Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng

Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng. Nghiên cứu chế tạo bê tông rỗng thoát nước sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI Ngô Kim Tuân NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TƠNG RỖNG THỐT NƯỚC SỬ DỤNG CỐT LIỆU TÁI CHẾ TỪ PHẾ THẢI XÂY DỰNG RESEARCH AND DEVELOPMENT PERVIOUS CONCRETE USING RECYCLED AGGREGATES FROM CONSTRUCTION AND DEMOLITION WASTE Ngành: Kỹ thuật vật liệu Mã số: 9520309 LUẬN ÁN TIẾN SĨ Hà Nội - Năm 2024 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI Ngô Kim Tn NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BÊ TƠNG RỖNG THỐT NƯỚC SỬ DỤNG CỐT LIỆU TÁI CHẾ TỪ PHẾ THẢI XÂY DỰNG RESEARCH AND DEVELOPMENT PERVIOUS CONCRETE USING RECYCLED AGGREGATES FROM CONSTRUCTION AND DEMOLITION WASTE Ngành: Kỹ thuật vật liệu Mã số: 9520309 XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG TL HIỆU TRƯỞNG TRƯỞNG PHÒNG QUẢN LÝ ĐÀO TẠO NGƯỜI HƯỚNG DẪN GS.TS Phan Quang Minh GS Ken Kawamoto Hà Nội - Năm 2024 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết trình bày Luận án trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác trước ii LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu sinh xin chân thành gửi lời cảm ơn tới GS.TS Phan Quang Minh GS Ken Kawamoto hết lòng giúp đỡ, hướng dẫn khoa học suốt trình học tập nghiên cứu Tác giả xin chân thành cảm ơn Trường Ðại học Xây dựng Hà Nội, Dự án SATREPS, Trường Đại học Saitama – Nhật Bản; Khoa Vật liệu xây dựng, Bộ môn hỗ trợ, giúp đỡ thời gian qua Tác giả xin trân trọng cảm ơn Công ty đối tác hỗ trợ cho tơi q trình sản xuất cốt liệu tái chế từ chất thải rắn xây dựng phục vụ trình nghiên cứu luận án Xin chân thành cảm ơn toàn thể bạn bè, đồng nghiệp ủng hộ, động viên, khích lệ tơi hồn thành luận án Ðặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình tơi ln sát cánh, giúp đỡ tơi thời gian qua Tác giả luận án Ngô Kim Tn iii TĨM TẮT LUẬN ÁN Bê tơng rỗng (BTR) ngày ứng dụng rộng rãi nhờ ưu điểm hướng đến phát triển bền vững giảm tượng ngập úng, bổ sung nước ngầm, giảm hiệu ứng nhiệt thị Bên cạnh đó, thành phố lớn Việt Nam phát sinh lượng lớn phế thải xây dựng cần có giải pháp xử lý hiệu quả, giảm thiểu tác động đến môi trường Phế thải xây dựng (PTXD) tái chế thành cốt liệu sử dụng để chế tạo BTR, đạt mục tiêu kép bảo vệ môi trường phát triển bền vững Nội dung luận án nghiên cứu chế tạo BTR sử dụng cốt liệu tái chế (CLTC) từ PTXD, nghiên cứu tính chất hiệu sử dụng BTR Luận án đưa nội dung cần nghiên cứu, làm rõ bao gồm: (1) Vai trị, ảnh hưởng CLTC đến tính chất lý, đặc tính thủy lực cấu trúc rỗng BTR? (2) Nghiên cứu làm rõ cấu trúc rỗng thông số lỗ rỗng BTR sử dung CLTC? (3) Xác định mối tương quan giữa: cấu trúc rỗng, hệ số thấm, đặc tính lý, trình bay nước hiệu giảm nhiệt độ bề mặt Trong vai trị loại CLTC nào? (4) Các yếu tố ảnh hưởng đến tượng tác nghẽn BTR? (5) Hiệu BTR việc tiêu thoát nước mưa giảm nhiệt độ bề mặt? Luận án đặt mục tiêu chế tạo BTR đạt cường độ từ – 15 MPa, hệ số thấm lớn mm/s, phù hợp với ứng dụng làm bãi đỗ xe tiêu thoát nước dành cho xe tơ có tải trọng nhẹ Các phương pháp nghiên cứu theo tiêu chuẩn số phương pháp nghiên cứu phi tiêu chuẩn để đề xuất sử dụng để nghiên cứu, phân tích tính chất BTR làm rõ vấn đề khoa học nêu