Nghiên cứu sử dụng cát trộn để chế tạo bê tông xi măng dùng trong xây dựng đường ô tô tại các tỉnh ven biển miền đông nam bộ,luận văn thạc sĩ xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - HOÀNG QUỐC TUẤN “NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT TRỘN ĐỂ CHẾ TẠO BÊ TÔNG XI MĂNG DÙNG TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ TẠI CÁC TỈNH VEN BIỂN MIỀN ĐÔNG NAM BỘ” Chuyên ngành: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ Mã số: 60 – 58 – 30 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ THẾ SƠN TP Hồ Chí Minh - 2012 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật MỤC LỤC Trang phụ bìa Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ, biểu đồ Các kí hiệu MỞ ĐẦU 1  Chương 1: TỔNG QUAN .3  1.1 Một số khái niệm 3  1.2 Tình hình khai thác sử dụng cát chế tạo bê tông xi măng giới nước ta 3  1.2.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng cát biển chế tạo bê tông xi măng giới [10] 3  1.2.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng cát biển để chế tạo bê tông Việt Nam 5  1.2.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng cát xay chế tạo bê tông xi măng 6  1.3 Tổng quan mặt đường bê tông xi măng .9  1.3.1 Lịch sử phát triển mặt đường BTXM giới [4] 9  1.3.2 Đặc điểm phạm vi áp dụng loại mặt đường bê tông xi măng 11  1.3.3 Ưu, nhược điểm mặt đường BTXM 13  1.4 Yêu cầu tính chất BTXM xây dựng đường ô tô 14  1.4.1 Đặc điểm tính chất bê tơng xi măng làm đường .14  1.4.2 Yêu cầu hỗn hợp bê tông làm đường 15  1.4.3 Yêu cầu vật liệu trộn bê tông làm đường .15  1.5 Các phương pháp thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông xi măng .17  1.5.1 Phương pháp Bolomey-Skramtaev [8] 17  1.5.2 Theo phương pháp xây dựng TCXDVN 322:2004 22  Hồng Quốc Tuấn   Xây dựng đường tơ đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 1.6 Các phương pháp thí nghiệm xác định tiêu kỹ thuật bê tông xi măng dùng cho xây dựng đường ô tô 27  1.6.1 Độ sụt theo TCVN 3106 – 93 .27  1.6.1 Xác định cường độ chịu nén bê tông theo TCVN 3118 – 93 29  1.6.2 Xác định cường độ chịu kéo uốn bê tông theo TCVN 3119 – 93 30  1.6.3 Xác định mô đun đàn hồi nén tĩnh bê tông theo ASTM C496 .32  1.7 Nguyên lý hình thành cường độ bê tông xi măng [10] 33  1.7.1 Cấu trúc vi mô bê tông 34  1.7.2 Cấu trúc cốt liệu lớn .35  1.7.3 Cấu trúc vi mô đá xi măng 36  1.7.4 Cấu trúc vùng tiếp giáp hồ xi măng cốt liệu .38  1.7.5 Các giai đoạn hình thành cấu trúc vi mô hỗn hợp bê tông .39  1.8 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẻo hỗn hợp bê tông cường độ bê tông xi măng .40  1.8.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẻo hỗn hợp bê tông: 40  1.8.