh Kiên Giang Hình 1.2: Cơng tác nạo vét tỉnh Kiên Giang .7 Hình 1.3: Cấu trúc khống sét [8] Hình 1.4: Phương pháp tái sử dụng bùn thải nạo vét [10] Hình 1.5: Sử dụng bùn thải gia cố đường với chất kết dính vơ 10 Hình 2.1: Giản đồ kết hợp thành phần hóa tro bay ximăng 15 Hình 2.2: Phản ứng thành phần Ca(OH)2 hạt sét[24] 17 Hình 2.3: Đóng rắn hệ cốt liệu Cát – Ximăng – Nước 18 Hình 2.4: Tương tác đóng rắn xi măng – tro bay – bùn thải chứa sét [25] 20 Hình 2.5: Qui trình xử lý nhiệt .22 Hình 3.1: Qui trình gia nhiệt bùn thải nạo vét 25 Hình 3.2: Bùn sau thiêu đốt nghiền nhỏ máy nghiền bi khô 25 Hình 3.3: Hình dạng bùn thải nạo vét sau xử lý nhiệt nghiền mịn phân tích phương pháp SEM (Scaning Electron microscope) 26 Hình 3.4: Sơ đồ thực nghiệm 28 Hình 3.5: Xác định độ linh động vữa .32 Hình 3.6: Thiết bị xác định thời gian bắt đầu ninh kết vữa 33 Hình 3.7: Xác định độ co ngót theo thời gian 34 Hình 3.8: Thiết bị xác định lực bám dính .35 Hình 3.9: Mẫu dùng để xác định cường độ nén 36 xi Hình 4.1: Ảnh hưởng tro bay đến độ linh động vữa ximăng 38 Hình 4.2: Ảnh hưởng tro bay đến độ linh động vữa vôi 38 Hình 4.3: Ảnh hưởng tro bay đến cường độ vữa ximăng 39 Hình 4.4: Ảnh hưởng tro bay đến cường độ vữa vơi .40 Hình 4.5: So sánh phát triển cường độ tro bay ximăng vơi 40 Hình 4.6: Cấu trúc sản phẩm đóng rắn vữa ximăng – tro bay 41 Hình 4.7: Cấu trúc sản phẩm đóng rắn vữa vơi – tro bay 41 Hình 4.8: Mối quan hệ bùn thải độ linh động với tỷ lệ ximăng tro bay – cốt liệu là1-1 43 Hình 4.9: Mối quan hệ bùn thải độ linh động với tỷ lệ ximăng tro bay – cốt liệu là1-2 44 Hình 4.10: Mối quan hệ bùn thải độ linh động với tỷ lệ ximăng tro bay – cốt liệu là1-3 44 Hình 4.11: Mối quan hệ độ linh động tỷ lệ thành phần cấp phối nhóm .45 Hình 4.12: Mối quan hệ độ linh động tỷ lệ thành phần cấp phối nhóm .46 Hình 4.13: Mối quan hệ độ linh động hàm lượng hạt sét 47 Hình 4.14: Mối quan hệ thời gian bắt đầu ninh kết sét tỷ lệ ximăng tro bay – cốt liệu 1-1 .49 Hình 4.15: Mối quan hệ thời gian bắt đầu ninh kết hàm lượng sét tỷ lệ ximăng tro bay – cốt liệu 1-2 50 Hình 4.16: Mối quan hệ thời gian bắt đầu ninh kết hàm lượng sét tỷ lệ ximăng tro bay – cốt liệu 1-3 50 Hình 4.17: Mối quan hệ độ thời gian bắt đầu ninh kết hạt sét nhóm 51 Hình 4.18: Mối quan hệ độ thời gian bắt đầu ninh kết hạt sét nhóm 51 xii Hình 4.19: Mối quan hệ độ thời gian bắt đầu ninh kết hạt sét 52 Hình 4.20: Mối quan hệ độ co ngót sét ximăng tro bay – cốt liệu 1-1 54 Hình 4.21: Mối quan hệ độ co ngót sét ximăng tro bay – cốt liệu 1-2 54 Hình 4.22: Mối quan hệ độ co ngót sét ximăng tro bay – cốt liệu 1-3 55 Hình 4.23: Mối quan hệ độ co ngót hàm lượng sét nhóm 56 Hình 4.24: Mối quan hệ độ co ngót hàm lượng sét nhóm 57 Hình 4.25: Mối quan hệ độ co ngót hàm lượng sét 57 Hình 4.26: Mối quan hệ độ co ngót thời gian bắt đầu ninh kết 58 Hình 4.27: Mối quan hệ lực bám dính sét với tỷ lệ ximăng tro bay – cốt liệu 1-1 .60 Hình 4.28: Mối quan hệ lực bám dính sét với tỷ lệ ximăng tro bay – cốt liệu 1-2 .60 Hình 4.29: Mối quan hệ lực bám dính sét với tỷ lệ ximăng tro bay – cốt liệu 1-3 .61 Hình 4.30: Mối quan hệ lực bám dính hàm lượng sét nhóm 62 Hình 4.31: Mối quan hệ lực bám dính hàm lượng sét nhóm 62 Hình 4.32: Mối quan hệ lực bám dính hàm lượng sét .63 Hình 4.33: Mối quan hệ cường độ sét với tỷ lệ ximăng tro bay – cốt liệu 1-1 65 Hình 4.34: Mối quan hệ cường độ sét với tỷ lệ ximăng tro bay – cốt liệu 1-2 65 Hình 4.35: Mối quan hệ cường độ hàm lượng sét với tỷ lệ ximăng tro bay – cốt liệu 1-3 66 Hình 4.36: Mối quan hệ cường độ hàm lượng sét nhóm 67 Hình 4.37: Mối quan hệ cường độ hàm lượng sét nhóm 67 xiii Hình 4.38: Bề mặt vữa bùn thải phân tích SEM 68 Hình 4.39: Mối quan hệ cường độ hàm lượng sét 69 xiv 45 Cường độ nén (N/mm2 ) 40 35 30 25 Thực nghiệm 20 M5-TCVN 4314-2003 15 M30 - TCVN 4314-2003 y = -0.5762x + 30.292 R² = 0.8056 10 0 10 20 30 40 50 Hàm lượng sét (%) 60 70 Hình 4.39:Mối quan hệ cường độ hàm lượng sét Ảnh hưởng thành phần hạt sét đến cường độ trình bày qua mối quan hệ tuyến tính cường độ hàm lượng sét theo phương trình Hình 4.39 Y = -0.5762 X + 30.292, với R2 = 0.8056 Y: Cường độ nén vữa (N/mm2) X: Hàm lượng sét (%) Kết hình 4.39 Cho thấy hàm lượng sét ảnh hưởng trực tiếp đến khả làm việc vữa bùn thải nạo vét , làm tăng thời gian ninh kết, tăng khả co ngót, giảm tính bám dính làm giảm cường độ Đồng thời, mối quan hệ giúp xác định thành phần cấp phối vữa không nên sử dụng hàm lượng sét lớn 53% Khi đó, cường độ vữa bùn thải nạo vét không đạt giá trị cường độ Ta nhận thấy, cường độ chịu nén vật liệu bùn thải nạo vét – ximăng – tro bay dao động từ – 40 N/mm2 hàm lượng sét thay đổi từ – 60% Kết cho thấy vữa bùn thải nạo vét kết hợp tro bay có khả đáp ứng yêu cầu cường độ vữa xây dựng từ M5 – M30 theo TCVN 4314 – 2003 Theo phân loại gạch ximăng – cốt liệu dùng xây dựng yêu cầu cường độ M3.5 – M20 theo TCVN 6477 – 2016 vữa bùn thải nạo vét hồn tồn đáp ứng yêu cầu khả chịu lực 69 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận Nghiên cứu kết hợp tro bay vàbùn thải nạo vét dùng làm vật liệu xây dựng đạt kết quả: - Phương pháp xử lý nhiệt với nhiệt độ 400-5000C cho phép loại bỏ thành phần hữu bùn thải nạo vét , thành phần hạt sét chiếm hàm lượng lớn vật liệu với hàm lượng 50 – 70% - Bùn thải nạo vét phối trộn với tro bay kết hợp với ximăng vơi cho thấy có khả ổn định tính chất lý Tro bay với hàm lượng 30% kết hợp với ximăng có khả cho tính chất lý phù hợp - Sử dụng bùn thải nạo vét kết hợp với chất kết dính ximăng – tro bay với tỷ lệ khác cho thấy độ linh động vữa giảm dần Khi tỷ lệ thay bùn thải nạo vét cát tăng dần độ linh động vữa giảm dần - Bùn thải nạo vét với