Trong có số phương pháp phi tiêu chuẩn mẻ Việt Nam như: phân tích cấu trúc rỗng thơng qua phân tích hình ảnh 3D quét thiết bị MFXCT; phân tích thơng số vận chuyển khối (hệ số khuếch tán khí, hệ số thấm khí, hệ số dẫn nhiệt); phân tích hiệu bay nước nhiệt độ bề mặt BTR phịng thí nghiệm ngồi trường Kết nghiên cứu luận án chứng minh hoàn tồn chế tạo BTR từ CLTC đạt mục tiêu đặt ra, phù hợp cho bãi đỗ xe tải trọng nhẹ CLTC có ảnh hưởng đến đặc tính lý đặc tính thủy lực BTR, cốt liệu nhỏ từ AAC iv CLTC từ khối xây làm giảm đặc tính lý có lợi đặc tính thủy lực Với độ rỗng hạt lớn, cốt liệu AAC CLTC từ khối xây làm tăng đáng kể khả hút nước giữ nước BTR, từ nâng cao hiệu bay nước, làm giảm nhiệt độ bề mặt BTR Kết nghiên cứu cho thấy tính dị hướng phân bố cấu trúc rỗng hệ số thấm theo phương khác Với mẫu hình hộp chữ nhật, hệ số thấm theo phương tạo hình nhỏ nhất, hệ số thấm theo phương tương tự mẫu lập phương cắt từ mẫu hình hộp chữ nhật Kết nghiên cứu xác định mối tương quan giữa: Cấu trúc rỗng hệ số thấm nước; Cấu trúc rỗng, đặc tính lý hệ số thấm nước; Quá trình bay nước cấu trúc nhiệt độ bề mặt BTR Hiện tượng tắc nghẽn làm suy giảm đáng kể hệ số thấm yếu tố: kích thước hạt tác nhân gây tắc nghẽn, kích thước lỗ rỗng hiệu BTR chiều dài đường thấm định Sau hai năm sử dụng bãi đỗ xe, mức độ suy giảm hệ số thấm bề mặt BTR phụ thuộc vào vị trí chịu tác động tác nhân tắc nghẽn, suy giảm trung bình từ – 9%, có vị trí lên đến 53% Bề mặt BTR sử dụng AAC điều kiện giữ nước (tưới nước mưa) có nhiệt độ thấp BTR khơng sử dụng AAC từ – 3oC thấp – 12oC so với bề mặt bê tông thường bê tơng nhựa Tính tốn cường độ mưa theo mơ hình IDF cho thấy hệ thống bãi đỗ xe có khả tiêu nước hồn tồn với mưa lớn 68,6 mm/giờ kéo dài Hà Nội (xác suất xuất năm lần) Như vậy, luận án nghiên cứu chế tạo thành công BTR thể sử dụng CLTC tái từ PTXD ứng dụng cho bãi đỗ xe Các loại cốt liệu có độ rỗng cao từ AAC khối xây khơng có lợi cho cường độ có lợi cho khả hút nước giữ nước Từ chứng minh hiệu giảm nhiệt độ bề mặt BTR nhờ bay nước Luận án chứng minh giải thích câu hỏi giả thuyết khoa học đưa Các kết nghiên cứu có giá trị khoa học thực tiễn v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT LUẬN ÁN iii MỤC LỤC .v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG xii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xiv MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tượng, phạm vi nội dung nghiên cứu 4 Phương pháp nghiên cứu 5 Cơ sở khoa học Các luận điểm khoa học luận án Các đóng góp luận án Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Những vấn đề tồn 10 Cấu trúc luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG RỖNG VÀ SỬ DỤNG CLTC TỪ PTXD CHẾ TẠO BÊ TÔNG RỖNG 1.1 Tổng quan bê tông rỗng Khái niệm bê tông rỗng Ưu - nhược điểm BTR Tình hình nghiên cứu ứng dụng BTR giới 12 Tình hình nghiên cứu sử dụng BTR Việt Nam 14 1.2 Tổng quan cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng 16 Tình hình quản lý, tái chế PTXD giới Việt Nam 16 Cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng 20 1.3 Tổng quan bê tông rỗng sử dụng cốt liệu tái chế từ phế thải xây dựng 25 Tính chất lý bê tông rỗng sử dụng cốt liệu tái chế 25 Độ rỗng cấu trúc rỗng bê tông rỗng sử dụng cốt liệu tái chế 28 vi Đặc tính thủy lực BTR sử dụng CLTC 31 Tính chất nhiệt