Luận văn Tiến sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu cứng hóa đất bùn dùng để đắp đê bao, bờ bao tại tỉnh Cà Mau

bỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TRAN CHÍ THÀNH

NGHIÊN CỨU CỨNG HOA DAT BUN DUNG DE DAP DE BAO, BO BAO TAI TINH CA MAU

LUẬN VAN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2021

BO GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI.

TRAN CHÍ THÀNH

NGHIÊN CỨU CỨNG HOA DAT BUN DUNG DE DAP DE BAO, BO BAO TAI TINH CA MAU

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Mãsố: - 8580202

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HOC TS Ngô Anh Quân

HANOI, NAM 2021

LỜI CAM DOAN

Tác giá xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả

nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bắt kỳ một

nguồn nào và đưới bắt ky hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tả liệu (nếu có) đã

.được thực hiện trích dẫn và ghỉ nguồn tải liệu tham khảo đúng quy định.

“Tác giả luận van

‘Trin Chí Thành

LỜI CẢM ƠN

Với bờ biển dài khoảng 3260 km theo đó là 49 cảng biển lớn nhỏ, kèm theo hệ thống sông.

cửa biển phục vụ cho tau bẻ vận chuyển hàng hóa, đặc biệt tại đồng bằng sông Cửu Long

giao thông trên hệ hổng sông ngòi chiếm vai trồ quan trong trong phát tiển kinh tế vũng.

‘Do đó yêu cầu khai thông luồng lạch cửa sông, cửa biển và cảng biển hang năm là rất lớn.

Lượng bùn nạo vét cần được xử lý để tránh 6 nhiễm môi trường là một thử thách được đặtra tong quả tình khai thắc ác cửa sông, cửa biển và hải cảng Ngoài ra, rên cơ sở kết

aqui của Hội nghị về phát tiến bền văng đồng bằng sông Cứu Long thích ng vớ biển đồi khí hậu ngày 26 - 27 tháng 9 năm 2017; Chính phù đã ban hành nghị quyết về *Phátiển bền vũng đồng bằng sông Cửu Long thích ứng với biển đổi khí hậu”, theo Nghị quyết số

I20/NĐ.CP ngày 17/11/2017 của Chính phủ trong đó có nội dung“ Nghiền cứu tạo

nguồn vật liệu mới thay thể, phục vụ san lắp, xây dụng (bạn chế việc ấy cát từ lòng sông để tôn nén), Quy hoạch và đầu r các khu xử lý chất thải, nước thải tập trang, hiện đại:

đây mạnh tái chế, tái sử dụng và sản xuất năng lượng từ rác

Tuy nhiên hiện nay, vt iệu ding cho cãi tạo đất yếu đặc biệt là bản lỏng chưa được

tim ra tại Việt Nam, đặc biệt là giá thành của vật liệu ding cho cứng hoá bản còn caodo phải nhập khẩu từ nước ngoài Các nghiên cứu trước đây tập rung vào phát triểncông nghệ vit liệu polyme được tổng hợp từ vật liệu hữu cơ, điều này cũng dẫn tới giá

thành của sản phẩm vật liệu cao, khó có thé áp dụng phổ biến dẫn đến công nghệ này chưa thé cạnh tranh với các biện phi thi công khác trong việc xử lý đất yêu hoặc bùn

lòng Các vật liệu được sin xuất từ các ậtiệu võ cơ khác còn khá đơn giản nên hiệuquả chưa cao Do vậy, cc công nghệ vt liệu hiện nay, cũng như việc nhập khẩu vậtệu din đến việc không chủ động trong thi công và giá thành công tình cao.

`Với những đặc điểm trên đây cho thấy việc áp dung edmg hóa bản tại Việt Nam là rit lồng thời gii quyết được nhiễu vẫn đề đặt ra: bảo t hệ th

đường thủy, tìm ra vật liệu mới kim san nẻn, vật liệu đắp đê bao, bở bao, nền đường giao thông gốp phần thích ứng bién đổi khi hậu và xử lý môi trường Do đó, tác giả

lựa chọn để tai luận văn thạc sĩ kỹ thuật “Nghiên cứu cứng hóa đất bùn dùng để

dip dé bao, bờ bao ở tỉnh Cà Mau”.

“Tác giả xin chân thành biết ơn sự hướng dẫn tin tâm của TS Ngô Anh Quân trong

thời gian qua, cảm ơn các thầy cô giáo trường Đại học Thủy lợi Hà Nội, các cơ quan,

đơn vị đã cũng cấp các ti liệu và tạo điều kiện thuận lợi giúp tác gid hoàn think luận

văn này.

Để có được kết quả nghiên cứu này, tác giả xin cảm ơn Bộ Khoa học công nghệ đã siao nhiệm vụ cho Viện thủy công thục hiện để tải cấp nhà nước * Nghiên cứu công

nghệ cứng hóa dit bùn nạo vết để sử dung trong san lắp mặt bằng thay thé cát” để từö những tiếp cận, nghiên cứu sử dụng các kết quả ma dé tải thực hiện.

Tác gid xin chân thinh cảm ơn người thân, gia đình, cơ quan tác giả đang công tác đãtạo mọi điều kiện trong suốt quả trình học tập và nghiên cứu để tài.

