Nghiên cứu sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn chế tạo bê tông xi măng trong xây dựng mặt đường ô tô tại bà rịa vũng tàu luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI - - TRÇN QUèC VIƯT NGHI£N CøU Sư DơNG XØ THÐP LµM CèT LIƯU LớN CHế TạO BÊ TÔNG XI MĂNG TRONG XÂY DựNG MặT ĐƯờNG Ô TÔ TạI Bà RịA VũNG TàU LUậN VĂN THạC Sĩ Kỹ THUậT Hà NộI - 2018 Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VËN T¶I - - TRÇN QC VIƯT NGHI£N CøU Sư DơNG XØ THÐP LµM CèT LIƯU LíN CHế TạO BÊ TÔNG XI MĂNG TRONG XÂY DựNG MặT ĐƯờNG Ô TÔ TạI Bà RịA VũNG TàU NGàNH: Kỹ THUậT XÂY DựNG CÔNG TRìNH GIAO THÔNG M S: 8580205 CHUYÊN SÂU: XÂY DựNG ĐƯờNG ÔTÔ Và ĐƯờNG THàNH PHố LUậN VĂN THạC Sĩ Kỹ THUậT HƯớNG DẫN KHOA HọC: TS NGUYễN ĐứC TRọNG Hà NộI - 2018 i LI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn nội dung số liệu luận văn tự nghiên cứu, khảo sát thực Học viên thực luận văn ii LỜI CÁM ƠN Trước hết em xin chân thành cám ơn quý Thầy, Cô tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức quý báu suốt khóa học lớp Cao học Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng, Trường Đại học Giao thông vận tải phân hiệu Thành phố Hồ Chí Minh Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy TS Nguyễn Đức Trọng Bộ môn Đường bộ, Trường Đại học Giao thông Vận tải phân hiệu Thành phố Hồ Chí Minh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình làm luận văn, giúp em hiểu rõ mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu từ có định hướng nghiên cứu phương pháp nghiên cứu đắn để thực tôt nội dung đề tài luận văn Thạc sĩ Em xin chân thành cám ơn lãnh đạo nhà trường, Thầy cô khoa đào tạo sau đại học Trường Đại học Giao thông vận tải giúp đỡ em học tập thực luận văn Tuy nhiên kiến thức điều kiện vật chất cịn hạn chế nên em gặp khó khăn định Rất mong đóng góp ý kiến thầy, để em học tập, tiếp thu thêm nhiều kiến thức Hà Nội, Tháng năm 2018 Trần Quốc Việt iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH VẼ vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG XI MĂNG SỬ DỤNG XỈ THÉP TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ 1.1 Tổng quan BTXM 1.1.1 Khái niệm chung 1.1.2 Ưu nhược điểm BTXM 1.1.3 Phân loại BTXM 1.2 Các lý thuyết cấp phối BTXM 1.2.1 Khái niệm cấp phối BTXM 1.2.2 Lý thuyết cấp phối lý tưởng Fuller – Thompson 1.2.3 Lý thuyết cấp phối hạt Wemouth 1.2.4 Lý thuyết cấp phối hạt Bolomey 1.2.5 Lý thuyết cấp phối hạt Talbol 1.2.6 Lý thuyết cấp phối hạt B.B Okhôtina N.N Ivanov 1.2.7 Lý thuyết cấp phối cốt liệu lý tưởng Fuller 10 1.2.8 Các phương pháp thiết kế thành phần BTXM 11 1.3 Tình hình sửdụng xỉ thép dùng xây dựng cơng trình giới Việt Nam 14 1.3.1 Khái niệm xỉ thép tính chất xỉ thép 14 1.3.2 Tình hình sử dụng xỉ thép dùng xây dựng cơng trình giới 19 iv 1.3.3 