Nghiên cứu ảnh hưởng của tro bay tại nhà máy nhiệt điện số 3 duyên hải, trà vinh đến một số tính chất của btxm làm mặt đường ô tô đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NĂM 2019 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TRO BAY TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SỐ - DUYÊN HẢI, TRÀ VINH ĐẾN MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA BTXM LÀM MẶT ĐƯỜNG Ơ TÔ Sinh viên thực Võ Minh Khoa Trịnh Văn Hòa Cao Nguyễn Vĩnh Khang Vũ Duy Thanh Võ Thanh Dũng Lớp: Cầu đường Anh K56 Lớp: Cầu đường Anh K56 Lớp: Cầu đường Anh K56 Lớp: Cầu đường Anh K56 Lớp: Cầu đường K56 Giảng viên hướng dẫn: Tiến sĩ Nguyễn Đức Trọng Khoa: Cơng trình Khoa: Cơng trình Khoa: Cơng trình Khoa: Cơng trình Khoa: Cơng trình TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NĂM 2019 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TRO BAY TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SỐ – DUYÊN HẢI TRÀ VINH ĐẾN MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA BTXM LÀM MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ Sinh viên thực Võ Minh Khoa Nam, Nữ: Nam Lớp: Cầu đường Anh K56 Khoa: Cơng trình Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Dân tộc: Kinh Năm thứ 4/4,5 năm Trịnh Văn Hòa Nam, Nữ: Nam Lớp: Cầu đường Anh K56 Khoa: Công trình Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thông Dân tộc: Kinh Năm thứ 4/4,5 năm Cao Nguyễn Vĩnh Khang Nam, Nữ: Nam Lớp: Cầu đường Anh K56 Khoa: Cơng trình Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Dân tộc: Kinh Năm thứ 4/4,5 năm Vũ Duy Thanh Nam, Nữ: Nam Lớp: Cầu đường Anh K56 Khoa: Cơng trình Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Dân tộc: Kinh Năm thứ 4/4,5 năm Võ Thanh Dũng Nam, Nữ: Nam Lớp: Cầu đường K56 Khoa: Cơng trình Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Dân Tộc: Kinh Năm thứ 4/4,5 năm Giảng viên hướng dẫn: Tiến sĩ Nguyễn Đức Trọng TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng tro bay nhà máy nhiệt điện số – Duyên Hải, Trà Vinh đến số tính chất bê tông xi măng làm mặt đường ô tô” - Sinh viên thực hiện: Võ Minh Khoa Lớp: Cầu đường Anh K56, Khoa: Cơng trình Năm thứ: Cao Nguyễn Vĩnh Khang Lớp: Cầu đường Anh K56, Khoa: Cơng trình Năm thứ: Trịnh Văn Hòa Số năm đào tạo: 4,5 Lớp: Cầu đường Anh K56, Khoa: Cơng trình Năm thứ: Võ Thanh Dũng Số năm đào tạo: 4,5 Lớp: Cầu đường Anh K56, Khoa: Cơng trình Năm thứ: Vũ Duy Thanh Số năm đào tạo: 4,5 Số năm đào tạo: 4,5 Lớp: Cầu đường K56, Khoa: Cơng trình Năm thứ: Số năm đào tạo: 4,5 - Người hướng dẫn: Tiến sĩ Nguyễn Đức Trọng Mục tiêu đề tài: Phân tích nghiên cứu ảnh hưởng tro bay loại F (màu vàng) nhà