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông: 42  Chương 2: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA 47  CỐT LIỆU NHỎ 47  2.1 Những yêu cầu kỹ thuật cát chế tạo bê tông xi măng .47  2.2 Thực nghiệm xác định tính chất lý cát trộn với tỉ lệ khác .48  2.2.1 Phương pháp xác định tính chất lý cát 48  2.2.2 Kết thí nghiệm tiêu kỹ thuật cát .58  Chương 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA BÊ TÔNG XI MĂNG 67  3.1 Đúc mẫu để kiểm chứng lựa chọn tỷ lệ phối trộn hợp lí .67  3.2 Kết thí nghiệm tiêu cường độ BTXM 72  Hoàng Quốc Tuấn   Xây dựng đường ô tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 3.3 Nhận xét: 76  3.4 So sánh mặt kinh tế sử dụng loại cát khác chế tạo bê tông xi măng: 81  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .82  TÀI LIỆU THAM KHẢO 85  PHỤ LỤC Hồng Quốc Tuấn   Xây dựng đường tơ đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1: Cường độ kháng nén bê tông xi măng sử dụng cát vàng cát biển Vũng Tàu Bảng 1.2: Độ sụt SN 17 Bảng 1.3: Lượng nước ước tính sơ cho 1m3 bê tơng (lít) 18 Bảng 1.4: Hệ số chất lượng vật liệu 19 Bảng 1.5: Lượng ximăng tối thiểu 20 Bảng 1.6: Hệ số dư vữa 21 Bảng 1.7: Bảng lựa chọn độ sụt 23 Bảng 1.8: Lượng nước ước tính sơ cho 1m3 bê tơng (lít) 23 Bảng 1.9: Hệ số chất lượng vật liệu 25 Bảng 1.10: Thể tích hồ xi măng cho 1m3 bê tông (lit) 26 Bảng 1.11: Kích thước thử độ sụt 28 Bảng 1.12: Hệ số quy đổi mẫu thí nghiệm mẫu chuẩn 30 Bảng 1.13: Hệ số hiệu chỉnh cường độ chịu nén phụ thuộc vào tỉ số H/D 31 Bảng 1.14: Quy định khoảng cách điểm đặt lực xác định cường độ chịu kéo uốn mẫu bê tông 32 Bảng 2.1: Thành phần hạt cát: Lượng sót tích lũy sàng, theo % khối lượng 47 Bảng 2.2: Hàm lượng tạp chất, % khối lượng, không lớn 48 Bảng 2.4 - Kích thước lỗ sàng tiêu chuẩn dùng để xác định thành phần hạt cốt liệu49 Bảng 2.5 - Kích thước thùng đong thí nghiệm 54 Bảng 2.6 – Khối lượng mẫu thử 56 Bảng 2.7: Kết thí nghiệm tiêu lý cát biển 58 Bảng 2.8: Kết phân tích sàng thành phần hạt cát biển 58 Bảng 2.9: Kết thí nghiệm tiêu lý cát xay 60 Hoàng Quốc Tuấn   Xây dựng đường ô tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Bảng 2.10: Kết phân tích sàng thành phần hạt cát xay 60 Bảng 2.11: Kết phân tích sàng thành phần hạt cát trộn (80% cát xay, 20% cát biển) 61 Bảng 2.12: Kết phân tích sàng thành phần hạt cát trộn (70% cát xay, 30% cát biển) 62 Bảng 2.13: Kết phân tích sàng thành phần hạt cát trộn (60% cát xay, 40% cát biển) 64 Bảng 2.14: Kết phân tích sàng thành phần hạt cát trộn (50% cát xay, 50% cát biển) 65 Bảng 3.1: Bảng tổng hợp thành phần vật liệu cho 1m3 bê tông mác 250,350 daN/cm2, với độ sụt thiết kế Sn = ±4 cm 67 Bảng 3.2: Kết thí nghiệm cường độ chịu nén BTXM mác 250 theo ngày tuổi70 Bảng 3.3: Kết thí nghiệm cường độ chịu nén BTXM mác 350 theo ngày tuổi70 Bảng 3.4: Cường độ chịu nén + uốn+ ép chẽ + mô đun đàn hồi mẫu BTXM Mác250 72 Bảng 3.5: Cường độ chịu nén + uốn+ ép chẽ + mô đun đàn hồi mẫu BTXM Mác 35074 Bảng 3.6: Cường độ chịu kéo uốn so với cường độ chịu nén mẫu BTXM Mác 250 78 Bảng 3.7: Cường độ chịu kéo uốn so với cường độ chịu nén mẫu BTXM Mác 350 78 Bảng 3.8: Cường độ chịu nén bê tông (ở tuổi 28 ngày) sử dụng loại cát khác tăng so với cát vàng, Mác 350 daN/cm2 79 Bảng 3.9 Cường độ chịu nén bê tông (ở tuổi 