hàm lượng sét cao cho thấy độ linh động giảm nhiều Vữa đất giảm đến 40% linh động so với vữa ximăng tro bay đối chứng Trong đó, thành phần hạt sét ảnh hưởng nhiều đến độ linh động vữa.Mối quan hệ độ linh động hàm lượng hạt sét tuyến tính theo phương trình: Y = -1.1793x + 171.83, với R2 = 0.8234 - Vữa sử dụng bùn thải nạo vét có thời gian bắt đầu ninh kết thay đổi so với vữa ximăng tro bay đối chứng Khi cấp phối dùng nhiều bùn thải nạo vét thìthời gian bắt đầu ninh kết kéo dài Đồng thời, hàm lượng ximăng tro bay – tro bay giảm thịi gian kéo dài thêm Hàm lượng sét vữa làm kéo dài thời gian bắt đầu ninh kết 100% Cấp phối vữa nhóm hạt sét cao nhóm hạt sét thấp cho thấy thay đổi thời gian bắt đầu ninh kết khơng nhiều Thành phần chất kết dính ximăng tro bay – tro bay hàm lượng sét tác động đến thời gian bắt đầu đóng rắn vữa Mối quan hệ thời gian hàm lượng hạt sét tuyến tính theo phương trình: Y = 3.5439 X + 187.44 với R2 = 0.9338 70 - Hàm lượng bùn thải nạo vét tác động đến thời gian đóng rắn đồng thời tác động đến q trình co ngót vữa.Độ co ngót vữa bùn thải nạo vét đạt 1200 – 1800 µε so với giá trị co ngót 400 - 600µε cấp phối đối chứng Hàm lượng chất kết dính tăng q trình co ngót diễn lớn Nhóm bùn thải nạo vét có hàm lượng sét cao cho kết độ co ngót cao nhiều so với nhóm bùn thải nạo vét có hàm lượng sét thấp Hàm lượng sét thành phần gây co ngót vữa bùn thải nạo vét Mối quan hệ độ co ngót khơ hàm lượng sét tuyến tính theo phương trình: Y = 20.156 X + 545.32, với R2 = 0.9771 - Hàm lượng sét làm kéo dài thời gian ninh kết vữa tác động đến co ngót khơ vữa Mối quan hệ thời gian ninh kết độ co ngót tuyến tính theo phương trình: Y = 5.313 X – 421.76, với R2 = 0.9131 - Hàm lượng sét vữa bùn thải nạo vét ảnh hưởng đến khả bám dính Hàm lượng ximăng tro bay – tro bay giảm lực bám dính giảm dần.Bùn thải nạo vét chứa hàm lượng sét cao lực bám dính giảm Thành phần chất kết dính ximăng tro bay – tro bay tác động đến lực bám dính vữa Mối quan hệ lực bám dính hàm lượng hạt sét thể qua phương trình: Y = -0.0029x + 0.1824, với R² = 0.6754 - Cường độ vữa bùn thải nạo vét có giá trị giảm nhiều tăng hàm lượng bùn phối trộn Hàm lượng ximăng tro bay – tro bay ảnh hưởng chủ yếu đến cường độ vữa Tuy nhiên hàm lượng sét vữa cao 20-25% cường độ vữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng sét Việc sử dụng bùn thải nạo vét xử lý nhiệt phối trộ với ximăng tro bay – tro bay cần quan tâm đến hàm lượng sét bùn, tỷ lệ phối trộn Mối quan hệ cường độ nén hàm lượng sét theo phương trình: Y = -0.5762 X + 30.292, với R2 = 0.8056 5.2 Hướng phát triển đề tài Nghiên cứu tái sử dụng bùn thải nạo vét làm vữa xây dựng cần triển khai nghiên cứu tiếp tục độ bền, khả chịu tác động điều kiện thời tiết, môi trường chứa tác nhân gây ảnh hưởng đến độ bền 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Định Công Sản nhóm cộng sự, (2006), Xói lở bồi lắng lịng sông địa bàn tỉnh Vĩnh Long nghiên cứu diễn biến, định hướng giải pháp cơng trình chủ động địa bàn Mỹ Thuận Vĩnh Long, Tuyển tập kết khoa học công nghệ, Viện khoa học thủy lợi Miền Nam [2] Mai trọng Nhuận nhóm cộng sự, (1999) Đặc điểm địa chất môi trường đới bờ Cà Mau- Bạc Liêu, Kỷ yếu hội nghị Môi trường Địa chất, tháng 9, Tokyo, Nhật Bản [3] Nguyễn Thị Thanh Huyền nhóm cộng sự, (2013) Đặc điểm trầm tích địa hóa mơi trường trầm tích dới bờ châu thổ sơng Cửu Long, Tạp chí Biển Việt Nam, Tháng 10, 10-15 [4] Lê Thị Phương Mai, Lê Trung Thành (2015), Đề xuất giải pháp bảo vệ bờ cửa sông ven biển cửa sông lớn – Tỉnh Kiên Giang, Tuyển tập Hội Nghi khoa Học Thường Niên, Đại Học Thủy Lợi, 351 – 353 [5] Quyết định số 4804/QĐ-BGTVT, (2014), kế hoạch nạo vét tu tuyến luồng hàng hải năm 2015 [6] Murden, W.R (1987) An Overview of the Beneficial Uses of Dredged Material, pp 121–128 In: M.C Landin and H.K Smith (eds.) Beneficial Uses of Dredged Material Proceedings of the First Interagency Workshop, 79, October 1986, Pensacola, FL Technical Report D-87-1 U.S Department of the Army, Vicksburg, MS [7] McGee, S.E (1988) The Use of Dredged Material from the Hampton Roads Deepening Project, pp 97–109 In: M.C Landin (ed) Beneficial Uses of Dredged Materials, Proceedings of the North Atlantic Regional Conference, 12-14 May 1987, Baltimore, MD Technical Report U.S Department of the Army, Vicksburg, MS [8] K Millrath, (2003) “Modifying Concrete Material with Beneficiated Dredged Material or Other Clayey Constituents,” Columbia University, New York, 2003 [9] Lee, L.T , (2004) Geotechnical Characterization Of Dredged Materials, Journal of American Society of Civil Engineering [10] PIANC, (2009) “Dredged Material as a Resource: Options and Constrain,” Report 104-2009 72 [11] J Limeira, L Agullo and M Etxeberria, (2009) “Dredged Marine Sand in Concrete: An Experimental Section of a Harbor Pavement,” Construction and Building Materials, Vol 24, No 6, pp 863-870 [12] A Maher, W.S Douglass, F Jafari and J Pecchioli, (2013) “The Processing and Beneficial Use of Fine-Grained Dredged Material: A Manual for Engineers [13] Walid Maherzi, Farouk Ben Abdelghani, (2014) Dredged Marine Raw Sediments Geotechnical Characterization for Their Reuse in Road Construction, engineering journal Volume 18, Issue [14] U.S Army Corps of Engineers, (2015), Dredging and Dredged Material Management, Engineer Manual, USA [15] Nguyễn Văn Phước cộng sự, (2009), Nghiên cứu xử lý bùn thải công nghiệp, đề tài NCKH TP HCM [16] Lâm Minh Triết, Nguyễn Ngọc Thiệp, (2011) Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý, tận dụng bùn thải, nước tách bùn từ nhà máy cấp nước TP HCM, đề tài NCKH TP HCM [17] Lâm Minh Triết, Nguyễn Ngọc Thiệp, (2013) Công