máy nhiệt điện số Duyên Hải, Trà Vinh đến tính chất bê tơng xi măng xây dựng đường ô tô Xác định hàm lượng tro bay hợp lý sử dụng thay xi măng bê tông làm mặt đường ô tô Đánh giá hiệu kinh tế sử dụng tro bay để thay xi măng làm bê tông cho mặt đường tơ Tính sáng tạo: Nghiên cứu sử dụng tro bay thay xi măng xây dựng mặt đường ơtơ, có ý nghĩa lý thuyết, thực tiễn, góp phần xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật giảm thiểu tác động đến môi trường điều kiện nước ta có hàng triệu tro bay thải năm từ nhà máy nhiệt điện Kết nghiên cứu: Việc nghiên cứu sử dụng tro bay sản xuất BTXM giới Việt Nam chứng minh hiệu tích cực Qua nghiên cứu thực nghiệm phịng cho thấy sử dụng hàm lượng tro bay hợp lý mang lại hiệu kinh tế - kỹ thuật - môi trường Khi sử dụng từ 10-20% tro bay thay xi măng cải thiện đáng kể tính chất bê tơng làm mặt đường ô tô, đặc biệt Ru, Rec E Vì nên sử dụng từ 10-20% tro bay thành phần chất kết dính để đảm bảo u cầu kỹ thuật làm đường tơ Đóng góp mặt kinh tế - xã hội, giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Kết thực nghiệm cho thấy BTXM sử dụng hàm lượng tro bay hợp lý mang lại hiệu kinh tế cho công trình đặc biệt giảm nguy gây nhiễm môi trường Công bố khoa học sinh viên từ kết nghiên cứu đề tài: Đề xuất sử dụng tro bay với hàm lượng 20% để thay xi măng bê tông làm mặt đường ô tô hàm lượng này, BTXM đảm bảo yêu cầu kỹ thuật bê tơng khơng dùng tro bay mà cịn tạo hiệu kinh tế cho cơng trình Tp.Hồ Chí Minh, Ngày 16 tháng năm 2019 Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài Tp.Hồ Chí Minh Ngày 16 tháng năm 2019 Người hướng dẫn (ký, họ tên) MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU I DANH MỤC HÌNH ẢNH II DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT III MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Bố cục đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG XI MĂNG SỬ DỤNG TRO BAY TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ 1.1 Tổng quan bê tông xi măng tro bay 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Các ưu điểm bê tông xi măng tro bay 1.1.4 Vật liệu chế tạo BTXM 12 1.2 Các nghiên cứu ứng dụng tro bay sản xuất bê tông xi măng 17 1.2.1 Trên giới 17 1.2.2 Tại Việt Nam 18 1.3 Các yêu cầu mặt đường bê tông xi măng 20 1.4 Kết luận chương 22 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TİÊU KỸ THUẬT CỦA BÊ TÔNG Xİ MĂNG TRO BAY 23 2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bê tông xi măng 23 2.1.1 Xi măng 23 2.1.2 Thành phần hạt cốt liệu 23 2.1.3 Thể tích lỗ rỗng bê tông: 24 2.1.4 Tỷ lệ nước/xi măng: 24 2.1.5 Ảnh hưởng công tác trộn đầm nén hỗn hợp bê tông 24 2.2 