BTR 34 Một số đặc tính khác BTR 35 1.4 Tổng quan hệ thống mặt đường thấm nước áp dụng cho bãi đỗ xe hiệu giảm nhiệt độ bề mặt 36 Hệ thống mặt đường thấm nước ứng dụng cho bãi đỗ xe 36 Hiệu giảm nhiệt độ bề mặt hệ thống mặt đường thấm nước 37 1.5 Những nội dung cần nghiên cứu 41 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA BÊ TÔNG RỖNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU TÁI CHẾ TỪ PTXD 43 2.1 Cơ sở hình thành cấu trúc rỗng BTR 43 Độ rỗng cấu trúc rỗng đá xi măng – (loại 1): 43 Độ rỗng cấu trúc rỗng hạt cốt liệu (loại 2) 45 Độ rỗng cấu trúc rỗng hạt cốt liệu (loại 3) 46 2.2 Cơ sở hình thành tính thấm BTR 49 2.3 Cơ sở hình thành cường độ BTR 50 2.4 Cơ sở nâng cao hiệu giảm nhiệt bề mặt BTR 51 2.5 Cơ sở lựa chọn thiết kế bãi đỗ xe thấm nước 53 2.6 Cơ sở khoa học việc sử dụng cốt liệu tái chế 54 CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 57 3.1 Nguyên vật liệu chế tạo 57 Xi măng 57 Cốt liệu tái chế từ PTXD 58 Phụ gia siêu dẻo 60 Nước 60 3.2 Phương pháp nghiên cứu 60 Các phương pháp tiêu chuẩn 61 Các phương pháp phi tiêu chuẩn 63 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 70 4.1 Nghiên cứu đặc tính lý đặc tính thủy lực bê tông rỗng 70 Nghiên cứu ảnh hưởng độ nhớt hồ xi măng đến phân bố lỗ rỗng 70 Cấp phối bê tông rỗng 74 vii Nghiên cứu ảnh hưởng cốt liệu nhỏ AAC đến đặc tính BTR 76 Ảnh hưởng CLTC từ gạch đất sét nung đến tính chất BTR 82 4.2 Nghiên cứu cấu trúc rỗng, thông số lỗ rỗng hệ số thấm BTR 94 Lựa chọn cấp phối nghiên cứu 94 Kết nghiên cứu hệ số thấm nước 96 Nghiên cứu cấu trúc rỗng phân tích hình ảnh 3D (MFXCT) 106 Ảnh hưởng tác nhân gây tắc nghẽn đến tính chất BTR 120 4.3 Kết nghiên cứu hiệu giảm nhiệt độ bề mặt BTR 125 Xác định thông số vận chuyển khối 125 Kết xác định hiệu giảm nhiệt độ bề mặt bay 127 Xác định hệ số dẫn nhiệt BTR 131 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BTR LÀM BÃI ĐỖ XE 134 5.1 Lựa chọn thiết kế thi cơng thí điểm bãi đỗ xe thấm nước 134 5.2 Nghiên cứu tính chất lý bề mặt BTR 135 5.3 Kết nghiên cứu hiệu giảm nhiệt độ bề mặt BTR 137 5.4 Nghiên cứu khả thoát nước bãi đỗ xe thí điểm tính theo lượng mưa trung bình Hà Nội 144 KẾT LUẬN 149 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 151 TÀI LIỆU THAM KHẢO 153 PHỤ LỤC PL1 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU STT Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị ρd Khối lượng thể tích khơ mẫu g/cm3 Md Khối lượng mẫu khô g M sub Khối lượng mẫu nước g M suf Khối lượng mẫu bão hoàn khô bề mặt g Wabs Lượng nước hấp thụ % Wr Khả hút giữ nước mẫu g/cm3 Wad Độ ẩm mẫu điều kiện 200C độ ẩm % khơng khí 60% VT Thể tích mẫu cm3 Khối lượng riêng nước, g/ cm3 𝜌𝑤 10 Gs Khối lượng riêng mẫu (g/cm3) 11 ФT Tổng độ rỗng % 12 Фeff % 13 Фinter Độ rỗng hiệu (Độ rỗng cho phép nước chảy qua) Độ rỗng hạt 14 Фintra Độ rỗng hạt % 15 Ha Hệ số hấp thụ nước % 16 Ma Khối lượng mẫu sau hấp thụ nước g 17 β Hệ số bay nước - 18 En Tốc độ bay nước kg/(m2.s) 19 hv Hệ số truyền ẩm kg/(m2.s.kg/kg 20 xs Độ ẩm tuyệt đối bão hòa nhiệt độ bề mặt kg /kg 21 xa Độ ẩm tuyệt đối khí kg/kg 22 v Vận tốc gió m/s 23 θ Lượng nước mẫu theo thể tích cm3/cm3 % 167 production Construction and Building Materials, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.04.117 65, 201–217 [135] Söderholm, P (2011) Taxing virgin