LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU Nước ta được thiên nhiên ưu đãi với nguồn tài nguyên rất phong phú và đa dạng Trong công cuộc đổi mới đất nước hiện nay, nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn trong sự nghi[.]
LỜI NÓI ĐẦU Nước ta thiên nhiên ưu đãi với nguồn tài nguyên phong phú đa dạng Trong công đổi đất nước nay, nước ta đạt thành tựu to lớn nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Đóng góp vào thành cơng khơng thể khơng nói đến đóng góp to lớn ngành sản xuất lương khai thác khoáng sản như: ngành khai thác dầu mỏ, than đá, lượng điện, Bên cạnh mặt tích cực cịn tồn mặt tiêu cực vấn đề ô nhiễm môi trường vấn đề lớn ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống dân sinh cảnh quan đô thị Để thực mục tiêu phát triển bền vững phát triển kinh tế đất nước cần phải song song với việc bảo vê mơi trường Ở nước ta ngành khai thác khống sản ngành phát triển có ngành khai thác than Bên cạnh đóng góp to lớn cho kinh tế hệ lụy môi trường ngành tạo không nhỏ Theo ước tính Bộ Cơng Thương đến năm 2025, mỏ than Quảng Ninh thải môi trường 4,6 tỷ đất đá thải, hàng triệu m3 nước thải mỏ, lượng bụi lớn Nếu khơng có biện pháp xử lý tái sử dụng lượng đất đá thải khổng lồ tạo số vấn đề như: Lãng phí nguồn vật liệu, nhiễm môi trường, chiếm dụng quỹ đất để làm bãi đổ thải Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ ngành vật liệu xây dựng vấn đề tái chế sử dụng chất thải rắn ngành than khơng cịn vấn đề khó khăn Trên giới có số cơng trình nghiên cứu nhằm sử dụng loại vật liệu để sản xuất gạch như: Nga, Trung Quốc, Châu Âu, Sản phẩm từ có chất lượng tương đương với loại sản phẩm từ vật liệu truyền thống Ở nước ta bước đầu có số nhóm tác giả nghiên cứu nhằm tái sử dụng loại vật liệu Tuy nhiên để sử dụng hết triệt để lượng chất thải khổng lồ cần có thêm nhiều nghiên cứu độc lập nhằm tạo nhiều sản phẩm đa dạng áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác ngành sản xuất Với ý nghĩa đó, tác giả thực luận văn thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu sử dụng chất thải ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông Ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt – tỉnh Hải Dương” Trước hết, tác giả trân trọng cảm ơn tới thầy, cô giáo trường Đại học Thủy Lợi, khoa Cơng trình, mơn Vật liệu xây dựng, quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện cho tác giả trình học tập thực luận văn Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới hai thầy giáo TS Nguyễn Việt Cường TS Nguyễn Đình Trinh trực tiếp tận tình hướng dẫn suốt trình thực luận văn, cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết cho luận văn Tác giả gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, ủng hộ để tác giả đạt kết hôm Trong trình thu thập tài liệu nghiên cứu để hồn thành luận văn, tác giả khó tránh khỏi thiếu sót mong nhận bảo, góp ý thầy, bạn bè đồng nghiệp để luận văn thêm hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả Nguyễn Đức Vinh LỜI CAM ĐOAN Tên Nguyễn Đức Vinh, xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Những nội dung kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khoa học Tác giả Nguyễn Đức Vinh DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Loại CTR theo nguồn phát sinh khác Bảng 1.2: Ước tính chất thải rắn từ hoạt động khai thác than vào năm 2025 12 Bảng 1.3: Biến động độ che phủ rừng khu vực Hòn Gai – Cẩm Phả 15 Bảng 1.4 Diện tích khai trường, bãi thải diện tích đổ thải biển vùng Cẩm Phả .16 Bảng 1.5: So sánh ưu nhược điểm hai phương pháp đổ thải 17 