Lý thuyết cấp phối 24 2.3 Các phương pháp thiết kế thành phần BTXM 28 2.3.1 Thiết kế thành phần bê tơng theo phương pháp thể tích tuyệt đối dùng công thức Bolomey- Skramtaev 28 2.3.2 Thiết kế thành phần bê tông theo TCXDVN 322:2004 29 2.3.3 Thiết kế thành phần bê tông theo định số 778/1998/QĐ-BXD: 29 2.4 Các phương pháp xác định tiêu lý hỗn hợp bê tông xi măng 30 2.4.1 Xác định độ sụt hỗn hợp bê tông 30 2.4.2 Xác định độ công tác hỗn hợp bê tông 32 2.4.3 Xác định khối lượng thể tích hỗn hợp bê tông 34 2.4.4 Xác định khối lượng riêng, độ chặt độ rỗng bê tông 35 2.4.5 Xác định độ chống thấm bê tông 36 2.4.6 Xác định cường độ chịu nén bê tông 38 2.4.7 Xác định cường độ chịu kéo uốn kéo dọc trục bê tông 39 2.4.8 Xác định lực liên kết bê tông cốt thép 41 2.3.9 Xác định độ co ngót bê tông 42 2.4.10 Xác định cường độ ép chẻ 44 2.4.11 Xác định Module đàn hồi nén tĩnh bê tông 46 2.5 Kết luận chương 49 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG TRO BAY ĐỂ CHẾ TẠO BÊ TÔNG XI MĂNG LÀM MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ 50 3.1 Đặt vấn đề 50 3.2 Phương pháp kế hoạch thực nghiệm 50 3.3 Vật liệu chế tạo bê tông xi măng 51 3.3.1 Xi măng 51 3.3.2 Tro bay 53 3.3.3 Cốt liệu 53 3.3.4 Phụ gia 56 3.4 Kết thực nghiệm đánh giá 56 3.4.1 Độ sụt 56 3.4.2 Cường độ chịu nén 57 3.4.3 Cường độ chịu kéo uốn 59 3.4.4 Cường độ ép chẻ 62 3.3.5 Module đàn hồi 65 3.5 Quan hệ cường độ chịu nén Rn với cường độ chịu kéo uốn Ru cường độ chịu ép chẻ Rec 66 3.6 Đánh giá hiệu kinh tế 67 3.7 Kết luận chương 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 Kết luận 71 Kiến nghị 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 I DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các tiêu chất lượng xi măng Portland hỗn hợp (PCB) Bảng 1.2: Thành phần hạt đá theo tiêu chuẩn TCVN 7570:2006 Bảng 1.3: Thành phần hạt cát theo tiêu chuẩn TCVN 7570:2006 Bảng 1.4: Hàm lượng tạp chất cát theo tiêu chuẩn TCVN 7570:2006 Bảng 1.5: Chỉ tiêu chất lượng tro bay dùng cho bê tông vữa xây Bảng 1.6: Trị số tính tốn loại BTXM xây dựng đường ôtô Bảng 1.7: Các tiêu lý độ sụt BTXM mặt đường tơ Bảng 2.1: Kích thước hệ số chuyển đổi Bảng 3.1: Thành phần vật liệu chế tạo bê tơng xi măng Bảng 3.2: Các đặc tính xi măng đa dụng Insee Power-S Bảng 3.3: Các tiêu tro bay loại F lấy từ nhà máy nhiệt điện số – Duyên Hải, Trà Vinh Bảng 3.4: Thành phần hạt cát Bảng 3.5: Thành phần hạt đá Bảng 3.6: Kết đo độ sụt tổ mẫu theo hàm lượng tro bay chất kết dính Bảng 3.7: Chi phí vật tư (chưa bao gồm VAT) BTXM cường độ 36Mpa khơng dùng tro bay Bảng 3.8: Chi phí vật tư (chưa bao gồm VAT) BTXM cường độ 36MPa dùng 20% tro bay II DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Q trình phản ứng bê tơng xi măng khơng sử dụng tro bay Hình 1.2: Q trình phản ứng bê tơng xi măng có sử dụng tro bay Hình 2.1 : Bộ dụng cụ thí nghiệm độ sụt hỗn hợp bê tơng Hình 2.2: Thiết bị thí nghiệm xác định cường độ chịu nén bê tơng Hình 2.3: Thiết bị thí nghiệm cường độ chịu kéo uống bê tơng Hình 2.4: Thí nghiệm xác định cường độ ép chẻ mẫu bê tơng Hình 2.5: Bố trí thiết bị thí nghiệm Module đàn hồi cho bê tơng Hình 3.1: Xi măng đa dụng INSEE Power-S Hình 3.2: Biểu đồ thành phần hạt đá 5x20 Hình 3.3: Kiểm tra độ sụt hỗn hợp bê tơng Hình 3.4: Cường độ chịu nén tổ mẫu tuổi 7, 28 56 ngày Hình 3.5: So sánh cường độ nén tổ mẫu ngày tuổi Hình 3.6: So sánh cường độ nén tổ mẫu 28 ngày tuổi Hình 3.7: So sánh cường độ nén tổ mẫu 56 ngày tuổi Hình 3.8: Cường độ chịu kéo uốn tổ mẫu tuổi 7, 28 56 ngày Hình 3.9: So sánh cường độ kéo uốn tổ mẫu ngày tuổi Hình 3.10: So sánh cường độ kéo uốn tổ mẫu 28 ngày tuổi Hình 3.11: So sánh cường độ kéo uốn tổ mẫu 56 ngày tuổi Hình 3.12: Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo uốn Hình 3.13: Thí nghiệm xác định cường độ ép chẻ mẫu Hình 3.14: Cường độ chịu ép chẻ tổ mẫu tuổi 7, 28 56 ngày Hình 3.15: So sánh cường độ ép chẻ tổ mẫu ngày tuổi Hình 3.16: So sánh cường độ ép chẻ tổ mẫu 28 ngày tuổi Hình 3.17: So sánh cường độ ép chẻ tổ mẫu 56 ngày tuổi Hình 3.18: So sánh độ lớn Module đàn hồi tổ mẫu 28 ngày tuổi Hình 3.19: Biểu đồ tương quan cường độ chịu nén Rn cường độ chịu uốn Ru Hình 3.20: Biểu đồ tương quan cường độ chịu nén Rn cường độ chịu ép chẻ Rec 58 32.0 30.9 30.2 30.0 Rn ( MPa) 28.0 26.3 26.0 24.1 24.0 22.0 20.0 0% TB 10% TB 20% TB 30% TB Tổ mẫu Hình 3.5: So sánh cường độ nén tổ mẫu ngày tuổi 42.0 41.5 41.5 41.0 Rn ( MPa) 40.5 40.1 39.7 40.0 39.5 39.0 38.6 38.5 38.0 37.5 37.0 0% TB 10% TB 20% TB 30% TB Tổ mẫu Hình 3.6: So sánh cường độ nén tổ mẫu 28 ngày tuổi 59 47.0 46.6 46.5 46.0 45.5 Rn ( MPa) 45.0 45.0 44.5 43.9 44.0 43.5 43.5 43.0 42.5 42.0 0% TB 10% TB 20% TB 30% TB Hình 3.7: So sánh cường độ nén tổ mẫu 56 ngày tuổi Qua kết thí nghiệm cho thấy, độ tuổi ngày cường độ chịu nén bê tơng có sử dụng 10% tro bay nhỏ 2.27 so với không sử dụng tro bay Tuy nhiên, tuổi 28 56 ngày sử dụng 10% tro bay, cường độ chịu nén BTXM cao so với không sử dụng tro bay 3.49% 28 ngày tuổi 7.13% 56 ngày tuổi Khi sử sử dụng 20 tro bay cường độ chịu nén BTXM tuổi 28 ngày tương đương với không sử dụng tro bay tuổi 56 ngày cường độ chịu nén BTXM cao so với không sử dụng tro bay 3.45% Tuy nhiên, sử dụng 30 tro bay cường độ chịu nén BTXM tuổi 28 ngày thấp so với không sử dụng tro bay 28.22 3.89% 3.4.3 