nghệ xử lý, tận dụng bùn thải nước tách bùn từ nhà máy cấp nước, Tạp chí mơi trường, Vol [18] Nguyễn Trung Thành, Bùi Việt Dũng, Phùng Văn Phách, (2009) Một số đặc điểm độ hạt xu tích tụ trầm tích phần châu thổ ngầm châu thổ Mekong Các cơng trình địa chất Địa vật lý biển, Tập X, tr.129-141 [19] Hoàng Văn Phong (2006), Chủng loại xi măng công nghệ sản xuất, NXB Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội [20] Nghiêm Xuân Thung (2008), Hóa học silicat - Bài giảng chuyên đề cao học, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Hà Nội [21] Bùi Văn Chén (1998), Kĩ thuật sản xuất chất kết dính, NXB Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội [22] Ingles, O.G., Metcalf, J.B., (1972) Soil Stabilization, Butterworths, Melbourne Australia [23] Houben H., Guillaud H., (1994).Earth Construction: A Comprehensive Guide [24] CDIT (2002) The Deep Mixing Method – Principle, Design and Consideration A.A Balkema Publishers [25] Saitoh, S., Suzuki, Y., Shirai, K (1985) Hardening of Soil Improved by Deep th Mixing Method Proc 11 ICSMFE, Vol 5, 1745-1748 73 [26] Trịnh Văn Tuyên, Văn Hữu Tập, Vũ Thị Mai, (2014), Xử lý chất thải rắn chất thải nguy hại, NXB Khoa Học Kỹ Thuật 74 TAP CHÍ XÂY DỰNG VIỆT NAM - BẢN QUYỀN THUỘC BỘ XÂY DỰNG Vietnam Journal of Construction – Copyright Vietnam Ministry of Construction ISSN 0866-0762 NĂM THỨ 56 56 Year Th 5-2017 MỤC LỤC 5.2017 QUẢN LÝ NGÀNH TĂNG TRƯỞNG XANH 10 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 20 20 23 27 33 38 43 48 53 58 62 68 71 76 81 Nghiêm Vân Khanh Chu Thị Hải Ninh Đào Duy Hoan; Lương Đức Long Hồ Đức Duy, Nguyễn Thành Chung, Lê Thanh Cao Hồng Vĩnh Long, Nguyễn Dỗn Bình Lê Anh Dũng, Lê Văn Nam Nguyễn Anh Tuấn, Châu Ngọc Ẩn, Nguyễn Minh Tâm Nguyễn Anh Tuấn, Châu Ngọc Ẩn, Nguyễn Minh Tâm Nguyễn Ngọc Thắng Lê Anh Tuấn, Hồ Minh Khởi, Nguyễn Ninh Thụy Nguyễn Thanh Phong Nguyễn Trường Thắng Phạm Ngọc Hưng, Vũ Quốc Anh, Phạm Ngọc Hiếu Hoàng Vĩnh Long, Nguyễn Đức Lượng, Nghiên cứu động học q trình xử lý bùn theo cơng nghệ sấy bùn lượng mặt trời nhà kính Nghiên cứu khả chống cháy bê tông nhẹ cách nhiệt - chống cháy (BNCC) Mơ hình lựa chọn ván khuôn tầng hầm phương pháp CBA (choosing by advantages) Thiết lập lực căng kết cấu dây cáp cho cầu dây văng trụ anten sử dụng phương pháp dao động Nghiên cứu sử dụng bùn thải từ kênh mương nội đô chế tạo gạch đất sét nung Các phương pháp xử lý vết nứt bê tông sàn thi cơng xây dựng cơng trình dân dụng Ứng dụng thí nghiệm ly tâm phân tích biến dạng mặt đất xung quanh hầm Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn phân tích chế phá hoại bị động biến dạng khối đất trước gương hầm Khảo sát vị trí vết nứt ảnh hưởng đến độ ổn định phương pháp phần tử hữu hạn mở rộng (XFEM) Nghiên cứu khả làm việc vữa sử dụng đất nạo vét vùng đồng sông Cửu Long Quy trình quản lý rủi ro dự án theo tiêu chuẩn quốc tế Anh Xác định khả chịu lửa cột bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn EC2-1-2 Xác định khả chịu uốn tiết diện thép tạo hình nguội phương pháp cường độ liên tục (CSM) Nghiên cứu chế tạo bê tông sử dụng cốt liệu cao su thay cốt liệu tự nhiên Nguyễn Duy Thái, Ngô Kim Tuân, Phạm Văn Quang Trần Thương Bình Trần Văn Miền, Nguyễn Ninh Thụy Vũ Thị Bích Qun, Cao Quốc Khánh Hồng Huệ Qn Nguyễn Hùng Tuấn, Lê Xuân Huỳnh, Hà Mạnh Hùng Lê Thị Hồng Na, Nguyễn Đại Nhẫn Nguyễn Tấn Nô, Nguyễn Ninh Thụy, Lê Anh Tuấn Đặng Cơng Thuật Đỗ Cao Tín, Nguyễn Minh Tâm, Lê Hoài Long Mai Chánh Trung, Đoàn Trần Hiệp Lê Thanh Cường, Lê Văn Bình, Trần Minh Nhật Trần Quang Hưng Trương Quang Thành, Nguyễn Mạnh Trí Võ Đăng Khoa, Nguyễn Khắc Quân, Lê Hoài Long Phạm Sơn Tùng, Mai Cao Lân, Trương Minh Huy, Phạm Bá Tuân Châu Đoàn Quang Vinh, Lưu Trường Văn Đinh Ngọc Hiếu, Đặng Cơng Thuật Đào Ngọc Thế Lực, Trương Hồi Chính Lê Mạnh Cường, Lê Văn Cư, Hoàng Xuân Hiệp Lê Văn Hùng, Lưu Trường Văn Nguyễn Đắc Hồng, Đào Đình Nhân, Nguyễn Văn Hiếu Đào NgọcThế Lực,Trương Hồi Chính,Trương Quang Hải, NguyễnThành Nhân Nguyễn Đức Lượng, Vũ Việt Hà, Chử Thị Hồng Nhung, Hoàng Vĩnh Long, 85 89 93 97 100 104 109 115 120 126 130 135 140 145 150 156 160 164 168 171 174 180 183 Sự dâng cao mực nước tầng chứa nước khu vực hà nội đến ổn định cơng trình xây dụng động đất 186 189 193 196 203 209 Nhận dạng rào cản việc phát triển công trình xanh Việt Nam Nghiên cứu các tính chất của bêtông sử dụng xỉ lò cao dưỡng hộ điều kiện nhiệt ẩm Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn tính tối ưu kích thước dàn Bản chất qúa trình xử lý bod, nitơ phốt nước thải cơng nghệ AAO Thuật tốn mặt đáp ứng cải tiến ứng dụng phân tích mờ kết cấu cọc chịu tải trọng ngang Giải pháp kiến trúc cải thiện chất lượng môi trường bên nhà phố thành phố Hồ Chí Minh Ảnh hưởng thành phần hạt siêu mịn alumina silica đến tỷ lệ hoạt tính khả hoạt hóa vữa geopolymer Nâng cao hiệu phương pháp monte carlo phân tích độ tin cậy kết cấu thơng qua tiếp cận phân lớp dựa vào thuật toán máy học vec-tơ hỗ trợ SVM Ứng dụng social network analysis để phân tích phối hợp bên dự án xây dựng Ảnh hưởng thành phần phụ gia siêu dẻo lên ma sát bê tông với thành ống bơm Phân tích cơng trình nhiều tầng tác dụng chuỗi phản ứng động đất giả lập tp.HCM Phân tích ổn định tổng thể dầm thép tiết diện thay đổi - số trường hợp ứng dụng phổ biến Ảnh hưởng phụ tải mặt đất đến áp lực ngang tác dụng lên cơng trình tường chắn Mối quan hệ đặc điểm tính cách hiệu thực công việc kỹ sư xây dựng Việt Nam Ứng dụng thuật toán self organizing map (SOM) lĩnh vực xây dựng, địa chất dầu khí Nhận dạng nhân tố ảnh hưởng đến hài lịng cơng việc kỹ sư làm việc ban qlda sở y tế TP.HCM Nghiên cứu đặc trưng co ngót bê tơng cốt