Tình hình nghiên cứu sử dụng xỉ thép dùng xây dựng cơng trình Việt Nam 24 1.4 Yêu cầu mặt đường BTXM 26 1.4.1 Khái niệm mặt đường BTXM 26 1.4.2 Các yêu cầu kỹ thuật BT làm mặt đường BTXM 27 1.5 Kết luận chương 29 CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, THỰC TRẠNG NGUỒN VẬT LIỆU XÂY DỰNG VÀ MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG TẠI BÀ RỊA – VŨNG TÀU 30 2.1 Điều kiện tự nhiên tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 30 2.1.1 Đặc điểm tự nhiên 30 2.1.2 Tài nguyên thiên nhiên 31 2.2 Nguồn vật liệu xây dựng Bà Rịa – Vũng Tàu 32 2.2.1 Đá xây dựng 33 2.2.2 Đá ốp lát 33 2.2.3 Sét gạch ngói 34 2.2.4 Bentonit 34 2.2.5 Puzơlan 34 2.2.6 Cát xây dựng 35 2.2.7 Vật liệu san lấp 35 2.3 Tình hình sản xuất sử dụng xỉ thép xây dựng đường ô tô Bà Rịa – Vũng Tàu 36 2.3.1 Tình hình sản xuất xỉ thép 36 2.3.2 Tình hình sử dụng xỉ thép xây dựng cơng trình 36 2.4 Mạng lưới giao thôngtại Bà Rịa – Vũng Tàu 37 2.4.1 Đường 38 2.4.2 Đường thủy 39 2.4.3 Đường biển 39 2.4.4 Đường hàng không 40 v 2.5 Kế hoạch phát triển hệ thống giao thông đường giai đoạn 2017 – 2020 định hướng đến 2030 tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 40 2.6 Kết luận 42 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG XỈ THÉP LÀM CỐT LIỆU LỚN CHẾTẠO BÊ TÔNG XI MĂNG TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ TẠI BÀ RỊA – VŨNG TÀU 43 3.1 Đặt vấn đề 43 3.2 Yêu cầu kỹ thuật vật liệu chế tạo BTXM 43 3.3 Cơ sở lý thuyết thiết kế thành phần cấp phối bê tông xi măng sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn 52 3.3.1 Cơ sở lý thuyết 52 3.3.2 Phương pháp xác định tính chất lý BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn 52 3.3.3 Thiết kế thành phần cấp phối bê tông xi măng sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn 61 3.4 Thực nghiệm xác định tiêu lý BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn 62 3.4.1 Phương pháp kế hoạch thực nghiệm 62 3.4.2 Mối quan hệ cường độ kéo uốn cường độ chịu nén 74 3.5 Khả sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn chế tạo BTXM xây dựng mặt đường ô tô 75 3.5.1 Các đề xuất kết cấu áo đường 75 3.5.2 Đề xuất kết cấu mặt đường 75 3.6 Đánh giá hiệu kinh tế – kỹ thuật 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các hợp chất có xỉ thép quốc gia tiêu biểu [3] 16 Bảng 1.2: Trị số tính tốn loại BTXM xây dựng đường ôtô 28 Bảng 1.3: Các tiêu lý độ sụt BTXM mặt đường ô tô 28 Bảng 3.1: Cường độ nén cường độ kéo uốn xi măng dùng làm mặt đường BTXM (Phương pháp thử nghiệm theo TCVN 6010:2011) 44 Bảng 3.2: Các tiêu hóa, lý xi măng dùng làm mặt đường BTXM 44 Bảng 3.3: Các tiêu yêu cầu cốt liệu thô dùng làm mặt đường BTXM 47 Bảng 3.4: Yêu cầu thành phần cấp phối cốt liệu thô 48 Bảng 3.5: Yêu cầu phân loại cỡ hạt