Nghiên cứu sử dụng hạt xỉ thải nhà máy thép khu vực tỉnh bà rịa vũng tàu làm phụ gia khoáng cho bê tông xi măng trong xây dựng mặt đường ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - TRẦN HỮU BẰNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HẠT XỈ THẢI NHÀ THÉP KHU VỰC TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU LÀM PHỤ GIA KHỐNG CHO BÊ TƠNG XI MĂNG TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Thành Phố Hồ Chí Minh - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - TRẦN HỮU BẰNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HẠT XỈ THẢI NHÀ THÉP KHU VỰC TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU LÀM PHỤ GIA KHỐNG CHO BÊ TƠNG XI MĂNG TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ : 60 – 58 – 30 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ VĂN BÁCH Thành Phố Hồ Chí Minh – 2011 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 1: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… TP.HCM, ngày tháng 11 năm 2011 GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… TP.HCM, ngày tháng 11 năm 2011 GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1.1) Tính cấp thiết đề tài 1.2) Mục đích nghiên cứu 1.3) Sự cần thiết đề tài 1.4) Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5) Nội dung nghiên cứu 1.6) Phương pháp nghiên cứu, cách tiếp cận vấn đề, kỹ thuật sử dụng 1.7) Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.8) Cấu trúc đề tài CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG XỈ THẢI NHÀ MÁY THÉP LÀM PHỤ GIA KHỐNG CHO BÊ TƠNG XI MĂNG 1.1) Khảo sát, đánh giá nguồn hạt xỉ nhà máy thép khu vực Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu 1.1.1 Nguồn gốc 1.1.2 Chất lượng Xỉ dạng cục 1.2) Tình hình sử dụng hạt xỉ nhà máy thép làm phụ gia khống cho bêtơng xi măng 10 1.2.1 Trên giới 10 1.2.2 Ở Việt Nam 11 1.3) Kết luận 14 Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CỦA BÊTÔNG XI MĂNG THÔNG THƯỜNG VÀ BÊTƠNG XI MĂNG CĨ SỬ DỤNG PHỤ GIA KHOÁNG XỈ THÉP 15 2.1 15 Vật liệu sử dụng 2.1.1 Xi măng 15 2.1.2 Cốt liệu 15 2.1.3 Phụ gia khoáng xỉ thép nghiền mịn (PGK Xỉ) 19 2.1.2 Nước 21 2.2 21 Phương pháp nghiên cứu 2.3 So sánh kết nghiên cứu phịng thí nghiệm bêtông xi măng thông thường bêtông xi măng sử dụng phụ gia khoáng xỉ 2.4 thép 31 Nhận xét 37 CHƯƠNG III: CHẾ TẠO VÀ THI CÔNG BÊTÔNG XI MĂNG CĨ SỬ DỤNG PHỤ GIA KHỐNG XỈ THÉP TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG GIAO THÔNG 40 3.1) Tổng quan kết cấu mặt đường giao thông 22TCN 233-1995; 40 3.1.1 Kết cấu mặt đường bêtông 40 3.1.2 Cấu tạo mặt cắt ngang bê tông xi măng mặt đường 42 3.1.3 Cường độ bê tông 42 3.2) Chế tạo bê tông xi măng sử dụng phụ gia khống hạt xỉ thép làm mặt đường giao thơng nơng thôn 46 3.2.1 Giới thiệu chung 46 Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách 3.2.2 Nguyên vật liệu chế tạo 48 3.2.3 Thiết bị dụng cụ thi công mặt đường bêtông 51 3.2.4 Chuẩn bị mẻ trộn 54 3.2.5 Trộn bê tông 55 3.2.6 Vận chuyển bê tông 57 3.2.7 Đổ bê tông 59 3.2.8 Bảo dưỡng bê tông 61 3.2.9 Các đảm bảo chất lượng 62 3.2.10 Công tác kiểm tra chất lượng 62 3.2.11 Các phép đo cường độ 62 3.2.12 Một số lưu ý q trình thi cơng 63 3.3) Ứng dụng thi công măt đường giao thông 64 3.4) Đánh giá hiệu kinh tế 65 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ VÀ DỰ KIẾN HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 68 4.1 Kết luận 68 4.2 Kiến nghị 69 4.3 Dự kiến hướng nghiên cứu 69 TÀI LIÊU THAM KHẢO 70 PHỤC LỤC A Kết thí nghiệm vật liệu (Cát, đá, Xi măng) Thí nghệm Cát Thí nghiệm Đá Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách Thí nghiệm xi măng B Bảng tính Excel thiết kế thành phần cấp phối bê tông Thiết kế thành phần bê tông 25 Mpa 10 Thiết kế thành phần bê tông 30 Mpa 15 Thiết kế thành phần bê tông 35 Mpa 20 C Kết nén bê tông 25 Mpa 25 D Kết nén bê tông 30 Mpa 45 E Kết nén bê tông 35 Mpa 65 F Kết kéo uốn bê tông 25, 30, 35 Mpa 85 G Kết nén kéo uốn trường bê tông 25 Mpa 109 H Kết thí nghiệm thấm Bê tông 30 Mpa 117 DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG Bảng 1.1: Dự báo nhu cầu xi măng theo QĐ 1488/TTg, ngày 29/08/2011 Bảng 2.1 Các tiêu ximăng Bảng 2.2 Tính chất vật lý cát Bảng 2.3 Phân tích thành phần hạt Bảng 2.4 Biểu đồ thành phần hạt Bảng 2.5 Tính chất vật lý đá Bảng 2.6 Thành phần hạt đá Bảng 2.7 Biểu đồ thành phần hạt Biểu đồ thành phần CaO-AL2O3-SiO2 xỉ thép Bảng 2.8: Chọn độ sụt Bảng 2.9: Lượng nước trộn theo Môđun độ sụt Bảng 2.10: Bảng tra hệ số Kd Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách Bảng 2.11: Kết tính tốn thành phần cấp phối Bêtông Bảng 2.12: Thiết kế thành phần cấp phối bêtơng có sử dụng PGK Xỉ thép Bảng 2.13: Bảng kết biểu đồ so sánh cường độ nén bêtông sử dụng PKG xỉ thép (Slag) Bêtông thông thường (Normal) Bảng 2.14: Bảng kết biểu đồ so sánh cường độ kéo uốn bê tông xi măng (Slag) (Normal) Bảng 2.15 Kết mẫu thử thấm Bảng 3.1 : Bề dày tối thiểu lớp móng áo đường cứng Bảng 3.3 Chỉ tiêu cường độ Bảng 3.4 : Kích thước truyền lực Bảng 3.5 Khoảng cách khe ngang Bảng 3.6 Giới hạn hợp chất gây hại cốt liệu mịn Thỏa theo TCVN 7570:2006 Bảng 3.7 Giới hạn hợp chất gây hại cốt liệu thô Thỏa theo TCVN 7570:2006 Bảng 3.8 Bảng thông số kỹ thuật trạm trộn Công ty DIC Bảng 3.9 Gía trị so sánh cường độ bê tơng DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Bãi chứa xỉ thép nhà máy thép Miền Nam, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Hình 1.2 Chất thải rắn “Hạt xỉ thép” sau chơn chấp Xã Tóc Tiên huyện Tân Thành, Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách Hình 2.1 Cơng tác lấy mẫu vật liệu thí nghiệm từ nhà máy thép Miền Nam, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Hình 2.2 Xỉ thép nghiền mịn Bộ cối chày Proctor Hình 2.3 Cơng tác đúc mẫu Kháng nén hình lập phương 15x15x15 cm Hình 2.4 Cơng tác chuẩn bị mẫu đúc mẫu kéo uốn 15x60 cm Hình 2.5 Cơng tác chuẩn bị mẫu trước nén Hình 2.6 Mẫu kháng nén thơng thường PGK Xỉ 15x15x15 cm Hình 2.7 Mẫu kéo uốn thơng thường PGK Xỉ 15x60 cm Hình 2.8 Mẫu kéo so sánh bề mặt Hình 2.9 Mẫu thử chống thấm thông thường PGK Xỉ 10%, 30 MPa Hình 3.1: Thi cơng đoạn thí điểm thử nghiệm cường độ bê tông Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách Phương pháp có nhược điểm đổ bê tông khối lớn, hạng mục thi cơng địi hỏi phải đổ bê tơng liên tục phải sử dụng nhiều xe trộn tốn Bởi phương pháp áp dụng trường hợp đặc biệt 3.2.6.2 Vận chuyển xe trộn có khơng có cánh khuấy Xe trộn cố định sử dụng để vận chuyển bê tông trộn nhà máy thường bao gồm thùng hở nắp phía gắn xe tải Thùng thường thiết kế kim loại có dạng khí động học nhẵn để xả bê tơng phía sau thùng nghiêng lên Một cửa xả thiết bị rung gắn lên thùng thiết bị hoạt động thời điểm xả bê tông Một thiết bị xé tơi trộn lẫn bê tông xả bê tông; Phương pháp áp dụng với công trường thi công trung