Cường độ chịu kéo uốn Sau trình bảo dưỡng mẫu điều kiện tiêu chuẩn, tiến hành thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo uốn mẫu bê tông theo TCVN 3119:1993 Kết thí nghiệm kéo uốn bê tơng tuổi ngày, 28 ngày 56 ngày thể biểu đồ sau: 60 Ru Ru 28 Ru 56 7.0 6.03 5.54 5.68 6.0 5.84 5.68 5.60 5.46 5.22 Ru (MPa) 5.0 4.25 4.09 3.63 4.0 3.34 3.0 2.0 1.0 0.0 0% TB 10% TB 20% TB 30% TB Hình 3.8: Cường độ chịu kéo uốn tổ mẫu tuổi 7, 28 56 ngày 4.4 4.2 4.25 4.09 Ru (MPa) 4.0 3.8 3.63 3.6 3.34 3.4 3.2 3.0 0% TB 10% TB 20% TB 30% TB Tổ mẫu Hình 3.9: So sánh cường độ kéo uốn tổ mẫu ngày tuổi 61 5.8 5.68 5.7 Ru (MPa) 5.6 5.54 5.46 5.5 5.4 5.3 5.22 5.2 5.1 5.0 0% TB 10% TB 20% TB 30% TB Tổ mẫu Hình 3.10: So sánh cường độ kéo uốn tổ mẫu 28 ngày tuổi 6.1 6.03 6.0 5.84 5.9 Ru (MPa) 5.8 5.7 5.68 5.60 5.6 5.5 5.4 5.3 5.2 0% TB 10% TB 20% TB 30% TB Tổ mẫu Hình 3.11: So sánh cường độ kéo uốn tổ mẫu 56 ngày tuổi Qua kết thí nghiệm cho thấy, độ tuổi ngày cường độ chịu kéo uốn bê tơng có sử dụng 10 tro bay cao 3.91 so với không sử dụng tro bay Ở tuổi 28 56 ngày sử dụng 10% tro bay, cường độ chịu kéo uốn BTXM cao so với không sử dụng tro bay 2.53 28 ngày tuổi 6.16 56 ngày tuổi 62 Khi sử sử dụng 20 tro bay cường độ chịu kéo uốn BTXM tuổi 28 ngày tương đương với không sử dụng tro bay tuổi 56 ngày cường độ chịu kéo uốn BTXM cao so với không sử dụng tro bay 2.82% Tuy nhiên, sử dụng 30 tro bay cường độ chịu kéo uốn BTXM tuổi 28 ngày thấp so với không sử dụng tro bay 12.67% 6.13% Hình 3.12: Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo uốn 3.4.4 Cường độ ép chẻ Hình 3.13: Thí nghiệm xác định cường độ ép chẻ mẫu 63 Sau trình bảo dưỡng mẫu điều kiện tiêu chuẩn, tiến hành thí nghiệm xác định cường độ chịu ép chẻ mẫu bê tông theo TCVN 3120:1993 Kết thí nghiệm nén bê tơng tuổi ngày, 28 ngày 56 ngày thể biểu đồ sau: Rec 6.0 Rec 56 5.50 5.23 5.11 4.91 4.79 5.0 Rec 28 4.75 4.57 Rec (MPa) 4.14 4.0 3.50 3.40 3.04 2.73 3.0 2.0 1.0 0.0 0% TB 10% TB 20% TB 30% TB Tổ mẫu Hình 3.14: Cường độ chịu ép chẻ tổ mẫu tuổi 7, 28 56 ngày 3.7 3.50 3.5 3.40 Rec (MPa) 3.3 3.04 3.1 2.9 2.73 2.7 2.5 0% TB 10% TB 20% TB 30% TB Tổ mẫu Hình 3.15: So sánh cường độ ép chẻ tổ mẫu ngày tuổi 64 5.0 4.9 4.91 4.79 4.8 Rec (MPa) 4.7 4.57 4.6 4.5 4.4 4.3 4.14 4.2 4.1 4.0 0% TB 10% TB 20% TB 30% TB Tổ mẫu Hình 3.16: So sánh cường độ ép chẻ tổ mẫu 28 ngày tuổi 5.7 5.50 5.5 Rec (MPa) 5.3 5.23 5.11 5.1 4.9 4.75 4.7 4.5 0% TB 10% TB 20% TB 30% TB Tổ mẫu Hình 3.17: So sánh cường độ ép chẻ tổ mẫu 56 ngày tuổi Qua kết thí nghiệm cho thấy, độ tuổi ngày cường độ chịu kéo uốn bê tơng có sử dụng 10 tro bay thấp 2.94 so với không sử dụng tro bay Tuy