28 ngày) sử dụng loại cát khác tăng so với cát vàng, Mác 250 daN/cm2 79 Bảng 3.10: Cường độ chịu kéo uốn bê tông (ở tuổi 28 ngày) sử dụng loại cát khác tăng so với cát vàng, Mác 250 daN/cm2: 80 Bảng 3.11 Cường độ chịu kéo uốn bê tông (ở tuổi 28 ngày) sử dụng loại cát khác tăng so với cát vàng, Mác 350 daN/cm2: 80 Hoàng Quốc Tuấn   Xây dựng đường ô tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ Trang Hình 1.1: Cát nghiền (cát nhân tạo) Hình 1.2: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ sản xuất cát xay (cát nhân tạo) Hình 2.1 - Các loại hình dáng khối cốt liệu 52 Hình 2.2 – Mơ tả dụng cụ xác định thể tích cốt liệu 54 Hình 2.3 - Thùng rửa cốt liệu 57 Hình 2.4 Biểu đồ thành phần hạt cát biển 59 Hình 2.5 Biểu đồ thành phần hạt cát xay 61 Hình 2.6 Biểu đồ thành phần hạt cát trộn (80% cát xay, 20% cát biển) 62 Hình 2.7 Biểu đồ thành phần hạt cát trộn (70% cát xay, 30% cát biển) 63 Hình 2.8 Biểu đồ thành phần hạt cát trộn (60% cát xay, 40% cát biển) 64 Hình 2.9 Biểu đồ thành phần hạt cát trộn (50% cát xay, 50% cát biển) 65 Hình 3.1: Vệ sinh khn đúc mẫu 68 Hình 3.2: Cơng tác đúc mẫu 68 Hình 3.3: Máy nén xác định cường độ chịu nén bê tong 68 Hình 3.4: Mẫu nén 69 Hình 3.5: Gia tải nén mẫu 69 Hình 3.6: Thí nghiệm uốn mẫu bê tông 70 Hình 3.7: Thí nghiệm ép chẻ 70 Hình 3.8: Biểu đồ phát triển cường độ bê tông xi măng ngày tuổi Mác 250 71 Hình 3.9: Biểu đồ phát triển cường độ bê tông xi măng ngày tuổi Mác 350 72 Hình 3.10: Biểu đồ cường độ chịu nén BTXM tuổi 28 ngày (mác 250) 73 Hình 3.11: Biểu đồ cường độ chịu kéo uốn BTXM tuổi 28 ngày (mác 250) 73 Hình 3.12: Biểu đồ cường độ chịu ép chẽ BTXM tuổi 28 ngày (mác 250) 74 Hình 3.13: Biểu đồ cường độ chịu nén loại cát tuổi 28 ngày (mác 350) 75 Hoàng Quốc Tuấn   Xây dựng đường ô tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình 3.14: Biểu đồ cường độ chịu kéo uốn BTXM tuổi 28 ngày (mác 350) 75 Hình 3.15: Biểu đồ cường độ chịu ép chẽ BTXM tuổi 28 ngày (mác 350) 76 Hoàng Quốc Tuấn   Xây dựng đường ô tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CÁC KÍ HIỆU XM : Xi măng Đ : Đá N/XM : Nước/Xi măng BTXM : Bê tông xi măng Rn : Cường độ chịu nén Ru : Cường độ kéo uốn Rech : Cường độ kéo bữa – hay cường độ ép chẽ Sn : Độ sụt bê tông xi măng Mdl : Mơ đun độ lớn cát Hồng Quốc Tuấn   Xây dựng đường ô tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trang MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, tình hình nguồn cát vàng dùng xây dựng ngày khan vấn đề thay cát vàng để chế tạo bê tông xi măng cấp thiết Đặc biệt vùng khơng có nguồn cát vàng vấn đề vận chuyển khó khăn làm tăng chi phí xây dựng Để giải vấn đề này, xu hướng tương lai sử dụng cát nghiền từ mỏ đá để thay cát vàng Tuy nhiên, giá thành cát nghiền cao Trong nguồn cát mịn biển lại có trữ lượng vơ tận mà chưa sử dụng Luận văn nghiên cứu phối trộn cát xay từ đá với cát mịn biển để chế tạo bê tông xi măng nhằm giảm giá thành xây dựng Mục tiêu nghiên cứu Trong xây dựng đường nước