Do thời gian cũng như kiến thức chuyên môn còn hạn chế nên việc nghiên cứu và thực.

hiện đề tải luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự chỉ bio cửa các thy cô giáo, sự đồng góp ý kiẾn của các nhà khoa học vi cic bạn đồng nghiệp

cđể nghiên cứu được hoàn thiện hơn,

Xin chân thành cảm on!

MỤC LỤC

LỜI CAM DOAN i LỜI CẢM ON ii DANH MỤC HÌNH ANH vii

DANH MỤC BANG BIEU x32 Phương pháp nghiên cứu 433 Đối tượng và phạm vỉnghiên cứu 4

4 Ket qua đạt được 4

5 Ý nghĩa khoa học vàý nghĩ thực in của để ti 5 6 Bố cục của luận vin 5 CHUONG 1 TONG QUAN CÁC GIẢI PHÁP CỨNG HOA BUN TREN THE GIỚI VA VIỆT NAM 7 1.1, Tổng quan về giải php xử lý đt bùn 7 1.1.1.Giai pháp công nghệ ậtiệu sử dụng trong cứng hồa dt itn rên thế ii [I] 1.1.2 Giải pháp công nghệ vật liệu sử dụng trong cứng hóa đắt bùn ở Việt Nam 14

1.2 Cơ sở ý thuyết của việc cứng hóa đất bùn để đấp để bao, bờ bao, 161.2.1.Co chế cải tạo tinh chất cơ lý hóa đắt bùn bằng xi ming 19

1.22.Carehé cit to tinh chit co lý hóa đất bin bing vôi 24

1.2.3.Co chế cải tgo tinh chất cơ lý hóa đất bùn bằng xi lò cao 2

12.4 Cơ chế cải tạo tinh chit eo lý hóa đắt bùn bằng tro bay ” 1.25.Cơ chếcủitạo tính chit cơ lý hóa đất bùn bằng puzzolan tự nhiễn 31 1.2.6.Co chế cải tgo tinh chất cơ lý hóa dat bùn bằng hỗn hợp vật liệu chứa phy gia hữu co31 1.2.7.Co chế ci tạo dt theo công nghệ nano-organoslane 3

1.2.8.Co chế cải tạo đất theo các phụ gia khác 33L3 Nghiên cứu tinh chất cơ lý của đắt bùn ở ĐBSCL, ”13.1 Mục tu, nội dung 4

1.3.2 Nhận xót kết quả nghiên cứu đắt bùn ở ĐBSCL 37

2212 Các cắp phối thi nghiệm 4421.3.Ché tạo vàtổchức thí nghiệm mẫu tong phòng 45314 Kế quả thí nghiệm 49

2115 Kết luận sỉ 2.2 Một số giải pháp công nghệ thiết bi thi công sử dụng trong việc cứng hỏa đất bùn 52

22 1.Giải pháp trộn hắt kết dinh vào bùn bằng hệ thông bơm 323222 Giảipháp sử dụng thing tram trộn s2.2.3 Giti pháp trộn tai chỗ 382.24 Mét số gi pháp hitb cứng hỏa dc bin đã được nghiên cứu dp dụng ở Việt Nam 6123 Kế luận chương 2 64

'CHƯƠNG 3, TÍNH TOÁN AP DUNG CHO TUYỂN BO BAO TẠI XÃ KHANH AN, HUYEN U MINH, TINH CẢ MAU 66

3.1 GiGi thiệu về công tình %6

3.2 Phâních lựa chọn thành phần cấp phối phụ gia sử dụng cứng hồa đắt bi để dp be

bao tai Cả Mau 63.3 Tĩnh toán thiết, tinh ôn định cho công trình T033.1 Thiết kế mặt cắt ngang bờ bao 10

11, Mgt số vẫn để tồn tại và hướng tiếp tục nghiên cứu,qui đạt được của luận văn.

TL, Một số vẫn để tổn ti

11.2 Hướngtếp tục nghiền cứu

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

DANH MỤC HÌNH ANH

Hình 1-1: Quá tình xử lý bùn trong phòng thí nghiệm l

Hình 1-2: Soi polyester dùng trong gia cổ đất bùn ụ

Hình 1-3: Biểu thị thành phần cúc chất liên kết vô cơ trên toad tam giác đều 8

1-4: Cơ chế phán ứng hóa lý giữa các hạt đất và chất kết dính vô cơ (Saitoh et al,1985) 91.5: Cơ chế của sự gia oxi măng 20

inh I:ó: Cơ chế phân ứng xi ming rong đất theo thời gian (Saitoh et a, 1985) 21

Hình 1.7: Đường cong dim nén chặt của đất vôi 25

Hình 1-8: Sự hình thành màng nước khuếch tán xung quanh hạt sét kim tăng khả năng dằm chặt của đắt gi cổ (Lite, 1957) 25

Hình 1-9; Các hat tro bay được phủ bằng các sản phẩm hydra hóa 30

1-10: Sự sắp xép lại sẫ trú các hạt đất dad tie động cia polyme (Lagaly, 1986)

2inh 2-1: Mức yêu cầu tính năng cho phân loi xi măng x lò ao 4Hình 22: Quá tình lấy mẫu bản, bảo quản, đúc mẫu và bảo dưỡng mẫu 4