nhiên, tuổi 28 56 ngày sử dụng 10 tro bay, cường độ chịu kéo uốn BTXM cao so với không sử dụng tro bay 2.51 28 ngày tuổi 5.16 56 ngày tuổi 65 Khi sử dụng 20 tro bay cường độ chịu kéo uốn BTXM tương đương với không sử dụng tro bay tuổi 28 56 ngày Tuy nhiên, sử dụng 30 tro bay cường độ chịu kéo uốn BTXM tuổi 28 ngày thấp so với không sử dụng tro bay 28.21% 15.7% 3.3.5 Module đàn hồi Sau trình bảo dưỡng mẫu điều kiện tiêu chuẩn, tiến hành thí nghiệm xác định Module đàn hồi theo TCVN 9843:2013 Kết thí nghiệm mẫu bê tông 28 ngày tuổi thể biểu đồ sau: 41000 39800 40000 39000 39100 38200 38000 36500 37000 36000 35000 34000 33000 (MPa) 0% tro bay 10% tro bay 20% tro bay 30% tro bay Hình 3.18: So sánh độ lớn Module đàn hồi tổ mẫu 28 ngày tuổi Module đàn hồi BTXM tuổi 28 ngày sử dụng 10 20% tro bay thay xi măng cao so với không sử dụng tro bay 4.19% 2.36% Tuy nhiên sử dụng 30 tro bay thay xi măng Module đàn hồi BTXM tuổi 28 ngày thấp so với không sử dụng tro bay 4.66% Kết thực nghiệm cho thấy sử dụng 10 đàn hồi BTXM tuổi 28 ngày cao tro bay thay xi măng cho Module 66 3.5 Quan hệ cường độ chịu nén Rn với cường độ chịu kéo uốn Ru cường độ chịu ép chẻ Rec Với kết thu từ thí nghiệm cường độ chịu nén (Rn), cường độ chịu kéo uốn (Ru) cường độ chịu ép chẻ (Rec) tổ mẫu, tiến hành lập biểu đồ tương quan thể mối quan hệ cường độ chịu nén cường độ chịu kéo uốn, cường độ chịu nén sau Hình 3.19: Biểu đồ tương quan cường độ chịu nén Rn cường độ chịu uốn Ru Từ biểu đồ trên, ta viết phương trình thể mối quan hệ Ru với Rn là: Ru = 0.2089 x Rn0.8799 (với R2 = 98,65%) 67 Hình 3.20: Biểu đồ tương quan cường độ chịu nén Rn cường độ chịu ép chẻ Rec Từ biểu đồ trên, ta viết phương trình thể mối quan hệ Rech với Rn là: Rech = 0.1021 x Rn1.0342 (với R2 = 99,41%) Từ biểu đồ tương quan cường độ chịu nén (Rn) với cường độ chịu kéo uốn (Ru) cường độ chịu nén (Rn) với cường độ chịu ép chẻ (Rec), nhóm lập phương trình thực nghiệm tính cường độ chịu uốn (Ru) cường độ ép chẻ (Rec) thông qua cường độ chịu nén (Rn) BTXM Vì vậy, sản xuất người ta cần thí nghiệm tiêu cường độ chịu nén sau tính cường độ chịu uốn cường độ ép chẻ mà không cần làm thí nghiệm xác định tiêu 3.6 Đánh giá hiệu kinh tế Để đưa so sánh đánh giá mặt kinh tế bê tông xi măng có sử dụng tro bay, nhóm nghiên cứu đưa giả định tính tốn cho đoạn đường có lớp mặt làm BTXM với chiều dài 10km, bề rộng mặt đường 10m lớp BTXM làm mặt có chiều dày 20cm sau: 68 BTXM loại Rn = 36 MPa dày 20cm Cấp phối đá dăm, cấp phối đá dăm gia cố xi măng 5-6% cát gia cố xi măng 6-8% (dày 1520cm) Bảng giá sau lấy theo đơn giá mua vật liệu Đồng Nai (quý I - năm 2016, chưa tính thuế