Nghiên cứu khả năng sử dụng tro bay để sản xuất bê tông xi măng trong xây dựng mặt đường ô tô tại trà vinh luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - TRẦN VŨ QUỐC ĐẠT NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG TRO BAY SẢN XUẤT BÊ TÔNG XI MĂNG TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƢỜNG Ô TÔ TẠI TỈNH TRÀ VINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TP Hồ Chí Minh - 2019 II BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - TRẦN VŨ QUỐC ĐẠT NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG TRO BAY SẢN XUẤT BÊ TÔNG XI MĂNG TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƢỜNG Ô TÔ TẠI TỈNH TRÀ VINH NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG Mã số: 60.58.02.05 CHUN SÂU: XÂY DỰNG ĐƢỜNG Ô TÔ VÀ ĐƢỜNG THÀNH PHỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.Nguyễn Đức Trọng TP Hồ Chí Minh - 2019 III LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2019 Ngƣời thực Trần Vũ Quốc Đạt IV LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đƣợc luận văn này, học viên nhận đƣợc nhiều giúp đỡ thầy giáo hƣớng dẫn, nhà khoa học, bạn đồng nghiệp quan liên quan Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban Giám đốc sở II, Khóa Sau Đại học, Khoa Cơng trình, Bộ mơn Đƣờng bộ, Trƣờng Đại học Giao thông Vận tải giúp đỡ tác giả trình học tập nghiên cứu Học viên xin bày tỏ lịng biết ơn Thầy Cơ, bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến thiết thực quý báu Đặc biệt học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS Nguyễn Đức Trọng tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Do thời gian khả hiểu biết hạn chế nên luận văn chắn cịn có thiếu sót Học viên xin chân thành cảm ơn tiếp thu nghiêm túc ý kiến đóng góp nhà khoa học bạn đồng nghiệp Ngƣời thực Trần Vũ Quốc Đạt V MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN IV MỤC LỤC V DANH MỤC BẢNG BIỂU X DANH MỤC HÌNH ẢNH XI DANH MỤC VIẾT TẮT XII PHẦN MỞ ĐẦU XIII Tính cấp thiết đề tài XIII Mục tiêu nghiên cứu XIV Phạm vi nghiên cứu XIV Phƣơng pháp nghiên cứu XIV Bố cục đề tài XV CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG XI MĂNG TRO BAY VÀ CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG 1.1 Tổng quan bê tông xi măng 1.2 Các lý thuyết cấp phối BTXM 1.2.1 Lý thuyết cấp phối cốt liệu lý tƣởng Fuller 1.2.2 Lý thuyết cấp phối hạt B.B.Okhôtina N.N Ivanov 1.2.3 Lý thuyết cấp phối hạt Bolomey 1.2.4 Lý thuyết cấp phối hạt Talbot 1.2.5 Lý thuyết cấp phối lý tƣởng Fuller- Thompson 1.2.6 Lý thuyết cấp phối hạt Weymouth 1.3 Các phƣơng pháp thiết kế thành phần BTXM 1.3.1 Thiết kế thành phần bê tông theo TCXDVN 322:2004 VI 1.3.2 Thiết kế thành phần bê tông theo Quyết định số 778/1998/QĐ-BXD [3] 1.3.3 Thiết kế thành phần bê tông theo phƣơng pháp thể tích tuyệt đối dùng cơng thức Bolomey – Skramtaev 1.3.4 Thiết kế thành phần bê tông theo quy hoạch thực nghiệm 1.4 Các nhân tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng mặt đƣờng BTXM 1.4.1 Ảnh hƣởng