Nghiên cứu sử dụng phế thải công nghiệp tro bay chế tạo bê tông cho đường giao thông nông thôn ở nam bộ,đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên

-1- LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, tình hình kinh tế-xã hội của nước ta phải trải qua nhiều khó khăn,trong bối cảnh nền kinh tế thế giới tiếp tục chịu ảnh hưởng của suy thoái kinh tế.Điều đó ảnh hưởng rất lớn đến các ngành kinh tế và kỹ thuật nói chung, cũng ngành xây dựng nói riêng Chi phí về vật liệu xây dựng chiếm 40-60% tổng chi phí xây dựng Tùy theo đặc tính và quy mơ của cơng trình, việc lựa chọn vật liệu đóng vai trò quyết định đến chất lượng và giá thành của công trình Vì vậy, vấn đề thay thế vật liệu xây dựng từ các nguồn vật liệu thay thế và vật liệu thải quan tâm rất nhiều,để đáp ứng nhu cầu xây dựng,đờng thời mang tính kinh tế cao và bảo vệ môi trường Lấy ý tưởng về vấn đề chế tạo vật liệu “sạch” đồng thời giảm thiểu ô nhiễm và mang ý nghĩa kinh tế, nhóm chúng em với sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn : Thạc sỹ Nguyễn Tuấn Cường đã thực nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu sử dụng phế thải công nghiệp tro bay chế tạo bê tông cho đường giao thông nông thôn ở Nam Bộ” Do thời gian làm NCKH và trình độ lý thuyết cũng các kinh nghiệm thực tế có hạn nên tập đề tài này khó tránh khỏi những thiếu sót Nhóm chúng em xin kính mong các thầy, Bợ mơn bảo để chúng em có thể hoàn thiện đề tài cũng kiến thức chuyên môn của mình Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! TPHCM, ngày … tháng 05 năm 2014 Nhóm SVTH: Lê Quang Vinh Trần Quang Pháp Đặng Phùng Quân Âu Ngọc Châu Nguyễn Thành Vinh -2- ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHẾ THẢI CÔNG NGHIỆP TRO BAY CHẾ TẠO BÊ TÔNG CHO ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN Ở NAM BỘ MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết Xây dựng nông thôn mới là chủ trương lớn, đó đường giao thông nông thôn là hạ tầng cần thiết để phát triển kinh tế - đời sống Kết cấu đường nông thôn thường lựa chọn là bê tông xi măng với các ưu điểm của nó Vấn đề nguồn vật liệu (ximăng, cát, đá) và giá thành đặt hoàn cảnh kinh phí cịn hạn hẹp Trong đó mợt sớ nhà máy nhiệt điện chạy than đá thải một lượng lớn tro bay rất lớn, nó một chất thải rắn khó xử lý Các nghiên cứu thế giới đã cho thấy tro bay có thể thay thế một phần xi măng bê tông xi măng Nếu tro bay tận dụng giải quyết giá thành bê tông làm đường nông thôn và giải quyết vấn đề nhiễm khí thải cho các nhà máy nhiệt điện II Mục tiêu Đề xuất cấp phối bê tông đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và kinh tế cho việc xây dựng đường giao thông nông thôn ở Nam Bộ III Đối tượng nghiên cứu: Thành phần vật liệu thay thế : tro bay, xỉ thép Bê tông xi măng truyền thống cho đường nông thôn cấp B mác 200 có thành phần tro bay thay thế khới lượng xi măng lần lượt là 20%, 30%, 40%, 50% IV Nội dung chính: Khảo sát đường giao thông nông thôn ở Nam Bộ Khảo sát và đánh giá nguồn vật liệu thải thay thế cốt liệu truyền thống (cát, đá), thay thế một phần xi măng Thiết kế thành phần bê tông bê tông sử dụng cốt liệu từ xỉ phế thải của các nhà máy thép, tro bay của nhà máy nhiệt và xi măng để xây dựng đường nông thôn ở Nam Bộ -3- CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN Ở NAM BỘ 1.1 Đặc thù kinh tế giao thơng nơng thơn Nam Bộ: Hình 1.1 Bản đồ địa lý kinh tế vùng Nam Bộ Nói đến Nam Bộ là nói đến đầu tàu kinh tế Thành phố Hồ Chí Minh và các vùng kinh tế trọng điểm Bà Rịa – Vũng Tàu, Đồng Nai, Bình Dương, Cần Thơ với công nghiệp, thương mại, dịch vụ chiếm tỷ trọng cao Nhưng nói đến Nam Bộ cũng nhắc đến vùng sông nước chằng chịt của Đồng sông Cửu Long mà xưa sự lại của người dân là ghe xuồng sông nước rất khó khăn cho việc lại, giao thương Đây là hạn chế yếu kém của vùng, làm cho vùng tiềm ĐBSCL mệnh danh là vựa lúa cả nước giúp Việt Nam