danh định thành phần loại cỡ hạt cốt liệu thô đưa vào thiết bị trộn 49 Bảng 3.6: Các tiêu yêu cầu cốt liệu nhỏ 50 Bảng 3.7: Thành phần cấp phối yêu cầu với cốt liệu nhỏ 51 Bảng 3.8: Hệ số đổi cường độ mẫu khác chuẩn cường độ chuẩn 54 Bảng 3.9: Hệ số tính đổi γ cho mẫu đầm thử kéo uốn 56 Bảng 3.10: Thành phần vật liệu chế tạo BTXM cường độ 36MPa 64 Bảng 3.11: Độ sụt BTXM 68 Bảng 3.12: Tính chất bê tông đông cứng 69 Bảng 3.13: Mức phát triển cường độ Rn BTXM tuổi 56 ngày so với 28 ngày 70 Bảng 3.14: Mức phát triển cường độ Ru BTXM tuổi 56 ngày so với 28 ngày 71 Bảng 3.15: Mức phát triển cường độ Rech BTXM tuổi 56 ngày so với 28 ngày 72 Bảng 3.16: Chi phí vật tư (chưa bao gồm VAT) BTXM cường độ 36MPa dùng đá dăm làm cốt liệu lớn 76 Bảng 3.17: Chi phí vật tư (chưa bao gồm VAT) BTXM cường độ 36MPa dùng xỉ thép (theo cấp phối sở) làm cốt liệu lớn 77 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Q trình hình thành xỉ thép 14 Hình 1.2: Nguyên nhiên liệu sử dụng phát thải mơi trườngcủa ngành sản xuất thép lị điện 15 Hình 1.3: Bê tơng cốt liệu xỉ thép 20 Hình 1.4: Sân vận động Colonial Melboune 21 Hình 1.5: Hầm nối sân bay Sydney 21 Hình 1.6: Gạch khơng nung sử dụng xỉ thép 24 Hình 2.1: Đường tạm dẫn vào cảng POSCO 37 Hình 2.2: Cơng trình nhà máy sản xuất nhơm định hình tồn cầu 37 Hình 2.3: Cơng trình nhà xưởng Ba Con Cị 37 Hình 2.4: Nhà máy sản xuất thép đặc biệt POSCO SS – VINA 37 Hình 3.1: Sơ đồ mẫu kéo uốn 57 Hình 3.2: Sơ đồ mẫu ép chẻ 58 Hình 3.3: Sơ đồ mẫu môđun đàn hồi 59 Hình 3.4: Bê tơng xi măng sau trộn khô 64 Hình 3.5: Bê tơng xi măng sau trộn ướt 65 Hình 3.6: Đo độ sụt BTXM 65 Hình 3.7: Mẫu BTXM sau chế tạo 66 Hình 3.8: Thí nghiệm cường độ chịu nén 66 Hình 3.9: Thí nghiệm cường độ kéo uốn 67 Hình 3.10: Thí nghiệm cường độ ép chẻ 67 Hình 3.11: Thí nghiệm mơ đun đàn hồi 68 Hình 3.12: Mức tăng Rn bê tông theo thời gian 70 Hình 3.13: Mức tăng Ru bê tơng theo thời gian 71 Hình 3.14: Mức tăng Rech bê tông theo thời gian 72 Hình 3.15: Ru BT sử dụng đá dăm xỉ thép (cpcs, tăng 10%, giảm 10%) làm cốt liệu lớn tuổi 28 56 ngày 73 viii Hình 3.16: E BT sử dụng xỉ thép (cpcs, tăng 10%, giảm 10%) làm cốt liệu lớn tuổi 28 74 Hình 3.17: Mối quan hệ cường độ kéo uốn cường độ chịu nén 74 68 Hình 3.11: Thí nghiệm mơ đun đàn hồi 3.4.1.3 Kết thực nghiệm Bảng 3.11: Độ sụt BTXM Tổ hợp Tổ hợp (đá BTXM dăm) 36MPa 7.0 Tổ hợp (giảm Tổ hợp (xỉ thép 10% xỉ thép) 6.5 Tổ hợp (tăng – cấp phối sở) 10% xỉ thép) 6.0 5.0 Nhận xét: Với loại BTXM cường độ 36 MPa sử dụng cốt liệu đá dăm làm cho độ sụt lớn nhất; Cao cấp phối sử dụng cốt liệu xỉ thép (cpcs), tăng 10% xỉ thép, giảm 10% xỉ thép làm cốt liệu lớn 16.7%, 40.0% 7.7% Từ số liệu thực nghiệm cho thấy xỉ thép có góc cạnh nhiều đá dăm làm tăng tính ma sát nên lượng xỉ thép nhiều độ sụt