vật liệu tới chất lƣợng BTXM 1.4.2 Ảnh hƣởng q trình thi cơng đến chất lƣợng mặt đƣờng 1.4.2.1 Yếu tố khách quan 1.4.2.2 Yếu tố chủ quan 1.4.3 Ảnh hƣởng trình khai thác đến chất lƣợng mặt đƣờng bê tông xi măng 10 1.4.3.1 Do tƣợng cập kênh mặt đƣờng [13] 10 1.4.3.2 Do chuyển vị 10 1.4.3.3.Do thời tiết tải trọng gây nứt vỡ theo lớp 10 1.5 Một số loại phụ gia dùng bê tông xi măng 11 1.5.1 Phụ gia khoáng 11 1.5.2 Phụ gia hóa học 12 1.5.2.1 Khái niệm 12 1.5.2.2 Phân loại 12 1.6 Bê tông xi măng có sử dụng tro bay 14 1.6.1 Giới thiệu chung: 14 1.6.2 Các ƣu điểm bê tông xi măng tro bay 15 1.6.2.1 Tính kinh tế 15 1.6.2.2 Môi trƣờng 16 1.6.2.3 Độ linh động 16 1.6.2.4 Tính háu nƣớc 17 1.6.2.5 Nhiệt thủy hóa 17 VII 1.6.2.6 Tính chống thấm 17 1.6.2.7 Khả chống ăn mòn cốt thép 18 1.6.2.8 Cƣờng độ 18 1.6.2.9 Bảo dƣỡng 19 1.6.3 Các nghiên cứu ứng dụng tro bay sản xuất bê tông xi măng 19 1.6.3.1 Trên giới 19 1.6.3.2 Tại Việt Nam 20 CHƢƠNG 2: THỰC TRẠNG CHẤT LƢỢNG MẶT ĐƢỜNG VÀ NGUỒN 23 VẬT LIỆU TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƢỜNG BTXM TẠI TRÀ VINH 23 2.1 Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội tỉnh Trà Vinh 23 2.1.1 Điều kiện tự nhiên 23 2.1.1.1 Vị trí địa lý 23 2.1.1.2 Địa hình 23 2.1.1.3 Khí hậu 24 2.1.1.4 Thủy văn 25 2.1.2 Kinh tế xã hội 26 2.1.2.1 Tổ chức hành 26 2.1.2.2 Dân số 27 2.1.2.3 Tình hình phát triển kinh tế 28 2.2 Thực trạng kết cấu hạ tầng giao thông tỉnh Trà Vinh 29 2.2.1 Đƣờng 29 2.2.1.1 Hệ thống đƣờng quốc lộ qua địa bàn tỉnh 29 2.2.1.2 Hệ thống đƣờng tỉnh, huyện giao thông nông thôn 31 2.2.2 Giao thông đƣờng thủy 34 2.2.2.1 Các tuyến dọc: 34 VIII 2.2.2.2 Các tuyến ngang: 34 2.3 Chất lƣợng, trữ lƣợng khả khai thác nguồn vật liệu xây dựng mặt đƣờng BTXM Tỉnh Trà Vinh 35 2.3.1 Cát xây dựng 35 2.3.2 Đá xây dựng 35 2.3.3 Nƣớc khoáng: 35 2.3.4 Tro bay 35 2.4 Kết luận: 37 CHƢƠNG : NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG BÊ TÔNG XI MĂNG TRO BAY TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƢỜNG Ô TÔ 38 3.1 Đặt vấn đề 38 3.2 Cơ sở lý thuyết 38 3.3 Nghiên cứu thực nghiệm 43 3.3.1 Tính chất lý vật liệu chế tạo BTXM 43 3.3.1.1 Xác định cƣờng độ yêu cầu 43 3.3.1.2 Xi măng 43 3.3.1.3 Các tiêu lý đá 44 3.3.1.4 Các tiêu lý cát 45 3.3.1.5 Các tiêu lý tro bay 47 3.3.1.6 Phụ gia 47 3.3.2 Cơng tác chuẩn bị thí nghiệm 48 3.3.3 Tiến hành thí nghiệm 48 3.3.4 Kết thí nghiệm đánh giá 54 3.3.4.1 Độ sụt BTXM 54 3.3.4.2 Cƣờng độ chịu nén BTXM 54 3.3.4.3 Cƣờng độ chịu kéo uốn BTXM 56 IX 3.3.4.4 Cƣờng độ ép chẻ BTXM 57 3.3.4.5 Modun đàn hồi nén tĩnh BTXM 59 3.4 Khả ứng dụng BTXM tro bay xây dựng mặt đƣờng ô tô 60 3.4.1 Căn đề xuất áo đƣờng bê tông xi măng 60 3.4.2 Đề xuất kết cấu mặt đƣờng 60 3.5 Đánh giá hiệu kinh tế sử dụng tro bay sản xuất BTXM làm mặt đƣờng ô tô 61 3.5.1 Về mặt kỹ thuật: 61 3.5.2 Về mặt kinh tế 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 Kết luận 64 Kiến nghị dự kiến hƣớng nghiên cứu 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO X X DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Hiện trạng phát triển đô thị địa bàn tỉnh Trà Vinh 26 Bảng 2.2: Tăng trƣởng chuyển dịch cấu kinh tế thời kỳ 2000-2010, Trà Vinh 28 Bảng 3.1 Hệ số tính đổi α 41 Bảng 3.2 Chỉ tiêu lý xi măng Holcim PCB40 44 Bảng 3.3 Bảng thành phần hạt Đá 45 Bảng 3.4 Bảng thành phần hạt Cát 46 Bảng 3.5 Các thông số thử nghiệm tro bay Duyên Hải 47 Bảng 3.6 Thành phần BTXM có khơng sử dụng phụ gia 48 Bảng 3.8 Kết thí nghiệm cƣờng độ chịu nén tổ mẫu Rn(MPa) 54 Bảng 3.9 So sánh tỉ lệ cƣờng độ chịu nén 55 Bảng 3.10 Kết thí nghiệm cƣờng độ chịu kéo uốn tổ mẫu (MPa) 56 Bảng 3.11 So sánh tỉ lệ cƣờng độ chịu kéo uốn 56 Bảng 3.12 Kết thí nghiệm cƣờng độ ép chẻ tổ mẫu (MPa) 57 Bảng 3.13 So sánh tỉ lệ cƣờng độ chịu ép chẻ 58 Bảng 3.12 Kết thí nghiệm mô đun đàn hồi tổ hợp mẫu BTXM 28 ngày 59 Bảng 3.13: Chi phí vật tƣ (chƣa bao gồm VAT) BTXM không dùng tro bay (Tổ 1) 61 Bảng 3.14: Chi phí vật tƣ (chƣa bao gồm VAT) BTXM dùng 20% tro bay, khơng dùng phụ gia hóa học (Tổ 2) 62 Bảng 3.15: Chi phí vật tƣ (chƣa bao gồm VAT) BTXM khơng dùng tro bay, có dùng phụ gia hóa học (Tổ 3) 62 Bảng 3.16: Chi phí vật tƣ (chƣa bao gồm VAT) BTXM dùng 20% tro bay, có dùng phụ gia hóa học (Tổ 4) 62 54 3.3.4 Kết thí nghiệm đánh giá 3.3.4.1 Độ sụt BTXM Bảng 3.7 Kết đo độ sụt tổ mẫu Sn(cm) Tổ mẫu Tổ Tổ Tổ Tổ (M36) (M36-20%TB) (M36-PG) 5.5 7.0 10.0 (M36-PG, 20%TB) Độ sụt Sn(cm) 13.0 Nhận xét: Khi sử dụng tro bay thay 20% xi măng độ sụt BTXM tăng 27% so với không sử dụng tro bay Còn sử dụng phụ gia siêu dẻo 20% tro bay thay xi măng độ sụt BTXM tăng 30% so với sử dụng phụ gia siêu dẻo 3.3.4.2 Cƣờng độ chịu nén BTXM Bảng 3.8 Kết thí nghiệm cường độ chịu nén tổ mẫu Rn(MPa) Tổ Tổ Tổ Tổ Tổ mẫu (M36-PG, (M36) (M36-20%TB) (M36-PG) 20%TB) ngày 25.8 23.2 30.7 26.2 28 ngày 36.7 38.1 39.8 39.5 56 ngày 39.0 43.2 43.4 44.6 50 43,2 43,4 44,6 45 36,7 38,1 40 Rn(MPa) 35 30 25 39,8 39,5 39 30,7 25,8 26,2 23,2 20 15 10 ngày M36 28 ngày M36-20%TB M36-PG 56 ngày M36-PG,20%TB Hình 3.11: Biểu đồ cƣờng độ chịu nén tổ hợp BTXM 55 Bảng 3.9 So sánh tỉ lệ cường độ chịu nén Tổ mẫu Rn7/ Rn 28 Rn 56/ Rn 28 (M36) 0.70 1.06 (M36-20%TB) 0.61 1.13 (M36-PG) 0.77 1.09 (M36-PG, TB) 0.66 1.13 Dựa vào biểu đồ so sánh cƣờng độ chịu nén nhƣ trên, ta chia thành trƣờng hợp: - Khi dùng 20% tro bay thay xi măng cƣờng độ chịu nén bê tông ngày tuổi đạt 61% so với cƣờng độ chịu nén bê tông 28 ngày tuổi; tuổi 56 ngày Rn tăng 13% so với tuổi 28 ngày Kết thí nghiệm cho thấy có sử dụng tro bay, cƣờng độ chịu nén bê tông tăng chậm thời gian đầu, nhƣng tuổi muộn (56 ngày) phát triển nhanh so với không sử dụng tro bay - Khi sử dụng phụ gia siêu dẻo 20% tro bay cƣờng độ chịu nén bê tông ngày tuổi đạt 66% so với cƣờng độ chịu nén bê tông tuổi 28 ngày; tuổi 56 ngày Rn tăng 13% so với tuổi 28 ngày - Khi có tro bay Rn tuổi ngày đạt từ 61-66% so với tuổi 28 ngày, nhiên khơng có tro bay thi Rn tuổi ngày tăng nhanh đạt từ 70-77% so với tuổi 28 ngày Tuy nhiên tuổi muộn (56 ngày) khơng có sử dụng tro bay Rn