Nghiên cứu sử dụng cát mịn khu vực đồng bằng sông cửu long để chế tạo gạch bê tông có cường độ 50mpa trong xây dựng cơ sở hạ tầng đô thị

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - NGUYỄN NGHĨA BÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT MỊN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ĐỂ CHẾ TẠO GẠCH BÊ TƠNG CĨ CƢỜNG ĐỘ 50MPA TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ HẠ TẦNG ĐÔ THỊ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng & công nghiệp MÃ SỐ: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SỸ Tp.Hồ- Chí - Minh, 2018 LỜI CAM ĐOAN Học viên cam kết tự nghiên cứu thực đề tài này, kinh nghiệm làm việc thực tiễn kiến thức chun mơn đào tạo q trình học Đại học chương trình cao học trường Đại học giao thông vận tải, ngành kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dựng cơng nghiệp, khóa 24.1, quan tâm, hướng dẫn trực tiếp PGS.TS Nguyễn Thanh Sang Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn nguồn rõ ràng có độ xác phạm vi hiểu biết tơi Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Tp.HCM, ngày tháng năm 2018 Tác giả Nguyễn Nghĩa Bình -2- Lời cảm ơn Đề tài: Nghiên cứu sử dụng cát mịn khu vực đồng sông Cửu Long để chế tạo gạch bê tơng có cƣờng độ 50MPa xây dựng sở hạ tầng đô thị thực hoàn thành Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn tới giảng viên hướng dẫn đề tài PGS.TS.Nguyễn Thanh Sang – giảng viên trường Đại Học Giao Thông Vận Tải, tập thể Bộ môn vật liệu xây dựng, Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải giúp đỡ hoàn thành nghiên cứu Tác giả xin chân thành cảm ơn đóng góp ý kiến quý báu chuyên gia lĩnh vực vật liệu xây dựng nhóm nghiên cứu giúp đỡ cho thành công đề tài Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới cán phịng thí nghiệm Trung Tâm Tư Vấn Kiểm Định Kỹ Thuật Cơng Trình – 195 Linh Trung, P.Linh Trung, Quận Thủ Đức, Tp.HCM; Công Ty Cổ Phần Xây Dựng Bêtơng Huy Hồng – Quận 9, Tp.HCM; Công Ty TNHH Xây Dựng Phú Minh Cường tạo điều kiện hỗ trợ tác giả hoàn thành đề tài nghiên cứu Học viên thực luận văn Nguyễn Nghĩa Bình -3- MỤC LỤC MỞ ĐẦU………………………………………………………………… Chương 1: Tổng quan gạch tự chèn bêtông xi măng………………… 1.1 Cơ sở khoa học bê tông tự chèn có sử dụng cát mịn tro bay thành phần 1.1.1 Khái niệm chung bê tông tự chèn xây dựng đô thị…… 1.1.2 Cấu trúc bê tông cát mịn………………………………… 10 1.2 Các nghiên cứu ứng dụng bê tông tự chèn có sử dụng cát mịn giới 11 1.3 Các nghiên cứu bê tông tự chèn sử dụng cát mịn Việt Nam 17 1.4 Khả áp dụng bê tông tự chèn cường độ cao Việt Nam 22 Chương 2: Nghiên cứu thiết kế thành phần vật liệu bê tông tự chèn 24 2.1 Các yêu cầu chung bê tơng ximăng có cường độ chịu nén 50MPa để làm gạch tự chèn 24 2.2 Các yêu cầu chung vật liệu sử dụng bê tông xi măng tự chèn…………… 25 2.2.1 Cốt liệu 25 2.2.2 Xi măng 30 2.2.3 Tro bay 31 2.2.4 Ph gi h 2.2.5 N 2.3 h 33 34 Thiết kế thành phần bê tông tự chèn sử dụng cát mịn 34 2.3.1 Cá y u 2.3.2 u thi t t qu thi t 37 thành ph n b tông xi măng sử d ng át mịn làm gạ h tự hèn 40 2.4 Kế hoạch thực nghiệm 44 2.4.1 Chuẩn bị vật liệu thí nghiệm 44 2.4.2 Trộn mẫu thí nghiệm 45 2.4.3 Ch tạo mẫu thí nghiệm 45 -4- 2.4.4 Ph ơng pháp thử nghiệm 45 Chương 3: Kết nghiên cứu thảo luận…………………………… 46 3.1 Hệ thống tiêu chuẩn áp dụng 46 3.2 Tính cơng tác cường độ bê tông cát mịn 46 3.2.1 Chuẩn bị mẫu thử 46 3.2.2 Trộn mẫu thử 47 3.2.3 Đú mẫu thử 48 3.2.4 B o d ỡng mẫu thử 49 3.2.5 Tính ơng tá 50 3.2.6 C ng ộ hịu n n 51 3.2.7 C ng ộ p h 54 3.2.8 Độ hút n ủ b tông át mịn làm gạ h tự hèn 56 3.2.9 Độ mài mịn ủ b tơng át mịn làm gạ h tự hèn 59 Chương 4: Nghiên cứu khả ứng dụng bê tông sử dụng