Hình 2-3: Quá trình tién hành kiểm tra mẫu trong phòng thi nghiệm 48

Hình 2: Góc ma sit rong ọ (độ) ta các mẫu cắp phối thiết kế 49ình 2-6: Lực dinh e của các mẫu cấp phối thiết kế 50

Hình 2-7: Sơ đồ dây chuyỂ từ khí nạo vết bùn đến máy bơm k

ip 33

Hình 28: Mô ti ai pha khí va chit lòng trong ống dẫn 33 Hình 2-9: Mô tea chế trộn xi măng với btn tong ông din 34

Hình 2-10: Sơ đồ hệ thông định lượng tỷ lệ pha rộn 54Hình 2-11: Ông bơm áp lực %ình 2-12: Mẫu đắt bùn sau kh pha trộn 35

Hinh 2-13: Dây chuyn hệ thống hút bùn và trộn trên xà lan 55 Hình 2-14: Hỗn hợp bùn và xi măng sau khi pha trộn bằng khí nén 56

Hình 2-15: Bãi san lấp ti do Ishinomaki tinh Miyagi ~ Nhật Bản 56

Hình 2-16: Hệ thống trạm trộn Prosol của Nhà thiu PEAB - Thụy Điển ST

inh 2-17: Hệ thong trộn bơm bản tự động

Hình 2-18: Hệ thống trộn bùn cố định với cc silo chứa chất kết dinh và bể trộn

inh 2-19; Nhà mấy xử lý bùn thành cốt lệ xây dựng

Hình 2-20; Thiết bị gia cổ nề đắt yếu bằng phương pháp rộn ti chỗ

Hinh 2-21: Đầu trộn cắt Bauer.Hình 2-22: Đầu trộn khô phun vật lig

inh 2:23; Dầu trộn tớt phun vit liga kế dĩnh kết hợp trộn với cúc lưỡi phay

Hình 2-24 : Hình ảnh thi công trộn bùn tại chỗ

Hình 2-25 : Thi công san nền bằng phương pháp trộn tại chỗ tại Anh.

Hình 2:26 : Sod nguyễn ý công nghệ Jet - GroutingTình 2-27 : Thiết bị phay trộn đt của Viện Thủy công,

Hình 2-28 : Công nhân phun dịch hóa đá DHD 101 để làm móng đường vào mỏ chởquặng ở Tây Nguyên (Nguy Internet)

Hình 2-29 : Dây chuyển công nghị

Hình 2-30 ; Tổ chức thi công tại hi

1g hóa bùn nạo vết của Viện Thủy công.trường Cả Mau của Viện Thủy công

Hình 3-1: Mặt cắt ngang đại điện mặt đường rộng 4,0 m,

Hình 32: Ôn định mái bờ bao được đắp bằng cát trường hop 1

Hình 3-3: On định mái bờ bao được đắp bằng cát trường hợp 2.

Hình 3-4: Ôn định mái bi bao được đắp bằng cát trường hợp 3

Hình 35: Ôn định mái bờ bao được đắp bằng đắt bùn cứng hóa trường hợp 1 Hình 3.6: Ôn định mái bờ bao được đắp bằng đắt bùn cứng hóa trường hợp 2

Hình 37: Ôn định mái bờ bao được đắp bằng đắt bùn cứng hóa trường hợp 3

Hình 3-8: Kết quả mô phỏng độ lún của bở bao với vật liệu đắp bờ bao là cát

Hình 39: Biển đồ lún theo thời gian tại đình bở bao dp bằng cát

inh 3-10; Biểu đồ lún theo thời gian tai nbn bờ bao đắp bằng cát

Hình 3-11: Kết quả mô phỏng độ ln của bờ bao với vật liệu đắp là bùn cổng hồn Hình 3-12: Biểu đồ lún theo thời gian tại din bờ bao đắp bằng bin cổng hóa Hình 3-13: Biểu đỗ lún theo thời gian ti nên bờ bao dp bằng bùn cứng hóa

ĐANH MỤC HÌNH ẢNH PHỤ LỤC

Hình PL- 1: Kết quả tinh thấm ba bao trường hợp 1

Hình PL- 2: Kết quả tính ôn định mái bờ bao trường hop 1

Hình PL- 3: Kết quả tinh thấm bờ bao trưởng hợp 2

Hình PL- 4: Kết quả tính ôn định mái bờ bao trường hợp 2

Hình PL- 5: Kết quả tính thấm bờ bao trường hợp 3

Hình PL- 6: Kết quả tính én định mai bờ bao trường hợp 3

Hình PL- 7: Kết quả tỉnh thấm bờ bao trường hợp 4

Hình PL- 8: Kết quả tỉnh ôn định mai bờ bao trường hợp 4

Hình PL- 9: Kết quả tinh thắm bờ bao trường hợp 5

Hình PL- 10: Kết quả tính én định mái bờ bao trường hop 5

Hình PL- 11: Kết quả tỉnh thắm bờ bao trường hợp 6

Hình PL- 12: Kết quả tinh dn định mái bờ bao trường hợp 6

Hình PL- 13: Kết qua tinh thắm bờ bao trường hợp 7

Hình PL- 14: Kết qua tinh dn định mái hạ lưu bờ bao trường hợp 7Hình PL- 15: Kết quả tinh én định mái thượng lưu bờ bao trường hợp 7.