tăng chậm (6-9%) so với có tro bay (tăng 13%) Ở tuổi 28 ngày có sử dụng thêm tro bay phụ gia hóa học cƣờng độ chịu nén mẫu BTXM đạt từ 38.1MPa ÷ 39.5MPa thỏa mãn yêu cầu xây dựng mặt đƣờng ô tô 56 3.3.4.3 Cƣờng độ chịu kéo uốn BTXM Bảng 3.10 Kết thí nghiệm cường độ chịu kéo uốn tổ mẫu (MPa) Tổ Tổ Tổ Tổ (M36) (M36-20%TB) (M36-PG) ngày 3.71 3.86 4.02 3.56 28 ngày 4.35 5.15 5.40 5.48 56 ngày 4.88 5.96 5.62 5.80 Tổ mẫu (M36-PG, 20%TB) Từ kết trên, ta vẽ đƣợc biểu đồ sau: 5,96 5,15 Ru(MPa) 5,4 5,62 5,48 5,8 4,88 4,35 4,02 3,71 3,86 3,56 ngày 28 ngày M36 M36-20%TB M36-PG 56 ngày M36-PG,20%TB Hình 3.13: Biểu đồ cƣờng độ chịu kéo uốn tổ hợp BTXM Bảng 3.11 So sánh tỉ lệ cường độ chịu kéo uốn Tổ mẫu Ru7/ Ru28 Ru56/ Ru28 (M36) 0.85 1.12 (M36-20%TB) 0.75 1.16 (M36-PG) 0.74 1.04 (M36-PG, TB) 0.65 1.06 57 Dựa vào biểu đồ so sánh cƣờng độ chịu kéo uốn nhƣ trên, ta chia thành trƣờng hợp: - Khi dùng tro bay thay 20% xi măng cƣờng độ chịu kéo uốn bê tông ngày tuổi đạt 75% so với cƣờng độ chịu kéo uốn bê tông 28 ngày; tuổi 56 ngày Ru tăng 16% so với tuổi 28 ngày Kết thí nghiệm cho thấy có sử dụng tro bay, cƣờng độ chịu kéo uốn bê tông tăng nhanh cƣờng độ chịu kéo uốn bê tông không sử dụng tro bay - Khi sử dụng phụ gia siêu dẻo 20% tro bay cƣờng độ chịu kéo uốn bê tông ngày tuổi đạt 65% so với cƣờng độ chịu kéo uốn bê tông 28 ngày tuổi; tuổi 56 Ru ngày tăng 6% so với tuổi 28 ngày - Khi có tro bay Ru tuổi ngày đạt từ 65% - 75% so với tuổi 28 ngày, nhiên khơng có tro bay thi Ru tuổi ngày tăng nhanh từ 74% - 85% so với tuổi 28 ngày Tuy nhiên tuổi muộn (56 ngày) khơng có sử dụng tro bay Ru tăng chậm (4-12%) so với có tro bay (6-12%) 3.3.4.4 Cƣờng độ ép chẻ BTXM Bảng 3.12 Kết thí nghiệm cường độ ép chẻ tổ mẫu (MPa) Tổ Tổ Tổ Tổ (M36) (M36-20%TB) (M36-PG) ngày 3.43 3.37 3.46 3.04 28 ngày 4.08 4.37 4.66 4.62 56 ngày 4.90 5.05 5.25 5.16 Tổ mẫu Từ kết trên, ta vẽ đƣợc biểu đồ sau: (M36-PG, 20%TB) 58 4,37 4,66 4,62 4,9 5,05 5,25 5,16 4,08 Rec(MPa) 3,43 3,37 3,46 3,04 ngày 28 ngày M36 M36-20%TB M36-PG 56 ngày M36-PG,20%TB Hình 3.14: Biểu đồ cƣờng độ chịu ép chẻ tổ hợp BTXM Bảng 3.13 So sánh tỉ lệ cường độ chịu ép chẻ Tổ mẫu Rec7/ Rec28 Rec56/ Rec28 (M36) 0.84 1.20 0.77 1.16 (M36-PG) 0.74 1.13 (M36-PG, TB) 0.66 1.12 (M36-20%TB) Dựa vào biểu đồ so sánh cƣờng độ chịu ép chẻ nhƣ trên, ta chia thành trƣờng hợp: - Khi dùng tro bay thay 20% xi măng cƣờng độ chịu ép chẻ bê tông ngày tuổi đạt 77% so với cƣờng độ chịu ép chẻ bê tông 28 ngày tuổi; tuổi 56 ngày Rec tăng 16% so với tuổi 28 ngày Kết thí nghiệm cho thấy có sử dụng tro bay, cƣờng độ chịu ép chẻ bê tông tăng chậm thời gian đầu, nhƣng tuổi muộn (28 ngày) phát triển nhanh so với không sử dụng tro bay - Khi sử dụng phụ gia siêu dẻo 20% tro bay cƣờng độ chịu ép chẻ bê tông ngày tuổi đạt 66% so với cƣờng độ chịu ép chẻ bê tông 28 ngày tuổi; tuổi 56 ngày tăng 12% so với tuổi 28 ngày 59 - Khi có tro bay Rec tuổi ngày đạt từ 66% - 77% so với tuổi 28 ngày, nhiên khơng có tro bay thi Rec tuổi ngày tăng nhanh từ 74% - 84% so với tuổi 28 ngày 3.3.4.5 Modun đàn hồi nén tĩnh BTXM Bảng 3.12 Kết thí nghiệm mô đun đàn hồi tổ hợp mẫu BTXM 28 ngày Tổ mẫu Tổ Tổ Tổ Tổ 28 ngày 36.0E+3 37.9E+3 38.0E+3 38.9E+3 Từ kết trên, ta vẽ đƣợc biểu đồ sau: 38,9E+3 39,0E+3 38,5E+3 37,9E+3 38,0E+3 38,0E+3 E(MPa) 37,5E+3 37,0E+3 36,5E+3 36,0E+3 36,0E+3 35,5E+3 35,0E+3 34,5E+3 M36 M36-20%TB M36-PG M36-PG, 20%TB Hình 3.15 Biểu đồ mô đun đàn hồi tổ hợp BTXM 28 ngày Nhận xét: - Khi dùng tro bay thay 20% xi măng: Ở 28 ngày tuổi, mô đun đàn hồi BTXM lớn so với không sử dụng tro bay 5.3% - Khi sử dụng phụ gia siêu dẻo 20% tro bay: Ở 28 ngày tuổi, mô đun đàn hồi BTXM lớn so với không sử dụng tro bay 2.3% - Khi có tro bay mơ đun đàn hồi tuổi 28 ngày tăng cao từ 5.3% - 8% so với khơng có tro bay 60 3.4 Khả ứng dụng BTXM tro bay xây dựng mặt đường ô tô 3.4.1 Căn đề xuất áo đƣờng bê tông xi măng Những kết bƣớc đầu tính chất BTXM có sử dụng tro bay: cƣờng độ chịu nén, kéo uốn, ép chẻ mô đun đàn hồi đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn hành cho mặt đƣờng cứng nên sử dụng tro bay sản xuất BTXM dùng xây dựng đƣờng ô tô 3.4.2 Đề xuất kết cấu mặt đƣờng Căn vào cấu tạo thiết kế mặt đƣờng BTXM Việt Nam Dựa vào tính chất cơng trình, lƣu lƣợng xe thực tế, vật liệu địa phƣơng điều kiện địa chất, thủy văn khu vực Tiến hành phân tích, so sánh kết tính tốn BTXM để rút nhận xét đánh giá hiệu việc sử dụng loại vật liệu kết cấu áo đƣờng ô tô Kiến nghị dạng kết cấu áo đƣờng BTXM có sử dụng phần đá mi nhƣ sau: + Kết cấu 1: Khi cấp quy mô giao thông nhẹ: thơng trung bình: < 3×104 lần/làn quy mơ giao = 3ì104 ữ 1ì106 ln/ln BTXM loi Rn = 36 Mpa dày từ 18÷24cm Cấp phối đá dăm, cấp phối đá dăm gia cố xi măng 5÷6% cát gia cố xi măng 6÷8% (dày 15÷20cm) + Kết cấu 2: Khi cấp quy mô giao thông nặng nặng: > 1×10  20×106 lần/làn Bê tơng nhựa rỗng tạo nhám BTXM loại Rn = 36 Mpa dày từ 20÷30cm Cấp phối đá dăm gia cố xi măng 6% (dày 12÷15cm) đặt lớp cấp phối đá dăm loại II 61 3.5 Đánh giá hiệu kinh tế sử dụng tro bay sản xuất BTXM làm mặt đường tơ So sánh có sử dụng tro bay với không tro bay mặt kinh tế- kỹ thuật Tuy khơng đƣợc tồn diện nhƣng nêu lên đƣợc hiệu BTXM sử dụng tro bay 3.5.1 Về mặt kỹ thuật: Khi sử dụng tro bay phụ gia hóa học độ sụt hỗn hợp bê tông xi măng cao độ sụt hỗn hợp BTXM không sử dụng tro bay nhƣng lƣợng xi măng, lƣợng nƣớc lại đƣợc giảm đáng kể 3.5.2 Về mặt kinh tế Theo đơn giá mua vật liệu tỉnh Trà Vinh (quý – năm 2018, chƣa tính thuế VAT) lập bảng đơn giá - Đá 5÷20 : 420,000 đồng/m3 - Cát tự nhiên hạt to : 330,000 đồng/m3 - Xi măng : 1,800 đồng/kg - Tro bay : 800 đồng/kg - Phụ gia : 35,000 đồng/lít Với phƣơng án chế tạo BTXM tro bay có cƣờng độ 36 MPa; tính đƣợc chi phí vật tƣ để chế tạo 1m3 bê tơng Sau so sánh với BTXM loại không dùng tro bay Kết tính tốn chi phí vật tƣ đƣợc trình bày nhƣ sau: Bảng 3.13: Chi phí vật tư (chưa bao gồm VAT) BTXM không dùng tro bay (Tổ 1) STT KL thể tích xốp Loại vật liệu (g/cm3) Khối lƣợng Khối lƣợng (kg) Thể tích (m3) Đơn giá