đứng đầu thế giới về xuất gạo nghèo, tỷ lệ học sinh bỏ học ở độ tuổi cấp 1, cấp rất cao kinh tế và sự lại khó khăn Kinh tế khó khăn với sự bấp bênh của đầu sản phẩm nông nghiệp, thất học là cái vịng lẫn quẫn của nơng thôn ĐBSCL Để bắc nhịp với sự phát triển kinh tế của vùng cả nước, sự quan tâm của phủ chương trình mục tiêu q́c gia phát triển nông thôn mới giai đoạn 2010 – 2020, nông thông Nam Bộ thay đổi diện mạo, đó thấy rõ nhất là sở hạ tầng đường xá bắt đầu phát triển Mới Bộ NTPTNTcó chương trình 3triệu tấn xi măng cho phát triển đường nông thôn ĐBSCL, -4nhiên với số lượng xi măng này giải quyết 1/3 nhu cầu phát triển hệ thống đường giao thông nông 1.2 Hiện trạng đường GTNT nhu cầu phát triển 1.2.1 Hiện trạng đường GTVT: Trong những năm qua, dưới sự lãnh đạo của Đảng sự điều hành của Chính phủ nền sản xuất nông nghiệp, đời sống người nông dân cũng sở hạ tầng giao thông nông thôn đã bản thay đổi đạt những thành tựu to lớn Năng suất, chất lượng hiệu quả của sản xuất nông nghiệp phát triển với tốc độ cao, bền vững; hàng hóa nơng sản phân phới rợng khắp vùng miền tồn q́c nhờ hệ thớng sở hạ tầng đường bợ đã có bước phát triển vượt bậc so với những năm trước.Tuy nhiên, đứng trước cơng c̣c cơng nghiệp hóa đại hóa nơng thôn nhiều thách thức đặt Phát triển sở hạ tầng giao thông nông thôn yêu cầu cấp thiết có tính chất sớng cịn đới với xã hợi, để xóa bỏ rào cản giữa thành thị nơng thơn, rút ngắn khoảng cách phân hóa giàu nghèo góp phần mang lại cho nơng thơn mợt bộ mặt mới, tiềm để phát triển Nông dân nơng thơn ln có vị trí chiến lược sự nghiệp xây dựng bảo vệ tổ quốc, sở lực lượng quan trọng để phát triển kinh tế-xã hội Hiện nay, ở nước ta 75% dân số sống ở nông thôn với 73% lực lượng lao động làm việc, sinh sống nhờ vào hoạt động sản xuất nông lâm ngư nghiệp, sản phẩm nông nghiệp nước nguồn cung cấp lương thực thực phẩm cho tiêu dùng, tạo nguyên liệu cho nền sản xuất công nghiệp, cung cấp trực tiếp gián tiếp cho ngành kinh tế khác phát triển, tạo sự ổn định, đảm bảo sự bền vững cho xã hội phát triển Tuy nhiên, giai đoạn phát triển, điều kiện bới cảnh khác vị trí, vai trị của nơng nghiệp, nơng thơn cũng dần thay đổi xuất những yếu tố mới Triển khai xây dựng nơng thơn mới (NTM), bên cạnh ng̀n kinh phí hỗ trợ từ ngân sách nhà nước, các địa phương phải huy động nguồn nội lực từ sự đóng góp của doanh nghiệp, người dân và huy động vốn thông qua đấu giá đất… Tuy nhiên, nhiều nguyên nhân, hầu hết các địa phương chưa thực đấu giá đất dẫn đến thiếu kinh phí, ảnh hưởng đến tiến độ thực xây dựng NTM -5- Hình 1.2 Đường đan (bê tông) nông thôn ở ĐBSCL Giai đoạn tới nông nghiệp, nông thôn mở rộng nâng cao so với trước, nhằm đảm bảo an ninh lương thực, cung cấp dịch vụ bản, giúp trì lạm phát ở mức thấp cho nền kinh tế, ổn định kinh tế vĩ mô đời sống tối thiểu cho người lao động, kiểm sốt mơi trường sinh thái Đứng trước u cầu phát triển đất nước, Đảng, Nhà nước chủ trương xây dựng một nền nông nghiệp theo hướng đại, đồng thời xây dựng nơng thơn mới có kết cấu hạ tầng đại, cấu kinh tế hình thức tổ chức sản xuất hợp lý, gắn nông nghiệp với phát triển công nghiệp, lấy nông dân vị trí then chớt sự thay đổi cần thiết, với ý nghĩa phát huy nhân tố người, khơi dậy phát huy tiềm của nông dân vào công cuộc xây dựng nông thôn mới Thực tiễn đã ghi nhận sự đợt phá đầu tiên về sách của Đảng thời kỳ đổi mới cũng khởi đầu từ lĩnh vực nông nghiệp, nông dân, nông thôn Tiếp sau đó, nhiều Nghị quyết của Đảng Nghị quyết, Quyết định, Kế hoạch Chương trình hành đợng của Chính phủ đã trực tiếp triển khai thực vấn đề này, cụ thể như: Ngày 5/8/2008, Ban Chấp hành Trung ương đã ban hành Nghị quyết số 26/NQ-TW "Về nông nghiệp, nông dân, nông thôn”; Nghị định sớ 61/2010/NĐ-CP của Chính phủ bổ sung mợt sớ sách khún khích doanh nghiệp đầu tư vào nơng nghiệp, nơng thơn; Chương trình mục tiêu q́c gia về xây dựng nông thôn mới giai