natural resources: Lessons from aggregates taxation in Europe Resources, Conservation and Recycling, 55(11), 911–922 https://doi.org/10.1016/J.RESCONREC.2011.05.011 [136] Song, Y., Davy, C A., Troadec, D., & Bourbon, X (2019) Pore network of cement hydrates in a High Performance Concrete by 3D FIB/SEM — Implications for macroscopic fluid transport Cement and Concrete Research, 115 (September 2018), 308–326 https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2018.08.004 [137] Specifier, M., & For, G (2017) Michigan Specifier ’ S Guide for Pervious Concrete August, 1–22 [138] Sriravindrarajah, R., Do, H M., Nguyen, L D., & Aoki, Y (2011) Effect of clogging on the water permeability of pervious concrete Incorporating Sustainable Practice in Mechanics of Structures and Materials - Proceedings of the 21st Australian Conference on the Mechanics of Structures and Materials, December 2010, 873–876 https://doi.org/10.1201/b10571-158 [139] Sriravindrarajah, R., Wang, N D H., & Ervin, L J W (2012) Mix Design for Pervious Recycled Aggregate Concrete International Journal of Concrete Structures and Materials, 6(4), 239–246 https://doi.org/10.1007/s40069-0120024-x [140] Starke, P., Göbel, P., & Coldewey, W G (2010) Urban evaporation rates for water-permeable pavements Water Science and Technology, 62(5), 1161–1169 https://doi.org/10.2166/wst.2010.390 [141] Takahashi, K., & Yabuta, K (2009) Road temperature mitigation effect of ‘road cool,’ a water-retentive material using blast furnace slag JFE Technical Report, 13(13), 58–62 [142] Tam, V W Y., Butera, A., & Le, K N (2016) Carbon-conditioned recycled aggregate in concrete production Journal of Cleaner Production, 133, 672–680 [143] Tam, V W Y., Soomro, M., & Evangelista, A C J (2018) A review of recycled aggregate in concrete applications (2000–2017) Construction and Building Materials, 172, 272–292 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.240 168 [144] Tam, V W Y., & Tam, C M (2007) Assessment of durability of recycled aggregate concrete produced by two-stage mixing approach Journal of Materials Science, 42(10), 3592–3602 https://doi.org/10.1007/s10853-006-0379-y [145] Tam, V W Y., Tam, L., & Le, K N (2010) Cross-cultural comparison of concrete recycling decision-making and implementation in construction industry Waste Management, 30(2), 291–297 https://doi.org/10.1016/j.wasman.2009.09.044 [146] Tavares, L M., & Kazmierczak, C S (2016) The influence of recycled concrete aggregates in pervious concrete Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, 9(1), 75–89 https://doi.org/10.1590/s1983-41952016000100006 [147] Tennis, D., Michael, L., Leming, L., & Akers, D (2004) Pervious concrete pavement In International Journal of Civil Engineering and Technology (Vol 8, Issue 4) [148] Tijani, M A., & Ajagbe, W (2018) Recycling Wastes for Sustainable Pervious Concrete Production Proceedings of the 17 th National Conference of the Nigerian Institution of Environmental Engineers ( NIEE ), Ogba Lagos , 25 October [149] Ulloa-Mayorga, V A., Uribe-Garcés, M A., Paz-Gómez, D P., Alvarado, Y A., Torres, B., & Gasch, I (2018) Performance of pervious concrete containing combined recycled aggregates Ingenieria e Investigacion, 38(2), 34–41 https://doi.org/10.15446/ing.investig.v38n2.67491 [150] Union, E (2008) Directive 2008/98/EC of the European Parliament and of the Council of 19 November 2008 on waste and repealing certain Directives In Special edition in Croatian: Chapter 15 Volume 034 P 99 - 126 https://doi.org/2008/98/EC 32008L0098 [151] Van Boggelen, W., & Van Boggelen, J (2018) Sustainable building solutions with new generation autoclaved aerated concrete panel applications Ce/Papers, 2(4), 513–525 https://doi.org/10.1002/cepa.825 [152] Van Tuan, N., Kien, T T., Huyen, D T T., Nga, T T V., Giang, N H., Dung, N T., Isobe, Y., Ishigaki, T., & Kawamoto, K (2018) Current status of construction and demolition waste management in Vietnam: Challenges and opportunities International Journal of GEOMATE, 15(52), 23–29 https://doi.org/10.21660/2018.52.7194 169 [153] Vilasboas, J M L., Machado, S L., & Pinto, S A (2016) Filter paper method to determine the water retention curves for mortar and cement samples IBRACON Structures and Materials Journal Volume 9, Number (August 2016) p 525 543 • ISSN 1983-4195 [154] Vrijders, J., Nielsen, P., & Quaghebeur, M (2011) Onderzoek naar hoogwaardige toepassingen van cellenbetonafval Danny Wille, OVAM [155] Wang, H., Li, H., Liang, X., Zhou, H., Xie, N., & Dai, Z (2019) Investigation on the mechanical properties and environmental impacts of pervious concrete containing fly ash based on the cement-aggregate ratio Construction and Building Materials, 202, 387–395 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.044 [156] Wang, J., Meng, Q., Zhang, L., Zhang, Y., He, B J., Zheng, S., & Santamouris, M (2019) Impacts of the water absorption capability on the evaporative cooling effect of pervious paving materials Building and Environment, 151, 187–197 https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.01.033 [157] Wu, C., Chen, X., Chen, C., & Ji, T (2023) Study on evaporation rate of steel slag pervious concrete based on CT scanning Journal of Building Engineering, 107172 https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.107172 [158] Wu, H., Huang, B., Shu, X., & Dong, Q (2011) Laboratory Evaluation of Abrasion Resistance of Portland Cement Pervious Concrete Journal of Materials in Civil Engineering, 23(5), 697–702 https://doi.org/10.1061/(asce)mt.19435533.0000210 [159] Xie, N., Akin, M., & Shi, X (2019) Permeable concrete pavements: A review of environmental benefits and durability Journal of Cleaner Production, 210, 1605– 1621 https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.11.134 [160] Xu, G., Shen, W., Huo, X., Yang, Z., Wang, J., Zhang, W., & Ji, X (2018) Investigation on the properties of porous concrete as road base material Construction and Building Materials, 158(September), 141–148 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.09.151 [161] Xu, H., Xing, C., Zhang, H., Li, H., & Tan, Y (2019) Moisture seepage in asphalt mixture using X-ray imaging technology International Journal of Heat and Mass Transfer, 131, 375–384 https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.11.081 170 [162] Y Chen, K Wang, X Wang, W Z (2016) Strength, fracture and fatigue of pervious concrete Frontiers in Endocrinology, 2, 15–25 [163] Yamagata, H., Nasu, M., Yoshizawa, M., Miyamoto, A., & Minamiyama, M (2008) Heat island mitigation using