cát mịn Đồng Bằng Sông Cửu Long…………………………………………………… 62 4.1 Các yêu cầu kỹ thuật bê tông tự chèn xây dựng cơng trình hạ tầng thị 62 4.2 Nghiên cứu khả ứng dụng gạch tự chèn bê tơng xi măng có sử dụng cát mịn Đồng Bằng Sông Cửu Long 63 4.2.1 h ung ấp vật liệu Miền N m ồng Sông Cửu Long………… 63 4.2.2 Phân tí h ánh giá lợi í h mơi tr ng inh t 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 -5- PHỤ LỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 - Thành phần hóa học xi măng PCB40 Sài Gòn 30 Bảng 2.2 - Thành phần khống vật xi măng PCB40 Sài Gịn 30 Bảng 2.3 - Thành phần hóa học tro bay Nhiệt Điện Phú Mỹ 32 Bảng 2.4 - Thành phần hạt tro bay Nhiệt Điện Phú Mỹ 32 Bảng 2.5 - Đặc tính kỹ thuật phụ gia V-3000-10, SP1 SP8S 33 Bảng 2.6 - Xác suất liên quan đến giá trị k 39 Bảng 2.7 - Mối quan hệ cường độ đặc trưng cường độ yêu cầu 40 Bảng 2.8 - Thành phần bê tông xi măng có sử dụng cát mịn cho 1m3 43 Bảng 3.1 - Bảng số lượng mẫu thí nghiệm 46 Bảng 3.2 - Lịch thí nghiệm bê tơng cát mịn 47 Bảng 3.3 - Bảng theo dõi kết độ sụt theo thời gian 51 Bảng 3.4 - Kết cường độ chịu nén bê tông sử dụng cát mịn ngày tuổi 53 Bảng 3.5 - Kết thí nghiệm cường độ ép chẻ loại bê tông 55 Bảng 3.6 - Kết thí nghiệm xác định độ hút nước với tỷ lệ thay FS 57 Bảng 3.7 - Đánh giá mức độ mài mòn bê tông theo cấp phạm vi sử dụng 60 Bảng 3.8 - Kết thí nghiệm xác định độ mài mòn với tỷ lệ thay FS 60 Bảng 4.1 - Tổng hợp yêu cầu kỹ thuật bê tông xi mănglàm gạch tự chèn xây dựng cơng trình hạ tầng thị 62 Bảng 4.2- Các tính chất lý số loại xi măng thông dụng 65 Bảng 4.3 - Lượng nước tiêu chuẩn (%XM) theo TCVN 6017 :1995 66 Bảng 4.4 -Cường độ loại xi măng 28 ngày theo TCVN 6016 :1995 66 Bảng 4.5 - Nhu cầu than thực tế Trung tâm điện lưới Duyên Hải 68 Bảng 4.7 - Diện tích chi tiết Trung Tâm (TTĐL) Duyên Hải 69 B ng 4.8 - Thống kê nguồn cát lớn 73 B ng 4.9 - Kết thí nghiệm số tiêu 73 B ng 4.10 - Kết thí nghiệm cát Tân Châu 74 B ng 4.11 - Kết thí nghiệm cát sơng Tân Ba 74 B ng 4.12 - Kết thí nghiệm cát Omxano - Campuchia 75 B ng 4.13 - Bảng tính lượng phát thải GHG cho 1m3 bê tơng nghiên cứu 78 B ng 4.14 - Bảng tính đơn giá cho 1m3 bê tông nghiên cứu -6- 80 MỞ ĐẦU Ở nước ta, trước phần lớn dùng cát vàng (là cát hạt trung hạt lớn) để chế tạo bê tông xi măng, nguồn cát vàng có số nơi sông suối nên vấn đề khai thác, vận chuyển cát vàng từ nơi đến chân cơng trình khó khăn, tốn kém; đồng thời trữ lượng cát vàng nước ta suy giảm đáng kể dần cạn kiệt Trong đó, cát mịn sơng suối lại có hầu hết nơi với trữ lượng đáng kể nên việc nghiên cứu sử dụng cát mịn thay cát vàng để chế tạo bê tơng xi măng có ý nghĩa lớn vấn đề giảm giá thành, đảm bảo tiến độ thi cơng, giảm khó khăn khai thác, vận chuyển vùng khơng có cát vàng, khơng làm cạn kiệt tài nguyên môi trường, đảm bảo phát triển bền vững xây dựng Tính cấp thiết đề tài Mặt vỉa hè, đường phố khu đô thị lát block tự chèn sử dụng nhiều châu Âu, Mỹ mang lại thuận lợi đáng kể xây dựng Interlocking Concrete Pavement (ICP-mặt đường lát) sử dụng block tự chèn bê tơng cường độ cao, thường có cường độ lớn 55 Mpa, kích thước thường viên có chiều rộng 100mm, chiều dài 200mm chiều dày 80mm lát thiết kế truyền thống Mặt đường lát mặt bãi đỗ xe block tự chèn linh động dễ thay đặc biệt bê tông chế tạo cấu kiện từ viên đúc sẵn nên đảm bảo đồng so với bê tông đổ chỗ IPC sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM C936: Solid Concrete Interlocking Paving Units, theo tiêu chuẩn Anh BS 7533 Pavements constructedwith clay, natural stone or concrete pavers Vì làm mặt đường lát bãi đỗ xe block tự chèn yêu cầu cấp thiết có khả mang lại hiệu kinh tế cao đặc biệt đô