VAT) - Đá Phước Tân 5x20 : 300,000 đồng/m3 - Cát Trị An : 500,000 đồng/m3 - Xi măng : 1,700 đồng/kg - Phụ gia : 35,000 đồng/lít - Tro bay : 800 đồng/kg Với phương án dùng phần tro bay chế tạo BTXM có cường độ 36Mpa, thử tính chi phí vật tư để chế tạo 1m3 bê tơng Kết tính tốn chi phí vật tư trình bày sau: 69 Bảng 3.7: Chi phí vật tư (chưa bao gồm VAT) BTXM cường độ 36MPa không dùng tro bay Khối lượng STT Chủng loại vật liệu Đá Phước Tân 5x20 Cát Trị An Xi măng PCB40 Phụ gia Nước Đơn giá Thành tiền (đồng) Khối lượng (kg) Thể tích (m3) 1139 0.712 300,000 ₫ - 213,600 ₫ 818 0.58 500,000 ₫ - 290,000 ₫ 372 - - 1,700 ₫ 632,400 ₫ - 0.00372 35,000,000 ₫ - 130,200 ₫ 172 0.172 6,869 ₫ - 1,181 ₫ đồng/m3 đồng/kg TỔNG CỘNG: 1,267,381 ₫ Bảng 3.8: Chi phí vật tư (chưa bao gồm VAT) BTXM cường độ 36MPa có sử dụng tro bay STT Chủng loại vật liệu Đá Phước Tân 5x20 Cát Trị An Xi măng PCB40 Phụ gia Nước Tro bay Khối lượng Khối Thể tích lượng (m3) (kg) Đơn giá đồng/m đồng/kg Thành tiền (đồng) 1139 0.712 300,000 ₫ - 213,600 ₫ 818 0.58 500,000 ₫ - 290,000 ₫ 298 - 172 74 0.00372 0.172 - 1,700 ₫ 506,600 ₫ 35,000,000 ₫ 6,869 ₫ 800 ₫ TỔNG CỘNG: 130,200 ₫ 1,181 ₫ 59,200 ₫ 1,200,781 ₫ - Với khối lượng thi công giả định, sử dụng BTXM dùng 20 tro bay giảm chi phí vật tư (chưa tính thuế VAT so với sử dụng BTXM truyền thống 1,332,000,000 đồng (1m3 bê tông giảm 66,600 đồng/m3) 70 So sánh bê tông xi măng có sử dụng phần tro bay với sử dụng hoàn toàn xi măng mặt kinh tế Tuy khơng tồn diện nêu lên hiệu kinh tế bê tông xi măng có sử dụng loại vật liệu 3.7 Kết luận chương Bằng phương pháp thực nghiệm tính tốn thành phần cho cấp phối bê tông với hàm lượng tro bay thay xi măng , 10 , 20 có sử dụng 10 30 tro bay cho cường độ tốt Ở tỉ lệ 20 cho thấy bê tông xi măng tro bay, cường độ BTXM tuổi 28 ngày tương đương với không sử dụng tro bay tuổi 56 ngày cho kết cao Tuy nhiên, sử dụng 30 tro bay, cường độ BTXM bắt đầu giảm mạnh so với không sử dụng tro bay, đặc biệt tuổi 28 ngày Kết thực nghiệm cho thấy BTXM sử dụng hàm lượng tro bay hợp lý đáp ứng tiêu kỹ thuật xây dựng mặt đường ô tơ mà cịn mang lại hiệu kinh tế cho cơng trình giảm nguy gây nhiễm môi trường 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Việc nghiên cứu sử dụng tro bay sản xuất BTXM giới Việt Nam chứng minh hiệu tích cực Qua nghiên cứu thực nghiệm phòng cho thấy sử dụng hàm lượng tro bay hợp lý mang lại hiệu kinh tế - kỹ thuật - môi trường, cụ thể sau: - Tro bay ảnh hưởng đáng kể đến tính cơng tác BTXM, hàm lượng tro bay nhiều độ sụt BTXM tăng tỷ lệ thuận với hàm lượng sử dụng tro bay Tro bay hạn chế tốc độ tăng cường độ tuổi sớm làm phát triển cường độ BTXM