Bảng 1.6: Chỉ tiêu hóa học đất khu vực bãi thải 19 Bảng 2.1: Các tiêu chuẩn Việt Nam sử dụng để nghiên cứu tính chất vật liệu đề tài 28 Bảng 2.2: Các tiêu chuẩn Việt Nam sử dụng nghiên cứu tính chất hỗn hợp bê tơng bê tông 29 Bảng 2.3: Tỷ lệ lượng dùng cát hỗn hợp cốt liệu 33 Bảng 2.4: Thành phần hạt cát tự nhiên theo TCVN 7570-2006 34 Bảng 2.5: Hàm lượng tạp chất cát tự nhiên quy định theo TCVN 7570-2006 36 Bảng 2.6: Hàm lượng ion Cl- cát tự nhiên theo TCVN 7570-2006 36 Bảng 2.7: Mác đá dăm từ đá thiên nhiên theo độ nén dập theo TCVN 75702006 37 Bảng 2.8: Yêu cầu độ nén dập sỏi sỏi dăm theo TCVN 7570-2006 38 Bảng 2.9: Thành phần hạt cốt liệu lớn theo TCVN 7570-2006 38 Bảng 2.10: Hàm lượng bùn, bụi, sét cốt liệu lớn theo TCVN 7570-2006 .39 Bảng 2.11 Sự phụ thuộc độ xốp vào kiểu xếp số điểm tiếp xúc hạt 41 Bảng 2.12: Sự phụ thuộc độ rỗng vào phối hợp cấp hạt 42 Bảng 2.13: Kết thí nghiệm tính chất lý xi măng Bút Sơn PCB30 48 Bảng 2.14: Kết phân tích thành phần hóa đá thải ngành than .50 Bảng 2.15: Kết thí nghiệm thành phần hạt CTT 51 Bảng 2.16: Kết thí nghiệm tính chất cốt liệu lớn Dmax = 20 mm 51 Bảng 2.17: Kết thí nghiệm tính chất cát vàng sông Lô .53 Bảng 2.18: Kết thí nghiệm thành phần hạt cát vàng sông Lô 54 Bảng 2.19: Độ sụt hỗn hợp bê tông 57 Bảng 2.20: Lượng nước dùng cho bê tơng (lít/m3 bê tơng) .57 Bảng 2.21: Hệ số chất lượng vật liệu A, A’ 59 Bảng 2.22: Bảng xác định hệ số dư vữa 61 Bảng 3.1: Thành phần cấp phối sở bê tông mác 20 MPa sử dụng cốt liệu lớn CTT .70 Bảng 3.2: Thành phần cấp phối độ sụt hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu lớn chất thải than Dmax = 20 mm .71 Bảng 3.3: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than tuổi ngày .73 Bảng 3.4: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tơng sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than tuổi ngày .73 Bảng 3.5: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than tuổi 28 ngày 74 Bảng 3.6: Thành phần cấp phối độ sụt hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu lớn đá thường Dmax = 20 mm 74 Bảng 3.7: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tơng sử dụng cốt liệu đá thường tuổi ngày 74 Bảng 3.8: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu đá thường tuổi ngày 75 Bảng 3.9: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu đá thường tuổi 28 ngày .75 Bảng 3.10: Kết thí nghiệm độ chống thấm bê tông mác 20 MPa sử dụng cốt liệu lớn CTT 79 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống quản lý chất thải rắn Hình 1.2: Hình ảnh mỏ than khai thác theo hình thức lộ thiên 22 Hình 1.3: Hình ảnh bãi thải ngành khai thác than Quảng Ninh .22 Hình 1.4: Hình ảnh bãi thải ngành khai thác than Quảng Ninh .22 Hình 1.5: Bãi thải đá xít thải mỏ Cao Sơn – tỉnh Quảng Ninh 22 Hình 1.6: Hình ảnh sản phẩm gạch bê tông block tự chèn sử dụng cốt liệu chất thải rắn- xít ngành khai thác than .26 Hình 2.1: Ảnh hưởng mức ngậm cát (m) với tính công tác hỗn hợp lượng dùng nước không thay đổi 32 Hình 2.2: Các kiểu xếp hạt cốt liệu 41 Hình 2.3: Bãi đá thải xí nghiệp sản xuất vơi cầu Nghìn – Thái Bình .49 Hình 2.4: Mẫu đá thải lấy xí nghiệp sản xuất vơi cầu Nghìn - Thái Bình 49 Hình 2.5: Mẫu đá sau nghiền 50 Hình 2.6: Mẫu đá thải than (bên trái) đá thường (bên phải) 50 Hình 2.7: Hình ảnh sàng đá .52 Hình 2.8: Thí nghiệm thành phần cấp phối đá 52 Hình 2.9: Sấy cốt liệu phịng thí nghiệm vật liệu trường Đại học Thủy Lợi53 Hình 2.10: Khn đường kính 150mm ép xác định độ nén dập cốt liệu lớn 53 Hình 2.11: Mẫu cát vàng sơng Lơ sấy .54 Hình 2.12: Thí nghiệm sàng