thị lớn Thành Phố Hồ Chí Minh Gạch bê tơng tự chèn sản phẩm nói có nhu cầu nhiều đối vơi thành phố lớn TP Hồ Chí Minh Chính vậy, đề tài “Nghiên cứu sử dụng cát mịn khu vực đồng sông Cửu long để chế tạo gạch bê tơng có -7- cường độ 50MPa xây dựng sở hạ tầng đô thị” hướng nghiên cứu để đưa giải pháp khắc phục tình trạng nhiễm mơi trường tận dụng vật liệu cát mịn địa bàn làm giảm giá thành sản phẩm Mục đích phạm vi nghiên cứu Chế tạo bê tông gạch tự chèn cường độ từ 50MPa độ hút nước nhỏ 5% sử dụng cát mịn khu vực đồng Sông Cửu Long xây dựng sở hạ tầng đô thị Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp nghiên cứu thực nghiệm Khảo sát đánh giá thống kê thực nghiệm -8- Chƣơng Tổng quan gạch tự chèn bêtông xi măng 1.1 Cơ sở khoa học bê tơng tự chèn có sử dụng cát mịn tro bay thành phần 1.1.1 Khái niệm chung bê tông tự chèn xây dựng đô thị Khối bê tơng tự chèn (CBPs) hình thành từ khối rắn bê tông riêng lẻ cài chèn lẫn chặt chẽ với để tạo thành mặt đường hay gọi mặt đường lát (INTERLOCKING CONCRETE PAVEMENT-ICP) lát viên gạch block BTXM có cường độ cao lớp móng, khe chèn đầy cát sau đầm chặt đầm rung lu Một dạng CBP điển hình đặt lớp cát mỏng phủ lên sở phụ CBP đặt với nhiều hình dạng hoa văn, có khoảng trống khối Những khoảng trống lấp đầy với cát có phân loại phù hợp, khối ngăn cách từ hai cạnh cạnh hạn chế CBP sản xuất từ hỗn hợp bán khơ, q trình sản xuất độ rung áp suất áp dụng cho hỗn hợp Bởi trình CBP dày đặc cường độ cao đạt để tạo thành bề mặt lát cứng bền Hơn lồng vào tính chất CBP cho khả lan truyền tải đến khu vực lớn Thơng thường để chế tạo bê tơng có cường độ cao fc’>55MPa phải dùng cốt liệu nhỏ cát vàng có mơ đun độ lớn từ 2.7-2.8, với nhu cầu xây dựng lớn khu vực sơng Cửu Long gần khơng có cát đạt yêu cầu chưa nói đến dùng để sản xuất bê tông cường độ cao Câu hỏi đặt liệu dùng cát mịn với tỷ lệ để chế tạo bê tông cường độ cao- bê tông để làm gạch tự chèn hay không -9- 1.1.2 Cấu trúc bê tông cát mịn Cấu trúc bê tông cát mịn – cấu trúc Bê tông cát sử dụng cát mịn Trước hết bê tông cát phân biệt với bê tơng thường có liều lượng cát lớn, khơng có đá dăm có liều lượng nhỏ có thêm chất độn mịn để cải thiện cấp phối hạt cốt liệu Liều lượng cát cho bê tông cát thường 1300kg -1700kg cho 1m3 bê tơng; với bê tơng thường liều lượng cát khoảng 500kg - 800kg Trong thực tế vật liệu bê tơng cần có độ đặc cao, đặc điểm cấu tạo bê tơng Ngun lý vật liệu bê tông cố gắng tái tạo lại khối đá từ loại cốt liệu [6] Độ đặc hỗn hợp tạo nên điều hòa dải cấp phối nó, nghĩa phụ thuộc vào cỡ hạt lớn cốt liệu Nguyên tắc ứng dụng cho bê tơng cát; dịch chuyển dải cốt liệu so với bê tông thường (không dùng cốt liệu lớn dùng cốt liệu nhỏ) cách tận dụng nguồn cát phong phú số vùng giàu cát Cát phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam cát xây dựng cỡ hạt từ - 5mm, nhiên theo tài liệu [31] khuyên nên dùng cát có mơ đun độ mịn theo tiêu chuẩn cốt liệu nhỏ cho bê tơng thường với sai khác chọn ±20% Vậy với mô đun độ mịn cát dùng cho bê tơng thường từ - 3.3, mơ đun độ mịn cát sử dụng cho bê tơng cát từ 1.6 - 3.5 Vì cát sử dụng cho bê tơng cát có giới hạn mơ đun độ mịn rộng tận dụng loại cát mịn số vùng, mà chưa dùng cho bê tông xi măng thơng thường Việc phối hợp cốt liệu cát thơ (có Mk>2) theo TCVN 7570:2006; cát mịn (Mk2 - Cát Campuchia loại cát tốt không cát sơng Đồng Nai, sử dụng cho loại bê tông thường bê tông chất lượng cao Nhược điểm cát Campuchia đắt nguồn cung cấp không ổn định - Cát Hồ Trị An, Đồng Nai cát Cát Lái, TP Hồ Chí Minh cát tương đối tốt trữ lượng nhỏ không đáng kể - Cát sơng Thị Tính, cát sơng Vàm Cỏ có chất lượng không tốt - Khu vực Vũng