tâm, thành phố lớn, nơi gần trạm bê tông thương phẩm với cự ly vận chuyển phạm vi cho phép Khi công trường không cho phép ta đặt trạm trộn chỗ mà đặt ngồi cơng trường thi cơng gần vị trí thi cơng áp dụng phương pháp này; Phương pháp áp dụng phổ biến để thi công BTCĐC ưu điểm phương pháp bê tơng đổ trực tiếp vào kết cấu, đổ vào thùng chứa cấp trực tiếp cho máy bơm 3.2.6.3 Bơm Bơm bê tông thiết bị vận chuyển vữa bê tơng đại, bơm bê tơng vận chuyển vữa bê tông lên cao, xuống sâu xa hiệu Bơm bê tông thiết bị khơng thể thiếu việc thi cơng trình đường ô tô nơi mà xe bồn vận chuyển khơng thể vào; Hiện có hai loại máy bơm sử dụng phổ biến là: Máy bơm ô tô máy bơm cố định; - Máy bơm ô tơ có tính động cao áp lực bơm thấp nên độ cao bơm không lớn; Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 58/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật - Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách Máy bơm cố định tính động có áp lực bơm lớn nên bơm vữa bê tông lên cao xa, loại bơm thích hợp cho cơng trình cầu đúc hẫng, cầu dây văng, cơng trình có khối lượng bê tông lớn Khi sử dụng máy bơm cố định phải lắp ống dẫn bê tông đến vị trí cơng tác nên phải xây dựng hệ thống giá đỡ cầu dẫn để dẫn ống bê tông 3.2.6.4 Băng tải Cho phép sử dụng băng tải để vận chuyển bê tông Băng tải phải gia cố để đạt độ nhẵn không rung động bê tông chuyển động dọc theo băng tải Góc nghiêng lên nghiêng xuống phải kiểm sốt để tránh cốt liệu thô bị phân lớp bê tơng Vì độ sụt thực tế nằm phạm vi 10cm lớn nên băng tải sử dụng để vận chuyển bê tông cường độ cao khoảng cách tương đối ngắn từ 60-90m Phải bọc che đậy băng tải để tránh mưa, gió, ánh sáng mặt trời, nhiệt độ môi trường làm thay đổi đáng kể độ sụt nhiệt độ bê tơng Phải lập kế hoạch kiểm sốt chặt chẽ trình vận chuyển băng tải; Phương pháp có nhiều nhược điểm: phạm vi vận chuyển bê tông tương đối ngắn, thiết bị vận chuyển cồng kềnh chiếm dụng nhiều diện tích, góc nghiêng băng tải vận chuyển nhỏ (chỉ từ 10-15o), bê tông dễ bị phân lớp, vận chuyển loại bê tơng có độ sụt thấp, biện pháp bảo quản bê tơng phức tạp khó kiểm sốt chất lượng Phương pháp sử dụng 3.2.7 Đổ bê tông 3.2.7.1 Chuẩn bị Công việc chuẩn bị đổ bêtơng phải đảm bảo việc đổ, đóng rắn hồn thiện bê tơng với tốc độ nhanh Trước hết việc giao bê tông công trường phải theo kế hoạch để đổ ngay, đặc biệt mẻ trộn Thiết bị để đổ bê tơng phải có đủ cơng suất để thực chức cách có hiệu Cần chuẩn bị thiết bị đầm rung Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 59/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách nhân công để làm bê tơng nhanh chóng sau đổ khu vực khó Tất thiết bị nên đặt điều kiện hoạt động tốt Do cần chuẩn bị sẵn số thiết bị đầm rung dự trữ cho sử dụng 3.2.7.2 Đổ bê tông Việc đổ bê tông không tiến hành có đầy đủ vật liệu cần thiết thiết bị dự phòng để đảm bảo cho bê tông đổ liên tục Ngay sau trộn xong, bê tơng phải đựơc vận chuyển đến vị trí đổ công trường phương pháp cho ngăn ngừa dược tượng phân tầng, mát nhiễm bẩn bê tông Vận chuyển bê tông phải đảm bảo nhanh tránh bê tông không bị đông cứng khoảng thời gian từ lúc đổ nước vào hỗn hợp đến bê tông đổ đầm nén vào cơng trình; Trước bê tơng đổ, ván khn phải làm kỹ khơng cịn lại mảnh vụn, phoi bào hay mảnh vụn khác Các ván khuôn sử lý cách nhúng vào vật liêu không màu nước trước đổ bê tông Bê tông phải đổ nhẹ nhàng vào vị trí khơng để rơi tự từ khoảng cách lớn 1.2m