đoạn 2010-2020 Bằng Quyết định sớ 491/QĐ-TTg ngày 16/4/2009, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Bợ tiêu chí q́c gia về nơng thơn mới, những mục tiêu tiêu chí mà địi hỏi phải có sự phấn đấu cao đợ giai đoạn tới nếu xét về thực trạng giao thông nơng thơn đã có sự phát triển vượt bậc những năm vừa qua Bợ tiêu chí q́c gia bao gờm 19 tiêu chí chia thành nhóm cụ thể: Nhóm tiêu chí về quy hoạch, về hạ tầng kinh tế - xã hội, về kinh tế tổ chức sản xuất, về văn hóa - xã hợi - -6mơi trường về hệ thớng trị Theo đó, Bợ tiêu chí đưa tiêu chung cả nước tiêu cụ thể theo từng vùng: Trung du miền núi phía Bắc, Đờng sông Hồng, Bắc Trung Bộ, Duyên hải Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ Đồng sông Cửu Long phù hợp với đặc điểm, điều kiện kinh tế - xã hội cụ thể của vùng Trong 19 tiêu chí đó, tiêu chí về thực quy hoạch phát triển giao thông nông thôn đặt lên hàng đầu Riêng về giao thông, đến năm 2020 tỷ lệ km đường trục xã, liên xã nhựa hóa bê tơng hóa đạt chuẩn theo cấp kỹ tḥt của Bộ GTVT đối với tất cả Vùng phải đạt 100% Tỷ lệ km đường trục thơn, xóm cứng hóa đạt chuẩn tới thiểu 50% đới với trung du, miền núi phía Bắc đờng sơng Cửu Long, lại vùng khác phải đạt từ 70% đến 100% (đồng sông Hồng Đông Nam bợ) Tỷ lệ km đường ngõ, xóm sạch khơng lầy lội vào mùa mưa phải đạt 100%, phấn đấu đến năm 2015 có 35% sớ xã đạt chuẩn (các trục đường xã nhựa hóa bê tơng hóa) đến 2020 có 70% sớ xã đạt chuẩn (các trục đường thơn, xóm bản cứng hóa) phục vụ sự nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa Việt Nam Mười năm qua, chủ trương lớn của Đảng việc thực quyết liệt của Chính phủ, hệ thớng giao thơng nơng thớn đã có bước phát triển bản nhảy vọt, làm thay đổi khơng về sớ lượng mà cịn nâng cấp về chất lượng đường về tới tận thơn xóm tạo điều kiện tḥn lợi phát văn hóa, xã hợi thu hút lĩnh vực đầu tư về khu vực nơng thơn, tạo cơng ăn việc làm, xóa đói, giảm nghèo, đảm bảo an sinh xã hội Theo số liệu thống kê, đến 01/7/2011 cả nước đã có 8940 xã, chiếm 98,6% tổng số xã cả nước đã có đường ô tô đến trung tâm xã (tăng 2,3% so với năm 2006), đó lại mùa là 8803 xã, chiếm 97,1% ( tăng 3,5% so với năm 2006); đó xã có đường ô tô đến trung tâm xã đã nhựa hóa, bê tông hóa là 7917 xã chiếm 87,3% (tăng 17,2% so với năm 2006) Một điều đáng ý là không đường đến trung tâm huyện, xã trọng mà đường đến các thơn, bản miền núi cũng các cấp quyền hết sức quan tâm đầu tư với số liệu rất ấn tượng đó là có tới 89,5% số thôn, bản có đường ô tô đến Điều đó góp phần thay đổi cuộc sống của người dân nơi vùng cao vớn chịu nhiều thiệt thịi về điều kiện thời tiết, thổ nhưỡng cũng văn hóa xã hội So với năm 2005, tổng số chiều dài km đường giao thông nông thôn tăng thêm 34.811km; đó số km đường huyện tăng thêm 1.563km, đường xã tăng 17.414km và đường thôn xóm tăng 15.835km từ những nguồn vốn đầu tư cho giao thông nông thôn rất đa dạng huy động -7từ nhiều nguồn: Ngân sách trung ương, ngân sách địa phương (chiếm khoảng 50% phần dành cho sở hạ tầng giao thông của các tỉnh); vốn ODA (các chương trình hạ tầng nông thôn dựa vào cộng đồng của WB, Chương trình giảm nghèo Miền trung của ADB hay Giao thông nông thôn của Ngân hàng thế giới WB); vớn huy đợng của doanh nghiệp, tín dụng và của cộng đồng nhân dân Theo số liệu của Bộ Kế hoạch và đầu tư, các ngồn vốn đầu tư cho giao thông nông thôn 10 năm qua ước tính khoảng 170.000-180.000 tỷ đờng, đó ngân sách nhà nước chiếm khoảng 70% tổng nguồn vốn huy động; vốn huy động từ cộng đồng, doanh nghiệp chiếm khoảng 10-15% tổng nguồn vốn, kể cả việc huy động từ đóng góp của cộng đồng dân cư để đầu tư; ngoài các địa phương cịn huy đợng từ các ng̀n khác thu phí sử dụng đất, thu sổ sớ kiến thiết… Chỉ tính riêng giai đoạn 2003 đến năm 2010, cả nước đã đầu tư 749 dự án đường giao thông đến trung tâm xã địa bàn các xã nông thôn, miền núi thuộc các vùng: Trung du và miền núi Bắc