Tàu chủ yếu dùng cát Lộc An, chất lượng trung bình - 75 - - Ngồi ra, tỉnh Miền Đơng cịn có số mỏ cát nhỏ khác như: Dầu Tiếng, Ngãi Giao, La Ngà tỉnh lại đồng Nam Bộ khơng có cát đổ bê tơng mà có cát mịn dùng để san lấp Cát mịn Nguồn cát mịn khu vực Nam Bộ phong phú tập chung tỉnh : Đồng Tháp, Vĩnh Long, Trà Vinh, Bến Tre, Tiền Giang Cát Đồng Tháp : tập trung điểm Hồng Ngự, Cao Lãnh, trữ lượng khoảng từ 5-6 triện m3/năm Cát Vĩnh Long : tập trung hạ lưu cầu Mỹ Thuận, triệu m3/năm Cát Trà Vinh : cát đồi, triệu m3/năm Cát Bến Tre : sông Cổ Chiên, Hàm Luông 40-60 triệu m3/năm Cát Tiền Giang : huyện Cai Lậy 10 triệu m3/năm Các loại cát có mơ đun độ lớn từ 1.07-1.71 cát Cần Giờ từ 1.41.6 Hàm lượng hạt >0.14 từ 80-95% Hàm lượng hạt >0.315 từ 30-70% Hàm lượng bùn sét lớn : từ 3-9% Các loại cát khai thác bước đầu để dùng làm cát đắp đường ô tô thay cho cát hạt lớn có kết Phương hướng tận dụng cát Nam Bộ: Tình trạng thiếu cát bê tơng nói riêng cát cho ngành xây dựng diễn dự báo từ năm 2010 Nay nghiên cứu đề xuất: sử dụng nguồn cát mịn để sản xuất bê tông cát; sử dụng cát nghiền từ đá, ưu tiên sử dụng cát hạt lớn cho loại bê tông chất lượng cao, bê tông tự chèn Việc sử dụng cát nghiền từ đá sử dụng nhiều nước giới Do dây chuyền công nghệ đại, đắt tiền, nên Việt Nam chưa phổ biến Tại khu vực Nam Bộ có cơng ty xi măng Holcim lắp đặt công nghệ để sản xuất bê tông tươi cung cấp cho thị trường Cát nghiền không đựơc sản xuất riêng mà sản xuất lúc với thành phần cốt liệu thô khác Cấp phối bê tơng lập trình sản xuất thành phần trọng lượng tính tốn, sau trộn với xi măng, nước, phụ gia để thu bê tơng theo u cầu Q trình sản - 76 - xuất tự động hóa hồn tồn Cũng có số loại máy đại khác sản xuất cát riêng từ đá như: Trio Sand VSC Crusher Giải pháp Bộ Xây Dựng nghiên cứu xây dựng thành tiêu chuẩn TCXDVN 322:2004, dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông sử dụng cát nghiền từ đá 4.2.1.5 Nước dùng cho trộn bê tông bảo dưỡng bê tông Tại Nam Bộ, tỉnh Miền Tây từ TP.Hồ Chí Minh trở xuống tới Cà Mau, Kiên Giang nằm khu vực nước mặn nước lợ ảnh hưởng thủy triều Vùng Đồng Tháp Mười gồm tỉnh Long An, Đồng Tháp nước có độ nhiễm phèn cao Như vậy, khu vực nước không đủ tiêu chuẩn để đổ bê tông, phải sử dụng nước máy Riêng số tỉnh Miền Đơng Tây Ninh, Bình Dương, Bình Phước, Đồng nai dùng nước giếng để đổ bê tơng cần phải làm thí nghiệm cho trường hợp cụ thể 4.2.1.6 Phụ gia h a học dùng cho trộn bê tông bảo dưỡng bê tông Hiện nay, đơn vị nước chế tạo số loại phụ gia sử dụng sản xuất bê tông Việt Nam, chủ yếu khu vực phía Bắc Tại Nam Bộ, có sử dụng số phụ gia cịn Chủ yếu, công ty sản xuất bê tông đúc sẵn, bê tông tươi xây dựng quen sử dụng phụ gia hãng Sika MBT tính ổn định chất lượng cao Các sản phẩm phụ gia sản xuất nuớc có: phụ gia hóa dẻo, làm chậm ninh kết, giảm nước; phụ gia siêu hóa dẻo, làm thay đổi thời gian ninh kết, giảm nhiều nước; phụ gia chống thấm; phụ gia hỗ trợ bơm bê tơng; phụ gia khí; phụ gia tăng tốc độ ninh kết chống thấm dùng cho bê tông phun; phụ gia trương nở; phụ gia chống ăn mịn cho bê tơng; 4.2.2 Phân tích đánh giá lợi ích mơi trường kinh tế 4.2.2.1 Phân tích đánh giá lợi ích mơi trường Dựa vào số phát thải GHG (kg CO2e/kg vật liệu) IPCC ISO 14001:2015 ta tính lượng phát thải cấp phối bê tông nghiên cứu ứng với khối - 77 - lượng cho 1m3 bê tơng Bảng 4.13 - Bảng tính lượng phát thải GHG cho 1m3 bê tông nghiên cứu Khối lượng cho STT Chỉ số phát 1m3 bê tông xi Vật liệu công thải GHG măng pooc lăng nghệ thi công (kg CO2e/kg thường cường vật liệu) độ chịu nén 50MPa Khối lượng cho Khối lượng cho 1m3 bê tông cát 1m3 bê tông cát mịn dùng 50% mịn dùng 75% FS, cường