Bê tông phải đổ cho nước khơng bị đọng đáy, góc bề mặt ván khuôn Bê tông đổ đầm lèn lớp đồng với mẻ trộn đổ sát cạnh Độ dày lớp bê tông dao động khoảng từ 15cm đến 30cm (với bê tông cốt thép), khoảng 45 cm (đối với bê tông không cốt thép) Bê tông phải đổ theo phương pháp nghiêng lấn dần để không tạo nên vết thi công lạnh; Việc đổ bê tông phần hay đoạn cơng trình phải đổ cách liên tục, khơng phép ngắt qng q trình đổ bê tơng Bê tông đổ phải che chắn khỏi mưa, lốc bụi, chất hoá học tác động có hại mặt trời, nhiệt độ, gió, nước chảy va chạm mạnh Bê tông đổ phải che chắn rào cách khác để không cho người dẫm lên bị vật khác đặt lên hay ném vào Việc bảo vệ Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 60/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách phải tiếp tục bê tơng có đủ độ cứng cần thiết khơng cịn yếu tố ảnh hưởng nữa; Chú ý đề phòng thời tiết đổ bê tông: Trong điều kiện thời tiết nóng, phải ý làm lạnh nước trộn bê tông trước sử dụng, lựa chọn phương pháp sản xuất, vận chuyển bảo dưỡng thích hợp để giảm nhiệt độ bê tông tránh bay nước 3.2.8 Bảo dưỡng bê tông Trong suốt trình đổ sau đổ bê tông phải đầm đầm rung chấn động Mục đích việc đầm lèn để lấp đầy tất phần khuôn, tác động tới bê tông xung quanh cốt thép đổ bê tông không tác dụng được, tác dụng lại tới cốt liệu thô từ bề mặt, loại bỏ bọt khí lỗ rỗng; Bê tơng phải đầm liên tục cẩn thận, đầm xung quanh cốt thép góc ván khn để bê tơng bám chặt vào cốt thép không để lại lỗ rỗng tổ ong Đầm dùi rung động phải có đường kính phù hợp với khoảng cách; Trong đầm, phải ý không để dịch chuyển cốt thép, không làm ảnh hưởng tới đông cứng phần bê tông Không thông qua cốt thép để tiến hành việc đầm rung Đầm rung không áp dụng điểm lắng nơi mà bê tông vừa bị lắng Thiết bị đầm rung đặt vào đủ chiều sâu bê tông đổ, lần nhúng đầm vào bê tông phải để liên tục bọt khí vữa khơng cịn xuất bề mặt bê tông không kéo dài 30 giây để tránh phân tầng, đầm phải rút lên đặn theo phương thẳng đứng để khơng tạo thành túi khí bê tơng Đầm rung không tiếp tục điểm nơi cục mà vữa thành khuôn Toàn việc rung, đầm hoàn thiện phải kết thúc sau bê tông đổ đến vị trí cuối Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 61/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách 3.2.9 Các đảm bảo chất lượng 3.2.9.1 Vật liệu Một hỗn hợp bê tông cường độ cao định tỷ lệ, nhà cung cấp bê tông, quan lấy mẫu kiểm tra cam đoan đảm bảo đặc tính cần thiết bê tơng Các cốt liệu hợp chất hoá học sử dụng vào hỗn hợp phải đồng lấy từ nguồn suốt trình xây dựng dự án 3.2.9.2 Các thiết bị thông tin liên lạc Cần thiết phải có thiết bị liên lạc trực tiếp nơi cung cấp bê tông nơi đổ bê tông Nhà thầu cần có thiết bị liên lạc kế hoạch chi tiết trước bắt đầu công việc đổ bê tơng 3.2.9.3 Phịng thí nghiệm Phải có sẵn phịng thí nghiệm bê tơng với đầy đủ khả để kiểm tra bê tơng giao chân cơng trình Phịng thí nghiệm phải thường xun kiểm tra Phịng thí nghiệm xi măng phịng thí nghiệm bê tông phải tuân thủ yêu cầu qui định hành Phải chuẩn bị mẫu hình trụ lập phương, mẫu dầm (15 x 60 cm) cho bê tơng đổ, với có mẫu thử cho giai đoạn kiểm tra sau 7, 14, 28, 60 90 ngày 3.2.10 Công tác kiểm tra chất lượng Đầu tiên để lựa chọn tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng bê tông xác định xem phân bổ kết kiểm tra cường độ nén kéo uốn có nằm đường cong phân bố bình thường hay khơng Như tiêu chuẩn Việt Nam công cụ thông dụng để kiểm tra chất lượng bê tơng xi măng sử dụng phụ gia khống xỉ 3.2.11 Các phép đo cường độ 3.2.11.1 Các điều kiện Vì nhiều mối quan tâm bê tơng sử dụng phụ gia khoáng xỉ giới hạn với cường độ theo chiều nén, nên phép đo cường độ nén mối quan tâm việc kiểm tra bê tông Các phương pháp kiểm tra theo tiêu chuẩn Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 62/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách Việt Nam hoàn toàn phù hợp Cường độ biến đổi bê tơng xác định từ mẫu thử nghiệm làm, sử dụng kiểm tra theo điều kiện tiêu chuẩn Khi kết kiểm tra theo tiêu chuẩn số liệu bắt buộc hợp pháp để đánh giá hỗn hợp bê tông Các mẫu thử nghiệm bê tông qua xử lý công trường dùng để đánh giá chất lượng kết cấu bê tơng áp dụng 3.2.11.2 Kích thước hình dạng mẫu thử Theo tiêu chuẩn quốc tế cho mẫu thử hình trụ có đường kính 150 mm, chiều cao 300 mm mẫu thử tiêu chuẩn để đo cường độ Theo tiêu chuẩn Việt Nam mẫu thử hình lập phương có kích thước 15 x 15 x 15 (cm) Với bê tơng sử dụng phụ gia khống xỉ sử dụng loại mẫu 15 x 15 x 15 cm mẫu 15 x 60 cm 3.2.12 Một số lưu ý q trình thi cơng Trong q trình thuỷ hoá xi măng lượng nhiệt phát sinh cao gây chênh lệch nhiệt độ khối bê tông nhiệt độ ngồi mơi trường điều gây nứt bê tông Thứ hai trạm trộn bê tông thường đặt trời vào mùa hè nhiệt độ cốt liệu lên cao (đến 50oC) yếu tố đẩy nhanh q trình ninh kết bê tơng làm cho q trình thuỷ hố xi măng khơng đầy đủ bị nước làm tổn thất độ sụt dễ gây nứt bê tơng Vì để khắc phục tượng người ta dùng biện pháp sau: - Hạn chế tốc độ phát nhiệt thuỷ hoá xi măng cách dùng xi măng toả nhiệt; - Hạ nhiệt độ cốt liệu cách làm lạnh chân không; - Sử dụng nước trộn bê tông nước đá Mặt khác thi công bê tơng sử dụng phụ gia khống xỉ vào mùa đơng ( miền Bắc nhiệt độ có xuống thấp) để đảm bảo dây chuyền thi công liên tục đảm bảo tiến độ thi cơng Phải có giải pháp để tăng nhanh q trình đóng rắn phát triển cường độ để đảm bảo tiến độ thi cơng mùa khác Khi cần phải có biện pháp dưỡng hộ bê tơng nhiệt Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 63/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách phủ bao tải kết hợp tưới nước nóng, dưỡng hộ bê tơng toả nhiệt 3.3) Ứng dụng thi công mặt đường giao thông Công trình: Đường nội Địa chỉ: Xã Mỹ Xuân, Huyện Tân Thành, Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu; Bề rộng mặt đường : 9,2 mét; Chiều dài tuyến : 430 mét; Chiều dày : 18 cm; Bề rộng bêtông : 4,58 x 3,0 mét; Khe co giãn : 15 mm; Chủ đầu tư: Công ty cổ phần Gạch gối Mỹ Xuân; Đơn vị cung cấp bê tông: Công ty cổ phần đầu tư phát triển xây dựng bê tơng (DIC); Bảng 3.9 Gía trị so sánh cường độ bê tông Loại bê tông ngày 14 ngày 28 ngày (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) 28 ngày kéo uốn (daN/cm2) Normal, 25 MPa 12% Slag, 25 MPa 19.2 22.9 27.7 32.84 (19.6) (23.3) (28.1) (33.51) 17.4 21.4 26.1 28.92 (17.8) (21.7) (26.5) (29.38) So sánh kết trường/ kết thí nghiệm phịng Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 64/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách Hình 3.1: Thi cơng đoạn thí điểm thử nghiệm cường độ bê tông 3.4) Đánh giá hiệu kinh tế So sánh bê tông xi măng thông thường bê tơng dùng PGK Xỉ 12% cơng trình: Đường nội Xã Mỹ Xuân, Huyện Tân Thành, Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu mặt giá thành để nêu lên phần giá trị bê tông sử dụng Phụ gia khoáng