bộ; đồng sông Hồng; duyên hải miền Trung; Tây nguyên; Đông Nam bộ và Đồng sông Cửu long với tổng mức đầu tư các dự án đầu tư đường ô tô đến trung tâm xã cả giai đoạn các địa phương phân bổ vốn TPCP là 32.951 tỷ đồng, các địa phương cũng đã chủ động lồng ghép các nguồn vốn khác địa bàn để thực Tuy có sự phát triển mạnh mẽ những năm vừa qua song sở hạ tầng giao thơng nơng thơn cịn những tồn tại, bất cập thách thức: Xét về mạng lưới : Hiện cả nước có 295 046km đường bộ, đó hệ thống giao thông nông thôn (đường huyện, đường xã, đường thôn) chiếm tới 85% Nếu xét diện rộng, mật độ giao thông nông thơn cả nước cịn thấp (0,59km/km2); đó mật độ đường huyện 0,14km/km2 với tỷ trọng 0,55km/1000 dân; đường xã 0,45km/km2 1,72km/1000 dân Tại khu vực nông thôn đồng sông Hồng, mật độ có cao (khoảng 1,16km/km2) song cịn xa mới đạt tỷ lệ hợp lý (trung bình ở nước phát triển tỷ lệ chiều dài km đường nông thôn diện tích khoảng 8,86km/km2) Thực tế tại đó hệ thống đường nông thôn chưa theo kịp với tốc độ phát triển tiềm lực của vùng kinh tế sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp Hệ thống đường giao thơng nơng thơn chưa phủ kín chưa có sự kết nới liên hồn từ hệ thớng đường tỉnh, đường huyện xuống nông thôn nhất đối với vùng sâu, vùng xa, miền núi, biên giới, hải đảo Cịn 149 xã chưa có đường tơ tới trung tâm xã, đó khu vực Tây Nguyên chiếm đa số, thấp lần so với khu vực đờng Tiêu chuẩn kỹ tḥt cịn thấp, chủ ́u đường có 01 xe, an tồn giao thơng nơng thơn cịn nhiều bất cập thiếu hệ thớng biển báo, tình -8trạng hành lang an tồn giao thông đường bộ bị lấn chiếm, phơi rơm rạ, bề rợng mặt đường hẹp, tầm nhìn người lái xe ngắn, nhiều dốc cao nguy hiểm, chất lượng công trình cịn thấp, tải trọng thấp, chưa đờng bợ thiết cầu cống đường Chất lượng mặt đường giao thông nông thôn chưa cao.Hiện nay, tỷ lệ mặt đường đất cấp phới cịn chiếm tỷ lệ cao, gây khó khăn cho lại chuyển hàng hóa vào mùa mưa Đối với quy hoạch kết cấu hạ tầng nơng thơn hầu hết huyện tỉnh thành cả nước đều chưa có quy hoạch đồng bộ mạng lưới giao thông nên chưa xây dựng kế hoạch lâu dài để phát triển, điều làm cho việc đầu tư cịn tự phát, chưa có tính định hướng, gây ảnh hưởng đến việc nâng cấp, cải tạo phát triển sau Bên cạnh đó cấu tổ chức quản lý hệ thống đường giao thơng nơng thơn cịn nhiều bất cập, việc quản lý hệ thớng giao thơng nơng thơn chưa có mợt mơ hình quản lý thớng nhất nên cịn hạn chế quản lý nhà nước, quy hoạch đầu tư xây dựng, phát triển giao thông nông thôn; thiếu hệ thớng sớ liệu; thiếu quan tâm bớ trí kinh phí quản lý, bảo trì; thiếu cán bợ chun môn quản lý hệ thống đường huyện trở xuống Từ những đánh giá về vị trí vai trị, thực trạng phát triển giao thông nông thôn nêu trên, ðể phát triển nơng nghiệp, nơng thơn ðại hóa nơng nghiệp, nông thôn theo chủ trýõng của Ðảng, Nhà nýớc những vấn đề kiện tồn cơng tác quy hoạch, thu hút nguồn lực đầu tư, xây dựng phát triển giao thông nông thôn; xây dựng hệ thống quản lý từ trung uơng tới địa phương; thực thường xuyên cơng tác bảo trì cần phải đặc biệt trọng giai đoạn 2011 – 2020 Về Quy hoạch: Các địa phương rà soát cập nhật quy hoạch phát triển giao thơng vận tải của cần ý tới quy hoạch giao thông nông thôn 1.2.2 Nhu cầu phát triển: Về đầu tư phát triển phải xác định đầu tư phát triển kết cấu hạ tầng giao thông nông thôn phải trước một bước xây dựng nơng thơn mới, đại hóa nơng thơn Ng̀n lực đầu tư phát triển sở hạ tầng giao thông nông thôn cần huy động ưu tiên từ nhiều nguồn khác nhau: ngân sách nhà nước Trung ương địa phương, vớn ODA, ngồi tích cực huy động từ người dân, doanh nghiệp khai thác quỹ đất; tích cực vận đợng nhân dân hiến đất làm đường mới mở rộng đường cũ, nhân rộng mơ hình nhà nước hỗ trợ vật tư, vật liệu, nhân dân đóng góp cơng sức; sử dụng tư vấn giám sát cợng đờng Ng̀n vớn trái phiếu Chính phủ cần ưu tiên để hồn thành đường tơ tới trung tâm xã -9khó khăn, bị chia