độ FS, cường độ chịu nén 50MPa chịu nén 50MPa Khối lượng cho 1m3 bê tông cát mịn dùng 100% FS, cường độ chịu nén 50MPa Khối lượng cho 1m3 bê tông xi măng truyển thống cường độ chịu nén 50MPa ĐM KL ĐM KL ĐM KL ĐM KL ĐM KL Xi măng PC40 1.067 420 448.14 420 448.14 420 448.14 420 448.14 520 554.84 Tro bay 0.01 187 1.87 187 1.87 187 1.87 187 1.87 0.00 Cốt liệu 0.0032 1684 5.39 1684 5.39 1684 5.39 1684 5.39 1684 5.39 Trộn bê tông 0.0004 2461 0.98 2426 0.97 2426 0.97 2426 0.97 2339 0.94 Đổ bê tông 0.0025 2461 6.15 2426 6.07 2426 6.07 2426 6.07 2339 5.85 Cốt thép mối nối 0.000000055 2461 0.00 2426 0.00 2426 0.00 2426 0.00 2339 0.00 Tổng phát thải cho m3 bê tông, Kg Tỷ lệ giảm phát thải bê tông dùng tro bay so với bê tông truyền thống - 78 - 462.54 462.43 462.43 462.43 567.01 18% 18% 18% 18% 0% Từ số liệu phân tích tổng hợp Bảng 4.13 - Bảng tính lượng phát thải GHG cho 1m3 bê tông nghiên cứu – ta vẽ biểu đồ tỷ lệ lượng phát thải GHG cho 1m3 bê tông nghiên cứu so với 1m3 bê tông xi măng truyền thống cường độ chịu nén 50MPa M00 Hình 4.2 Biểu đồ tỷ lệ lượng phát thải GHG cho 1m3 bê tông nghiên cứu so với 1m3 bê tông xi măng truyền thống cường độ chịu nén 50MPa M00 Nhận xét: từ số liệu biểu đồ phân tích trên, ta nhận thấy bê tông xi măng làm gạch tự chèn nghiên có lượng phát thải GHG giảm rõ rệt so với loại bê tông thông thường Việc sử dụng cát mịn thay cho cát vàng, đồng thời sử dụng tro bay để thay phần hàm lượng xi măng bê tơng cịn có ý nghĩa thiết thực môi trường với nhiều yếu tố khác như: giảm lượng cát vàng sử dụng cho sản xuất bê tơng làm gạch tự chèn, giảm diện tích bãi chứa phế phẩm tro bay nhà máy nhiệt điện, giảm lượng xi măng sử dụng cho cấp phối bê tông, giảm lượng nước phối trộn bảo dưỡng bê tơng… 4.2.2.2 Phân tích đánh giá lợi ích kinh tế Dựa vào đơn giá vật liệu thời điểm nghiên cứu (quý II - 2018) ta tính đơn giá cho loại bê tông nghiên cứu ứng với khối lượng cho 1m3 bê tông - 79 - Bảng 4.14 - Bảng tính đơn giá cho 1m3 bê tông nghiên cứu Ký hiêu STT Vật liệu Giá thành (đồng/kg) M0 MFS50 MFS75 MFS100 M00 Giá thành cho m3 bê tông xi măng pooc lăng thường có tro bay (mẫu đối chứng) Giá thành cho 1m3 bê tông MF50 Giá thành cho 1m3 bê tông MFS75 Giá thành cho 1m3 bê tông MFS100 Giá thành cho 1m3 bê tông truyền thống M00 Định mức Định mức Giá thành (kg/m3) (kg/m3) Định mức Giá thành (kg/m3) Định mức Giá thành (kg/m3) Định mức Giá thành Giá thành (kg/m3) Xi măng PC40 1400 420 588,000 420 588,000 420 588,000 420 588,000 520 Tro bay 360 187 67,320 187 67,320 187 67,320 187 67,320 Đá 10x20 290 1140 330,968 Cát nghiền 164 544 89,371 842 138,329 Cát mịn BT 92 - 842 77,723 Cát vàng 310 - - - - 544 168,828 Phụ gia 35000 210,000 - - - 210,000 - 728,000 - - - 1140 330,968 421 69,164 - - 1263 116,585 1684 155,446 - Tổng giá thành cho m3 bê tông, (đồng) 1,285,659 871,372 841,069 810,766 1,437,795 % Giá thành 100% 67.78% 65.42% 63.06% 111.83% % Giảm giá cho 1m3 bê tông M0 0% 32% 35% 37% -12% % Giảm giá cho 1m3 bê tông M00 11% 39% 42% 44% 0% - 80 - Từ số liệu phân tích tổng hợp Bảng 4.14 - Bảng tính đơn giá cho 1m3 bê tông nghiên cứu – ta vẽ biểu đồ đơn giá vật liệu ứng với khối lượng cho 1m3 bê tông nghiên cứu biểu đồ thể tỷ lệ giảm giá thành ứng với khối lượng cho 1m3 loại bê tông nghiên cứu so với bê tông xi măng truyền thống cường độ chịu nén 50MPa M00 Hình 4.3 Đơn giá ứng với khối lượng cho 1m3 bê tông loại Hình 4.4 Tỷ lệ % đơn giá ứng với khối lượng cho 1m3 bê tông - 81 - Nhận xét: từ số liệu biểu đồ phân tích trên, ta nhận thấy bê tơng sử dụng cát mịn thay cho cát vàng có đơn giá thấp với loại bê tông thông thường Đây thể lợi ích kinh tế ứng dụng cấp phối