Bảng 1-1 : Các tỷ lệ khác nhau của cấp phổi: bùn nạo vét-voi-xi mãng-tro bayBảng 1-2: Các hệ số ảnh hưởng ti sự tăng cường độ

Bảng 1-3: Các phụ gia cho thêm trong quả tình cứng hóa bùn

Đảng 1-4: Các chỉ tiêu cơ lý của bàn ở 13tỉnh Đồng Bằng sông Của Long [1] Bảng 2-1: Hàm lượng xi mang cần thiết để gia cổ đắt

Đăng 22 Hàm lượng xí năng inhi a thân lo theo USCS

Bang 2-3: Xây dựng ty lệ thành phần cấpphối phụ gia để đúc mẫuBảng 2-4: Thành phần cấp phối thí nghiệm vả tiêu chuẩn thí nghiệm

Bing 2-5: Bing tổng hop các chỉ tiêu cơ lý cấp phối cứng hỏa dat bản thiết kế Bing 2-6: Bảng cấp phối hỗn hợp vật liệu có thể dùng cho cứng hóa dit bùn tại Cà "Mau để dip đê bao, bờ bao.

Bảng 3-1 Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đắp đập va đất nền.

Bảng 3-2 Các mye nước dùng trong tinh toán

Bảng 3-3: So sinh giá phụ gia cứng hba của các ý lệ cấp phối

Bảng 3-4: Cấp phối phụ gia lựa chọn để cứng hóa đắt ban tại Cà Man

Bảng 3-5: Lưu lượng thắm và gradient thắm

‘Bing 3-6: Các trường hợp tinh toán én định bờ bao bằng phần mềm Geoslope

Bảng 3-7: Kết quả tính toán ổn định theo Geoslope

Bảng 3-8: Các trường hợp tỉnh toán én định bờ bao bằng phần mềm Plaxis

Bảng 3-9: Kết quả tinh toán ổn định theo Plaxis

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIET TAT

AASHTO - American Association of State Highway and Transportation OfficialABSF - Aircooled blast furnace slag

BXD - Bộ xây dung

DBSCL - Đồng bằng sông Cửu Long

GBF - Granulated blast furnace slagKHKT- Khoa học kỹ thuật

nh- những người khác

ODA -Offi al Development AssistancePCB - Portland Cement Blended

QLDA - Quân lý dự ân

UCS - Unconfined Compression TestVLXD - Vật liệu xây dựng

XLC- Xi 6 caoXHLC - Xi hat lồ cao

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cong tác nạo vét khơi thông kênh mương, luồng lạch để dim bảo cấp, tiêu nước và antoàn giao thông la công việc rit quan trọng trong các công trình thủy lợi va giao thông.

thủy Dat bùn được nạo vét là một nguồn tài nguyên có giá tị, việc tái sử dụng vật liệu

nạo vết có đồng góp lớn vào phát triển bền vững và có thể làm giảm lượng tải nguyên.ban đầu cin thiết cho các hoạt động như xây dựng và môi trường Một số quốc gia đãsử dụng rộng rãi vật ligu nạo vét, ví dụ ở Nhật năm 2003 đã sử dụng hơn 90% vật liệunao vế Cũng hoa đất bùn là một giải pháp nhằm nâng cao các chỉ tiêu kỹ thuật của

đất Việc sử dụng chất phụ gia trộn với đất bùn để củ thiện lực định, độ sột và tăng khả năng chống thẳm nhằm thay

đt liệu trong các hoạt động xây dựng là rit cin

Sử dung vậtliệu nạo vết như một nguồn nguyên không chỉ quan trọng mà thậm chícòn mang tính cắp thiết bởi việc sử dung vật liệu nảy đem lại các hiệu quả xã hội, môi

trường và kinh tế (hay vì chôn lắp hoặc đỗ thải)

Tại Mỹ, đa số các dự án nạo vét ở Mỹ nhằm phục vụ hing hải bởi các cảng ở sông, hỗ,

cửa sông và ven bờ cần có kênh đào và chỗ đậu sâu để phủ hợp với những con tàu

thương mại hoặc tầu quân sự lớn Khoảng 350 triệu tắn bùn được nạo vết hing năm ở

Mỹ để duy tri hoạt động hằng hải 90% bin trong số đó khá sạch, có thể phục vụ nhiều

mục dich hữu ich hoặc đỗ xuống biển ở một số bãi đỗ chất thải cho phép.

Tại Anh, khoảng 20-40 triệu tin bùn được nạo vét từ các cảng biển ở Anh và xứ Wales hàng nim, Phần lớn bàn được đổ xuống biển ở 150 bãi đỗ có cắp phép, số côn lại được

sử dụng theo hướng có lợi như phục vụ xây dựng, nông nghiệp và bảo vệ môi trường.Một số cảng biển dang xem xét tính khả thi của việc dũng bùn nạo vét để bồi dip ving

im tiều (phần đất lin chịu ta động của thù tiều) hoc tôn tạo vũng đầm lẫy ngập

mặn Các dự án thử nghiệm quy mô nhỏ đã được tiễn hanh ở hơn 15 địa điểm đọc bờ.