cắt; khoản vay ODA lớn cần tập trung trọng vào dự án hạ tầng có quy mô lớn, đại đồng bộ hỗ trợ phát triển kinh tế cho tỉnh cả một vùng Cơng tác quản lý bảo trì đường giao thơng nơng thôn cần trọng.Trước hết, phân cấp công tác quản lý tu, bảo trì đường cần thiết lập phải có đơn vị đầu mới quản lý bảo trì đường nơng thơn Nhanh chóng đưa vào danh mục cân đới, bớ trí ngân sách cho cơng tác quản lý bảo trì từ nguần ngân sách địa phương Khi Quỹ bảo trì đường bợ có hiệu lực dự kiến 35% ng̀n tài thu từ Quỹ phân bổ cho địa phương nên phần tháo gỡ khó khăn cho tỉnh, thành phố Để công tác quản lý giao thông nông thôn ngày sát với thực tế, có sự theo dõi cập nhật mợt cách có hệ thớng để có những thay đổi điều chỉnh sách cho kịp thời nhất thiết phải xây dựng một hệ thống thông tin về giao thông địa phương Áp dụng tiến bộ khoa học: Trong giai đoạn 2012-2020 giai đoạn công nghiệp hóa, đại hóa nền sản x́t nơng nghiệp vậy không thể không áp dụng tiến bộ khoa học, kỹ thuật công nghệ công tác xây dựng cũng bảo trì giao thơng nơng thơn Tăng cường sử dụng vật liệu mới, áp dụng công nghệ thi công tiên tiến, mạnh dạn đưa vật liệu thay thế nguyên vật liệu truyền thống gây ô nhiễm môi trường, giá thành hợp lý, tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp với điều kiện cụ thể của từng địa phương Đối với kết cấu kiên cố cần trọng áp dụng giới hóa để đảm bảo chất lượng cơng trình Đẩy mạnh đào tạo phát triển ng̀n nhân lực cho hệ thớng quản lý, bảo trì đường giao thông nông thôn cần đặc biệt trọng; trọng đào tạo cán bợ có chun mơn, nghiệp vụ về quản lý đầu tư, quản lý bảo trì cho cán bộ quản lý giao thông nông thôn cấp nhằm phát huy tối đa hiệu quả dự án đã hoàn thành đưa vào khai thác Đào tạo cán bộ kỹ thuật theo dõi, giám sát, hướng dẫn dẫn chuyên môn nghiệp vụ, tập huấn cho cán bộ xã, huyện phụ trách giao thông, quy hoạch hình thức đào tạo, kết hợp giữa đào tạo với thực hành nhằm nâng cao trình đợ quản lý trình đợ kỹ tḥt Xây dựng nơng thơn mới thời kỳ mới đặt nhiều vấn đề cần tập trung nguồn lực của cả Nhà nước nhân dân, giải quyết những vấn đề cấp bách, đồng thời tạo tiền đề cho những giai đoạn tiếp theo, đó có việc phát triển hồn thiện kết cấu hạ tầng giao thông nông thôn nhiệm vụ trị quan trọng hàng đầu Những chủ trương đắn của Đảng, Nhà nước, quyết tâm cao của Chính phủ, Bợ, ngành địa phương, kết cấu hạ -10tầng giao thông nông thôn chắn có những phát triển mới góp phần thiết thực đưa đất nước bước vào giai đoạn mới – giai đoạn của cơng nghiệp hóa đại hóa xã hợi góp phần thực thắng lợi Chiến lược phát triển giao thơng nơng thơn đến năm 2020, tầm nhìn 2030 tại Việt Nam 1.3 Tiêu chuẩn ngành cho thiết kế đường GTNT Bộ GTVT ban hành Quyết định 315/QĐ-BGTVT (23/02/2011) hướng dẫn lựa chọn quy mô kỹ thuật đường giao thông nông thôn sau: 1.3.1 Cấp thiết kế đường giao thơng nơng thơn có cấp: AH, A, B C 1.3.1.1 Đường cấp AH là đường nối trung tâm hành của huyện với trung tâm hành của xã, cụm xã trung tâm hành của huyện lân cận; đường có vị trí quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của huyện Đường cấp AH phân hai loại là địa hình đồng (AH) và miền núi (AHMN) 1.3.1.2 Đường cấp A và cấp B là đường nối từ xã đến thôn, liên thôn và từ thôn cánh đồng 1.3.1.3 Đường cấp C là loại đường nối từ thôn đến xóm, liên xóm, từ xóm ruộng đồng, đường nối các cánh đồng 1.3.2 Phạm vi áp dụng cấp thiết kế đường giao thông nông thôn Phạm vi áp dụng các cấp thiết kế đường giao thông nông thôn cấp có thẩm quyền quyết định Các cấp có thẩm quyền cứ vào điều kiện cụ thể của địa phương và đề xuất của Tư vấn thiết kế để có giải pháp lựa chọn cấp đường giao thông nông thôn cho phù hợp tầm quan trọng của tuyến đường và vốn đầu tư của địa phương, có thể thiết kế cao so với cấp thiết kế của tiêu chuẩn kỹ thuật của đường quy định dưới 1.3.3 Các tiêu chuẩn kỹ thuật đường: 1.3.3.1 Đường cấp AH Tiêu chuẩn kỹ thuật của