sợi thép vơ định hình ASF Liên kết cột ống thép nhồi bêtông với dầm bẹt bêtông cốt thép – giải pháp liên kết nghiên cứu thực nghiệm Đổi chế xác định tư vấn đầu tư xây dựng Nhận dạng nhân tố ảnh hưởng đến hiệu công việc công nhân thi công nhà cao tầng TP.HCM Ảnh hưởng vận tốc truyền sóng cắt Vs,30 đến sụp đổ mơ hình khung phẳng bê tơng cốt thép Mơ liên kết cột ống thép nhồi bêtông với sàn phẳng bêtông cốt thép abaqus Sử dụng cao su tái chế từ loại lốp xe phế thải làm cốt liệu để sản xuất bê tông xi măng: Xu hướng nghiên cứu nước giới tiềm Việt Nam Ngô Kim Tuân, Nguyễn Duy Thái, Phạm Văn Quang Nguyễn Minh Hùng, Lưu Trường Văn Lê Trọng Nghĩa, Nguyễn Quốc Trung Nguyễn Thị Lan Hương Trần Ngọc Tuấn, Trần Tuấn Anh Trần Quốc Tỉnh, Nguyễn Trọng Hiếu, Khổng Trọng Toàn Phan Khắc Hải, Đỗ Hữu Đạo Chủ nhiệm: Bộ trưởng Phạm Hồng Hà Tổng Biên tập: Trần Thị Thu Hà 5.2017 Khái quát lý thuyết ổn định cho hệ thống có trễ Tính tốn tối ưu hóa sức chịu tải cọc khoan nhồi sở phân tích độ nhạy thơng số sức chống cắt đất phân tích ngược độ tin cậy Phân tích ứng xử động lực học dầm đàn nhớt hai thơng số Pasternak chịu tải trọng chuyển động có xét đến yếu tố không phẳng mặt dầm Phân tích nội lực vỏ hầm qua hai phương án tường vây gia cố hố đào q trình thi cơng Tòa soạn: 37 Lê Đại Hành, Hà Nội Liên hệ vở: 04.39740744; 0983382188 Trình bày mỹ thuật: Thạc Cường, Quốc Khánh Giấy phép xuất bản: Số: 372/GP-BTTTT ngày 05/7/2016 Tài khoản: 113000001172 Ngân hàng Thương mại Cổ phần Công thương Việt Nam Chi nhánh Hai Bà Trưng, Hà Nội In Công ty TNHH MTV in Báo nhân dân TP HCM Hội đồng biên tập: TS Thứ trưởng Lê Quang Hùng(Chủ tịch) PGS.TS Phạm Duy Hòa PGS.TS Nguyễn Minh Tâm TS Lê Trung Thành TS Trần Văn Khôi PGS.TS Hồ Ngọc Khoa (Thư ký) Hội đồng khoa học: GS.TSKH Nguyễn Văn Liên(Chủ tịch) GS TS Phan Quang Minh GS.TS Nguyễn Thị Kim Thái GS.TS Nguyễn Hữu Dũng GS.TS Cao Duy Tiến GS.TS Hiroshi Takahashi GS.TS Chien Ming Wang PGS.TS Nguyễn Quốc Thơng(Thư ký) Giá 35.000VNĐ Phân tích mức độ ảnh hưởng cọc bên hố đào sâu đến chuyển vị ngang tường vây MANAGEMENT OF CONSTRUCTION SECTOR GREEN GROWTH 10 SCIENTIFIC RESEARCH 20 Nghiêm Vân Khanh 20 Chu Thị Hải Ninh 23 Đào Duy Hoan; Lương Đức Long 27 Hồ Đức Duy, Nguyễn Thành Chung, Lê Thanh Cao 33 Hồng Vĩnh Long, Nguyễn Dỗn Bình 38 Lê Anh Dũng, Lê Văn Nam 43 Nguyễn Anh Tuấn, Châu Ngọc Ẩn, Nguyễn Minh Tâm 48 Nguyễn Anh Tuấn, Châu Ngọc Ẩn, Nguyễn Minh Tâm 53 Nguyễn Ngọc Thắng 58 Lê Anh Tuấn, Hồ Minh Khởi, Nguyễn Ninh Thụy 62 Nguyễn Thanh Phong 68 Nguyễn Trường Thắng 71 Phạm Ngọc Hưng, Vũ Quốc Anh, Phạm Ngọc Hiếu 76 Hoàng Vĩnh Long, Nguyễn Đức Lượng, 81 Research of fire - resistant ability of lightweight fireproof-insulating concrete (BNCC) A model for selecting basement formwork system using CBA (choosing by advantages) Estimation of cable tension for cable-stayed bridges and guyed masts by vibration-based methods Study on untilization of urban canal sediment to produce fired brick Treatment methods for cracking concrete floors in the work of civilian constructions The application of centrifuge test to analyse ground surface around tunnel The application of finite element method to analyse passive failure and deformation mechanisms of soil in front of tunnel face The cracking location survey affects the stability of the plate by XFEM Study on workability of mortar replacement by recycle dredged soil in Mekong delta Project risk management process using the British Standard international standard Fire-resistant determination of reinforced concrete columns to EC2-1-2 Determining bending capacity of cold-formed steel sections by the continuous strength method (CSM) A study of concrete containing waste tire rubber replaced nature aggregate Nguyễn Duy Thái, Ngô Kim Tuân, Phạm Văn Quang Trần Thương Bình Trần Văn Miền, Nguyễn Ninh Thụy Vũ Thị Bích Qun, Cao Quốc Khánh Hồng Huệ Quân Nguyễn Hùng Tuấn, Lê Xuân Huỳnh, Hà Mạnh Hùng Lê Thị Hồng Na, Nguyễn Đại Nhẫn Nguyễn Tấn Nô, Nguyễn Ninh Thụy, Lê Anh Tuấn Đặng Công Thuật Đỗ Cao Tín, Nguyễn Minh Tâm, Lê Hồi Long Mai Chánh Trung, Đoàn Trần Hiệp Lê Thanh Cường, Lê Văn Bình, Trần Minh Nhật Trần Quang Hưng Trương Quang Thành, Nguyễn Mạnh Trí Võ Đăng Khoa, Nguyễn Khắc Quân, Lê Hoài Long Phạm Sơn Tùng, Mai Cao Lân, Trương Minh Huy, Phạm Bá Tuân Châu Đoàn Quang Vinh, Lưu Trường Văn Đinh Ngọc Hiếu, Đặng Công Thuật Đào Ngọc Thế Lực, Trương Hồi Chính Lê Mạnh Cường, Lê Văn Cư, Hoàng Xuân Hiệp Lê Văn Hùng, Lưu Trường Văn Nguyễn Đắc Hồng, Đào Đình Nhân, Nguyễn Văn Hiếu Đào NgọcThế Lực,Trương Hồi Chính,Trương Quang Hải, NguyễnThành Nhân Nguyễn Đức Lượng, Vũ Việt Hà, Chử Thị Hồng Nhung, Hoàng Vĩnh Long, 85 89 93 97 100 104 109 115 120 126 130 135 140 145 150 156 160 164 168 171 174 180 183 The high leven of water level in water layers in Ha Noi area to stabilize the foundation building construction when earthquake 186 189 193 196 203 209 Identifying obstacles in development of green building in Vietnam Properties of concrete using blast furnace slag cured in steam condition Size optimization of truss using finite element method BOD, Nitrogen and phosphorus removal in wastewater by AAO technology The response surface improvement algorithm applied in fuzzy structure analysis in problem of cross bearing piles Architectural solutions enhancing indoor environmental quality in street houses in Ho Chi Minh city Affects of alumina and silica fine particle on activity ratio and reaction of geopolymer mortar Improving the efficiency of Monte - Carlo method for structural reliability analysis using classification approach based on Support Vector Machine (SVM) Social network analysis application