cát máy phịng thí nghiệm trường Đại học Thủy Lợi 54 Hình 2.13: Các cỡ hạt sau sàng cát .55 Hình 2.14: Thí nghiệm sét cục cỡ hạt 2,5mm đến 5mm 55 Hình 2.15: Thí nghiệm sét cục cỡ hạt 1,25mm đến 2,5mm .55 Hình 2.16: Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích xốp cát .55 Hình 3.1: Mặt cắt ngang tuyến kè bên bờ tả cọc SST62 65 Hình 3.2: Mặt cắt kè bên bờ hữu SSH62 66 Hình 3.3: Các lát mái mái kè .67 Hình 3.4: Cốt thép lát mái 67 Hình 3.5: Chi tiết A 67 Hình 3.6: Chi tiết B 67 Hình 3.7: Đổ hỗn hợp bê tông vào côn thử độ sụt 72 Hình 3.8: Đo độ sụt hỗn hợp bê tông 72 Hình 3.9: Biểu đồ so sánh phát triển cường độ cường độ bê tông sử dụng cốt liệu đá CTT bê tông sử dụng cốt liệu đá thường 76 Hình 3.10: Hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu lớn CTT 77 Hình 3.11: Đổ hỗn hợp bê tông vào tổ khuôn 15x15x15 cm 77 Hình 3.12: Tạo mặt cho mẫu .77 Hình 3.13: Hỗn hợp bê tông đổ đầy, lèn chặt tạo mặt khn .77 Hình 3.14: Một tổ mẫu bê tơng cốt liệu CTT để thí nghiệm độ bền nén 78 Hình 3.15: Máy nén bê tơng phịng thí nghiệm trường Đại học Thủy Lợi 78 Hình 3.16: Mẫu bê tơng sử dụng cốt liệu lớn CTT dùng thí nghiệm xác định độ chống thấm 79 Hình 3.17: Một khoang chứa mẫu máy thí nghiệm xác định độ chống thấm bê tông 79 Hình 3.18: Mẫu lắp vào khoang chứa để thí nghiệm xác định độ chống thấm 79 Hình 3.19: Máy thí nghiệm xác định độ chống thấm bê tông trường Đại học Thủy Lợi 79 Hình 3.20: Sơ đồ công nghệ xử lý chất thải than 81 Hình 3.21: Máy cấp liệu rung 82 Hình 3.22: Máy sàng rung 82 Hình 3.23: Máy kẹp hàm 82 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHẤT THẢI CỦA NGÀNH KHAI THÁC THAN Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 1.1 Giới thiệu chất thải ngành khai thác than 1.1.1 Khái niệm chất thải rắn (CTR) .3 1.1.2 Chất thải ngành khai thác than 1.1.3 Chất thải ngành khai thác than khu vực tỉnh Quảng Ninh 13 1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng chất thải ngành khai thác than giới 22 1.3 Tình hình nghiên cứu sử dụng chất thải ngành khai thác than Việt Nam 24 1.4 Kết luận chương I .26 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .28 2.1 Phương pháp nghiên cứu 28 2.1.1 Các phương pháp tiêu chuẩn xác định tính chất lý vật liệu sử dụng 28 2.1.2 Các phương pháp nghiên cứu tính chất hỗn hợp bê tông bê tông .29 2.2 Lựa chọn vật liệu sử dụng nghiên cứu 30 2.2.1 Cốt liệu dùng cho bê tông .30 2.2.2 Ảnh hưởng cốt liệu đến tính chất bê tông hỗn hợp bê tông 40 2.2.3 Vật liệu sử dụng nghiên cứu 47 2.3 Phương pháp thiết kế thành phần cấp phối bê tông 56 2.3.1 Lựa chọn phương pháp thiết kế thành phần cấp phối bê tông 56 2.3.2 Tính tốn cấp phối bê tơng theo phương pháp Bolomey – Skramtaev 56 2.4 Kết luận chương II .61 CHƯƠNG THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG MÁC 20 MPA SỬ DỤNG CỐT LIỆU LÀ CHẤT THẢI CỦA NGÀNH KHAI THÁC THAN CHO KẾT CẤU MÁI KÈ SÔNG KẺ SẶT – TỈNH HẢI DƯƠNG .63 3.1 Sơ dự án công trình: Nạo vét xây dựng hệ thống kè hai bờ sông Sặt đoạn từ cầu Cậy đến cầu Cất .63 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 63 3.1.2 Địa hình, địa mạo 63 3.1.3 Mục tiêu nhiệm vụ cơng trình 64 3.1.4 Quy mô dự án 65 3.1.5 Hạng mục cơng trình kè bảo vệ bờ 65 3.2 Tính tốn thành phần cấp phối bê tơng mác 20 MPa sử dụng cốt liệu chất thải than 69 3.3 Các tính chất tiêu lý hỗn hợp bê tông bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than 71 3.3.1 Nghiên cứu tính cơng tác hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành than 71 3.3.2 Nghiên cứu tính chất bê tơng sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than 