bê tơng giảm (độ hút nước xỉ thép cao so với đá dăm nên cần phải tăng 69 thêm lượng sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn chế tạo BTXM để đảm bảo độ dẻo cần thiết) Bảng 3.12: Tính chất bê tơng đơng cứng Cấp phối BTXM Tổ hợp Tổ hợp (Đá dăm) (Xỉ thép – Tổ hợp Tổ hợp (Tăng 10% (Giảm 10% cpcs) xỉ thép) xỉ thép) Rn tuổi ngày (MPa) 27.80 27.70 28.30 26.20 Rn tuổi 28 ngày (MPa) 40.60 42.10 43.40 38.10 Rn tuổi 56 ngày (MPa) 42.10 43.80 45.50 41.70 Ru tuổi ngày (MPa) 4.50 4.49 4.59 4.60 Ru tuổi 28 ngày (MPa) 5.41 5.56 5.35 5.59 Ru tuổi 56 ngày (MPa) 5.48 5.70 5.69 5.60 Rech tuổi ngày (MPa) 2.85 3.36 3.02 2.53 Rech tuổi 28 ngày (MPa) 3.62 4.30 4.26 2.90 Rech tuổi 56 ngày (MPa) 3.66 4.36 4.29 3.43 E tuổi 28 ngày (GPa) 39.60 39.00 36.90 35.80 3.4.1.4 Nhận xét đánh giá Từ kết thực nghiệm ta vẽ biểu đồ sau - Cường độ chịu nén Rn 70 Hình 3.12: Mức tăng Rn bê tơng theo thời gian Bảng 3.13: Mức phát triển cường độ Rn BTXM tuổi 56 ngày so với 28 ngày Tổ hợp Tổ hợp (xỉ Tổ hợp (giảm 10% thép – cấp (tăng 10% xỉ thép) phối sở) xỉ thép) 0.685 0.688 0.658 0.652 1.037 1.094 1.040 1.048 Tổ hợp Tổ hợp BTXM (đá dăm) R7/R28 R56/R28 Kết thí nghiệm cho thấy BTXM sử dụng xỉ thép (cấp phối sở, tăng 10%, giảm 10%) làm cốt liệu lớn có cường độ chịu nén tuổi ngày so với tuổi 28 ngày là: 0.658; 0.652 0.688; Ở tuổi muộn (56 ngày tuổi) cường độ chịu nén BTXM sử dụng xỉ thép so với tuổi 28 ngày tăng lên là: 4%; 4.8% 9.4% Trong ngày đầu (R7) phát triển cường độ chịu nén BTXM chậm lượng xỉ thép cao Kết cho thấy lượng xỉ thép bê tơng nhiều cường độ chịu nén Rn cao Ở tuổi 28 ngày, so với BTXM sử dụng đá dăm, cường 71 độ chịu nén BTXM sử dụng xỉ thép (cpcs, tăng 10%) cao là: 4% 7% - Cường độ chịu kéo uốn Ru Hình 3.13: Mức tăng Ru bê tông theo thời gian Bảng 3.14: Mức phát triển cường độ Ru BTXM tuổi 56 ngày so với 28 ngày Tổ hợp Tổ hợp (đá Tổ hợp (giảm Tổ hợp Tổ hợp (tăng BTXM dăm) 10% xỉ thép) (cpcs) 10% xỉ thép) R7/R28 0.832 0.823 0.808 0.858 R56/R28 1.013 1.002 1.025 1.064 Kết thí nghiệm cho thấy cường độ chịu kéo uốn BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn (cpcs, tăng 10%, giảm 10%) tuổi ngày so với 28 ngày tuổi là: 0.808; 0.823 0.858; Ở tuổi 56 ngày mức phát triển cường độ chịu kéo uốn tăng lên so với tuổi 28 ngày là: 2.5%; 6.4% 0.2% Từ kết cho thấy tuổi 56 ngày cường độ chịu kéo uốn BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn tăng nhiều sử 72 dụng lượng xỉ thép nhiều Ở tuổi 56 ngày, cường độ chịu kéo uốn BTXM sử dụng xỉ thép (cpcs, tăng 10%, giảm 10%) so với BTXM sử dụng đá dăm làm cốt liệu lớn cao là: 4%, 3.8% 2.2% - Cường độ ép chẻ Rech Hình 3.14: Mức tăng Rech bê tông theo thời gian Bảng 3.15: Mức phát triển cường độ Rech BTXM tuổi 56 ngày so với 28 ngày Tổ hợp Tổ hợp (đá Tổ hợp (giảm Tổ hợp (xỉ Tổ hợp (tăng BTXM dăm) 10% xỉ thép) thép tính tốn) 10% xỉ thép) R7/R28 0.787 0.872 0.781 0.709 R56/R28 1.011 1.183 1.014 1.007 Cường độ ép chẻ BTXM sử dụng xỉ thép (cpcs, tăng 10%, giảm 10%) làm cốt liệu lớn tuổi ngày so với tuổi 28 ngày là: 0.781; 0.709; 0.872; đạt độ tuổi 56 ngày mức độ phát triển cường độ ép chẻ so với tuổi 28 ngày tăng là: 1.4%; 0.7% 18.3% Kết cho thấy sử dụng lượng xỉ thép nhiều mức độ phát triển cường độ ép chẻ BTXM chậm sau 28 ngày phát triển cường độ ép chẻ không 73 đáng kể; So với BTXM sử dụng đá dăm cường độ ép chẻ BTXM sử dụng xỉ thép (cpcs, tăng 10%) cao đáng kể; cụ thể tuổi 28 ngày cường độ ép chẻ cao 18.7% 17.7%; Cường độ ép chẻ (Rech) độ tuổi 28 ngày đạt giá trị lớn sử dụng lượng xỉ thép cpcs (4.30MPa) lớn so với sử dụng đá dăm (3.62MPa) 18.8%; độ tuổi 56 cường độ ép chẻ BTXM sử dụng xỉ thép cpcs cao BTXM sử dụng đá dăm 19.1% Hình 3.15: Ru BT sử dụng đá dăm xỉ thép (cpcs, tăng 10%, giảm 10%) làm cốt liệu lớn tuổi 28 56 ngày Cường độ chịu kéo uốn Ru BTXM sử dụng xỉ thép (cpcs, tăng 10%, giảm 10%) làm cốt liệu lớn tuổi 28 ngày giảm hàm lượng xỉ thép cao Nhưng đạt độ tuổi 56 ngày cường độ chịu kéo uốn BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn tăng lên nhiều sử dụng lượng xỉ thép cao Kết cho thấy BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn đạt cường độ chịu kéo uốn có kết tương đương với BTXM sử dụng đá dăm tuổi 28 ngày tuổi 56 ngày phát triển tốt BTXM sử dụng đá dăm 74 Hình 3.16: E BT sử dụng xỉ thép (cpcs, tăng 10%, giảm 10%) làm cốt liệu lớn tuổi 28 Modul đàn hồi BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn (cpcs, tăng 10%, giảm 10%) đạt giá trị lớn sử dụng lượng xỉ thép theo cpcs, cao tăng 10% giảm 10% lượng xỉ thép là: 6% 9%  Nhận xét: Từ kết thực nghiệm nhận thấy BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn đạt cường độ tương đương so với sử dụng đá dăm đạt hiệu dùng lượng xỉ thép theo cấp phối sở 3.4.2 Mối quan hệ cường độ kéo uốn cường độ chịu nén Ru = 1.0721Rn0.4394; R2 = 0.9184 Hình 3.17: Mối quan hệ cường độ kéo uốn cường độ chịu nén 75 3.5 Khả sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn chế tạo BTXM xây dựng mặt đường ô tô 3.5.1 Các đề xuất kết cấu áo đường Những kết bước đầu tính chất BTXM có sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn: cường độ chịu nén, kéo uốn, ép chẻ mô đun đàn hồi đáp ứng yêu cầu cần thiết cho mặt đường cứng nên bước đầu sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn sản xuất BTXM dùng làm mặt đường ô tô 3.5.2 Đề xuất kết cấu mặt đường Căn vào cấu tạo thiết kế mặt đường BTXM Việt Nam Dựa vào tính chất cơng trình, lưu lượng xe thực tế vật liệu địa phương điều kiện địa chất, thủy văn khu vực Tiến hành phân tích, so sánh kết tính tốn bê tơng xi măng để rút nhận xét đánh