for analysising coordination among parties in construction projects A study on influence of composition of super-plasticizer admixture with respect to friction between concrete bulk and pipe wall Analysis multi-floor building under earthquake ground motion simulation in Ho Chi Minh city Lateral buckling of tapered steel beam – some case studies Effect of surcharge on lateral earth pressure on retaining wall The relationships between personality and job performance of civil engineer in Viet Nam Application of self organizing map in construction, geology and petroleum industry Identifying factors affecting job satisfaction of civil engineers working at Project Management Board of HCMC Department of Health Study on shrinkage characteristics of concrete reinforced with amorphous steel fiber Concrete-Filled Tube Column to Reinforcement Concrete band-beam Connections – Solution and experimental research Mechanism innovation in determination of construction investment consultant fees Identifying factors affecting job effectiveness of workers in highrise buildings construction in Ho Chi Minh City Effect of shear-wave velocity Vs,30 on the collapse of a reinforced concrete planar frame model Abaqus simulation for Concrete-Filled Steel Tube Column to Reinforcement Concrete Band-Beam Connections Using rubber derived from discarded tires as aggregate for producing cement concrete: Studying trend in countries over the world and potential in Vietnam Ngô Kim Tuân, Nguyễn Duy Thái, Phạm Văn Quang Nguyễn Minh Hùng, Lưu Trường Văn Lê Trọng Nghĩa, Nguyễn Quốc Trung Nguyễn Thị Lan Hương Trần Ngọc Tuấn, Trần Tuấn Anh Trần Quốc Tỉnh, Nguyễn Trọng Hiếu, Khổng Trọng Toàn Phan Khắc Hải, Đỗ Hữu Đạo Chairman: Minister Pham Hong Ha Editor-in-Chief: Tran Thi Thu Ha Analysis the level influence of pile to horizontal displacement of diaphragm wall in deep excavation An overview of stability theory for delayed systems Calculation optimization of bearing capacity of bored pile designing problem based on the sensitivity analysis of shear strength of soil and inverse reliability analysis Dynamic analysis of beams on two parameters viscoelastic Pasternak foundation subjected to the moving load and considering effects of beam roughness Analysis of the internal force in tunnel lining using two solutions diaphagm wall reinforced exca-vation during construction Office: 37 Le Dai Hanh, Hanoi Editorial Board: 04.39740744; 0983382188 Design: Thac Cuong, Quoc Khanh Publication: No: 372/GP-BTTTT date 5th, July/2016 Account: 113000001172 Joint Stock Commercial Bank of Vietnam Industrial and Commercial Branch, Hai Ba Trung, Hanoi Printed in: Nhandan printing HCMC limited Company Editorial commission: Le Quang Hung, Ph.D (Chairman of Editorial commission) Assoc Prof Pham Duy Hoa, Ph.D Assoc Prof Nguyen Minh Tam, Ph.D Le Trung Thanh, Ph.D Tran Van Khoi, Ph.D Assoc Prof Ho Ngoc Khoa, Ph.D Scientific commission: Prof Nguyen Van Lien, Sc.D (Chairman of Scientific Board) Prof Phan Quang Minh, Ph.D Secretary of Scientific Council Prof Nguyen Thi Kim Thai, Ph.D Prof Nguyen Huu Dung, Ph.D Prof Cao Duy Tien, Ph.D Prof Hiroshi Takahashi, Ph.D Prof Chien Ming Wang, Ph.D Ass Prof Nguyen Quoc Thong, Ph.D 5.2017 Nghiên cứu khả làm việc vữa sử dụng đất nạo vét vùng đồng sông Cửu Long Study on workability of mortar replacement by recycle dredged soil in Mekong delta Ngày nhận bài: 23/3/2017 Ngày sửa bài: 15/4/2017 Ngày chấp nhận đăng: 5/5/2017 Lê Anh Tuấn, Hồ Minh Khởi, Nguyễn Ninh Thụy TÓM TẮT: Đất nạo vét sơng ngịi, kênh rạch chứa thành phần hạt sét cát, có lẫn tạp chất phân bố rộng nhiều khu vựa đồng sông Cửu Long Nghiên cứu nhằm xử lý tái sử dụng vật liệu đất nạo vét loại vữa xây dựng với kết hợp với chất kết dính ximang Thành phần hạt sét chiếm đa số thành phần đất nạo vét Phương pháp nhiệt với thời gian đốt 350 – 4000C nhằm loại bỏ thành phần tạp chất hữu Thành phần cấp phối vữa đất sử dụng hàm lượng ximang thay đổi Trong đó, thành phần cốt liệu tỷ lệ phối hợp cát thành phần đất nạo vét xử lý theo tỷ lệ 20, 40, 60, 80 100% Kết thực nghiệm cho thấy ảnh hưởng đất đến thành phần vữa đất thành phần hạt sét chứa đất nạo vét Hàm lượng sét tăng độ linh động vữa giảm Vữa đất có độ linh động giảm đến 40% so với vữa ximang Hàm lượng sét làm kéo dài thời gian bắt đầu ninh kết lần, tăng co ngót khơ lần, làm giảm khả bám dính vữa đất so với vữa ximang Vữa đất có mối quan hệ tăng tuyến tính thời gian bắt đầu ninh kết có ngót khơ theo hàm lượng hạt sét Với hàm lượng sét cao ảnh hưởng hàm lượng ximang đến thời gian bắt đầu ninh kết, co ngót lực bám dính giảm vữa giảm rõ rệt Từ khóa: đất nạo vét, độ linh động, co ngót khơ, thời gian bắt đầu ninh kết, lực bám dính ABSTRACT: Dredged materials are soil or excavated material with different parts of mineral and organic properties Dredged soil accumulated on the waterbodies in the course of waterway maintenance on Mekong Delta area In this paper, cement mortar replacement by recycle dredged soil is investigated There are high content of clay in dredged soil The treatment method for dredged soil is burned at 350 – 4000C on hours In the mix proportion, the various cement content two group of soil are used The replacement of sand in proportion of dredged soil in rang of 20, 40, 60, 80 and 100% by weight The results indicates that the workability of mortar is affected by clay content of dredged soil The flowability of mortar is decreased with an increasing on dredged soil as well as clay mineral Soil mortar could be reduced on flow up to 40% On the other hand, mortar with highly clay content could be extend more than times and times