đường cấp AH lấy tương đương với đường cấp VI (TCVN 4054:2005 Đường ô tô – Yêu cầu thiết kế) cu thờ nh sau: -47d ỏ dm Đá dăm Hóa An; Dmin=5mm;Dmax=40mm; c-ờng độ nén mẫu khô: 110MPa; thành phần hạt đảm bảo theo tiêu chuẩn TCVN 7572-2-2006; e Nc Nước dùng cho bê tông thông thường , yêu cầu là nước sạch (dùng cho sinh hoạt) 2.4.3 Thiết kế thành phần bê tông có cấp phối Theo yêu cầu cần tính toán thành phần cho 1m3 bê tơng cấp B20, độ sụt = 4cm Cơ sở lý thuyết một số phương pháp thiết kế thành phần bê tông xi măng Thiết kế thành phần bê tông là lựa chọn thành phần vật liệu chế tạo bê tông nước, xi măng, cát, đá sỏi , phụ gia cho 1m3 bê tông cho đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về cường độ, độ dẻo, các yêu cầu khác và giá thành hợp lý Thể tích của bê tông giả định là hoàn toàn đặc Để đảm bảo cường độ bê tông giá trị tối thiểu mà cường độ trung bình cần thiết R’b (cường độ yêu cầu) cần lớn Rb phụ thuộc vào độ lệch chuẩn  sau : Ryc = 1,25Rb với Rb  50 Mpa (2.1) Ryc = 1,3Rb với Rb  50 Mpa (2.2) Phương pháp Bolomey - Skramtaev: Giả thút của phương pháp này: Thể tích bê tơng coi là hoàn toàn đặc và là tổng của các thể tích đặc riêng rẽ của các vật liệu tạo bê tông Vab =1000 = VaX + VaN + VaC + VaĐ (2.3) Các bước tính toán Xác định lượng nước N Dựa vào độ cứng độ lưu động, yêu cầu lượng nước nhào trộn xác định bảng tra [VLXD, tác giả Phạm Duy Hữu, NXB GTVT 2008] Tỷ lệ X/N tính theo cơng thức sau : - Với bê tông có X/N = 1.4 2.5 : -48Ryc X   0.5 N ARx (2.4) - Với bê tông có X/N > 2.5 : Ryc X   0.5 N ARx đó : (2.5) Ryc - cường độ của bê tông yêu cầu Rx - mác của xi măng A , A1 - hệ số, xác định theo bảng tra Lượng xi măng: X  X  N (kg) N (2.19) So sánh lượng xi măng tìm với lượng xi măng tối thiểu, nếu thấp thì phải lấy lượng xi măng tối thiểu Lượng cốt liệu lớn và nhỏ xác định dựa vào giả thuyết về thể tích tuyệt đới: Thể tích 1m3 (hoặc 1000 lít) hỗn hợp bê tơng sau đầm chặt là tổng thể tích đặc của cốt liệu, xi măng và nước : X x  N n  C c  D d  1000 (2.20) đó : X, N, C, Đ là khối lượng của xi măng, nước, cát , đá sỏi x,n,c,đ: là khối lượng riêng của xi măng , nước, cát , đá sỏi Thể tích rỗng của cốt liệu lớn phải nhét đầy vữa xi măng có kể đến sự trượt xa của các hạt () : X X N C C  D D  r  Từ những phương trình tính : (2.21) -49D 100 , (kg)  r  D (2.22) D Theo lý thuyết thể tích tuyệt đối ta có:  X D C  1000  N  c , (kg) X  D   (2.23) Trong đó : r - độ rỗng của cốt liệu lớn  - hệ số trượt (hệ số dư vữa) Với hỗn hợp bê tông cứng  = 1,05 - 1,15 ; với hỗn hợp bê tông dẻo  biến thiên từ 1,25 - 1,4 và lớn chọn theo bảng [VLXD tác giả Phạm Duy Hữu, NXBGTVT 2004] Cường độ yêu cầu = 1.25x20=25MPa Rx = 40MPa Hệ số chất lượng cốt liệu A = 0.55 Tỷ lệ X/N = 1.64 Kết quả tính tóan và hiệu chỉnh thực nghiệm thành phần vật liệu cho 1m3: N=210.3lít X=342.5kg C=687.44kg Đ=1300kg - Mẫu thi nghiệm cường độ chịu nén là 10x10x10cm - Thí nghiệm cấp phới thành phần xi măng cho bê tông với các tổ mẫu: 100% tro, 50% tro,40% tro,30% tro, 20% tro và mẫu đối chứng 0%tro (mẫu tiêu chuẩn) - Thí nghiệm chế tạo thành phần bê tông xi măng thay thế đá cốt liệu xỉ thép -50- Các cốt liệu đá và cát đạt tiêu chuẩn về độ ẩm và sạch - Mỗi tổ mẫu tạo mẫu 10x10x10cm, thí nghiệm các ngày tuổi 3ngày, ngày, 28ngày Khối lượng cớt liệu tính toán vừa đủ cho tổ mẫu: - - - - Mẫu tiêu chuẩn:  Cát : 5,44 (kg)  Đá : 10,14 (kg)  Xi măng : 2,6716 (kg)  Nước : 1.64 (lít)  Cát : 5,44 (kg)  Đá : 10,14 (kg)  Tro bay : 2,6716 (kg)  Nước : 1.64 (lít)  Cát : 5,44 (kg)  Đá : 10,14 (kg)  Tro bay : 1.336 (kg)  Xi măng : 1.336 (kg)  Nước : 1.64 (lít)  Cát : 5,44 (kg)  Đá : 10,14 (kg) Mẫu 100% tro: Mẫu 50% tro bay: Mẫu 40% tro bay: -51- - -  Tro bay : 1.07 (kg)  Xi măng : 1.603 (kg)  Nước : 1.64 (lít)  Cát : 5,44 (kg)  Đá : 10,14 (kg)  Tro bay : 0,8 (kg)  Xi măng : 1.871 (kg)  Nước : 1.64 (lít)  Cát : 5,44 (kg)  Đá : 10,14 (kg)  Tro bay : 0,543 (kg)  Xi măng : 2,14 (kg)  Nước : 1.64 (lít) Mẫu 30% tro bay: Mẫu 20% tro bay: 2.5 Kế hoạch thực nghiệm: Từ ngày 1/3 đến 22/3: - Lập kế hoạch thí nghiệm và tìm tro ở các nhà máy nhiệt điện và trạm trộn bê tông - Tính toán, xử lý sớ liệu - Xin lịch thí nghiệm phịng thí nghiệm VLXD - Thí nghiệm xác định lượng nước tiêu chuẩn của xi măng - Thí nghiệm xác định thành phần hạt của cốt liệu (đá,cát) -52Ngày 25/3: - Thí nghiệm mẫu 50% tro và 40% tro Ngày 26/3: - Thí nghiệm mẫu 30% tro Ngày 27/3: - Thí nghiệm mẫu 20% tro và mẫu 100% tro Ngày 2/4 : - Thí nghiệm mẫu đới chứng (100% xi măng, cốt liệu đá) và mẫu với cốt liệu xỉ (thay đá hoàn toàn xỉ) Các cấp phối thí nghiệm đều thí nghiệm đo đợ sụt theo TCVN 3106 -93 Đúc mẫu thí nghiệm bảo dưỡng ở 27+2°C, độ ẩm > 90% Sau 24 giờ thì tháo khn và ngâm vào bể nước đến ngày thí nghiệm , nén xác định cường độ theo TCVN 3118 -93 và kết quả thí nghiệm nhân với hệ sớ quy đổi về mẫu chuẩn 15x15x15cm là 0.91 -53- CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1.Các kết quả thực nghiệm đề tài: Các kết quả thực nghiệm với các cấp phối thống kê các bảng Và biểu đờ hình 3.3 hình 3.4 mới quan hệ cường độ và tuổi của bê tông Bảng 3.1.1 Kết quả thí nghiệm cấp phối tro bay cho thành phần bê tông xi măng Thành phần cấp phối Độ sụt : Sn (cm) Cường độ (Mpa) ngày tuổi Mẫu tiêu chuẩn (cốt liệu đá) ngày tuổi 28 ngày tuổi 9.9 12.2 21 14 16.1 22.4 Mẫu 20% tro 11.5 16.3 Mẫu 30% tro 6.4 11.9 22.75 Mẫu 40% tro 4.5 4.65 11.4 Mẫu 50% tro 2.75 4.5 9.1 Mẩu 100% tro (rất khô) (rất yếu) (rất yếu) (rất yếu) Mẫu tiêu chuẩn (cốt liệu xỉ) -54Bảng 3.1.2 Kết quả thí nghiệm xác định lượng nước tiêu chuẩn: Lượng nước tıêu Độ lún kim vica Lượng nước thêm vào chuẩn(ml) (%) so với MTC (%) (MTC) 152 35 20% tro 155 34.5 30 % tro 182 35 19.74 40 % tro 192 35 26.32 50 % tro 210 33.5 38.16 MẪU Mẫu tiêu chuẩn -55- Hình 3.1 Thí nghiệm đo độ sụt hỗn hợp bê tông Hình 3.2 Thí nghiệm nén bê tơng -563.2.Các biểu đồ biểu diễn kết quả BIỂU ĐỒ CỘT SO SÁNH CƯỜNG ĐỘ CỦA CÁC MẪU CẤP PHỐI BTXM VỚI TRO BAY (MPa) Hình 3.2.1 Biểu đồ đường so sánh cường đợ của cấp phối Hình 3.2.2 Biểu đồ so sánh tốc độ phát triển cường độ của cấp phối -573.3.Nhận xét kết quả thực nghiêm Thông qua các kết quả thực nghiệm và các biểu đồ so sánh trên, ta nhận thấy cường độ bê tông cấp phối 20% tro và 30% tro có cường độ tương đối giống với mẫu tiêu chuẩn,tuy nhiên các mẫu cấp phối có cường độ phát triển chậm so với mẩu đối chứng (0% tro) Cụ thể là cường độ chịu nén ở ngày tuổi của các mẫu 20% và 30% đạt 11.5 Mpa và 11.9 Mpa 12.2 MPa (cường độ ngày tuổi của mẫu đối chứng) Với cấp phối dùng tro bay thay thế 30% xi măng có cường độ 7ngày, 28ngày đáp ứng bê tông thông thường, nhiên tuổi 3ngày cường độ thấp tro tốc độ thủy hóa của tro thời gian đầu chậm Cốt liệu xỉ cũng có thể thay thế hoàn toàn đá dăm bê tông cấp B20 làm đường giao thơng nơng thơn Kết quả thí nghiệm ghi ở bảng 3.1 cho thấy cấp phối bê tông dùng xỉ cho cường độ cao bê tông thông thường Điều này giải thích bởi ́u tớ đó là: xỉ có chứa các thành phần khóang có khả họat động tương tự xi măng (xem mục 2.3) và đặc điểm hình dạng hạt của xỉ nghiền khác hẳn đá dăm: trịn dăm cạnh góc nhọn nên tạo sự tập trung ứng lên đá xăng xù xì có thể liên kết tốt với đá xi măng, đó đá dăm rất nhiều dăm cạnh, với bê tông truyền thống B20 cường độ đá xi măng là không cao nên bê tông chịu lực các dăm cạnh của đá dăm “đâm thủng lớp đá xi măng” ở mợt vị trí yếu cục bộ nào đó, sự phá hoại này lan truyền nhanh cốt liệu xỉ Mặt khác lượng hạt mềm yếu (thoi dẹt, phong hóa) của đá dăm địa phương Nam Bộ thường cao hơn, nó hình thành các vùng cấu trúc ́u bê tơng, những vùng này ảnh hưởng rất lớn đến cường độ bê tông, nó làm giảm đáng kể cường độ bê tông Tuy nhiên xét cho bê tông cường độ cao dùng đá dăm chất lượng cao, lúc này có thể xỉ khó đáp ứng tiêu chuẩn về cường độ Qua đó, ta nhận