giá hiệu việc sử dụng loại vật liệu kết cấu áo đường ô tô Kiến nghị dạng kết cấu áo đường BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn sau: - Kết cấu (Khi cấp quy mô giao thông nhẹ: Ne < 3.104 lần/làn quy mô giao thông trung bình: Ne = 3.104  1.106 lần/làn) BTXM loại Rn = 36MPa dày từ 18  24cm Cấp phối đá dăm, cấp phối đá dăm gia cố xi măng 5%  6% cát gia cố xi măng  8% (dày 15  20cm) - Kết cấu (Khi cấp quy mô giao thông nặng nặng: Ne > 1.106  20.106 lần/làn) 76 Bê tông nhựa rỗng tạo nhám BTXM loại Rn = 36MPa dày từ 20  30cm Cấp phối đá dăm gia cố xi măng 6% (dày 12  15cm) đặt lớp cấp phối đá dăm loại I 3.6 Đánh giá hiệu kinh tế – kỹ thuật So sánh bê tơng xi măng có sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn với sử dụng đá dăm mặt kinh tế có hiệu rõ rệt Bảng giá sau lấy theo đơn giá mua vật liệu Bà Rịa – Vũng Tàu (quý I – năm 2017, chưa tính thuế VAT) Đá dăm : 270,000 đồng/m3 Xỉ thép : 235,000 đồng/m3 Cát bê tông : 300,000 đồng/m3 Xi măng : 1,660 đồng/kg Với phương án dùng xỉ thép (tính tốn) làm cốt liệu lớn chế tạo BTXM có cường độ 36MPa; tính chi phí vật tư để chế tạo 1m3 bê tơng Sau so sánh với BTXM loại sử dụng đá dăm Kết tính tốn chi phí vật tư trình sau: Bảng 3.16: Chi phí vật tư (chưa bao gồm VAT) BTXM cường độ 36MPa dùng đá dăm làm cốt liệu lớn Khối lượng STT Chủng loại vật liệu tích xốp Khối (g/cm3) lượng (kg) Đá dăm Đơn giá KL thể 1.398 Thành tiền Thể tích Đồng/m3 Đồng/kg (đồng) (m3) 1140 0.815 270,000 220,050 77 Cát bê tông Xi măng PCB40 1.523 - 673 0.442 441 300,000 132,600 1,660 - TỔNG CỘNG 732,060 1,084,710 Bảng 3.17: Chi phí vật tư (chưa bao gồm VAT) BTXM cường độ 36MPa dùng xỉ thép (theo cấp phối sở) làm cốt liệu lớn KL thể STT Chủng loại vật liệu tích xốp (g/cm3) Khối lượng Khối lượng Đơn giá Thể tích Thành tiền Đồng/m Đồng/kg (đồng) (kg) (m ) Xỉ thép 2.055 1724 0.839 235,000 197,165 Cát bê tông 1.523 465 0.315 300,000 91,500 Xi măng PCB40 - 441 - - 1,660 TỔNG CỘNG 732,060 1,020,725 Giả sử có tuyến đường dài 10km dùng bê tông xi măng loại 36MPa mặt đường rộng 10m, chiều dày bê tông 24cm; Khi sử dụng BTXM dùng xỉ thép làm cốt liệu lớn giảm chi phí vật tư (chưa tính thuế VAT) so với sử dụng BTXM dùng đá dăm là: 1,535,640,000đồng (1m3 bê tông giảm 63,985 đồng) 78 KẾT LUẬN CHƯƠNG Kết thí nghiệm ban đầu cho thấy BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn đáp ứng yêu cầu cần thiết xây dựng kết cấu áo đường ô tô Trên số phương diện: Cường độ chịu nén, cường độ kéo uốn, cường độ ép chẻ, … BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn cho kết tốt BTXM thông thường giữ nguyên thành phần xỉ thép theo cpcs tăng 10% xỉ thép Vì vậy, việc sử dụng xỉ thép chế tạo BTXM mang lại số hiệu định mặt kinh tế – kỹ thuật Với loại bê tơng chi phí vật tư BTXM dùng xỉ thép