biển phía đông nam nước Anh,

Tại Hà Lan, là một quốc gia công nghiệp, có mặt độ dân cư đông, nằm ở châu thổ

nhiều con sông ở bờ biển Bắc, Hà Lan nạo vết khoảng 30 trigu m? bùn mỗi năm để duy

trì cc tuyển đường cho tau thuyền di lại và thoát nước, 2/3 lượng bùn này được nạo vết để duy ti củng chính của Rotterdam, một trong những cảng hing đầu của thể giới,

Tại Việt Nam, nhận thấy những năm qua hing năm hàng chục triệu khối bùn nạo vét tir các dự án nạo vét duy tu luồng hang hải, khu bến trước cing trên cả nước khó khăn

vị trí dé bùn nạo vét, các nhà đầu tư, đơn vị thi công thường chọn giải

én, điều này gây ảnh hưởng nghiêm trọng đế môi trường biển Tuy

nhiên gần đây, để bảo vệ môi trường đặc biệt là môi trường biển chính phủ không cho phép đỗ bùn nạo vét ra biển vì vậy một lượng lớn bùn nạo vét đang khó khăn trong việc tim vị trí đỗ Bên cạnh sự thiểu hụt khu vực đỗ bùn nạo vét còn có sự thiểu hụt về

vật liệu đùng để san lắp cho các dự án xây dựng Vì thế công nghệ xử lý bùn nạo vétthành vậtip đạt tiêu chuẩn sử dụng trong các công trình thủy lợi, giao thông là

gỉ các nhu cầu trên.pháp tốt nhất để giải quy

Trong những năm gần đây tinh hình khan hiểm cát xây dựng đã xảy ra trên toàn quốc đặc biệt những tháng đầu năm 2017 do tinh tình giá cát tăng đột biển để góp phần giải quyết việc bảo đảm cung cầu về cát xây dựng và bình dn giá cát, Bộ Xây dựng đã dé xuất, kiến nghị với Thủ tướng Chính phủ trong đó có nội dung:

- Về lâu dài, các Bộ, ngành và địa phương tăng cường trién khai thực hiện Quyế dink3Š 452/0Đ-TT ngày 12/4/2017 của Thủ trớng Chỉnh phủ phê duyệt ĐỀ án déy mạnh

xử lý sử dụng tro xi, thạch cao của các nhà máy nht điện hỏa chắt, phân bón làm nguyên liễu sản xuất VLXD và trong công trình xây dựng: trong đó có việc sử dụng phê thải tro bay tam vật liệu san lắp thay thế cát tự nhi

'Thực tế tính đến cu ối năm 2017, Ban QLDA ODA tỉnh Ca Mau cần trên 1 triệu m' cát

san lip cho 2 dy án dé biển và 61 km bờ bao Ban QLDA ngành giao thông tỉnh CảMau cần trên 2 triệu ct để lâm nên đường;

"Ngoài ra, theo điều tra nhu cầu nạo vết hàng năm theo báo cáo của tính Cả Mau một

năm khoảng 1-2 triệu m’ với kinh phí của các dự án đang chi cứ Im’ đất bằng xing cap mit 150004; tuy nhiên để có điệ tích chứa Im? đất bùn nạo vét thì thường phải

chỉ phi đền bù cho diện tích khoảng 30.000-50.0004/m?2

“rên cơ sở kết quả của Hội nghị vé phát triển bên vững đồng bằng sông Cửu Long

thích ứng với biến đổi khí hậu ngây 26 - 27 tháng 9 năm 2017; Chính phủ đã ban hành.

nghị quyết vỀ “Phit triển bin vũng đồng bằng sông Cửu Long thích ứng với biến đổi

khí hậu”, theo Nghị quyết số 120/NĐ-CP ngày 17/11/2017 của Chính phủ trong đồ có

nội dung “ Nghién cứu tao nguồn vật liệu mới thay thé, phục vụ san lắp, xây dựng, (han chế việc lậ ei ừ lòng sông để ôn nén) Quy hoạch và đầu tw các khu xử ý chất

thải, nước thải tập trung, biện đại; đầy mạnh tải chế, ti sử dụng và sản xuất nănglượng từ rác"

(Qua các phân tích về tỉnh hình và thực trạng hiện nay nh trên, đề tài “Nghiên cứm

“cứng hỏa đắt bùn dùng đễ đắp dé bao, bờ bao ở tỉnh Cà Mau’ à hết súc cin thit 2.Miục đích của để tài

“Thông qua nghiên cứu cơ sở khoa học và thực nghiệm trong phỏng, lựa chọn được cấp phối phủ hợp để cứng hóa bùn sử dụng để dip dé bao, bờ bao tại Cả Mau;

Tính toán thiết kế, xây dựng mô hình sử dụng dat bùn cứng hóa dé đắp đê bao, bờ bao.

tại Cả Mau (Dinh gi thm, n định, in o với một vật liệu khảo) 3 Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu 31 Cách tấp cận

“Xuất phát từ những mục tiêu và nội dung thực hiện như trên, các biện pháp tiếp cận nghiên cứu để giải quyết vấn đề cần bao gồm như sau:

(DTigp cận cơ sở dit liệu: Dũ liệu về các ấn phẩm khoa học trong và ngoài nước, đặc.

biệt là kết quả của đề tải * Nghiên cứu công nghệ cứng hóa đắt bản nạo vét để sử dungtrong san kip mặt bằng thay thé cát”; các bài báo trong các tạp chí chuyên ngành uy tíntrên thé giới sẽ là những căn cứ quan trọng để tham khảo, đề ra quy trình và phương.

pháp nghiên cứu nhằm đạt được mục tiêu đỀ ra của đề ải

(2)Tiép cân thực tiễn nước ngoài: Kế thừa và áp dụng các giải pháp công nghệ đã cđược sử dụng thành công, nhất la áp dụng các công nghệ tiên tiến của các nước phát

triển trên cơ sở nghiên cứa, lựa chọn các giải pháp có tính khoa học, tiếp thu được các

kỹ thuật hiện đại nhưng phải phủ hợp với điều kiện địa bàn nghiên cứu trên tit cả cácbình điện kỹ thuật, tải chính và xã hội

.3.2.Phương pháp nghiên cứu.