ta, việc sử dụng bê tông xi măng để làm mặt móng đường nhu cầu thiết thực xu hướng xây dựng đường tương lai Đặc biệt, tỉnh ven biển Đông Nam Bộ địa hình thấp, chịu ảnh hưởng nhiều nước ngập việc sử dụng bê tơng xi măng làm mặt móng đường thực giải pháp có hiệu Tuy nhiên, khu vực nguồn cát vàng chế tạo bê tông xi măng phải vận chuyển từ nơi khác tới, giá thành xây dựng tăng cao, nguồn cát vàng ngày khan Vì vậy, mục đích đề tài nghiên cứu cát trộn để chế tạo bê tông xi măng dùng xây dựng đường ô tô tỉnh ven biển Đông Nam Bộ Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài nghiên cứu tiêu lý cát trộn (cát biển Vũng Tàu cát nghiền từ mỏ đá khu vực Đông Nam Bộ), nghiên cứu tỉ lệ phối trộn hợp lý loại cát để chế tạo bê tông xi măng không cốt thép dùng xây dựng đường ô tô Phạm vi nghiên cứu Đề tài nghiên cứu sử dụng cát biển cát nghiền khu vực Đông Nam Bộ để chế tạo bê tơng xi măng khơng có cốt thép dùng đường ô tô (chủ yếu dùng làm lớp móng lớp mặt đường), việc han gỉ ăn mịn cốt thép bê tơng sử dụng cát biển khơng thể tránh khỏi Hồng Quốc Tuấn   Xây dựng đường ô tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trang 71 Bảng 3.3: Kết thí nghiệm cường độ chịu nén BTXM mác 350 theo ngày tuổi STT Tên tổ mẫu 28 ngày I – Cát vàng 259.8 296.8 394.1 II – Cát xay 100% 280.1 313.1 411.9 III – Cát biển 100% 230.1 265.4 341.2 IV – 80% cát xay – 20% cát biển 275.7 308.3 405.5 V – 70% cát xay – 30% cát biển 273.0 306.9 402.4 VI – 60% cát xay – 40% cát biển 271.6 305.1 400.5 Từ kết thí nghiệm ta vẽ biểu đồ thể tốc độ phát triển cường độ bê tông xi măng ngày tuổi khác sau: Hình 3.8: Biểu đồ phát triển cường độ bê tông xi măng ngày tuổi Mác 250 Hồng Quốc Tuấn   Xây dựng đường tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trang 72 Hình 3.9: Biểu đồ phát triển cường độ bê tông xi măng ngày tuổi Mác 350 Từ kết tác giả nhận thấy trộn từ 60% cát xay trở lên hỗn hợp cát để chế tạo hỗn hợp bê tông xi măng cường độ bê tơng xi măng tăng không đáng kể Khi sử dụng cát pha trộn theo tỷ lệ 60% cát xay 40% cát biển cường độ giảm 1.03% , cịn độ sụt tiến gần với độ sụt yêu cầu so với dùng cát xay 100% Đồng thời với tỷ lệ pha trộn có mơ đun độ lớn (Mđl = 2.09) phù hợp để chế tạo bê tơng xi măng Ngồi để đảm bảo giá thành chế tạo bê tông xi măng ta dùng nhiều cát xay để thay cát biển 3.2 Kết thí nghiệm tiêu cường độ BTXM Bảng 3.4: Cường độ chịu nén + uốn + ép chẻ mẫu BTXM Mác 250 (phụ lục kèm theo) S T ngày tuổi Tên mẫu T ngày tuổi 28 ngày tuổi Rn Ru Rec Rn Ru Rec Rn Ru Rec I – Cát vàng 184.0 25.0 62.1 212.4 31.8 69.8 283.0 38.7 95.6 II – Cát xay 100% 208.8 30.8 66.8 239.1 39.6 74.7 313.8 47.6 98.3 III – Cát biển 100% 161.2 20.2 47.1 188.8 25.8 64.7 243.8 31.6 79.8 Hoàng Quốc Tuấn   Xây dựng đường ô tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật S T ngày tuổi Tên mẫu Rn Ru ngày tuổi Rec Rn 28 ngày tuổi Ru Rec Rn Ru Rec IV – 80% cát xay – 205.3 27.2 62.9 235.4 37.2 72.7 311.0 44.4 94.6 69.7 308.2 42.8 90.5 77.4 306.4 41.2 