72 3.4 Đề xuất phương án sử dụng bê tơng có cốt liệu chất thải ngành khai thác than cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt – tỉnh Hải Dương 80 3.4.1 Dây chuyền công nghệ xử lý chất thải rắn ngành khai thác than .80 3.4.2 Ứng dụng vào sản xuất bê tông mác 20 MPa cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt .82 3.5 Kết luận chương III 85 KẾT LUẬN 86 KIẾN NGHỊ .88 DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT CTR : Chất thải rắn CTT : Chất thải than BT : Bê tông BTCT : Bê tông cốt thép BTXM : Bê tông xi măng X : Xi măng N : Nước CL : Cốt liệu CLL : Cốt liệu lớn C : Cát Đ : Đá CKD : Chất kết dính N X : Tỉ lệ nước xi măng C CKD : Tỷ lệ cát chất kết dính PCB : Xi măng Pooclăng hỗn hợp – Blended Porland Cements PC : Xi măng Pooclăng – Porland Cements PCC : Bê tông xi măng – Porland Cement Concrete ASTM : Tiêu chuẩn Mỹ - American Society of Testing and Masterials TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam D max : đường kính lớn cốt liệu tương ứng với cỡ sàng có lượng sót tích lũy nhỏ gần 10% D : đường kính nhỏ cốt liệu tương ứng với cỡ sàng có lượng sót tích lũy lớn gần 90% a% : Lượng sót riêng biệt A% : Lượng sót tích lũy M dl : Modun độ lớn ρ : Khối lượng riêng 76 Hình 3.9: Biểu đồ so sánh phát triển cường độ cường độ bê tông sử dụng cốt liệu đá CTT bê tông sử dụng cốt liệu đá thường Dựa vào kết thí nghiệm ta thấy: + Hỗn hợp bê tông bê tông sử dụng cốt liệu chất thải than đảm bảo yêu cầu kĩ thuật thiết kế lý thuyết ban đầu độ sụt cường độ bền nén + Sự phát triển cường độ bê tông sử dụng cốt liệu chất thải than khơng có khác biệt nhiều so với phát triển cường độ bê tông sử dụng cốt liệu đá thường Cường độ nén mẫu bê tông tuổi 28 ngày bê tông cốt liệu đá thải đá thường không khác nhiều khoảng 1% Theo kết nghiên cứu thu đề tài ta thấy bê tông sử dụng cốt liệu chất thải than đảm bảo yêu cầu kĩ thuật theo thiết kế mái kè sơng Kẻ Sặt Vì vậy, chất thải than sử dụng để chế tạo bê tông dùng kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt 77 Hình 3.10: Hỗn hợp bê tơng sử dụng cốt Hình 3.11: Đổ hỗn hợp bê tơng vào tổ liệu lớn CTT khn 15x15x15 cm Hình 3.12: Tạo mặt cho mẫu Hình 3.13: Hỗn hợp bê tơng đổ đầy, lèn chặt tạo mặt khn 78 Hình 3.14: Một tổ mẫu bê tơng cốt liệu Hình 3.15: Máy nén bê tơng phịng CTT để thí nghiệm độ bền nén thí nghiệm trường Đại học Thủy Lợi 3.3.2.2 Xác định độ chống thấm bê tông sử dụng cốt liệu CTT Ta tiến hành đúc mẫu hình trụ có đường kính 150 mm, bảo dưỡng điều kiện thường theo tiêu chuẩn TCVN 3105 – 1993 để thí nghiệm xác định độ chống thấm bê tông tuổi 28 ngày theo tiêu chuẩn TCVN 3116 – 1993 * Cách tiến hành thí nghiệm: + Sấy nóng áo mẫu lấy mỡ bi oto paraphin đun chảy quét lên xung quanh thành mẫu ép mẫu vào áo thép cho khe hở chúng lấp đầy hoàn toàn mỡ đặc paraphin + Kẹp chặt sáu áo có mẫu thử vào bàn máy gioăng cao su bulong hãm Bơm nước cho đầy ống khoang chứa, mở van xả hết khơng khí mẫu thử cột nước bơm, sau đóng van xả khí + Bơm nước tạo áp lực tăng dần cấp, cấp daN/cm2 Thời gian giữ mẫu cấp áp lực 16 + Tiến hành tăng áp tới thấy mặt viên mẫu có xuất nước xuyên qua Khi khóa van ngừng thử viên mẫu bị nước xuyên qua Sau tiếp tục thử viên cịn lại Ngừng thử toàn viên bị nước thấm qua 79 * Kết thí nghiệm độ chống thấm mẫu: Sau tiến hành thực theo bước ta thu kết thể bảng 3.10: Bảng 3.10: Kết thí nghiệm độ chống thấm bê tơng mác 20 MPa sử dụng cốt liệu lớn CTT Tên mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 Áp lực bị nước xuyên 6 6 qua, daN/cm2 Độ chống thấm bê B4 tơng Từ kết thí nghiệm ta thu mức chống thấm bê tông mác 20 MPa sử dụng cốt liệu lớn CTT tuổi 28 ngày là: B4 Hình 3.16: Mẫu bê tông sử dụng cốt liệu lớn CTT dùng thí nghiệm xác định độ chống thấm Hình 3.17: Một khoang chứa mẫu máy thí nghiệm xác định độ chống thấm bê tơng Hình 3.18: Mẫu lắp vào khoang chứa để thí nghiệm xác định độ chống thấm Hình 3.19: Máy thí nghiệm xác định độ chống thấm bê tông trường Đại học Thủy Lợi 80 3.4 Đề xuất phương án sử dụng bê tơng có cốt liệu chất thải ngành khai thác than cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt – tỉnh Hải Dương 3.4.1 Dây chuyền công nghệ xử lý chất thải rắn ngành khai thác than Qua q trình thí nghiệm xác định thành phần hóa, thành phần khoáng hỗn hợp chất thải rắn ngành than với thí nghiệm xác định tiêu lý tiến hành sản xuất thử thí nghiệm bê tơng sử dụng cốt liệu loại cho thấy chúng đáp ứng yêu cầu chất lượng sử dụng làm nguyên vật liệu cho sản xuất bê tơng ngồi thực tế nói chung cho kết cấu mái kè sơng Kẻ Sặt nói riêng Tuy nhiên qua trình khảo sát lấy mẫu bãi thải xí nghiệp sản xuất vơi Cầu Nghìn – Thái Bình tác giả nhận thấy kích thước đá thải vơ đa dạng có lượng lớn đá có kích thước lớn 70 mm Vì cịn nhiều hạn chế thời gian thực luận văn nên tác giả chưa thể đánh giá xác hàm lượng kích thước cỡ đá lớn Vì để sử dụng nguồn chất thải rắn khổng lồ làm ngun liệu để sản xuất bê tơng địi hỏi dây chuyền nghiền, sàng tuyển đồng cấp hạt vật liệu sau nghiền Việc nghiền, sàng tuyển cung cấp cho ta cấp hạt phù hợp theo yêu cầu để chế tạo bê tơng, qua dễ dàng phối trộn, tối ưu để đạt cấp hạt theo mong muốn Ngoài ra, việc đồng cấp hạt sau nghiền cho ta hỗn hợp vật liệu đồng chất lượng, độ ẩm, Do tác giả tham khảo số tài liệu để đưa sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý chất thải than đây: Vật liệu đá dạng lớn từ máy cấp liệu rung chuyển vào máy nghiền kẹp hàm nghiền thô theo tốc độ bình qn, tiếp vật liệu vật liệu đá băng tải cao su vận chuyển đến máy nghiền tác động nghiền lần nữa, sau nghiền mịn từ băng tải cao su chuyển vào sàng rung, sàng phân loại cỡ đá khác nhau, để phù hợp với yêu cầu cỡ hạt, sau sản xuất thành phẩm băng tải cao su chuyển đến kho chứa đồng cốt liệu; chưa đạt yêu cầu băng tải cao su chuyển đến máy nghiền tác động nghiền lại, trở thành tuần hồn mạch kín nhiều lần Cỡ hạt thành phẩm tổ hợp phân cấp theo yêu cầu sản xuất, để bảo vệ môi trường, phối hợp với thiết bị hút bụi hỗ trợ 81 Hình 3.20: Sơ đồ cơng nghệ xử lý chất thải than 1- Xe tải; 2- Chất thải than; 3- Xe xúc lật; 4- Bunke chứa; 5- Máy cấp liệu rung; 6- Máy nghiền kẹp hàm; 7- Máy sàng rung; 8,9,10- Kho chứa, đồng cốt liệu lớn; 11- Kho chứa, đồng cốt liệu nhỏ 82 Hình 3.21: Máy cấp liệu rung Hình 3.22: Máy sàng rung Hình 3.23: Máy kẹp hàm 3.4.2 Ứng dụng vào sản xuất bê tông mác 20 MPa cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt Sản phẩm cuối dây chuyền xử lý chất thải than cung cấp đa dạng nhiều loại cốt liệu lớn theo u cầu sản phẩm cơng trình khác Đối với cơng trình mái kè sơng Kẻ Sặt yêu cầu cốt liệu lớn theo thiết kế đá 1x2 cm, nên sử dụng loại cốt liệu lớn chất thải than thay cốt liệu lớn đá dăm 1x2 cm thông thường cho bê tông lát mái mái kè sông Kẻ Sặt 83 cốt liệu lớn phải sàng phối trộn hợp lý để có loại cốt liệu lớn có yêu cầu kỹ thuật tương đương với loại cốt liệu lớn đá dăm x cm thông thường quy định thiết kế, cốt liệu đưa tới trạm trộn bê tông tự động trộn thủ công để chế tạo bê tông Tại trạm trộn ta tiến hành trộn bê tông theo cấp phối chuẩn thiết kế chương Tùy theo công nghệ trạm trộn mà có hiệu chỉnh cấp phối cho