water retentive pavement sprinkled with reclaimed wastewater Water Science and Technology, 57(5), 763–771 https://doi.org/10.2166/wst.2008.187 [164] Yap, S P., Alengaram, U J., Jumaat, M Z., & Khaw, K R (2016) Torsional and cracking characteristics of steel fiber-reinforced oil palm shell lightweight concrete Journal of Composite Materials, 50(1), 115–128 https://doi.org/10.1177/0021998315571431 [165] Yap, S P., Chen, P Z C., Goh, Y., Ibrahim, H A., Mo, K H., & Yuen, C W (2018) Characterization of pervious concrete with blended natural aggregate and recycled concrete aggregates Journal of Cleaner Production, 181(February), 155– 165 https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.01.205 [166] Yu, F., Guo, J., Liu, J., Cai, H., & Huang, Y (2023) A review of the pore structure of pervious concrete: Analyzing method, characterization parameters and the effect on performance Construction and Building Materials, 365(September 2022), 129971 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.129971 [167] Yu, F., Sun, D., Hu, M., & Wang, J (2019) Study on the pores characteristics and permeability simulation of pervious concrete based on 2D/3D CT images Construction and Building Materials, 200, 687–702 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.135 [168] Zaetang, Y., Sata, V., Wongsa, A., & Chindaprasirt, P (2016) Properties of pervious concrete containing recycled concrete block aggregate and recycled concrete aggregate Construction and Building Materials, 111, 15–21 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.02.060 [169] Zaharieva, R., Buyle-Bodin, F., Skoczylas, F., & Wirquin, E (2003) Assessment of the surface permeation properties of recycled aggregate concrete Cement and Concrete Composites, 25(2), 223–232 https://doi.org/10.1016/S09589465(02)00010-0 171 [170] Zhang, J., Jin, Q., & Cui, X (2014) Experimental Study on Pore Clogging of a Porous Pavement under Surface Runoff Geotechnical Special Publication, 138– 146 https://doi.org/10.1061/9780784478462.017 [171] Zhang, J., Ma, G., Ming, R., Cui, X., Li, L., & Xu, H (2018) Numerical study on seepage flow in pervious concrete based on 3D CT imaging Construction and Building Materials, 161, 468–478 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.11.149 [172] Zhang, Z., Zhang, Y., Yan, C., & Liu, Y (2017) Influence of crushing index on properties of recycled aggregates pervious concrete Construction and Building Materials, 135, 112–118 [173] Zhong, R., Xu, M., Vieira Netto, R., & Wille, K (2016) Influence of pore tortuosity on hydraulic conductivity of pervious concrete: Characterization and modeling Construction and Building Materials, 125, 1158–1168 https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.08.060 [174] Zhu, H., Wen, C., Wang, Z., & Li, L (2020) Study on the permeability of recycled aggregate pervious concrete https://doi.org/10.3390/ma13020321 with fibers Materials, 13(2) [175] Zhu, Y., Fu, H., Wang, P., Xu, P., Ling, Z., & Wei, D (2023) Pore structure characteristics, mechanical properties, and freeze–thaw resistance of vegetationpervious concrete with unsintered sludge pellets Construction and Building Materials, 382(January), 131342 doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.131342 Tài liệu tiếng Nga [176] Еремин, Н.