bê tông sử dụng cát mịn cho việc sản xuất bê tơng gạch tự chèn Ngồi ra, bê tông cát mịn sản xuất gạch tự chèn cịn có tác dụng kinh tế giảm chi phí vận chuyển cát vàng đến khu vực khơng có có trữ lượng cát vàng ít, đồng thời việc sử dụng tro bay có lợi ích kinh tế giảm chi phí xây dựng mặt chứa phế phẩm tro bay nhà máy nhiệt điện chi phí bảo quản, vận chuyển, nạo vét tro bay nhà mày nhiệt điện KẾT LUẬN: Từ số liệu thể khả cung cấp cốt liệu cho việc sản xuất bê tông cát mịn; ý nghĩa lợi ích việc sản xuất sử dụng bê tơng cát mịn; ta kết luận khả ứng dụng bê tông sử dụng cát mịn khu vực đồng Sông Cửu Long làm gạch bê tông có cường độ 50MPa hồn tồn phù hợp với xu phát triển Việt Nam giới - 82 - Kết luận kiến nghị KẾT LUẬN Qua kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm, báo cáo đưa số kết luận sau: + Các vật liệu lựa chọn nghiên cứu gồm: Xi măng PCB40 Sài Gòn, hỗn hợp cát hạt mịn Miền Tây cát nghiền Đồng Nai, đá dăm Dĩ An – Bình Dương, tro bay Nhiệt Điện Phú Mỹ phụ gia siêu dẻo hãng Sika Việt Nam Qua việc đánh giá nguồn cung cấp vật liệu phân tích tính kinh tế thấy khu vực đồng Sông Cửu Long đặc biệt thành phố Hồ Chí Minh đủ nguồn vật liệu cung cấp để chế tạo gạch bê tông tự chèn xây dựng thị; + Cát mịn có mơ đun độ lớn 50MPa, để làm gạch bê tông tự chèn cho công trình xây dựng hạ tầng thị khu vực; + Hỗn hợp cát mịn cát nghiền khuyến cáo sử dụng cho bê tông gạch tự chèn dùng tỷ lệ thích hợp tùy theo nguồn vật liệu cung cấp mà dùng thêm cốt liệu đá; + Với hàm lượng cát mịn thay từ 50-100% so với khối lượng cốt liệu dùng cho bê tông gạch tự chèn đạt cường độ 28 ngày tuổi từ 65-57MPa, cường độ thảo mãn yêu cầu >50MPa gạch bê tông tự chèn + Với hàm lượng cát mịn thay từ 50-100% so với khối lượng cốt liệu bê tông tự chèn, cường độ ép chẻ giảm từ 5,3 đến 4,2 MPa + Với hàm lượng cát mịn thay từ 0%; 50%; 75% 100% so với khối lượng cốt liệu bê tơng tự chèn, độ mài mịn bê tông tương ứng 0,42; 0,26; 0,28 0,35 Có tỷ lệ thay hợp lý làm cho độ mài mịn bê tơng giảm đáng kể tỷ lệ 50% cát mịn 50% cát nghiền + Với hàm lượng cát mịn thay từ 0%; 50; 75 100% so với khối lượng cốt liệu bê tông tự chèn, độ hút nước bê tông tương ứng 6,25; - 83 - 4,21; 4,01 4,65 Có tỷ lệ thay hợp lý làm cho độ hút nước bê tông giảm đáng kể tỷ lệ 75% cát mịn 25% cát nghiền + Với hàm lượng cát mịn thay từ 0%; 50%; 75% 100% so với khối lượng cốt liệu bê tông tự chèn, giá thành 1m3 bê tông giảm giá tương ứng 0%; 32%; 35% 37% Khi thay nhiều cát mịn giá thành giảm Chỉ số phát thải bê tông cát mịn có sử dụng tro bay bê tơng truyền thống giảm 18% + Để đạt đồng thời tiêu cường độ độ mài mòn, độ hút nước phân tích kinh tế thấy chọn tỷ lệ Cát mịn miền Tây/Cát nghiền Bình Dương hợp lý 50/50 KIẾN NGHỊ Nghiên cứu tiến hành quy mô lớn đề tài cấp cao với kinh phí thời gian dài để khẳng định việc sử dụng, triển khai thực tế cấp phối bê tông gạch tự chèn sản xuất từ cát mịn nhằm giảm chi phí sản xuất, giá thành sản phẩm, khắc phục tình trạng nhiễm môi trường tận dụng phế phẩm công nghiệp điều kiện Việt Nam Cần có nghiên cứu mở rộng kết hợp với phụ gia khống mịn thơng dụng khác xỉ nghiền, tro trấu để làm tối ưu khả thay hàm lượng xi măng bêtông nhằm nâng cao lợi ích nêu khơng riêng kinh tế mà đảm bảo cho phát triển bền vững ngành khai thác vật liệu khoáng sản sản xuất bê tông gạch tự chèn tương lai Đồng thời phương án thay cát tro xỉ hay xỉ nhà máy gang thép cần đặt triển khai thay phần cát - 84 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Jianzhuang Xiao, et al Use of sea-sand and seawater in concrete construction: Current status and future opportunities, Construction and Building Materials 155 (2017) 1101–1111 Mehta, P.K, Concrete in the Marine Environtment 1991: Taylor & Francis Book, Tnc 224p Mehta, P.K, Durability of Concrete in Marine Environtment – A Review International Conference on Performane of Concrete in Marine Environtment 1980 St Andrews by the sea, Canada; American Concrete institude, P.O Box 19150, Redford Station, Detroit, Michigan 48219, U.S.A, pp 1-20 Hoàng Minh Đức cộng sự, Nghiên cứu sử dụng cát đụn chỗ làm đường bê tông xi măng đảo Phú Quốc Benaïssa, A Morlier P et Viguier C (1993), ’’Fluage et retrait du béton de sable’’, Materials and Structures, Volume 26, Number 6, pp 333-339 www.springerlink.com/content Hoàng Minh Đức (2001), Sử dụng bê tông cốt liệu nhỏ sản xuất cấu kiện đường cỡ nhỏ, sử dụng điều kiện khí hậu Việt nam, Luận án trường ĐHXD Matxcơva Hua C , Gruz X and A Ehrlacher (1995), ’’Thin sand concrete plate of high resistance in traction’’, Materials and structures, Volume 28, Number 9, pp 550-553 Kim, J-K Lee, C-S Park C-K (1997), ’’The fracture characteristics of crushed limestone sand concrete’’, Cement and Concrete Research, Volume 27, Issue 11, pp 1719-1729 Abdelatif Benaissa, Pierre Morlier and Claude Viguier (1993), ’’Microstructure du beton de sable’’, Cement and Concrete Research, Volume 23, Issue 3, pp 663-674 10 Benaïssa, A Morlier P et Viguier C (1993), ’’Fluage et retrait du béton de sable’’, Materials and Structures, Volume 26, Number 6, pp 333-339 www.springerlink.com/content 11 Béton de sable (1994), caractéristiques et pratiques d’utilisation, Synthése du Projet National de Recherche et Développement SABLOCRETE, vol 237, Presses de l’Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, Paris, ISBN: 2-85978-221-4, French 12 Spengler, A Schiessl, P (2001), “Sand-Rich Self-Compacting Concrete”, Proceeding of the Second Int Symposium Self-Compacting Concrete, pp 387- 392, Japan 13 Bédérina, M Khenfer, M.M Dheilly R.M and Quéneudec M (2005), “Reuse of - 85 - local sand: effect of limestone filler proportion on the rheological and mechanical properties of different sand concretes’’, Cement and Concrete Research, Volume 35, Issue 6, Pages 1172-1179 14 江 育(2008), 特细砂与中砂混凝土配合比比较设计及工程应用,［文章编号］ 1002-849 15 Cisse I K and Laquerbe M (2000), “Mechanical characterisation of filler sandcretes with rice husk ash additions: Study applied to Senegal”, Cement and Concrete Research, Volume 30, Issue 1, pp 13-18 http://www.sciencedirect.com 16 Hua C , Gruz X and A Ehrlacher (1995), ’’Thin sand concrete plate of high resistance in traction’’, Materials and structures, Volume 28, Number 9, pp 550-553, 17 Rabih Fakih (2009), “High-Performance Concrete on Palm Jumeirah”, Proceedings of the ACI/VCA International symposium on recent advances in concrete technology and sustainability issues in Hanoi 18 BMAPA (British marine aggregate producers association), Marine aggregate dredging and the coastline: a guidance note, 2013 19 Wei Liu et al Discussion and experiments on the limits of chloride, sulphate and shell content in marine fine aggregates for concrete, Construction and Building Materials 159 (2018) 725–733 20 R Mahendran Et al Experimental study on concrete using sea sand as fine aggregate, International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 7, Issue 5, May-2016 21 Otsuki, N et al., “Possibility of sea water as mixing water in concrete”, 36th Conference on Our World in Concrete & Structures, Singapore, Vol.36, pp.131-138 22 Nakajima, T et al., "Influence of seawater on corrosion generation and properties of concrete", Proceedings of Japan concrete institute, Vol.3, pp.165-168 23 Vincent Dubois et