hợp lý Lưu ý, cấp phối ta tính chương cấp phối với khối lượng cát, đá trạng thái khô sấy phịng thí nghiệm nên thi cơng ngồi trường ta cần phải hiệu chỉnh lại khối lượng theo độ ẩm thực tế chúng + Đơn vị thi cơng phải có biện pháp thực cân đong xác vật liệu cho vào trộn bê tông phù hợp với quy định trị số sai lệch cho phép sau: - Xi măng, phụ gia, nước ± 2% so với khối lượng - Cát, Đá ± 3% so với khối lượng Trong q trình thi cơng, thấy độ sụt lượng ngậm nước cát, đá (độ ẩm) thay đổi phải điều chỉnh liều lượng pha trộn + Khi trộn hỗn hợp bê tông, đơn vị thi công phải dùng máy để trộn bê tông, khối lượng q nhỏ khơng thể trộn máy trộn thủ công phải giám sát chủ đầu tư cho phép Khi trộn hỗn hợp bê tông máy, thủ công phải tuân theo tiêu chuẩn TCVN4453 - 1995 quy phạm QPTL D6 – 76 đồng thời phải theo quy định sau: - Thể tích tồn vật liệu đổ vào máy trộn cho lần trộn phải phù hợp với dung tích quy định máy, thể tích chênh lệch khơng vượt q ± 10% - Trình tự đổ vật liệu vào máy trộn thời gian trộn phải tuân theo tiêu chuẩn TCVN4453 – 1995 quy phạm QPTL D6 – 78 - Không tự ý tăng, giảm tốc độ quay máy trộn so với tốc độ quy định loại máy - Cần phải kiểm tra độ sụt (độ dẻo) hỗn hợp bê tông khỏi máy để kịp thời hiệu chỉnh tỷ lệ N/X thiết kế thành phần cấp phối bê tông 84 Sau trộn xong bê tông vận chuyển xe chuyên dụng hay thủ công tới khu vực thi cơng đúc lát mái có hình dạng kích thước theo thiết kế 0,5x0,5x0,12 m Khu vực thi cơng đúc bê tơng đúc nhà xưởng khu bãi công trường, bê tông bảo dưỡng theo tiêu chuẩn thiết kế Các công tác khác như: công tác ván khuôn công tác cốt thép tuân theo thiết kế + Khi vận chuyển hỗn hợp bê tông, đơn vị thi công cần tuân thủ theo quy định tiêu chuẩn TCVN4453 – 1995 quy phạm QPTL D6 – 78 đồng thời phải theo quy định sau: - Công cụ phương pháp vận chuyển phải đảm bảo cho hỗn hợp bê tông không bị phân lớp, không bị nước xi măng thay đổi tỷ lệ N/X ảnh hưởng thời tiết - Năng lực phương tiện vận chuyển phải bố trí tương ứng với lực trộn đầm để hỗn hợp bê tông không bị ứ đọng + Trong q trình đổ bê tơng, đơn vị thi cơng phải có trách nhiệm giám sát chặt chẽ trạng ván khn, giằng chống cốt thép để có biện pháp xử lý kịp thời có cố xảy + Việc phân chia khối đổ, chiều dày lớp đổ hỗn hợp bê tông, đơn vị thi công phải vào lực trộn, cự li vận chuyển, lực đầm, điều kiện thời tiết đặc biệt tính chất kết cấu mà định trường hợp cụ thể: - Trường hợp đổ bê tơng móng - Trường hợp đổ bê tông tường - trường hợp đổ bê tông dầm, giằng, cột, sàn, + Khi đổ hỗn hợp bê tông phải đảm bảo quy định sau: - Không làm sai lệch vị trí cốt thép, vị trí, kích thước ván khuôn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép - Không dùng đầm hỗn hợp bê tông để san bê tông - Hỗn hợp bê tông phải đổ liên tục hoàn thành khối đổ 85 - Ngoài quy định nêu trên, đơn vị thi cơng cịn phải tn theo quy định kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN4453 – 1993 quy phạm QPTL D6 -78 + Sau đổ, bê tông phải bảo dưỡng điều kiện có độ ẩm, nhiệt độ cần thiết để đóng rắn ngăn ngừa ảnh hưởng có hại trình đóng rắn bê tơng + Bảo dưỡng ẩm q trình giữ cho bê tơng có đủ độ ẩm cần thiết để ninh kết đóng rắn tạo hình Phương pháp quy trình bảo dưỡng phải thực theo TCVN5529 – 1991 “ Bê tông nặng – Yêu cầu bảo dưỡng ẩm tự nhiên” + Trong thời gian bảo dưỡng, bê tông phải bảo vệ chống tác động học rung động, lực xung kích, tải trọng tác động có khả gây hư hại khác 3.5 Kết luận chương III Ở chương III ta giới thiệu tổng quan cơng trình sơng kẻ sặt về: quy mơ, nhiệm vụ, biện pháp cơng trình,… Qua kết tính tốn