Ф (1986) Процессы иаппараты в технологии строительных материалов: Учебник для вузов по спец “Производство строит Изд И конструкций”.- М.: Высш Шк 280 c [177] В.Д Томурбиев (1988) Строительные силикатнатриевых композиции М.Строииздат материалы на основе PL1 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Dây chuyền mơ hình nghiền tái chế PTXD Một số mơ hình nghiền CLTC áp dụng Tây Ban Nha [63], hay Nhật Bản [54] trình bày Hình Hình Mơ hình tái chế PTXD (a) Tây Ban Nha; (b) Nhật Bản PL2 Quy trình sàng phân loại phân chia thành chu trình kín chu trình hở Hình Chu trình hở có ưu điểm khả cho công suất cao chu trình kín sản phẩm cuối chu trình hở có nhiều thành phần hạt lớn so với chu trình kín, đặc biệt vật liệu đầu vào khác Hình Quy trình sàng phân loại CLTC Sản phẩm từ máy nghiền sơ cấp sàng sàng bao gồm sàng 10 40mm Các hạt vật liệu nhỏ 10 mm loại bỏ lẫn nhiều tạp chất đất thạch cao Các hạt vật liệu lớn 40mm cho qua máy nghiền thứ cấp dạng kẹp hàm, hình nón đập búa để giảm kích thước sản phẩm đến tối đa 40mm Tất vật liệu 40-100 mm từ máy nghiền sơ cấp đưa tới máy thứ cấp Tồn vật liệu sau rửa sàng khơ để loại bỏ vật liệu nhẹ cịn lại gỗ, giấy nhựa; sản phẩm sàng phân loại thành kích thước khác theo yêu cầu khách hàng Tất sắt thép lấy nam châm đặt nhiều địa điểm tập trung băng tải tự làm Tạp chất CLTC từ hỗn hợp PTXD thường nhỏ 1%, đáp ứng yêu cầu cho xây dựng đường, chưa đáp ứng yêu cầu làm cốt liệu cho bê tông Khi CLTC sản xuất từ phế thải có chứa 95% bê tơng sản phẩm cuối thường đạt độ sạch, đủ đáp ứng tiết kỹ thuật để làm cốt liệu cho bê tông mà không cần phải rửa PL3 Hình Sơ đồ cơng đoạn tái chế phế thải xây dựng mức độ thứ Sơ đồ công nghệ nghiền áp dụng để tái chế PTXD Đông Anh, Hà Nội thể hình sau: PL4 Hình Cơng nghệ nghiền PTXD PL5 Phụ lục Mơ hình nghiên cứu hệ số bay nhiệt độ bề mặt Tính chất bay mẫu đánh giá thông qua việc thay đổi khối lượng mẫu thông số độ ẩm, nhiệt độ thu Phương pháp biến đổi khối lượng đánh xác định hiệu bay (β: hệ số bay hơi) cách xác định tỷ lệ bay thay đổi độ ẩm bao gồm độ ẩm bề mặt mẫu độ ẩm không khí, cơng thức tính tốn sau: 𝛽= 𝐸𝑛 ℎ𝑣 ( 𝑥𝑠 − 𝑥𝑎 ) (7) Trong đó: 𝐸𝑛 : tốc độ bay (kg/m2.s) ℎ𝑣 : hệ số trao đổi độ ẩm (kg/m2.s.kg/kg ) 𝑥𝑠 : độ ẩm bão hòa tuyệt đối bề mặt (kg/kg) 𝑥𝑎 : độ ẩm tuyệt đối khơng khí (kg/kg) Hệ số trao đổi độ ẩm ℎ𝑣 tính tốn cơng thức: ℎ𝑣 = 5.8 + 3.9v Trong đó: v vận tốc gió (m/s) Giá trị β thay đổi từ – đạt giá trị trường hợp có nước tự bề mặt áp dụng thực theo đồ thí nghiệm thiết bị sau: PL6 Đèn halogen Giá đỡ camera nhiệt Cặp nhiệt điện Mẫu Quạt Dây tín hiệu Data logger Nhiệt ẩm kế Camera nhiệt hồng ngoại Hình Mơ hình thí nghiệm xác định hiệu bay nước PL7 Phụ lục Tính tốn cấp phối điển hình Cơ sở tính tốn Cơ sở tính tốn thành phần bê tơng rỗng dựa ngun tắc thể tích tuyệt đối, 100% thể tích bao gồm: VBT = VCL + VH + Vr (1) Trong đó: VBT – thể tích bê tơng, m3 (100%) VH – thể tích hồ xi măng, m3 VCL – thể tích cốt liệu bê tơng m3 Vr – thể tích rỗng bê tơng, m3 (rỗng hạt, khơng tính đến thể tích rỗng hạt) Theo phương pháp thiết kế ACI 522R-10, khối lượng cốt liệu tính tốn dựa khối lượng thể tích lèn chặt hỗn hợp cốt liệu gồm cốt liệu lớn cốt liệu nhỏ (nếu có), có kể đến hệ số ảnh hưởng cốt liệu nhỏ Tuy nhiên, bước tính tốn khơng phù hợp để áp dụng cho thiết kế bê tông