-Phwong pháp ké thừa.

Dé ải nghiên cứu kế thừa các kết quả tải liệu nghiên cu của các nhà khoa học rong

và ngoài nước của đề tải * Nghiên cứu công nghệ cứng hóa đất bùn nạo vét để sử dụng.

trong san lắp mặt bằng thay thé cát" với mục đích tiếp cận cơ sở lý thuyẾt, tân dụng

công nghệ, tiếp thu và cải thiện để phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế xã ở Việt‘Nam nói chung và Cà Mau nổi riêng,

-Phương pháp thực nghiệm trong phòng.

Phương pháp thực nghiệm trong phòng được sử dụng để: (1) Phân tích các chỉ tiêu cơ

ý hóa của vật liệu đất bùn các chit kết dinh, phụ gia hóa: (2) Nghiền cứu quả trnh cứng hóa đất bùa với các chất kết dính, quy trình gia công chế tạo mẫu phục vụ thí nghiệm cứng hóa đất bin; (3) Lựa chọn các cấp phối phù hợp: (4) Xác định các chỉ

tiêu cơ lý của Bùn đã được cứng hóa.

-Phương pháp mé hình

Phương pháp mô hình số được sử dụng đẻ phân tích tính toán kết edu nền đề và thân

để khi thay thé cát bằng dat bùn sau khi đã cứng hóa tại Cả Mau -33:Đi tượng và phạm vi nghiên cứ:

-Đối tượng nghiên cầu:

+ bao, bờ bao;

+Đắt bin dùng để cúng hồn tại Cà Mau ( hoặc các vũng cổ địa chit tương trì

+Céc loại vật liệu, phụ gia ding dé cứng hóa đất bùn;

= Phạm vi nghiên cứu theo phạm vi địa lý là tại tinh Cả Mau; Các công tác nghiên cứu.

1a các thí nghiệm trong phòng, các tỷ lệ phụ gia và cc chỉ iều cơ lý yéu cầu;

4LKết quả đạt được

"Để xuất được các hành phần cấp phối vật liệu lựa chon cắp phối phù hợp dé có thể sử

dung đất bùn cứng hóa đủ điều kiện đắp đê bao, bir bao tại Cà Mau (Để sử dụng hỗn

hợp đất bùn đã cứng hóa dip để bao, bờ bao tại Cà Mau, yêu cầu ti thiểu về vật liệu

bùn cứng hóa đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 8217:2009 tương đương với đất trạng thấi

{G0 cứng (0.25< IL <0,5, C = 0,32-0,57 kG/em2 và ọ = 11+ 18°)

~ Ap dụng tính toán thiết kể, xây dựng mô hình sử dụng đất bùn cứng hỏa để dip để

Mausbao, bờ bạo tại

3 nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa Khoa học

+ Việc chế tạo được phụ gia để cứng hóa đất bùn vùng ĐBSCL tại Việt Nam sẽ mở ra mmột giải pháp mới thay thể vật liệu sây dụng dang ding trong thực tin Ngoài việc tận

‘dung được nguồn vật liệu tại địa phương, tiết kiệm chỉ phí vận chuyển thi còn thay thécđược cát trong khi vẫn đạt được các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu theo thiết kế để ra.

+ Để xuất giải pháp cứng hóa đất bin từ các kết quả nghiên cứu lý thuyết và thí

nghiệm trong phòng.

- Ý nghĩa thực tiễn

+ Việc tải sử dụng đất bin để đắp để bao bờ bao góp phần giảm thigu tỉnh trạng khaithác cát gây xói lờ bờ sông ở ĐBSCL nói riêng và Việt Nam nói chung.

++ Cũng ha đất bùn giải quyết được các vấn đ bãi thải cho việc nạo vết đất ùn, giảm, thời gian chờ đợi bùn cứng hóa, tăng hệ số sử dụng mặt bằng bãi chứa bủn thải, giảm.

thiểu việ ôi nhiễm môi trường, ting lạ ích kinh tế

+ Đặc biệt khi hoàn thiện công nghệ sẽ thúc đầy sự phát triển hệ thống ha ting và nâng

cấp sữa chữa các công trình dé bao, bở bao tại Cả Mau nói riêng và ĐBSCL, nồi chung 6.Bồ cục của luận văn.

Luận văn Thạc sỹ “Nghiên cứu cứng hỏa đắt bàn đàng dé đắp đê bao, bờ bao tại

tinh Cà Mau” gồm các phần chính như sau:

‘Mo đầu

Chương I Nghiên cứu tổng quan các giải pháp cứng hóa đất bùn trên thể giới và Việt

Chương I Nghiên cứu giả pháp kỹ thuật vật liệu dùng để cứng hóa đất bùn.