thí nghiệm ta thu thành phần cấp phối bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành than, tính chất hỗn hợp bê tông bê tông sử dụng chất thải than Và đến kết luận chất thải than sử dụng làm cốt liệu cho bê tông với chất lượng bê tơng khơng có khác biệt nhiều so với loại bê tông sử dụng cốt liệu thong thường Đề biện pháp để đưa chất thải than trở thành cốt liệu sử dụng cho cơng trình kè sơng Kẻ Sặt 86 KẾT LUẬN Trên sở kết thu trình nghiên cứu trình bày luận văn này, tác giả xin đưa số kết luận sau: Về đánh giá tổng quan việc xử lý chất thải rắn trình khai thác than Việt Nam Nền công nghiệp khai thác tuyển than nước ta nói chung Quảng Ninh nói riêng thải môi trường lượng lớn chất thải rắn làm ảnh hưởng xấu tới môi trường sống người dân Nhưng chưa có đề xuất hay dự án xử lý có hiệu cho vấn đề này, giải pháp dừng lại việc phòng chống, khắc phục tạm thời Về đánh giá tính chất cốt liệu Dựa kết phân tích thành phần hóa, thành phần khống tính chất lý cốt liệu rút nhận xét: + Với cốt liệu lớn chất thải than cho kết tương tự loại đá thông thường đảm bảo tiêu theo tiêu chuẩn đánh giá cốt liệu cho bê tông TCVN 7572-2006 + Hàm lượng Cl- đá thấp nên khơng gây ăn mịn cho cốt thép bê tông + Hàm lượng SO thấp không gây phá hoại cấu trúc bê tông Về công nghệ xử lý chất thải than làm nguyên liệu cho bê tông Tác giả đề xuất dây chuyền xử lý chất thải than tương tự dây chuyền nghiền sàng đá có thị trường Một điểm cần ý sản phẩm sau thu sau nghiền sàng đưa kho đồng để đảm bảo chất lượng đồng cho trình sử dụng Về khả ứng dụng cho cơng trình xây dựng nói chung cơng trình kè sơng Kẻ Sặt nói riêng + Dựa vào kết nghiên cứu cho thấy việc sử dụng chất thải than làm cốt liệu cho bê tơng hồn tồn thực Bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than có khả ứng dụng vào thực tế cao Do cốt liệu từ 87 chất thải than có giá thành rẻ so với vật liệu loại mà đảm bảo theo yêu cầu kĩ thuật bê tông Tuy nhiên, loại đá chất thải than sản phẩm phong hóa thời gian thực luận văn cịn có hạn nên chưa thể nghiên cứu độ ổn định độ bền lâu loại cốt liệu theo khuyến cáo đề tài ta sử dụng vào hạng mục cơng trình sử dụng bê tơng mác thấp từ 20 ÷ 30 MPa , sử dụng để chế tạo kết cấu bê tông đúc sẵn như: gạch bê tông, gạch bê tơng trang trí, gạch block, bê tơng lát bảo vệ mái cơng trình thủy lợi (đê, đập, mái kè, ), sử dụng vào sản xuất bê tông bảo vệ mái bê tơng đáy cơng trình kênh dẫn nước, + Trong trình nghiên cứu vấn đề áp dụng bê tông sử dụng chất thải than cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt đề tài thu kết sau: - Kết nghiên cứu tính chất lý cốt liệu lớn phù hợp theo yêu cầu kĩ thuật tiêu chuẩn TCVN 7570-2006 theo yêu cầu kỹ thuật thuyết minh thiết kế cơng trình Vì vậy, cốt liệu lớn chất thải than sử dụng thay cốt liệu lớn đá thông thường sử dụng để đúc bê tông lát mái mái kè - Qua q trình nghiên cứu tính tốn cấp phối chuẩn tiến hành trộn đúc mẫu để thí nghiệm tính chất hỗn hợp bê tơng bê tông mác 20 MPa theo cấp phối tính tốn theo lý thuyết sử dụng cốt liệu lớn chất thải than cho thấy độ sụt cường độ nén bê tông tuổi ngày, ngày, 28 ngày hoàn toàn đáp ứng yêu cầu độ sụt cường độ nén bê tông sử dụng cho kết cấu mái kè theo thuyết minh thiết kế 88 KIẾN NGHỊ Trong thời gian nghiên cứu , tác giả thực nghiên cứu tính chất lý vật liệu chế tạo bê tơng mác M20 nói chung tính chất lý cốt liệu lớn chất thải ngành khai thác than nói riêng, tính tốn thiết kế thành phần cấp phối cho bê tông mác M20, nghiên cứu tính chất hỗn hợp bê tơng bê tông mác M20 sử dụng cốt liệu lớn chất thải than ứng dụng