thấy việc cấp phối tro cho thành phần bê tông xi măng ứng dụng xây dựng đường giao thông nông thôn ở Nam Bộ là rất khả thi 3.4.Kết luận chương Có thể dùng tro bay thay thế 30%xi măng cho bê tông cấp B20 làm mặt đường giao thông nông thôn Và có thể sử xỉ nhà máy thép thay thế hẵn cốt liệu đá dăm bê tông Theo “Căn cứ Quyết định số 800/QĐ-TTg ngày 04/6/2010 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chương trình mục tiêu Quốc gia xây dựng nông thôn giai đoạn 2010 – 2020” -58Đường giao thông nông thôn có các quy định sau (ta xét đường cấp B): - Bề rộng nền đường Bn=3.5m Chiều dày lớp bê tông h= 18cm = 0.18m  Thể tích bê tơng cần dùng cho 1km đường là V=3.5 x 0.18 x 1000=630(m3) (khơng tính thất thoát quá trình thi công và vận chuyển) Suy khối lượng xi măng cần dùng cho 1km đường là: mx= 630 x 342.5 = 215775 (kg/km) = 215.775 (tấn/km) Nếu ta ứng dụng bê tông cấp phối cho đường nông thôn (cụ thể là bê tông cấp phối 30% tro), thì có thể tiết kiệm 64.73 tấn xi măng/1km (tương đương gần 115 triệu đồng 1km)(*) và đồng giải quyết vấn đề chất thải rắn tro bay ở các nhà máy nhiệt điện (*) : Số liệu dựa giá cả xi măng thực tế ở thị trường Nếu ước tính: 13tỉnh thành ĐBSCL*12huyện*20xã*50km đường cấp/xã*64.73tấn xi măng tiết kiệm thì số xi măng tiết kiệm là: 10,1triệu tấn xi măng tương đương 17940 tỷ đồng, chưa kể lợi giải quyết rác thải tro bay, tận dụng nguồn lực nhân công địa phương -59- KẾT LUẬN Thông qua các kết quả đạt quá trình nghiên cứu vừa qua, ta có thể thấy sự ảnh hưởng của tro bay đến sự phát triển cường độ của bê tông và cường độ của bê tông các kết quả trên.Qua đó cho thấy tính khả thi của việc sử dụng phế thải tro bay để chế tạo bê tông cho đường giao thông nông thôn của nước ta nói chung và đường giao thông nông thôn ở Nam bộ nói riêng Ngoài ra, nếu có thể ứng dụng vào thực tiễn,ngoài việc mang lại lợi ích về kinh tế,cịn có thể mang lại nhiều lợi ích khác giảm thiểu nhiễm mơi trường bụi tro bay từ các nhà máy, giảm chi phí cho việc xử lý chất thải giải quyết vấn đề đất đai dùng để chôn tro thải Với cấp bê tông B20 dùng cho đường giao thông nơng sử dụng tro bay thay thế 30% xi măng Ngồi dùng cốt liệu xỉ để thay thế hẳn cốt liệu truyền thống đá dăm Tuy đề tài mới đánh giá tính tổng quát về khả ứng dụng mẩu cấp phối thông qua đánh giá cường độ chịu nén của các mẫu,chưa sâu vào các phản ứng của quá trình cấp phối và ảnh hưởng của hàm lượng tro đến nhiệt độ bên bê tông thời gian và kiến thức,cũng điều kiện thí nghiệm có hạn, cũng là mặt hạn chế của đề tài,nhưng cũng đạt mục tiêu bản về thực trạng kinh tế ở những vùng nơng thơn Nam Bợ.Đó cũng là mục tiêu của đề tài Nhóm nghiên cứu hy vọng đề tài này ứng dụng vào thực tế và có thể giúp cho đời sớng cũng giảm mợt phần chi phí cho người dân nông thôn -60- TÀI LIỆU THAM KHẢO Quyết định số 315/QĐ-BGTVT - Hướng dẫn lựa chọn quy mô kỹ thuật đường giao thông nông thôn phục vụ Chương trình mục tiêu Quốc gia xây dựng nông thôn mới giai đoạn 2010 – 2020 Dự thảo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN …: 2013 “Tro bay dùng cho bê tông, xi măng vữa xây” Hội công nghiệp bê tông Việt Nam thực hiện TCVN 7272-06-2006 Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp xác định khới lượng thể tích xớp và đợ xớp; TCVN 6260-1997 Xi măng poóc lăng hỗn hợp - yêu cầu kỹ thuật; TCVN 3106-1993- Xác định độ sụt của hỗn hợp bê tông xi măng TCVN 3118-1993- Xác định cường độ chịu nén của bê tông xi măng Phạm Duy Hữu, Ngô Xuân Quảng, Mai Đình Lợc Giáo trình Vật liệu xây dựng Nhà x́t bản giao thông vận tải - 2012 Phạm Duy Hữu, Đào Văn Đông Vật liệu xây dựng Nhà xuất bản giao thông vận tải - 2009 Nguyễn Viết Trung, Nguyễn Ngọc Long, Nguyễn Đức Thu Định Phụ gia hóa chất dùng cho bê tơng Nhà x́t bản xây dựng - 2004 10 Tham khảo nguồn tài liệu internet và thư viện,… -613,5,19,31-32,35,37,39-40,42,43,55-56 1-2,4,6-18,20-30,34,36,38,41,44-54,57-60