“Chương IIL, Tinh toán áp dụng cho tuyến bờ bao tại xã Khánh An, huyện Ư Minh, tinh

Cà Mau

Kết luận và kiến nghị

‘Tai liệu tham khảo,Phụ lục tính toán

CHƯƠNG 1 TONG QUAN CÁC GIẢI PHÁP CỨNG HOA BUN TREN THE GIỚI VÀ VIỆT NAM.

1.1 Tổng quan về giải pháp xử lý đắt bùn

Việc xử ý bùn nạo vét bằng phương pháp truyền thống là chôn lắp đang ngày cảng trởnên ít phổ biến do các tác động tiêu cực của phương pháp này đến môi trường như:chiếm điện tích, gây 6 nhiễm nguồn nước, v Do đó cần có biện pháp phủ hợp để xửlý đắt bùn nạo vét một cách nhanh và hiệu quả Cimg hóa bin nạo vét là một kỹ thuật

hiệu quả trong việc cải thiện tinh chất cơ học và cúc tinh chất môi trường của đất bùn nạo vét Kỹ thuật này đã được sử dung lần đầu tiên vio những năm 1950 tại Hoa Kỳ

8 xử lý rác thải phóng xạ Cứng hóa được sử dụng rộng rãi trong xử lý các loại bùn

nhiễm bằng việc trộn các vật iệu kết dịnh hoạt tinh như xỉ mang, vôi và các chit

kết dính khác vào trong mỗi trường bùn Việc xử lý nhằm bảo vệ sức khỏe con người

chất hóa và môi trường bing việc vô hiệu hóa các chất 6 nhiễm cổ trong bin bằng c

học Các chất 6 nhiễm bị cổ định trong hỗn hợp cứng hóa nên sẽ không thể xâm nhập

Bin sau khi được cứng hóa dẫn đến hàm lượng,

Vào con người, vật nuôi hay cây cị

nước trong bùn giảm, tinh chất cơ lý hóa như cường độ nén, hệ số thắm của bản được

cải thiện từ đó bùn cứng hóa được tái sử dụng trong các công trình xây đựng dan dụng.

cũng như giao thông Các giải pháp cứng hóa đất bùn trên thể giới và Việt Nam được

Một số ví dụ thực tế của việc ứng dụng công nghệ cứng hóa bùn trên th giới được được liệt kê chỉ tiết dưới đây Mỗi một vi dụ sẽ được trình bảy lần lượt bao gồm địa điểm, các vẫn đề 6 nhiễm cia bản bao gm bùn nạo vớt và cả bin tại chỗ, khối lượng

sẵn xử lý, trang thái bàn, vit igu sử dụng cứng hóa bùn, him lượng sử dụng, quy mô

ứng dụng

Ham lượng.

Khối vat ligu cứng R Địa điểm 6 nhiễm lượng xử | Trang thai VậLliệusử dụng - hĩasửdụng | 0 mơng

WV (% khối Vui

5 os Các kim loại nặng như Xi lị cao, vơi t m

Lị hồ quang điện tại im loại nặng 4 8 ° Mơ hình thir

thành phố Newcastle, | "my ngâm chỉ SỀỀN | Buntoang | THẢ lên ‘cadmium ty tin tưngMO nước 36 nghiệm hiện Eurosoilstab, 35% him lượng hữu Dit bin yêu Phịng thi

Dartford, Anh co R lịng sơng | Xi măng xi lị cao - nghiệm.

7 ä bam thải an 7 Ban lỗng, ơi Mơ hình thử.

Bun nạo vết và bản thải | Kim loại năng, hữu cơ h 5 5% vai, s0, | Mơ hin th

- chứa nhiều | Vơi bột, tro bay ` nghiệm hiện

sinh hoại, TRL, Anh cao bào to bay venĐường cao tốc ATS 3 5

Thames Ave den | OHẺmkimli | Sy 099 | Bango vet | Voi BG, tro bay 3% OL SOF | Cơngtiuh

‘Wennington, ANA kẻ —_ kế

“Ardecr site, Scotland, >) Be Xĩ măng, vơi bột, “Cơng tìnhẢnh Kim loại nặng 10 000 mÌ to bay - Tp dế

“XWỡng sản xuất sơn, nam an sẽ 5 R

Chứa nhiều khỉ : jy | Ximäng.sếthoạt | 5%hỗnhợp | CơngìnhWest Drayton, Luân 400m Đấuyếu | Xi măng hơn 4

pare hydrocarbon: metan tinh, bentonite vat liệu thực tẾKhu cng nghiệp, | vui, hà ¬—

im loại nặng, khí >| pa Xi măng, sếthoạt 4%h3n hop | Cong inh

Chineham, 120m | Duyên

Đường, Ảnh hydrocarbon tính, bentonite vật liệu thực tế

Nước thai kết hop ede | Kim loại nặng: chi, jo x vane new

thải từ bãi chơn rie, đồng và khí 4050 m` | Bùnlộng | Ximing.séthoat | 84 hin hợp | Cong inhIpswich, Anh hydrocarbon aah, bensonte, vật liệu tục