vào chế tạo bê tông lát mái dùng hạng mục mái kè cơng trình: Nạo vét xây dựng hệ thống kè hai bờ sông Sặt đoạn từ cầu Cậy đến cầu Cất tỉnh Hải Dương Qua xin đề xuất số kiến nghị sau: + Nghiên cứu sâu mặt khoa học để có sở vững việc sử dụng chất thải làm nguyên liệu cho bê tông + Tiếp tục nghiên cứu tính chất cốt liệu sản xuất từ chất thải ngành khai thác than tính chất bê tông, hỗn hợp bê tông sản xuất từ loại vật liệu để xây dựng nên dẫn kỹ thuật sử dụng loại vật liệu + Mở rộng nghiên cứu ứng dụng làm sản phẩm khác, thiết kế mác bê tông khác sử dụng loại cốt liệu để áp dụng vào hạng mục, kết cấu khác cơng trình thủy lợi, giao thơng, xây dựng dân dụng công nghiệp cách đầy đủ đa dạng + Trong trình nghiền sản xuất cốt liệu lớn ta thấy có lượng tương đối lớn hạt mịn có đường kính hạt < 5mm khoảng 10% Bề mặt loại hạt nhám, có góc cạnh nên độ hút nước cao, tính bám dính tốt sử dụng thay cốt liệu nhỏ bê tông Do thời gian thực luận văn cịn có hạn nên tác giả chưa thể sâu nghiên cứu Trong thời gian tới tác giả tiếp tục nghiên cứu vấn đề + Nghiên cứu công nghệ để sản xuất cốt liệu từ đá thải than quy mơ cơng nghiệp để đưa kết nghiên cứu từ lý thuyết áp dụng vào thực tế cách rộng rãi TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] - IU.M.Bazenov, Bạch Đình Thiên, Trần Ngọc Tính (2004), Cơng nghệ bê tơng Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [2] - Trịnh Bá Biển (2013), Nghiên cứu thiết kế thành phần cấp phối bê tông mác tới 70 MPa sử dụng xây dựng công trình thủy lợi, Luận văn tốt nghiệp cao học ngành xây dựng cơng trình thủy, Trường Đại học Thủy Lợi Hà Nội, Hà Nội [3] - Công ty TNHH MTV Hợp Thành, Tư vấn khảo sát, lập thiết kế vẽ thi cơng dự tốn cơng trình: Nạo vét xây dựng hệ thống kè hai bờ sông Sặt đoạn từ SST50 + 108 đến SST56 + 129 – Thuộc dự án đầu tư xây dựng hệ thống kè hai bờ sông Sặt đoạn từ cầu Cậy đến cầu Cất [4] - Nguyễn Quang Cung cộng (2002), Báo cáo tóm tắt đề tài Nghiên cứu cát nhân tạo sử dụng bê tông vữa xây dựng, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ, Hội đồng Khoa học Công nghệ cấp nhà nước, Hà Nội, tháng năm 2002 [5] - Hội vật liệu xây dựng Việt Nam (2010), Nghiên cứu sản xuất vật liệu từ đá xít thải nhà máy tuyển than, http://www.hoivlxdvn.org.vn/index.php?module=khcntDetail&newsId=416, truy cập ngày 2/7/2014 [6] - Hoàng Minh Hùng (2010), Nghiên cứu sản xuất vật liệu xây dựng từ xít thải nhà máy tuyển than, http://vinamin.vn/modules.php?name=Content&op=details&mid=1531, truy cập ngày 2/7/2014 [7] - Võ Đình Long, Nguyễn Văn Sơn (2008), Tập giảng quản lý chất thải rắn chất thải nguy hại, Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh, 112 trang [8] - Trần Miên (2012), Cải tạo phục hồi môi trường bãi thải mỏ than điều kiện Việt Nam, http://www.nangluongvietnam.vn/news/vn/khoa-hoc-nang-luong/cong-nghiepthan/cai-tao-phuc-hoi-moi-truong-bai-thai-mo-than-trong-dieu-kien-viet-nam.html, truy cập ngày 2/7/2014 [9] - Trần Đại Nghĩa, Nguyễn Huy Bình, Hồng Đức Nam, Dự án nghiên cứu sử dụng chất thải rắn – SIT mỏ than Thái Nguyên làm nguyên liệu sản xuất Block bê tơng trang trí tự chèn, Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội, Hà Nội [10] - Sở tài nguyên môi trường tỉnh Thừa Thiên Huế (2012), Những tác động tiêu cực đến môi trường hoạt động khai thác khoáng sản, Website: http://stnmt.thuathienhue.gov.vn/?gd=1&cn=136&newsid=8-0-326, truy cập ngày 2/7/2014 [11] - Đinh Mạnh Tú (2006), Hiểm họa từ bãi thải ngành than, http://www.tienphong.vn/xa-hoi/hiem-hoa-tu-cac-bai-thai-cua-nganh-than58463.tpo, truy cập ngày 2/7/2014