rỗng sử dụng CLTC với lý sau: - Hỗn hợp bê tơng tạo hình theo phương pháp đầm nhẹ, tính tốn cốt liệu dựa khối lượng thể tích lèn chặt khơng phù hợp - Các loại CLTC (từ bê tơng, từ khối xây AAC) có khối lượng riêng khối lượng thể tích hạt khác nhiều có độ rỗng hạt lớn (với cốt liệu tự nhiên khối lượng riêng khối lượng thể tích hạt khơng chênh lệch nhiều), không sử dụng khối lượng riêng làm sở tính tốn Thể tích khối lượng CLTC cần tính tốn thơng qua khối lượng thể tích hạt Vì vậy, theo phương pháp thiết kế đề xuất, lượng hồ xi măng tính tốn dựa tra biểu đồ mối quan hệ hồ xi măng độ rỗng thiết kế (Hình 1) Từ thể tích hồ xi măng thể tích độ rỗng tính tốn thể tích hỗn hợp cốt liệu theo cơng thức (1), từ tính tốn khối lượng cụ thể vật liệu PL8 Độ rỗng (%) 50 Đầm nhẹ 40 Đầm nặng 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 Thể tích hồ chất kết dính (%) Hình Mối liên hệ thể tích hồ xi măng độ rỗng bê tông (cấp phối hạt theo đường số 8) [20] Các bước thiết kế cấp phối bê tơng rỗng điển hình R20A10/1,25 Thơng số đầu vào: Thiết kế cấp phối bê tông rỗng điển hình độ rỗng thiết kế 20%, sử dụng cốt liệu lớn CLTC từ bê tông; cốt liệu nhỏ từ AAC có kích thước 1,25 – 2,5 mm sử dụng với tỷ lệ 10% thể tích bê tơng, tính chất vật liệu sử dụng gồm: CLTC từ bê tơng: Khối lượng thể tích hạt ρhạt CLBT = 2270 kg/cm3, CLTC từ AAC: Khối lượng thể tích hạt ρhạt AAC = 800 kg/m3 Xi măng: Khối lượng riêng: ρX = 3,1 g/cm3 Nước: Khối lượng riêng: ρN = g/cm3 Trình tự tính tốn: - Độ rỗng thiết kế: 20%, ta tích rỗng m3 bê tơng là: Vr = 0,2 m3 (Đây thể tích rỗng hạt, khơng xét đến thể tích rỗng hạt) - Lượng dùng xi măng nước xác định sau: sử dụng biểu đồ Hình xác định hàm lượng hồ xi măng dựa phương pháp đầm nhẹ độ rỗng thiết kế 20%, Thể tích hồ xi măng, VH = 0,22 m3 PL9 Trong đó, 𝑉𝐻 = 𝑉𝑋 + 𝑉𝑁 = 𝑋 𝜌𝑋 + 𝑁 𝜌𝑁 = 0,22, với tỷ lệ 𝑁 𝑋 = 0,33 Từ tính tốn được: Khối lượng xi măng: Mx = 337 (kg) Khối lượng nước dùng: MN = 111 (kg) - Tính tốn lượng dùng cốt liệu: Từ cơng thức thể tích bê tơng, VBT = VCL + VH + Vr →Thể tích cốt liệu, VCL = VBT - VH - Vr = – 0,2 – 0,22 = 0,58 m3 Thể tích cốt liệu AAC sử dụng 10%, tức VAAC = 0,1 m3 → Thể tích CLTC từ bê tơng là, VCLBT = VCL – VAAC = 0,58 – 0,1 = 0,48 m3 Khối lượng CLTC từ bê tông, MCL = 0,48* ρhạt CLBT = 0,48*2270 = 1089,6 (kg) Khối lượng CLTC từ AAC là: MAAC = VAAC ρhạt AAC = 0,1.800 = 80 kg Như vậy, thành phần cấp phối bê tông rỗng R20A10/1,25 sau: Xi măng: 337 (kg) CLTC từ bê tông: 1089,6 (kg) CLTC AAC: 77 (kg) Nước: 111 (kg) PL10 Phụ lục Thông tin chi tiết cấu tạo bề mặt nghiên cứu Loại Lớp kết cấu PC2 PC3 PC4 PC5 CC ACR Chiều dày (cm) Lớp móng BTR sử dụng 50% CLTC (5 - 10 mm)và 50% CLTN (2,5 – mm) (Công ty Ecosystem) Đá cấp phối RCA - Dmax = 40 mm Đất Đất cát pha > 30 Bề mặt Cấp phối R20A0 10 Lớp móng Đá cấp phối RCA - Dmax = 40 mm 15 Đất Đất cát pha > 30 Bề mặt Cấp phối R20A15/1,25 10 Lớp móng Đá cấp phối RCA - Dmax = 40 mm 15 Đất Đất cát pha > 30 Bề mặt Cấp phối R20A15/1,25 10 Lớp móng – – Đất Đất cát pha > 40 Bề mặt Cấp phối R20A0 sử dụng CLTN 10 Lớp móng – – Đất Đất cát pha > 40 Bề mặt Bê tông thường sử dụng CLTC Lớp móng – – Đất Đất cát pha > 40 Bề mặt Lớp móng Lớp móng Bề mặt Bê tơng Asphalt 10 Đá cấp phối, Dmax = 20 mm 15 Đá cấp phối, Dmax = 40 mm 15 Đất cát pha > 20 Bề mặt PC1 Thành phần cấu trúc 10 15