rẻ so với sử dụng đá dăm làm cốt liệu lớn Trong thời điểm, giá vật liệu cơng nghệ xây dựng thay đổi số liệu cho thấy hiệu sử dụng xỉ thép thay đá dăm chế tạo BTXM xây dựng mặt đường ô tô 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận BTXM có ứng dụng rộng rãi thực tế ngày áp dụng nhiều để làm kết cấu áo đường ô tô Trong đó, nguồn đá tự nhiên chất lượng tốt ngày cạn kiệt bị khai thác mức nên tác giả đưa kết thực nghiệm sử dụng xỉ thép thay đá dăm làm cốt liệu lớn chế tạo BTXM điều cần thiết Sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn thay đá dăm khơng góp phần giảm đáng kể việc khai thác đá tự nhiên mà tận dụng lượng phế thải luyện kim thay phải tìm nơi xử lý loại phế thải giảm ảnh hưởng đến môi trường sinh thái Các kết thí nghiệm độ sụt, cường độ chịu nén, cường độ kéo uốn, cường độ ép chẻ, modul đàn hồi BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn kết luận khoa học đáng lưu ý Tác giả đưa số kết luận sau: - Thiết kế thành phần BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn thay đá dăm sử dụng phương pháp theo định 778/1998/QĐ-BXD cho kết tốt - BTXM 36 MPa sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn (cpcs, tăng 10%, giảm 10%) có độ sụt, cường độ chịu nén, cường độ kéo uốn, cường độ ép chẻ đạt yêu cầu kỹ thuật thiết kế áo đường ô tô số mặt cho kết tốt BTXM thông thường Hàm lượng xỉ thép BTXM nhiều mức độ phát triển cường độ sau tăng cao độ sụt bê tơng giảm gây khó khăn cho q trình cơng tác khả hoàn thiện bề mặt Khi hàm lượng xỉ thép giảm xuống lại ảnh hưởng lớn đến cường độ BTXM Do đó, BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn đạt kết tối ưu giữ nguyên thành phần cpcs - Thiết lập mối tương quan BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn: Ru = 1.0721 × Rn0.4394; R2 = 0.9184; 80 - Về giá thành chi phí mua vật tư sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn tiết kiệm sử dụng đá dăm 63,985 đồng cho 1m3 cho BTXM có cường độ chịu nén 36MPa Kiến nghị Thử nghiệm BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn đoạn đường giao thông tỉnh Bà Rịa – Vũng tàu để đánh giá chất lượng khai thác loại mặt đường Nghiên cứu ứng dụng BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn cho vùng miền có đặc tính vật liệu khác nhau, từ đưa áp dụng rộng rãi Nghiên cứu số tính chất khác BTXM sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn như: tính chống thấm, độ mài mòn, … khả sử dụng xỉ thép làm cốt liệu lớn chế tạo bê tông đầm lăn, bê tông cường độ cao 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bazenov IU.M., Bạch Đình Thiên, Trần Ngọc Tính (2004), Cơng nghệ bê tơng, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội Trần Hữu Bằng (2011), Nghiên cứu sử dụng hạt xỉ thải nhà máy thép khu vực tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu làm phụ gia khống cho bê tơng xi măng xây dựng mặt duờng ô tô, Luận văn thạc sỹ khoa học, Truờng Ðại học học Giao thông Vận tải Cơ sở II, Tp Hồ Chí Minh Bộ Giao Thơng 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 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 Xây dựng (1998), Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông loại theo Quyết định số 778/1998/QĐ–BXD ngày 5/9/1998, Việt Nam Bộ Xây Dựng (2004), TCXDVN 322:2004 – Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông sử dụng cát nghiền, Việt Nam Bộ Xây dựng (2006), TCVN 7570:2006 – Cốt liệu cho bê tông vữa Yêu cầu kỹ thuật, Việt Nam Công ty vật liệu xanh (2012), tính chất lý xỉ thép Cơng ty vật liệu xanh (2012), xỉ thép – vật liệu xanh cho tương lai 10 Nguyễn Văn Du (2016), Nghiên cứu khả sử dụng cốt liệu xỉ thép để sản xuất bê tơng nhựa nóng khu vực phía nam Việt Nam, Đề tài NCKH cấp trường, Trường đại học GTVT 11 Nguyễn Quốc Hiển (2016), Ứng dụng xỉ thép lĩnh vực xây dựng cơng trình, Tạp chí giao thông (http://www.tapchigiaothong.vn/ungdung-xi-thep-trong-linh-vuc-cong-trinh-xay-dung-d33831.html) 12 Tạ Thị Huệ (2014), Nghiên cứu ứng dụng xỉ thép thay cốt liệu dá dam 82 thành phần bê tông nhựa xây dựng mặt duờng ôtô, Luận văn thạc sỹ khoa học, Truờng Ðại học Giao thông Vận tải Cơ sở II 13 Phạm Duy Hữu, Đào Văn Đông, Phạm Duy Anh, Nguyễn Thanh Sang, Mai Đình Lộc (2011), Cơng nghệ bê tơng kết cấu bê tông, Nhà xuất GTVT, Hà Nội 14 Nguyễn Phi Sơn (2011), Nghiên cứu sử dụng phế thải xỉ sắt công nghệ sản xuất thép làm cốt liệu cho bê tông Asphalt, Luận văn thạc sỹ khoa học, Truờng Ðại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh 15 Nguyễn Đức Trọng (2013), Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp cát xay - cát tự nhiên khu vực Đông Nam làm mặt đường bê tông xi măng xây dựng đường ô tô, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh 16 ASTM C33, ASTM D1073 (2002), Standard Specification for concrete aggregates 17 Australasian Slag Association, A guide to the use of iron and steel slag in roads, Available at (http://www.asa-inc.org.au/knowledge/technicalliterature/technical-guides) 18 Manso J.M., Gonzalez J.J., Polanco J.A (2004), Electric arc furnace slag in concrete, Journal of materials in civil engineering 16(6) 639–645 19 Patel J.P (2008), Broader use of steel slag aggregates in concrete, Master Thesis, Cleveland State University 20 Qasrawi H (2014), The use of steel slag aggregate to enhance the mechanical properties of recycled aggregate concrete and retain the environment, Construction and Building Materials 54 298–304 21 Yi H., Xu G., Cheng H., Wang J., Wan Y., Chen H (2012), An overview of utilization of steel slag, Procedia Environmental Sciences 16 791– 801