Đồng/ m3 Đồng/kg Thành tiền (đồng) Đá 5÷20 1.447 1101 0.760 420,000 319,572 Cát vàng 1.480 718 0.485 330,000 160,095 XM - 438 TỔNG CỘNG - 1,800 788,400 1,268,066 62 Bảng 3.14: Chi phí vật tư (chưa VAT) BTXM dùng 20% tro bay thay XM (Tổ 2) STT Loại vật liệu KL thể tích xốp (g/cm3) Khối lƣợng Khối lƣợng (kg) Thể tích (m3) Đơn giá Đồng/ m3 Đồng/kg Thành tiền (đồng) Đá 5÷20 1.447 1101 0.761 420,000 319,572 Cát vàng 1.480 718 0.485 330,000 160,095 XM - 350 - 1,800 630,000 Tro bay - 88 - 800 70,400 TỔNG CỘNG 1,180,066 Bảng 3.15: Chi phí vật tư (chưa VAT) BTXM khơng dùng tro bay, có sử dụng phụ gia hóa học (Tổ 3) STT Loại vật liệu KL thể tích xốp (g/cm3) Khối lƣợng Khối lƣợng (kg) Đơn giá Thể tích Đồng/ m3 (m3) Đồng/kg Thành tiền (đồng) Đá 5÷20 1.447 1139 0.787 420,000 330,601 Cát vàng 1.480 818 0.553 330,000 182,392 XM HolCim - 372 - Phụ gia - - 3.72 1,800 35,000 669,600 130,200 TỔNG CỘNG 1,312,793 Bảng 3.16: Chi phí vật tư (chưa VAT) BTXM dùng 20% tro bay, có sử dụng phụ gia hóa học (Tổ 4) STT Loại vật liệu KL thể tích xốp (g/cm ) Khối lƣợng Khối lƣợng (kg) Đơn giá Thể tích Đồng/ m3 (m3) Đồng/kg Thành tiền (đồng) Đá 5÷20 1.447 1139 0.787 420,000 330,601 Cát vàng 1.480 818 0.553 330,000 182,392 XM HolCim - 298 - 1,800 536,400 Tro bay - 74 - 800 59,200 Phụ gia - - 3.72 TỔNG CỘNG 35,000 130,200 1,238,793 63 Giả sử có tuyến đƣờng dài 10km dùng BTXM loại 36MPa mặt đƣờng rộng 10m, chiều dày bê tông 24 cm, thì: - Khi sử dụng BTXM dùng tro bay thay 20% khối lƣợng xi măng, không dùng phụ gia siêu dẻo giảm đƣợc chi phí vật tƣ (chƣa tính thuế VAT) so với khơng sử dụng tro bay 2,112,000,000 đồng (1m3 bê tông giảm đƣợc 88,000 đồng/m3) - Khi sử dụng BTXM dùng tro bay thay 20% khối lƣợng xi măng, có dùng phụ gia giảm đƣợc chi phí vật tƣ (chƣa tính thuế VAT) so với khơng sử dụng tro bay, có dùng phụ gia 1,775,996,740 đồng (1m3 bê tông giảm đƣợc 74,000 đồng/m3) *Kết luận Từ thực nghiệm cho thấy việc chế tạo BTXM sử dụng tro bay đáp ứng yêu cầu cần thiết xây dựng kết cấu áo đƣờng ô tô Việc sử dụng tro bay hợp lý mang lại lợi ích kinh tế - kỹ thuật Kết cho thấy BTXM có sử dụng tro bay mang lại hiệu kỹ thuật giảm chi phí đáng kể so với khơng sử dụng tro bay Tại thời điểm, giá vật liệu nhƣ cơng nghệ xây dựng thay đổi nhƣng số liệu cho thấy hiệu sử dụng tro bay chế tạo BTXM xây dựng mặt đƣờng ô tô 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Qua nghiên cứu, đề tài tổng quan đƣợc nghiên cứu BTXM sử dụng tro bay dùng xây đƣờng ô tô Đồng thời tổng quan đƣợc phƣơng pháp thiết kế thành phần BTXM Phân tích tính chất nhân tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng BTXM Hiểu rõ điều kiện tự nhiên, tình hình phát triển kinh tế - xã hội thực trạng chất lƣợng mặt đƣờng để đánh giá đƣợc trữ lƣợng, chất lƣợng, tận dụng đƣợc nguồn vật liệu sử dụng để sản xuất BTXM định hƣớng sử dụng tƣơng lai địa bàn tỉnh Trà Vinh giải pháp cần thiết - Việc nghiên cứu ứng dụng tro bay hợp lý thay xi măng sản xuất BTXM làm mặt đƣờng ô tô mang lại hiệu tích