on inital setting time and drying shrinkage, respectively They are relation with clay content The affectf of cement content is very slightly on worakability of mortar with high dredged soil repalcement Hence, propeties of inital setting time, drying shrinkage and bond strength are significantly belonging to clay content on mortar Keywords: dredged soil, flow, inital setting time, drying shrinkage, bond strength Lê Anh Tuấn, Nguyễn Ninh Thụy Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc Gia TP HCM Hồ Minh Khởi Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM 62 05.2017 GIỚI THIỆU Đồng sông Cửu Long khu vựa thường xuyên xảy trình bồi lắng, xói lở làm thay đổi dịng chảy, ảnh hưởng đến trình xâm thực mặn Hằng năm, khu vực đồng sông Cửu Long phải thường xuyên thực việc nạo vét kênh mương, sơng ngịi để khai thơng điều tiết dịng chảy Vật liệu q trình nạo vét dịng chảy thường vật liệu bồi lấp, vật liệu trầm tích Đồng sơng Cửu Long bao phủ lớp trầm tích trẻ dày, thành phần cấu tạo chủ yếu đất sét yếu, cát chảy, bùn Các nghiên cứu trước cho thấy qui luật phân bố trầm tích khu vực gần bờ sông, bờ biển thành tạo trầm tích vụn học bở rời Các vật liệu vụn rời lại tác động dịng sơng, tái vận chuyển, lắng đọng tạo phân bố thành phần hạt từ thô đến mịn tùy theo cao độ khu vựa sơng ngịi, Một số nơi phân bố trầm tích đại hạt mịn bùn, bùn cát Phân bố ven bờ trầm tích cát, cát bột, cát bùn, bùn sét [1-3] Bên cạnh đó, đồng sơng Cửu Long cịn đón nhận lượng lớn phù sa theo mùa nước lên, phần phù sa theo dòng chảy biển, phần cịn lại bồi lằng đồng, sơng, đặc biệt khu vực cửa sông, vùng ven biển Do đó, việc nạo vèt khai thơng luồng lạch phải thực thường xuyên khu vực Các vật liệu nạo vét có chứa thành phần cát, sỏi nhiều tận dụng làm vật liệu san lấp xây dựng Phần lớn vật liệu nạo vét có thành phần sét bùn sét lớn phải đem xử lý biện pháp chôn lấp, gây ô nhiễm môi trường chi phí xử lý Một số nghiên cứu giới đưa biện pháp xử lý đất nạo vét cách dùng chất kết dính vơ ximang, vơi để ổn định tính chất đất, sử dụng vật liệu san lấp cơng trình xây dựng giao thông Đồng thời, đất nạo vét khu vựa thị có lẫn chất thải hữu lớn, có chứa nhiều tạp chất cần phải xử lý nhiệt đến nhiệt độ 800-10000C để sử dụng hoạt tính phể thải có lẫn sét nhằm tái sử dụng vật liệu Tuy nhiên thành phần hạt vật liệu nạo vét chứa thành phần hạt sét lớn làm vật liệu khó khăn việc tái sử dụng tính chất lý khơng ổn định độ bền không cao.[4-8] Nghiên cứu sử dụng đất nạo vét khu vực sông số khu vực đồng sông Cửu Long dùng phương pháp xử lý nhiệt nhiệt độ thấp, đồng thời ổn định tính chất vật liệu chất kết dính ximang Vật liệu tái sử dụng có khả sử dụng vữa trang trí cơng trình xây dựng NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 2.1 Nguyên vật liệu 2.1.1 Đất nạo vét Hình – Hình dạng đất nạo vét sau xử lý nhiệt nghiền mịn phân tích phương pháp SEM (Scaning Electron microscope) Đất nạo vét dùng thực nghiệm lấy khu vực tỉnh Kiên giang Cà Mau Đất nạo vét có lượng nước cao phơi khơ để phong hóa thành phần hữu cơ, sau thiêu đốt lị quay nhiệt độ 3504000C để đốt cháy chất hữu tạp chất lẫn vào Sau đó, đất Bảng – Thành phần cấp phối vữa đất Nhóm Cấp phối X-CL Cát (%) C1D0 100 C1D2 80 C1D4 60 1-1 C1D6 40 C1D8 20 C1D10 C2D0 100 C2D2 80 C2D4 60 1-2 C2D6 40 C2D8 20 C2D10 C3D0 100 C3D2 80 C3D4 60 1-3 C3D6 40 C3D8 20 C3D10 X-CL: tỷ lệ Ximang – Cốt liệu Đất (%) 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 Sét (%) 0.0 8.0 15.9 23.9 31.8 39.8 0.0 10.6 21.2 31.8 42.4 53.0 0.0 11.9 23.9 35.8 47.7 59.6 nghiền nhỏ máy nghiền bi Đất sau xử lý thí nghiệm xác định hàm lượng sét phân loại thành nhóm khác Thành phần lý đất sau xử lý trình bày Hình bảng Bảng – Thành phần lý đất nạo vét Chỉ tiêu Nhóm Nhóm Hàm lượng sét (%) 79.5 56.3 Hàm lượng cát + Bụi (%) 20.5 43.7 Tỷ trọng (g/cm3) 2.49 2.57 Mất nung (%) 19.3 14.7 2.1.2 Ximang Chất kết dính sử dụng ximang PCB40, tính chất lý ximang trình bày bảng Báng - Chỉ tiêu lý ximang Chỉ tiêu lý Đơn vị Giá trị Cường độ nén ngày 26 MPa ngày 34 28 ngày 44 Khối lượng riêng g/cm3 3,08 Độ mịn Blaine cm2/g 3760 Lượng nước yêu cầu % 27.5 Thời gian ninh kết Bắt đầu 130 Phút Kết thúc 165 Khối lượng tự nhiên kg/cm3 1250 2.1.3 Cát Cát dùng sử dụng cát sơng, có modun độ lớn 1.82 Cát có khối lượng riêng 2.62 g/cm3 khối lượng thể tích 1540 kg/m3 Thành phần cát dùng để thay thành phần đất nạo vét cấp phối vữa 2.2 Cấp phối Thành phần cấp phối vữa đất sử dụng với tỷ lệ ximang – cốt liệu 1-1, 1-2 1-3 theo khối lượng Tỷ lệ nước – ximang sử dụng 0.4 theo khối lượng Trong đó, thành phần cốt liệu hỗn hợp thành phần đất nạo vét xử lý cát với hàm lượng cát thay 20, 40, 60, 80 100% theo khối lượng Thành phần cấp phối trình bày bảng Nhóm Cấp phối 1-1 1-2 1-3 Cấp phối M1D0 M1D2 M1D4 M1D6 M1D8 M1D10 M2D0 M2D2 M2D4 M2D6 M2D8 M2D10 M3D0 M3D2 M3D4 M3D6 M3D8 M3D10 Cát (%) 100 80 60 40 20 100 80 60 40 20 100 80 60 40 20 Đất (%) 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 05.2017 Sét (%) 0.0 5.6 11.3 16.9 22.5 28.2 0.0 7.5 15.0 22.5 30.0 37.5 0.0 8.4 16.9 25.3 33.8 42.2 63 200 180 160 140 độ linh động (mm) 2.3 Phương pháp chuẩn bị mẫu thí nghiệm Thành phần nguyên liệu hỗn hợp bao gồm đất nạo vét xử lý nghiền mịn cát sau định lượng nhào trộn khoảng phút tạo thành hỗn hợp khô với tỷ lệ cát 0, 20, 40, 60 100% theo khối lượng Hỗn hợp cốt liệu tiếp tục nhào trộn khô với liều lượng ximang theo tỷ lệ ximang – cốt liệu – 1, – , – theo khối lượng Sau hỗn hợp vữa khô nhào trộn với nước theo TCVN 3121-2003 Độ linh động vữa đất xác định theo tiêu chuẩn TCVN 31213-2003 Thời gian bắt đầu ninh kết xác định theo TCVN 3121-9-2003 Lực bám dính vữa xác định theo 