xỉ; Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 65/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách Sự so sánh phần mang lại hiệu kinh tế mang lại lợi ích tổn thương hiệu ứng nhà kính, mơi trường nước vật liệu xỉ thép đem chôn lấp gây ra, làm tăng phong trào 350.org thêm ý nghĩa giải phần khan vật liệu làm đường tơ Ví dụ: Chọn loại bê tơng mác 25 Mpa hàm lượng xi măng dùng m3 bê tông so sánh sau: Cấp phối cho m3 BTXM, 25 Mpa Normal (kg) 12% Slag (kg) 353 310,64 (42,36) 810 810 1101 1101 147 147 Bảng giá lấy theo đơn giá xây dựng Liên sở tài – Xây dựng tháng 10/2011 tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu (Gía chưa bao gồm thuế VAT – Đã vận chuyển đến trường xây lắp) + Xi măng Holcim PCB40 81.500 đ/bao(50 kg) + Với bê tông xi măng thơng thường chi phí xi măng/m3 353,60 kg/m3 x 1.630 đ/kg = 576.368 đ/m3 + Với bê tông xi măng sử dụng 12 %PGK Xỉ chi phí xi măng/m3 Xi măng 310,64 kg/m3 x 1.630 đ/kg = 506.343 đ/m3 (1) PGK Xỉ 42,36 kg/m3 x Tổng (1) (2) 174 đ/kg = 7371 đ/m3 (2) = 513.714 đ/m3 Chi tiết (2) Giá thành nghiền xỉ thép sử dụng dây chuyền xi măng lò đứng hết khấu hao vốn đầu tư (Nguồn cung cấp Trạm nghiền Clinker Thị Vải trực thuộc Công ty liên doanh Xi măng Holcim VN, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Công suất 10 vạn tấn/năm) a Khấu hao giá trị lại dây chuyền thiết bị hết khấu hao vốn đầu tư: Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 66/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách - Vốn đầu tư dây chuyền lị đứng cơng suất 10,5 – 11,5 vạn tấn/năm khoảng 60 tỷ Giá trị lại sau 7-10 năm khoảng 25% 15 tỷ với thời gian khấu hao năm - Công suất sản xuất nghiền xỉ 10 vạn tấn/năm - Vậy giá khấu hao thiết bị 30.000 đ/tấn PGK Xỉ thép, b Giá nguyên, nhiên liệu vật tư kỹ thuật - Giá điện (50KWh/tấn PGK Xỉ) x 1300 đ/kWh = 65.000 đ/T - Giá bi đạn phụ tùng khí: 0,6 kg x 35.000 đ/kg = 21.000đ/T - Giá tiền lương cho PGK Xỉ: Dự kiến 5.000 đ/T - Giá quản lý phí cho PGK Xỉ: Dự kiến 5.000 đ/T - Chi phí vận chuyển Dự kiến 30.000 đ/T c : Doanh thu hổ trợ việc sử dụng xỉ từ doanh nghiệp sản xuất thép: 40 000 đ/T Tổng chi phí sản xuất PGK Xỉ: Chi phí sản xuất = (Tổng chi phí – doanh thu) = [30.000+65.000+21.000+5.000+5.000+30.000] - 40.000 = 116.000 đ/T Giá thành sản phẩm PGK Xỉ: Giá thành sản phẩm = Chi phí sản xuất + Lợi nhuận = 116.000 +116.000 x 50% = 174.000 đ/T (Với tỷ lệ lợi nhuận dự kiến : 50%) Vậy với m3 bê tông xi măng thí bê tơng xi mgăng sử dụng PGK Xỉ rẻ bê tông xi măng thông thường 62.654 đ Nếu tính cho đoạn đường khoảng km, mặt đường làm bê tơng xi măng có chiều dày 18 cm, chiều rộng mét cần 1.620 m3 bê tông, lúc dùng bê tông xi măng PGK Xỉ rẻ dùng bê tông xi măng thông thường 101.499.480 đ (Một trăm lẽ triệu bốn trăm chín mươi chín ngàn bốn trăm tám mươi đồng) Tương ứng hiệu kinh tế khoảng 10.9 % Việc so sánh có tính chất tương đối giá thành vật liệu thay đổi theo thời gian cự ly vận chuyển Tuy nhiên so sánh nói lên phần giá trị phụ gia khoáng xỉ Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 67/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách CHƯƠNG IV KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ VÀ DỰ KIẾN HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 4.1 Kết luận Dựa vào kết thực nghiệm phân tích nghiên cứu ban đầu đưa số kết luận: Phụ gia khoáng thành phần quan trọng để chế tạo bê tông xi măng, sử dụng để giảm hàm lượng xi măng, giảm nhiệt