cực Từ kết nghiên cứu đƣa số kết luận nhƣ sau:  Khi sử dụng tro bay cƣờng độ chịu nén, cƣờng độ chịu kéo uốn, cƣờng độ ép chẻ mô đun đàn hồi tăng chậm thời gian đầu Tuy nhiên tuổi muộn (56 ngày) cƣờng độ BTXM tăng mạnh so với không sử dụng tro bay Cụ thể: + Khi sử dụng tro bay Rn, Ru, Rec tuổi ngày đạt lần lƣợt 61-66%; 6575%; 66-77% so với tuổi 28 ngày Cịn khơng sử dụng tro bay Rn, Ru, Rec tuổi ngày đạt lần lƣợt 70-77%; 74-85%; 74-84% so với tuổi 28 ngày + Tuy nhiên tuổi 56 ngày Rn, Ru, Rec BTXM có sử dụng tro bay tăng lần lƣợt là: 13%; 6-16%; 12-16% so với tuổi 28 ngày Cịn khơng sử dụng tro bay Rn, Ru, Rec BTXM tuổi 56 ngày đạt lần lƣợt 6-9%; 4-12%; 1320% so với tuổi 28 ngày + Ở tuổi 28 ngày sử dụng tro bay Rn, Ru, Rec, E BTXM tăng lần lƣợt là: 3.8%; 18.4%; 7%; 5.3% so với không dùng tro bay + Còn sử dụng tro bay phụ gia hóa học tuổi 28 ngày Rn, Ru, Rec, E BTXM lần lƣợt là: 0.75%; 1.5%; 0.86%; 2.3% so với dùng phụ gia hóa học 65  Về mặt kinh tế dùng tro bay thay 20% khối lƣợng xi măng giảm đƣợc đáng kể lƣợng xi măng sản xuất bê tơng, dẫn đến giảm chi phí vật tƣ so với không sử dụng tro bay 88,000 đồng (chƣa tính thuế VAT) cho 1m3 bê tơng có cƣờng độ chịu nén 36 Mpa Kiến nghị dự kiến hướng nghiên cứu Nghiên cứu khả ứng dụng bê tơng có sử dụng tro bay cho vùng miền nói chung tỉnh Trà Vinh nói riêng có đặc tính vật liệu khác để làm đoạn đƣờng thử nghiệm trƣớc áp dụng đại trà Ngoài ra, cần nghiên cứu thêm số tính chất khác BTXM có sử dụng tro bay nhƣ: tính chống thấm, độ mài mịn X TÀI LIỆU THAM KHẢO ASTM C618 -12a Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete Bộ Giao Thông Vận Tải (2012), Quy định tạm thời kỹ thuật thi công nghiệm thu mặt đường bê tông xi măng xây dựng cơng trình giao thơng, kèm theo định số 1951/QĐ – BGTVT, Việt Nam Bộ Giao Thông Vận Tải (2012), Quy định tạm thời thiết kế mặt đường bê tơng xi măng thơng thường có khe nối xây dựng cơng trình giao thơng, kèm theo định số 3230/ QĐ- BGTVT, Việt Nam Bộ Xây dựng (1998), dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông loại, theo định số 778/1998/QĐ- BXD ngày 05/09/1998 Bộ Xây dựng (1993), TCVN 3105: 1993, Lấy mẫu, chế tạo bảo dưỡng mẫu thử HHBT bê tông chất lượng cao, Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, NXB Xây dựng, Hà Nội Bộ Xây dựng (1993), TCVN 3106: 1993, Hỗn hợp bê tông nặng – Phương pháp thử độ sụt, Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, NXB Xây dựng, Hà Nội Bộ Xây dựng (1993), TCVN 3118: 1993, Bê tông nặng- Phương pháp xác định cường độ chịu nén, Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, NXB Xây dựng, Hà Nội Bộ Xây dựng (1993), TCVN 3119: 1993, Bê tông nặng- Phương pháp xác định cường độ kéo uốn, Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, NXB Xây dựng, Hà Nội Bộ Xây dựng (1993), TCVN 5726: 1993, Bê tông nặng phương pháp xác định cường độ lăng trụ modun đàn hồi nén tĩnh, Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, NXB Xây dựng, Hà Nội 10 Bộ Xây dựng (2006), Cốt liệu cho