99.2 T Trang 73 20% cát biển V – 70% cát xay – 203.2 26.3 58.4 234.2 36.0 30% cát biển VI – 60% cát xay – 202.4 25.4 63.1 232.8 34.8 40% cát biển Từ kết thí nghiệm, tác giả tiến hành vẽ biểu đồ dạng cột loại bê tơng để so sánh cách rõ ràng khác cường độ: Hình 3.10: Biểu đồ cường độ chịu nén BTXM tuổi 28 ngày (mác 250) Với bê tông mác 250 daN/cm2, cường độ chịu nén tuổi 28 ngày bê tông sử dụng cát xay cho kết cao 313.8 daN/cm2, loại bê tông sử dụng cát trộn có cường độ cao bê tơng sử dụng cát vàng 283.0 daN/cm2, bê tông sử dụng cát biển cho cường độ chịu nén thấp 243.8 daN/cm2 Hình 3.11: Biểu đồ cường độ chịu kéo uốn BTXM tuổi 28 ngày (mác 250) Hoàng Quốc Tuấn   Xây dựng đường ô tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trang 74 Với bê tông mác 250 daN/cm2, cường độ chịu kéo uốn tuổi 28 ngày bê tông sử dụng cát xay cho kết cao 45.6 daN/cm2, loại bê tơng sử dụng cát trộn có cường độ cao bê tông sử dụng cát vàng 38.7 daN/cm2, bê tông sử dụng cát biển cho cường độ chịu nén thấp 31.6 daN/cm2 Hình 3.12: Biểu đồ cường độ chịu ép chẻ BTXM tuổi 28 ngày (mác 250) Bảng 3.5: Cường độ chịu nén + uốn+ ép chẻ mẫu BTXM Mác 350 (phụ lục kèm theo) S T ngày tuổi Tên tổ mẫu T ngày tuổi 28 ngày tuổi Rn Ru Rec Rn Ru Rec Rn Ru Rec I – Cát vàng 259.8 33.4 73.4 296.8 42.8 83.2 394.1 51.6 110.2 II – Cát xay 100% 280.1 41.0 78.5 313.1 52.1 91.7 411.9 62.7 118.3 III – Cát biển 100% 230.1 29.2 67.7 265.4 37.3 78.6 341.2 44.8 95.5 IV – 80% cát xay – 275.7 37.7 76.3 308.3 47.7 87.8 405.5 58.9 116.5 93.0 402.4 55.5 120.5 86.5 400.5 53.6 114.6 20% cát biển V – 70% cát xay – 273.0 35.8 77.4 306.9 46.2 30% cát biển VI – 60% cát xay – 271.6 36.3 75.4 305.1 43.4 40% cát biển Từ kết thí nghiệm, tác giả tiến hành vẽ biểu đồ dạng cột loại bê tơng để so sánh cách rõ ràng khác cường độ: Hồng Quốc Tuấn   Xây dựng đường tơ đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trang 75 Hình 3.13: Biểu đồ cường độ chịu nén loại cát tuổi 28 ngày (mác 350) Với bê tông mác 350 daN/cm2, cường độ chịu nén tuổi 28 ngày bê tông sử dụng cát xay cho kết cao 411.9 daN/cm2, loại bê tông sử dụng cát trộn có cường độ cao bê tông sử dụng cát vàng 394.1 daN/cm2, bê tông sử dụng cát biển cho cường độ chịu nén thấp 341.2 daN/cm2 Hình 3.14: Biểu đồ cường độ chịu kéo uốn BTXM tuổi 28 ngày (mác 350) Với bê tông mác 350 daN/cm2, cường độ chịu kéo uốn tuổi 28 ngày bê tông sử dụng cát xay cho kết cao 60.7 daN/cm2, loại bê tơng sử dụng cát trộn có cường độ cao bê tông sử dụng cát vàng 51.6 daN/cm2, bê tông sử dụng cát biển cho cường độ chịu nén thấp 44.8 daN/cm2 Hoàng Quốc Tuấn   Xây dựng đường ô tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trang 76 Hình 3.15: Biểu đồ cường độ chịu ép chẻ BTXM tuổi 28 ngày (mác 350) 3.3 Nhận xét: a/ Cường độ chịu nén bê tơng: Từ kết thí nghiệm cường độ bê tông xi măng theo ngày tuổi (3, 7, 28 ngày tuổi) ta có nhận xét sau: + Cường độ chịu nén bê tông sử dụng cát vàng tuổi 3, ngày so với tuổi 28 ngày là: R3 = 0.650R28, R7 = 0.749R28 (Mác 250 daN/cm2) R3 = 0.659R28, R7 = 0.753R28 (Mác 350 daN/cm2) + Cường độ chịu nén bê tông sử dụng cát xay Bà Rịa Vũng Tàu tuổi 3, ngày so với tuổi 28 ngày là: R3 = 0.665R28, R7 = 0.762R28 (Mác 250 daN/cm2) R3 = 0.680R28, R7 = 0.760R28 (Mác 350 daN/cm2) + Cường độ chịu nén bê tông sử dụng cát biển 3, ngày so với tuổi 28 ngày là: R3 = 0.661R28, R7 = 0.774R28 (Mác 250 daN/cm2) R3 = 0.675R28, R7 = 0.778R28 (Mác 350 daN/cm2) + Cường độ chịu nén bê tông sử dụng cát trộn (20% cát biển 80% cát xay) tuổi 3, ngày so với tuổi 28 ngày là: R3 = 0.660R28, R7 = 0.757R28 (Mác 250 daN/cm2) R3 = 0.680R28, R7 = 0.760R28 (Mác 350 daN/cm2) + Cường độ chịu nén bê tông sử dụng cát trộn (30% cát biển 70% cát xay) tuổi 3, ngày so với tuổi 28 ngày là: Hoàng Quốc Tuấn   Xây dựng đường ô tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trang 77 R3 = 0.659R28, R7 = 0.760R28 (Mác 250 daN/cm2) R3 = 0.678R28, R7 = 0.763R28 (Mác 350 daN/cm2) + Cường độ chịu nén bê tông sử dụng cát trộn (40% cát biển 60% cát xay) tuổi 3, ngày so với tuổi 28 ngày là: R3 = 0.661R28, R7 = 0.760R28 (Mác 250 daN/cm2) R3 = 0.678R28, R7 = 0.762R28 (Mác 350 daN/cm2) Kết thực nghiệm nhận thấy cường độ chịu nén bê tông dùng cát biển cát trộn phát triển nhanh bê tông dùng cát vàng ngày đầu Cường độ chịu nén bê tông xi măng dùng cát trộn cải thiện tỷ lệ thuận với mức độ tăng tỷ lệ cát xay hỗn hợp cát b, Cường độ chịu kéo uốn + Cường độ chịu kéo uốn bê tông sử dụng cát vàng tuổi 3, ngày so với tuổi 28 ngày là: R3 = 0.645R28, R7 = 0.822R28 (Mác 250 daN/cm2) R3 = 0.647R28, R7 = 0.829R28 (Mác 350 daN/cm2) + Cường độ chịu kéo uốn bê tông sử dụng cát xay Bà Rịa Vũng Tàu tuổi 3, ngày so với tuổi 28 ngày là: R3 = 0.647R28, R7 = 0.832R28 (Mác 250 daN/cm2) R3 = 0.654R28, R7 = 0.831R28 (Mác 350 daN/cm2) + Cường độ chịu kéo uốn bê tông sử dụng cát biển 3, ngày so với tuổi 28 ngày là: R3 = 0.648R28, R7 = 0.816R28 (Mác 250 daN/cm2) R3 = 0.652R28, R7 = 0.833R28 (Mác 350 daN/cm2) + Cường độ chịu kéo uốn bê tông sử dụng cát trộn (20% cát biển 80% cát xay) tuổi 3, ngày so với tuổi 28 ngày là: R3 = 0.649R28, R7 = 0.849R28 (Mác 250 daN/cm2) R3 = 0.651R28, R7 = 0.831R28 (Mác 350 daN/cm2) + Cường độ chịu kéo uốn bê tông sử dụng cát trộn (30% cát biển 70% cát xay) tuổi 3, ngày so với tuổi 28 ngày là: R3 = 0.668R28, R7 = 0.853R28 (Mác 250 daN/cm2) R3 = 0.674R28, R7 = 0.854R28 (Mác 350 daN/cm2) Hoàng Quốc Tuấn   Xây dựng đường ô tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trang 78 + Cường độ chịu kéo uốn bê tông sử dụng cát trộn (40% cát biển 60% cát xay) tuổi 3, ngày so với tuổi 28 ngày là: R3 = 0.659R28, R7 = 0.847R28 (Mác 250 daN/cm2) R3 = 0.654R28, R7 = 0.834R28 (Mác 350 daN/cm2) Kết thực nghiệm nhận thấy cường độ chịu uốn bê tông dùng cát biển cát trộn phát triển nhanh bê tông dùng cát vàng ngày đầu Cường độ chịu uốn bê tông xi măng dùng cát trộn cải thiện tỷ lệ thuận với mức độ tăng tỷ lệ cát xay hỗn hợp cát c, Cường độ chịu kéo uốn so với cường độ chịu nén: Bảng 3.6: Cường độ chịu kéo uốn so với cường độ chịu nén mẫu BTXM Mác 250 STT Tên tổ mẫu Rku Rn (daN/cm2) (daN/cm2) Rku/Rn I – Cát vàng 38.7 282.0 0.135 II – Cát xay 100% 45.6 313.8 0.145 III – Cát biển 100% 31.6 243.8 0.130 IV – 80% cát xay – 20% cát biển 44.4 311.0 0.143 V – 70% cát xay – 30% cát biển 42.8 308.2 0.139 VI – 60% cát xay – 40% cát biển 41.2 306.4 0.136 + Cường độ chịu kéo uốn so với cường độ chịu nén: BTXM M350 Bảng 3.7: Cường độ chịu kéo uốn so với cường độ chịu nén mẫu BTXM Mác 350 STT Tên tổ mẫu Rku Rn (daN/cm2) (daN/cm2) Rku/Rn I – Cát vàng 51.6 394.1 0.131 II – Cát xay 100% 60.7 411.9 0.147 III – Cát biển 100% 44.8 341.2 0.131 IV – 80% cát xay – 20% cát biển 58.9 405.5 0.145 V – 70% cát xay – 30% cát biển 55.5 402.4 0.138 VI – 60% cát xay – 40% cát biển 53.6 400.5 0.134 Hoàng Quốc Tuấn   Xây dựng đường ô tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trang 79 Nhận xét : Khi dùng cát trộn tỷ số cường độ chịu uốn so với cường độ chịu nén BTXM (Rku/Rn) cao sử dụng cát tự nhiên Trong tiêu cường độ kéo uốn quan trọng bê tơng làm đường Do việc sử dụng cát trộn sản xuất BTXM xây dựng đường ô tô hướng hợp lý vừa đảm bảo chất lượng kỹ thuật, vừa đảm bảo hạ giá thành xây dựng cơng trình d, Đánh giá cường độ chịu nén bê tông (ở tuổi 28 ngày) sử dụng loại cát khác so với sử dụng cát vàng tự nhiên Bảng 3.8 Cường độ chịu nén bê tông (ở tuổi 28 ngày) sử dụng loại cát khác tăng so với cát vàng, Mác 350 daN/cm2 STT Tên tổ mẫu Rn (daN/cm2) Mức độ tăng % I – Cát vàng 394.1 - II – Cát xay 100% 411.9 10.8% III – Cát biển 100% 341.2 -13.9% IV – 80% cát xay – 20% cát biển 405.5 9.7% V – 70% cát xay – 30% cát biển 402.4 8.8% VI – 60% cát xay – 40% cát biển 400.5 8.5% Bảng 3.9 Cường độ chịu nén bê tông (ở tuổi 28 ngày) sử dụng loại cát khác tăng so với cát vàng, Mác 250 daN/cm2 STT Tên tổ mẫu Rn (daN/cm2) Mức độ tăng % I – Cát vàng 283.0 - II – Cát xay 100% 313.8 10.9% III – Cát biển 100% 243.8 -13.9% IV – 80% cát xay – 20% cát biển 311.0 9.9% V – 70% cát xay – 30% cát biển 308.2 8.9% VI – 60% cát xay – 40% cát biển 306.4 8.3% Kết thí nghiệm cho thấy bê tơng sử dụng cát trộn có tỉ lệ cát xay hỗn hợp cát từ 60% trở lên cho cường độ chịu nén cao bê tông sử dụng cát vàng Mức Hồng Quốc Tuấn   Xây dựng đường tô đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trang 80 độ tăng cường độ chịu nén cát trộn so với cát vàng tỉ lệ thuận với hàm lượng cát xay có hỗn hợp cát trộn e, Đánh giá cường độ chịu uốn bê tông (ở tuổi 28 ngày) sử dụng loại cát khác so với sử dụng cát vàng tự nhiên Bảng 3.10: Cường độ chịu kéo uốn bê tông (ở tuổi 28 ngày) sử dụng loại cát khác tăng so với cát vàng, Mác 250 daN/cm2 STT Tên tổ mẫu Rku (daN/cm2) Mức độ tăng % I – Cát vàng 38.7 - II – Cát xay 100% 45.6 17.8% III – Cát biển 100% 31.6 -18.3% IV – 80% cát xay – 20% cát biển 44.4 14.7% V – 70% cát xay – 30% cát biển 42.8 10.6% VI – 60% cát xay – 40% cát biển 41.2 6.5% Bảng 3.11 Cường độ chịu kéo uốn bê tông (ở tuổi 28 ngày) sử dụng loại