3121-12-2003 Độ co ngót khơ vữa xác định theo ASTM C596-96 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 3.1 Ảnh hưởng hàm lượng hạt sét chất kết dính đến khả linh động vữa Thành phần vữa đất sử dụng kết hợp thành phần đất nạo vét xử lý cát thực nghiệm xác định độ linh động với tỷ lệ cấp phối khác nhau, kết thực nghiệm trình bày hình 120 100 80 60 40 180 0.0 10.0 20.0 100 40.0 50.0 60.0 70.0 Hình – Mối quan hệ độ linh động tỷ lệ thành phần cấp phối nhóm 80 200 60 180 40 160 20 140 30.0 Hàm lượng sét (%) 120 100 80 60 40 Hàm lượng cát (%) 20 Hình – Mối quan hệ độ linh động hàm lượng cát thay vữa đất Kết thực nghiệm cho thấy, cấp phối với tỷ lệ Ximang – cốt liệu 1-1 đạt tính linh động 160 mm với cấp phối C1D0 Khi cấp phối sử dụng đất với hàm lượng tăng dần vữa có tính linh động xu hướng giảm dần Kết nhóm có độ linh động giảm dần đạt đến khoảng 110 mm với cấp phối C1D10 Các cấp phối nhóm cho thấy tính linh động vữa đất giảm dần đạt khoảng 130 mm với cấp phối M1D10 Với hàm lượng cát thay thành phần cốt liệu nhóm cho thấy tính linh động thấp so với cấp phối vữa đất nhóm Sự thay đổi lớn độ linh động hàm lượng hạt sét chứa đất có khả giữ nước cao Sự khác kết nhóm hàm lượng cát thay nhóm hàm lượng sét nhóm nhiều nên có khả giũ nước cao hơn, tính linh động giảm nhiều Điều tác động đến khả làm việc vữa đất thi cơng 05.2017 độ linh động (mm) độ linh động (mm) Nhóm 140 64 20 Nhóm 160 Tỷ lệ XM-Cốt liệu 1-1 Tỷ lệ XM-Cốt liệu 1-2 Tỷ lệ XM-Cốt liệu 1-3 120 100 80 y = ‐1.1793x + 171.83 R² = 0.8234 60 40 20 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 Hàm lượng sét (%) Hình – Mối quan hệ độ linh động hàm lượng hạt sét Các cấp phối nhóm cho thấy tỷ lệ thành phần ximang sử dụng tác động đến tính linh động vữa đất Hình Hàm lượng ximang giảm độ linh động vữa ximang tăng cấp phối C2D0 C3D0 Điều hàm lượng cốt liệu cát tăng lên làm vữa có khả làm việc tốt Kết tương tự so sánh với hàm lượng sét vữa với cấp phối C2D10 C3D10 Đồng thời, kết cho thấy giảm hàm lượng ximang cấp phối có chứa nhiều hạt sét có độ linh động tương đương Do Thời gian bắt đầu ninh kết (phút) 350 Nhóm 1 300 Nhóm 2 250 400 350 300 250 y = 3.5439x + 187.44 R² = 0.9338 200 150 100 50 200 150 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 Hàm lượng sét (%) 100 50 100 80 60 40 20 Hàm lượng cát (%) Hình – Mối quan hệ thời gian bắt đầu ninh kết hàm lượng cát thay 450 400 Thời gian bắt đầu ninh kết (phút) 450 Thời gian bắt đầu ninh kết (phút) đó, thành phần hạt sét đóng vai trị quan trọng việc thay đổi khả làm việc vữa đất Kết Hình trình bày ảnh hưởng hàm lượng hạt sét đến khả làm việc vữa với độ linh động thay đổi từ 120 – 180 mm cấp phối nhóm nhóm Mối quan hệ giảm tuyến tính hàm lượng hạt sét độ linh động cho thấy xác định hàm lượng sét vữa ta có khả lựa chọn thành phần cấp phối có độ linh động phù hợp Kết cho thấy tương đồng giá trị nhóm thực nghiệm 3.2 Ảnh hưởng hàm lượng hạt sét chất kết dính đến thời gian ninh kết vữa 350 300 250 200 Tỷ lệ XM-Cốt liệu 1-1 150 Tỷ lệ XM-Cốt liệu 1-2 100 Tỷ lệ XM-Cốt liệu 1-3 50 0.0 10.0 20.0 30.0 Hàm lượng sét (%) 40.0 50.0 Hình – Mối quan hệ thời gian bắt đầu ninh kết hàm lượng hạt sét Kết Hình trình bày hàm lượng cát thay cốt liệu làm thay đổi thời gian ban đầu ninh kết vữa Vữa ximang có thời gian bắt đầu ninh kết đạt khoảng 200 phút cấp phối C1D0 với tỷ lệ ximang – cát 1-1 Khi hàm lượng cát giảm dần vữa thời gian bắt đầu ninh kết có xu hướng tăng dần Cấp phối nhóm cho thấy thời gian tăng dần đến gần 350 phút nhóm tăng đến 300 phút với cấp phối dùng hoàn toàn đất xử lý với cấp phối C1D2, C1D10 M1D2, M1D10 Kết có xu hướng ngược lại với khả linh động vữa đất, nguyên nhân lượng sét vữa đất giữ nước làm kéo dài thời gian ninh kết vữa bên cạnh khả hydrat hạt ximang Các cấp phối nhóm sử dụng tỷ lệ ximang – cốt liệu khác cho thấy giá trị thời gian bắt đầu ninh kết có thay đổi Hình Hàm lượng ximang giảm thời gian bắt đầu ninh kết vữa tăng lên so sánh cấp phối C1D0, C2D0 C3D0 Xu hướng diễn ta tương tự hàm lượng sét tăng dần ứng với cấp phối C2D2, C2D4, C3D2, C3D4 Tuy nhiên, cấp phối có hàm lượng sét lớn 20% hàm lượng ximang ảnh hưởng đến thời gian bắt đầu ninh kết khơng cịn rõ ràng với cấp phối C2D10 3D10 Khi đó, hàm lượng sét ảnh hưởng đến thời gian bắt đầu ninh kết vữa Điều cho thấy, thành phần sét ảnh hưởng nhiều đến khả đóng rắn vữa đất Kết hình trình bày hàm lượng sét quan hệ tuyến tính với thời gian bắt đầu ninh kết Các kết nhóm cho giá trị tương đồng Mối quan hệ cho thấy vữa đất có thời gian bắt đầu ninh kết dài nhiều so với vữa truyền thống Do đó, sử dụng hàm lượng ximang cao không cải thiện nhiều đến khả bắt đầu ninh kết vữa 3.3 Ảnh hưởng hàm lượng hạt sét chất kết dính đến co ngót khơ vữa Quá trình kết hợp với nước đạt khả linh động bắt đầu ninh kết ảnh hưởng nhiều đến tính co ngót vữa, đặc biệt vữa sử dụng hàm lượng đất ahàm lượng sét cao Hình – Mối quan hệ độ thời gian bắt đầu ninh kết tỷ lệ thành phần cấp phối nhóm 05.2017 65 thấy lượng ximang giảm làm giảm phản ứng hóa học giảm co ngót cho vữa Tuy nhiên, hàm lượng hạt sét tăng dần co ngót vữa tăng nhanh Các cấp phối với tỷ lệ ximang thấp cho thấy co ngót cao so với cấp phối khác với hàm lượng hạt sét cao với cấp phối C2D10 C3D10 Khi đó, thành phần ximang có khả ổn định thành phần vữa đất khơng thể hạn chế co ngót khơ thành phần hạt sét gây Ta nhận thấy, thành phần hạt sét đóng vai trị quan trọng hình thành co ngót khơ vữa đất 1400 Nhóm 1 Nhóm 2 1000 800 2000 600 1800 400 1600 200 100 80 60 40 20 Hàm lượng cát (%) Hình – Mối quan hệ độ co ngót hàm lượng cát Vữa ximang có khả tự co ngót đạt khoảng gần 600μɛ sau ngày với cấp phối C1D0 M1D0 Q trình co ngót