al The use of marine sediments as a pavement base material, Waste Management 29 (2009) 774–782 24 Kamali Siham et al Marine dredged sediments as new materials resource for road construction, Waste Management 28 (2008) 919–928 25 M., 1998 Traitement des vases de dragage par stabilisation/solidification base de ciment et additifs (treatment of dredging muds by stabilization/ solidification with cement and additives) Thesis, University of Le Havre, France, pp 245 26 Nguyễn Mạnh Kiểm ctv (1979), Nghiên cứu sử dụng cát mịn để làm bê tông vữa Báo cáo tổng kết đề tài NCKH, Viện Khoa học Kỹ Thuật Xây dựng - 86 - 27 Bộ xây dựng (2000), Giáo trình vật liệu xây dựng, Nhà xuất xây dựng Hà Nội 28 Đào Văn Đồng (2010), Nghiên cứu góp phần hồn thiện cơng nghệ sản xuất phụ gia tro trấu Việt Nam, Tạp chí khoa học Giao Thơng Vận Tải số 29 29 Vũ Thị Bách (2010), Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng, Luận văn tốt nghiệp, ĐH Kỹ Thuật – Cơng Nghệ Tp.Hồ Chí Minh 30 Nguyen Thanh Sang, Ly Huy Tuan, and Vu Hoang Giang (2010), Planing for Coastal Road Using Tide Resistance Cement & Concrete, Báo áo hội nghị li n oàn tổ tr ỹ s Đông n m Á hủ ề ỹ thuật Cơng nghệ uộ sống hất l ợng thá h thứ bi n ổi hí hậu (CAFEO 28), Hà Nội (12/2010), chuyên mục Kỹ thuật công nghệ xây dựng dân dụng sở hạ tầng 31 Nguyen Th nh S ng, Tr n L Thắng (2011), Bê tông cát sử dụng cát duyên hải Miền trung để chế tạo gạch bê tông tự chèn đan xây dựng đường ôtô, Tạp hí GTVT (08), tr 16-18 32 Quy hoạ h phát tri n ông nghiệp xi măng Việt N m n năm 2010 ịnh h n năm 2020, theo quy t ịnh số 108/2005/QĐ-TTg ủ Thủ t ng ng Chính phủ 33 Kịch biển đổi khí hậu, nước biển dâng cho Việt Nam, Bộ Tài nguy n môi tr ng, 6/2009 34 Nguyễn Tiến Trung, ThS Phạm Đức Trung (Viện Thủy Công), PGS.TS.Nguyễn Xuân Thung (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội), Ảnh hưởng tro trấu đến cường độ, tính chống thấm bê tông thủy công 35 Cisse I K and Laquerbe M (2000), “Mechanical characterisation of filler sandcretes with rice husk ash additions: Study applied to Senegal”, Cement and Concrete Research, Volume 30, Issue 1, pp 13-18 http://www.sciencedirect.com 36 Fang M., et al (2004) Experimental study on rice husk combustion in a circulating fluidized bed Fuel processing technology Vol 85, pp.1273-1282 37 Precipitated Silica from rice husk Ash IPSIT (Indian institute ò Science Precipitated Silica Technology) 38 Energy Efficiency Guide for Industry in Asia – www.energyefficiencyasia.org 39 Ngô Đăng Quang, Nguyễn Duy Tiến (2010), t ấu b tông ốt th p, Ph n Cấu iện b n, Nhà xuất giao thông vận tải 40 Bộ giao thông vận tải (2005), Ti u huẩn thi t giao thông vận tải; 41 TCVN 6477:2016 Gạch bê tông - 87 - u 22TCN 272-05, Nhà xuất 42 IU.M.Bazenov, Bạch Đình Thiên, Trần Ngọc Tính, Cơng nghệ bê tơng, NXB Xây dựng, năm 2004 43 Thái Duy Sâm, Điều tra trạng ề xuất sách cho phát tri n vật liệu xây không nung Việt Nam t i năm 2020, Viện Vật liệu xây dựng, 2010 44 Lê Văn Quang cộng sự, Nghiên cứu sử d ng cát mịn ồng Sông Cửu Long cho ch tạo bê tông vữa xây dựng, Viện Vật liệu xây dựng, năm 2014 45 Công ty TNHH Thiết bị Gia Hưng, H ng dẫn ỹ thuật sử d ng ông nghệ p tĩnh gạ h hông nung, Tài liệu kỹ thuật, Hà Nội, 2015 46 Hội Vật liệu xây dựng Việt Nam, Vật liệu xây hông nung - Gi i pháp x nh ho ơng trình bền vững, Tài liệu hội thảo, Hà Nội, 2011 47 Hội Vật liệu xây dựng Việt Nam, Ứng d ng vật liệu m i, ti t iệm l ợng, thân thiện môi tr ng xây dựng, Tài liệu hội thảo, Hà Nội, 2011 48 Hội Vật liệu xây dựng Việt Nam, Tăng ng s n xuất sử d ng hiệu qu vật liệu xây hơng nung ơng trình xây dựng, Tài liệu hội thảo, Hà Nội, 2011 - 88 -