tuổi muộn - Khi sử dụng từ 10-20 tro bay thay xi măng cải thiện đáng kể tính chất bê tơng làm mặt đường ô tô, đặc biệt Rn, Ru, Rec Eđh Vì nên sử dụng từ 1020% tro bay thành phần chất kết dính để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật làm đường ô tô - Đã xây dựng phương trình tương quan tính chất học BTXM sử dụng 10-20 tro bay thay xi măng BTXM làm mặt đường có cường độ 36MPa : +) Ru = 0.2089 x Rn0.8799 với R2 = 98.65% +) Rec = 0.1021 x Rn1.0342 với R2 = 99.41% - Khi sử dụng BTXM tro bay hợp lý cải thiện mặt cường độ mà cịn giảm đáng kể chi phí xây dựng cơng trình, cụ thể dùng 20 tro bay giảm chi phí vật tư (chưa tính thuế VAT) so với không sử dụng tro bay 66,600 đồng/m3 Kiến nghị Đề xuất sử dụng tro bay với hàm lượng 20% để thay xi măng bê tơng làm mặt đường tơ hàm lượng này, BTXM đảm bảo yêu cầu kỹ thuật bê tông khơng dùng tro bay mà cịn tạo hiệu kinh tế cho cơng trình Mở hướng nghiên cứu mới, chi tiết cụ thể cho vật liệu bê tông xi măng sử dụng tro bay, từ ứng dụng rộng rãi loại vật liệu vào thực tế cho ngành xây dựng cơng trình giao thơng Việt Nam 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]: Hiệp hội tro bay Mỹ (ACAA), “Các dẫn cho BTXM tro bay nhằm khuyến khích sử dụng tro bay với khối lượng lớn xây dựng đường”, 2015 [2]: Sở giao thơng vận tải Alabama, “Sử dụng BTXM có tro bay dùng để xây dựng mặt đường ô tô khu công nghiệp Alabama”, 2001 [3]: Hiệp hội AASHTO, “Nghiên cứu ứng dụng tro bay xây dựng mặt đường cao tốc”, 1962 [4]: Cơ quan quản lý đường Ấn Độ, “Tiêu chuẩn FHWA-IF-03-019 thi công mặt đường BTXM sử dụng tro bay”, 1982 [5]: Nguyễn Thiên Phú, “Đề xuất loại bê tông sử dụng tro bay Phả Lại thay phần xi măng theo tỷ lệ 30 tro bay với 70 xi măng so với khối lượng xi măng cần cho cấp phối BTXM thương phẩm mác tương đương”, 1991 [6]: Nguyễn Quang Chiêu GS Nguyễn Xuân Đào, “Khả Pozzolan hóa tro bay gia cố với vôi cho phép sử dụng làm chất liên kết hỗn hợp đá cát để làm lớp móng đường”, 2010 [7]: Phạm Duy Hữu cộng trường Đại học GTVT: kết “Nghiên cứu ảnh hưởng tro bay đến bê tông cường độ cao”, 2009 [8]: Nguyễn Thanh Sang cộng “Nghiên cứu ứng dụng BTXM tro bay cơng trình giao thơng”, 2013 [9]: Nguyễn Đức Trọng, “Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng tro bay đến tính chất lý bê tông đầm lăn sử dụng xỉ thép xây dựng đường ô tô Bà Rịa – Vũng Tàu”, 2017 [10]: Lương Đức Long, “Nghiên cứu xử lý tro Cao Ngạn làm nguyên liệu sản xuất bê tông xi măng”, 2015 [11]: Thái Duy Sâm cộng thực, “Nghiên cứu sử dụng 30 xi măng, tro bay kết hợp phụ gia siêu dẻo chế tạo bê tông chất lượng cao cường độ cao đạt 70 MPa với thành phần vật liệu nước”, 2018