q trình co ngót khơ phản ứng hóa học ximang hydrát hóa Kết Hình cho thấy khia giảm dần hàm lượng cát co ngót vữa tăng dần Cấp phối nhóm cho thấy co ngót khơ tăng đến lần so với vữa ban đầu, đạt đến 1250μɛ với C1D10 cấp phối nhóm đạt khoảng 1050μɛ với M1D10 Sự khác cấp phối nhóm nhóm hàm lượng sét chênh lệch tạo Q trình co ngót vữa đất bao gồm q trình co ngót ximang co ngót thành phần hạt sét Sự thay đổi co ngót khơ tăng dần theo hàm lượng sét cho thấy thành phần tác động đến q trình có ngót rõ ràng Ảnh hưởng thành phần đóng vai trị quan trọng tạo có ngót khơ vữa đất 2000 1800 Co ngót khơ (micro strain) Co ngót khơ (micro strain) 1200 1200 1000 800 y = 5.313x ‐ 421.76 R² = 0.9131 600 400 200 0 100 400 500 0.3 Nhóm 1 0.25 1200 800 Lực bám dính (KG/cm2) 1000 Tỷ lệ XM‐Cốt liệu 1‐1 600 Tỷ lệ XM‐Cốt liệu 1‐2 400 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 Hàm lượng sét (%) Hình – Mối quan hệ co ngót khơ tỷ lệ thành phần cấp phối nhóm Kết Hình cho thấy hàm lượng ximang giảm dần có làm thay đổi co ngót khơ vữa ximang, nhiên thay đổi không nhiều Hàm lượng ximang giảm co ngót khơ vữa giảm dần, đạt khoảng 515 460μɛ với cấp phối C2D0 C3D0 Điều cho 05.2017 Nhóm 2 0.2 0.15 Tỷ lệ XM‐Cốt liệu 1‐3 200 66 300 Hình 10 – Mối quan hệ co ngót khơ hàm lượng hạt sét Ảnh hưởng rõ rệt thành phần hạt sét đến co ngót khơ có liên quan mật thiết đến thời gian bắt đầu ninh kết vữa Kết Hình 10 cho thấy mối quan hệ tuyến tính co ngót khơ thời gian bắt đầu ninh kết tất cấp phối nhóm nhóm Thành phần hạt sét ảnh hưởng đến khả đóng rắn hình thành co ngót vữa 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng hạt sét chất kết dính đến khả bám dính vữa 1400 200 Thời gian bắt đầu ninh kết (phút) 1600 Co ngót khơ (micro strain) 1400 0.1 0.05 100 80 60 40 20 Hàm lượng cát (%) Hình 11 – Mối quan hệ lực bám dính tỷ lệ thành phần cấp phối nhóm 0.3 TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] Định Công Sản nnk, (2006), Xói lở bồi lắng lịng sơng địa bàn tỉnh Vĩnh Long nghiên cứu diễn biến, định hướng giải pháp cơng trình chủ động địa bàn Mỹ Thuận Vĩnh Long, Tuyển tập kết khoa học công nghệ, Viện khoa học thủy lợi Miền Nam [2] Mai trọng Nhuận nnk, (1999) Đặc điểm địa chất môi trường đới bờ Cà MauBạc Liêu, Kỷ yếu hội nghị Môi trường Địa chất, tháng 9, Tokyo, Nhật Bản [3] Nguyễn Thị Thanh Huyền nnk, (2013) Đặc điểm trầm tích địa hóa mơi trường trầm tích dới bờ châu thổ sơng Cửu Long, Tạp chí Biển Việt Nam, Tháng 10, 10-15 [4] K Millrath, (2003) “Modifying Concrete Material with Beneficiated Dredged Material or Other Clayey Constituents,” Columbia University, New York, 2003 [5] J.-D Kim and et al., (2007) “Mechanical Properties of Controlled Low Strength Materials,” Korea Society of Hazard Mitigation, Vol 2, No 2, pp 35-44 [6] J Limeira, L Agullo and M Etxeberria, (2009) “Dredged Marine Sand in Concrete: An Experimental Section of a Harbor Pavement,” Construction and Building Materials, Vol 24, No 6, pp 863-870 [7] CEDA, (2010) “Dredged Material as a Resource: Options and Constrain,” CEDA information paper, June [8] A Maher, W.S Douglass, F Jafari and J Pecchioli, (2013) “The Processing and Beneficial Use of Fine-Grained Dredged Material: A Manual for Engineers Lực bám dính (KG/cm2) 0.25 Tỷ lệ XM‐Cốt liệu 1‐1 0.2 Tỷ lệ XM‐Cốt liệu 1‐2 Tỷ lệ XM‐Cốt liệu 1‐3 0.15 0.1 0.05 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 Hàm lượng sét (%) Hình 12 – Mối quan hệ co ngót khơ hàm lượng hạt sét Kết hình 11 cho thấy lực bám dính vữa đất giảm dần theo hàm lượng cát thay đổi Các cấp phối nhóm có lực bám dính thấp so với cấp phối nhóm so sánh cấp phối từ C1D2 đến C1D10 từ M1D2 đến M1D10 Nguyên nhân thành phần hạt sét tạo co ngót lớn nên cấp phối chứa nhiều hạt sét bám dính thấp Khi cấp phối sử dụng tỷ lệ ximang giảm lực bám dính vữa giảm dần Kết Hình 12 cho thấy hàm lượng sét tăng lực bám dính giảm dần với hàm lượng ximang khác Lực bám dính vữa giảm dần từ cấp phối C1D0 đến C2D0 C3D0 Thành phần hạt sét tăng dần cấp phối vữa làm độ bám dính vữa giảm dần Tuy nhiên hàm lượng sét nhiều cường độ bám dính cho thấy phụ thuộc hoàn toàn vào hàm lượng sét, cấp phối C1D10, C2D10 C3D10 Khi hàm lượng sét cao ảnh hưởng thành phần xiang khơng cịn nhiều, cấp phối gần tương đồng khả bám dính KẾT LUẬN Nghiên cứu ảnh hưởng thành phần hạt sét đến khả làm việc vữa đất dùng kết hợp cát đất nạo vét xử lý đạt kết -Ảnh hưởng đất đến thành phần vữa đất thành phần hạt sét chứa đất nạo vét Hàm lượng sét tăng độ linh động vữa giảm Vữa đất có độ linh động giảm đến 40% so với vữa ximang -Hàm lượng sét làm kéo dài thời gian bắt đầu ninh kết lần, tăng co ngót khơ lần, làm giảm khả bám dính vữa đất so với vữa ximang -Vữa đất có mối quan hệ tăng tuyến tính thời gian bắt đầu ninh kết có ngót khơ theo hàm lượng hạt sét -Với hàm lượng sét cao ảnh hưởng hàm lượng ximang đến thời gian bắt đầu ninh kết, co ngót lực bám dính giảm vữa giảm rõ rệt Việc sử dụng vữa đất xây dựng cần quan tâm đến hàm lượng hàm sét thích hợp nhằm giảm lượng ximang cấp phối 05.2017 67 ... hưởng tro bay, chất vô chứa bùn thải nạo vét dùng làm vật liệu 1.5 Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu khả tái sử dụng bùn thải nạo vét Kênh rạchdùng xây dựng giúp giảm chi phí xử lý vật liệu bùn thải nạo. .. hóa bùn thải nạo vét địa phương Tỉnh Kiên Giang -Nghiên cứu khả đóng rắn bùn thải nạo vét kết hợp với tro bay phù hợp dùng làm vật liệu xây dựng địa phương Tỉnh Kiên Giang -Nghiên cứu tính chất... xử lý vật liệu bùn thải nạo vét , tăng khả sử dụng vật liệu xây dựng. Từ đógiúp tái sử dụng vật liệu bùn thải nạo vét đáp ứng nhu cầu xây dựng phụ thuộc nhiều vào vật liệu tự nhiên Tỉnh Kiên Giang