bê tông vữa - Phương pháp thử, TCVN 7572:2006, Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam, NXB Xây dựng, Hà Nội 11 Bộ Xây dựng (2006), Cốt liệu cho bê tông vữa - Yêu cầu kỹ thuật, TCVN 7570:2006, Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, NXB Xây dựng, Hà Nội 12 Bộ Xây dựng (2014), TCVN 10302: 2014, Phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tông, vữa xây xi măng, Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, NXB Xây dựng, Hà Nội 13 Phạm Hữu Hanh (2007), Vật liệu hiệu xây dựng cơng trình giao thơng, XI NXB Xây Dựng, Hà Nội 14 Phạm Hữu Hanh (2009), Bê tông cường độ cao – Bê tông chất lượng cao, giảng dành cho học viên Cao học Vật liệu Xây dựng, Trƣờng Đại học Xây dựng, Hà Nội 15 Phạm Duy Hữu (2011) Công nghệ bê tông kết cấu bê tông, Nhà xuất giao thông vận tải, Hà Nội 16 Phạm Duy Hữu Ngơ Xn Quảng, Mai Đình Lộc (2011), Vật liệu xây dựng, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 17 Nguyễn Văn Đoàn, Nghiên cứu sử dụng tro bay Nhà máy nhiệt điện Suralaya Indonesia làm phụ gia khoáng cho sản xuất xi măng Công ty xi măng Holcim Việt Nam, Đề tài KHCN - Viện Vật liệu xây dựng 18 Nguyễn Thị Thu Hƣơng (2012), Phương pháp thiết kế cấp phối bê tơng có kết hợp phụ gia khống phụ gia hóa học, Khoa học kỹ thuật Thủy lợi Môi trƣờng, số 38 19 Nguyễn Thanh Sang cộng (2013), Nghiên cứu ứng dụng BTXM tro bay cơng trình giao thơng 20 Nguyễn Đức Trọng (2017), 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 21 Nguyễn Thiên Phú (1991), 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 22 Phùng Văn Lự, Phạm Duy Hữu, Phan Khắc Trí (2006), Vật liệu xây dựng, NXB Giáo Dục, Hà Nội 23 Phạm Đăng Nguyên, Phạm Huy Khang (2017), Ảnh hưởng nhân tố q trình thi cơng đến chất lượng mặt đường bê tơng xi măng 24 Hồng Văn Phong (2008) Công nghệ chế tạo xi măng, bêtông, bê tông cốt thép vữa xây dựng, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội 25 Tiêu chuẩn Việt Nam (2006), TCVN 7570:2006, Cốt liệu cho bê tông vữa - Yêu cầu kỹ thuật, Hà Nội 26 Tiêu chuẩn Việt Nam (2006), TCVN 7572: 2006, Cốt liệu cho bê tông vữa - XII Phương pháp thử, Hà Nội 27 Ngọ Văn Toản (2013), Nghiên cứu ảnh hưởng tro trấu phụ gia siêu dẻo tới tính chất hồ, vữa bê tơng, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng số 3+4/2013, Hà Nội 28 Nguyễn Hữu Trí, Lê Anh Tuấn, Vũ Đức Chính (2009), Nghiên cứu ứng dụng mặt đường bê tông xi măng Việt Nam điều kiện nay, Tạp chí cầu đƣờng Việt Nam 29 Nguyễn Đức Trọng (2013), Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp cát xay - cát tự nhiên khu vực Đông Nam Bộ làm mặt đường bê tông xi măng xây dựng đường ô tô, Hà Nội, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội 30 Nguyễn Thanh Sang, Nguyễn Quang Phúc (2012), Sử dụng bê tông xi măng tro bay để phát triển bền vững kết cấu mặt đường ơtơ, Tạp chí GTVT (08), tr 30-32 31 Các thông tin liên quan đến Trà Vinh số wedsite nhƣ: vi.wikipedia.org; baomoi.com; vietgle.vn/trithucviet … 32 Các tài liệu khác có liên quan