thủy hóa, cải thiện cấp phối cốt liệu, nâng cao tính chất hổn hợp bê tông xi măng; Với thành phần bêtơng có sử dụng phụ gia khống hạt xỉ thép thay tỷ lệ xi măng 10%, 12% 15%, kết thực nghiệm ban đầu với thành phần thí nghiệm cho loại cấp phối bê tơng 25, 30 35 MPa, có tính chất học đáp ứng yêu cầu kỹ thuật bê tông làm mặt đường ô tô; Mặt khác sử dụng phụ gia khoáng hạt xỉ thép thay phần xi măng giúp cho việc giảm thải khí CO2 từ việc sản xuất xi măng gây hiệu ứng nhà kính tận dụng vật liệu phế thải từ nhà máy sản xuất thép; Kết nghiên cứu cho thấy xỉ hạt hố có nhiều đặc tính ưu việt xét góc độ làm phụ gia khống đáp ứng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6260-1997 phụ gia khoáng sản xuất xi măng, để sản xuất xi măng bê tơng Có thể dùng xỉ với tỷ lệ 10%, 12% 15% để thay clinke sản xuất xi măng PCB40 góp phần giải tình trạng thiếu clinke sản xuất xi măng nay; Ý nghĩa thực tiển sử dụng vật liệu phế thải, nhằm khắc phục vấn đề chôn lấp đổ đống Khu xử lý chất thải tập trung Tóc Tiên tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu Ngồi cịn tạo nguồn vật liệu cho xây đượng đường ô tô nói riêng xây dựng cơng trình nói chung; Gía thành cơng trình bê tơng xi măng sử dụng PGK Xỉ cạnh tranh khả nhận hổ trợ từ phía doanh nghiệp; Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 68/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật 4.2 Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách Kiến nghị Có thể sử dụng PGK Xỉ thép để chế tạo bê tông xi măng dùng xây dựng đường ô tô Dù cường độ thấp ít, làm giảm giá thành xây dựng cơng trình cách đáng kể, làm lớp mặt đường ô tô cấp thấp, giao thông nông thôn, mặt đường đường huyện, đường xã; làm móng mặt đường láng nhựa chí sử dụng làm kết cấu mặt đường cấp cao; PGK Xỉ thép để chế tạo kết cấu bê tông không cốt thép như: tường chắn bảo vệ đường qua bãi biển, bờ sông, tường chắn đất chống sạt lở mái taluy đường, vật liệu thành phẩm ống cống, bó vỉa… 4.3 Dự kiến hướng nghiên cứu Cần tiếp tục nghiên cứu, tổng kết kinh nghiệm để đánh giá khả cho phép sử dụng hạt xỉ thải nhà máy thép làm móng đường tơ; Tiếp tục nghiên cứu, thi cơng thí điểm để đánh giá hiệu kinh tế - kỹ thuật củ cấp phối bê tơng; Cần có phối hợp hổ trợ cấp quyền doanh nghiệp, nhằm xây dựng nhà máy nghiền sản phẩm hạt xỉ thép Từ cần nghiên cứu thêm tỉ lệ dùng PGK Xỉ nghiền nhà máy so với nghiền thủ công tác giả Bộ cối chày Proctor; Cần tiếp tục nghiên cứu, xỉ thép làm phụ gia khống cho thành phần bê tơng nhựa; Cần có xu hướng nghiên cứu xỉ hạt nhà máy thép với vai trị cố liệu bê tơng xi măng; Cần nghiên cứu sản phẩm nông nghiệp phế thải Tro Trấu kết hợp với sản phẩm công nghiệp Hạt xỉ thải nhà máy thép, nhằm tạo sản phẩm vật liệu xây dựng Bê tơng xi măng có sử dụng PGK Xỉ thép Tro Trấu cung cấp cho ngành xây dựng nói chung đường tơ nói riêng Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 69/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách TÀI LIÊU THAM KHẢO TS Lương Đức Long Đề tài nghiên cứu sử dụng xỉ hạt lò cao cho sản xuất xi măng Việt Nam Cơ quan chủ trì thực hiện: Viện Vật liệu xây dựng – BXD Địa tài liệu: KQNC.1157 / 1158 Thư viện KHCN – Bộ Xây dựng Báo cáo xử phạt cán PC49 ngày 31/07/2010 V/v xử phạt nhà máy thép Pomina (Khu công nghiệp Phú Mỹ 1, huyện Long Thành) chôn lấp xỉ thép không qui định Nguyễn Văn Tránh Trần Vũ Minh Nhật Đề tài Nghiên cứu dùng xỉ công nghiệp xản xuất