cát khác tăng so với cát vàng, Mác 350 daN/cm2 STT Tên tổ mẫu Rku (daN/cm2) Mức độ tăng % I – Cát vàng 51.6 - II – Cát xay 100% 60.7 17.6% III – Cát biển 100% 44.8 -13.2% IV – 80% cát xay – 20% cát biển 58.9 14.1% V – 70% cát xay – 30% cát biển 55.5 7.6% VI – 60% cát xay – 40% cát biển 53.6 3.9% Kết thí nghiệm cho thấy bê tơng sử dụng cát trộn có tỉ lệ cát xay hỗn hợp cát từ 60% trở lên cho cường độ chịu kéo uốn cao bê tông sử dụng cát Hồng Quốc Tuấn   Xây dựng đường tơ đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trang 81 vàng Mức độ tăng cường độ chịu kéo uốn cát trộn so với cát vàng tỉ lệ thuận với hàm lượng cát xay có hỗn hợp cát trộn 3.4 So sánh mặt kinh tế sử dụng loại cát khác chế tạo bê tông xi măng: So sánh bê tông xi măng dùng cát vàng bê tông xi măng dùng cát xay bê tông xi măng dùng cát trộn mặt giá thành, khơng tồn diện thấy phần giá trị bê tông xi măng dùng cát trộn Theo đơn giá xây dựng tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu năm 2011 - Cát vàng: 280.000 đ/m3 - Cát xay: 300.000đ/m3 - Cát biển: 40.000 đ/m3 Tính cho bê tơng xi măng M250 lượng cát cần thiết cho 1m3 bê tơng là: 585 kg (tương đương 0.365 m3) Chi phí cát cho 1m3 bê tông M250: - Bê tông xi măng dùng cát vàng: 102.375đ - Bê tông xi măng dùng cát xay: 109.687đ - Bê tông xi măng dùng cát biển: 23.400đ - Bê tông xi măng dùng cát trộn (60% cát xay + 40% cát biển): 75.172đ Chi phí 1m3 bê tơng sử dụng cát trộn rẻ bê tông cát vàng là: 27.202đ rẻ bê tơng cát xay là: 34.514đ Nếu tính cho đường dài 10km, mặt đường làm BTXM có chiều dày 24cm, chiều rộng mặt đường 7m khu vực Bà Rịa cần 16.800m3 bê tơng, lúc dùng bê tông cát trộn rẻ bê tông cát vàng 457.007.040đ Rẻ bê tông cát xay 579.848.640đ Việc so sánh mang tính chất tương đối giá thành vật liệu thay đổi theo thời gian địa đồng thời chưa xét đến chi phí thi cơng Tuy nhiên so sánh nói lên phần giá trị cát trộn so với dùng cát vàng hay cát xay Hồng Quốc Tuấn   Xây dựng đường tơ đường thành phố K16 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trang 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ a/ Kết luận Việc nghiên cứu cát trộn để chế tạo bê tông xi măng vào xây dựng đường ô tô khu vực ven biển Đông Nam Bộ cần thiết phù hợp với thực tế nay, góp phần làm đa dạng phong phú nguồn vật liệu dùng xây dựng Về mặt thực tiễn, việc nghiên cứu tận dụng vật liệu địa phương rẻ tiền, dễ khai thác nhằm hạ giá thành cơng trình Một số nhận xét từ kết nghiên cứu luận văn: - Cát biển: qua nghiên cứu khảo sát thực tế cho thấy trữ lượng cát biển Vũng Tàu lớn, ước tính đến hàng trăm triệu mét khối Nếu lượng cát sử dụng để chế tạo bê tông xi măng xây dựng sở hạ tầng nói chung xây dựng đường tơ nói riêng tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển sở hạ tầng nhanh chóng, tiết kiệm ngân sách cho Nhà nước, góp phần phát triển kinh tế - xã hội cho vùng ven biển Phần lớn tiêu lý cát biển Vũng Tàu tốt ngoại trừ thành phần hạt mô đun độ lớn cát (Mdl=0.90, hàm lượng hạt