xi măng Portland xỉ (RESEARCHING OF USING LASTFURNATED SLAG INPRODUCING SLAG-PORTLAND CEMENT INDUSTRY) Th.s Nguyễn Thanh Sang Tạp chí khoa học giao thơng vận tải số 24 – 11/2008 Nghiên cứu thay đổi cường độ bê tông cát sử dụng cát loại chất độn mịn TS Lê Văn Bách liên mơn cơng trình Trường Đại học GTVT Cơ sở Q9, Tp_HCM Đề tài NCS Bước đầu nghiên cứu sử dụng cát biển Nam Bộ làm bê tông xi măng Thông tư số: 01/2010/TT-BXD, Ngày 08/01/2010 Qui định công tác quản lý chất lượng Clanhke xi măng Poóc lăng thương phẩm Gíao trình cơng nghệ bê tơng bê tông đặc biệt, GS TS Phạm Duy Hữu Nguyến Đức Chuy, Trần Thị Mây, Nguyễn Thị Thu - Khoa Hoá trường ĐHSP Hà nội Nghiên cứu chuyển hoá tro bay Phả Lại thành sản phẩm chứa Zeolit số tính chất đặc trưng chúng Tạp chí khoa học số năm 2002 KS Dương Khánh Tồn - Tổng giám đốc cơng ty Sơng Đà Ứng dụng phụ gia Pugơlan, Tro bay làm phụ gia bê tông xây dựng đập thủy điện Việt Nam Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 70/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật 10 Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách Bê tơng đầm lăn: Phịng Bê tơng nặng Viện Chuyên ngành Bê tông - Viện KHCN Xây dựng (ICT/IBST) Tel: 04 8360248 E-mail: 11 Tro bay - vật liệu làm bê tơng xây dựng Tạp chí Người xây dựng 12 PGS TS Phạm Duy Khang, Bộ môn đường ơtơ sân bay khoa cơng trình trường Đại học GTVT – Hà Nội Tro bay ứng dụng xây dựng đường ôtô sân bay điều kiện Việt Nam 13 Kết cấu mặt đường giao thông nơng thơn (Nguồn: Tạp chí Cầu đường Việt Nam, 2001, tr.18-23) http://www.laocai.gov.vn/sokhcn/cntv/data/5/17/dt_14079.doc 14 Nghiên cứu hàm lượng xỉ lò cao tới độ bền sun phát đá xi măng (Nguồn tin: T/C Thông tin Khoa học Kỹ thuật xi măng, số 1/2006) 15 Các tính chất xi măng xỉ (Nguồn tin: T/C Thông tin KHKT Xi măng, số 1/2006) Ngày 17/05/2006 16 Phương pháp thiết kế thành phần bê tông DoE Ban môi trường Anh (The British Department of the Environment) Viện bê tông Mỹ (The American Concrete Institute), 17 Phương pháp thiết kế thành phần cấp phối Hội đồng bê tông Pooclăng (The New Zealand Porland Concrete Association) 18 Phương pháp thiết kế thành phần bê tông Bôlomay – Ckramkaep (Nga) 19 TCVN 4315:2007 Xỉ hạt lò cao dùng để sản xuất xi măng 20 TCVN 4316:2007 Xi măng pc lăng xỉ lị cao 21 A.V Vôldenxki, Iu.X.Burôp, B.N.Vinograđôp, K.V.Glađkik, K.S Đào Tiến Đạt dịch, P.T.S Lê Hữu Đỗ hiệu đính Bê tơng sản phẩm từ vật liệu tro, xỉ NXB Xây dựng, Hà Nội – 1984 22 TCVN 7572:2006 Tiêu chuẩu thí nghiệm vật liệu 23 TCVN 3116 : 1993 Tiêu chuẩn qui định phương pháp độ thấm nước bê tông 24 TCVN 3106 : 1993 Tiêu chuẩn xác định độ sụt hổn hợp bê tông 25 TCVN 3105 : 1993 Tiêu chuẩn đúc mẫu bê tông Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 71/72 Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật 26 Hướng dẫn khoa học: TS Lê Văn Bách TCVN 3108 : 1993 Tiêu chuẩn xác định thể tích thực tế mẻ trộn hổn hợp bê tơng nặng 27 TCVN 3105 : 1993 Tiêu chuẩn bảo dưỡng mẫu bê tông 28 TCVN 3118: 1993 Tiêu chuẩn xác định cường độ nén bê tông nặng theo phương pháp phá hủy mẫu 29 TCVN 3119 : 1993 Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định cường độ kéo uốn bê tông 30 Quyết định số 798/QĐ-TTg ngày 25-5-2011 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt chương trình đầu tư xử lý chất thải rắn giai đoạn 2011-2020 Thực hiện: Trần Hữu Bằng_ lớp cao học đường ôtô & Thành Phố K17 trang 72/72