Sơng Maina, riba | Banngo var | Ximđng sếthom 5.5% hon hop | Cơngtình

Falmouth, Anh Khí Trbutyl 2270 Bị St tinh, bentonite vật thực

“Các hydrocarbon Bin chúa sinew

Pumpherston arrafin, sắp, nhựa m | 640% i many - Cơng trình

Ediibugh Anh | PP JỦpHMn | 10-500 monn Xi măng thực tế

Teytonstone sen, ch, hủy ngân, - Dit yêu Ximan 3% hin hop | Cơngtình

London, Anh kẽm, boron x vật liệu thực tế

Winterton Holme Iman

Water Treatment - 4000m` | Bùnlộng | „ SẢNPhẳm de - Cơng tình

Works Site, Anh |_auyén ctia cong ty

Tndependent, Nai, > |) pan ua 20% hỗn hợp | Cơng winkRagen nh Zn,Cr,Cd,Ni | 5000mẺ | Bin thai | Ximing Portland 706 HOn hs ng

5 >| ms 20% hỗn hợp |_ Cong wink

Midwest, Hoa Kỳ Cu, Cr, Ni 12200m° | Ban hii | Ximing Portand | 700 Han

Ham lượng.

Khối vat ligu cứng

Địa điểm 6 nhiễm lượng xử | Trạngthái | VậLliệusử dụng - hóasửdụng | ONY Môngh h ung

Công ty thếp Marathon, : : Xi măng Portland và ¡ạu “Công tình

Phoenix, Hoa Kj Pb Cd 115000 mi | BầnKHÔ | san phim dc quyền |’ M¥nE | tục té

Loe dầu Alaska, iu bi " 2 anthay |! Ming Portland va | 50% hon hop | Công trình

Hazcon Dâu, bản lọc dâu 1 800 m Ban thải sản phẩm độc quyển vật liệu thực tế

om sK Vinyl chloride Te) panmai | Xing Portland vi) 25% hn hop | Cônguình

Kentucky, Hoa KY Í punytene dichloride | 138000 Ban th sản phẩm độc quy vat liệu thực

Lọc dẫu NE, Hoa Kỷ | Bùndẫu,Ph,Cr,As | 76000mẺ | Bùnthải TrođấylồCaOcao 1530% | Cô nh

elsicol Chemical, hoa | Thuốc trừ sâu và 45% Xi măng Portland, | 51595 vị ng tin Vel are hoa | Thuốc trừ 45% | 75100 m° | Bun thai | tro bay va sin phim 15% Công trìnhy hữu cơ ay và ấn mang thực tế: | ộc quyên

‘Amoco Wood River, | Diu, lim loai ning | pin mat im phim độc - “Công tình

Hoa Kỳ Cd Cr Pb 340000 Bùn thải | quyển của Chemfix thực tẾ

R Puzzolan tự nhiên 5 anew

Gang thơPepper ĐầuAsPb | 47400? | it | vasinphimage | 3%HSnhop | Cong tinh

iami, Hoa Kỳ bàn N1 thực

, h h 15% vôi 5% | Công tìnhVickery, Ohio, Hoa Kỳ 180 000mm Bồmbing | Voi uo bay a ere

Metaipaing, Hoa Kỳ | ALNICSCu | 2300mẺ | Bin tha Voi 10256 voi] Côgtrnh

10

Ham lượng.

Khối vat ligu cứng R Địa điểm 6 nhiễm lượng xử | Trang thai | VậLliệusử dụng - hóasửdụng | 0 Môngh h ang

WV (% khốilượng).

Bá de MerMenptirl RCM | aa, | pgụg | Dévsatming — ICAES Cong tm

Hoa Kỳ hydrocarbon Portland obay gu ven | Úc

Saco Tannery, Hoa Kỳ | Him lượng lớn Cr, Pb | - Bùnthải | Trobay voi }00992y, | Cong in

‘Aven, Crom, Cong tình

Cảng Newark, Hoa Kỳ ‘Hydrocarbon 17000 m* | Bun thai Xi măng 8% thực tế: cảng.

man biên

Công New York, Hạn | Kim toai nang guạn | 100000 gỉ va - Công trìnhi Kim loại nặng, di Mr | Banngo vet | Xi mane 8% meNhà máy lọc dẫu — | Hydrocarbon tr bai 2Í pmana | Sun phim độc “ông tình

Normandie, Pháp thái 100.000 m! | Blin thai | guyén INERTEC 10-20% thực tế

"

1.1.1.2 Quy mô phòng thí nghiện.

C6 nhiều hỗn hợp vật liệu kết dính được tổng hợp từ vôi, xi măng, tro bay hay xi 16 cao kết hợp với các thành phẫn hóa học vô cơ khác Những hỗn hợp này có nhiều ý

nghĩa khác nhau như giá thành,độ phân img, nâng cao cường độ hay mỗi trường

‘Yun và Huang và Lin, đã thảnh công sử dụng hỗn hợp: xi lò cao, tro bay, đá vôi và phốt pho thạch ao thay th cho xi mang công nghiệp, trong đồ muối su phát đồng vai trồ chất kích hoạt cho hỗn hợp Justnes và Ostnor sử dụng hỗn hợp vôi - đ vôi va kết

hợp mudi phốt phát Na3PO4.12H20 để thay thé xi ming trong việc củ tạo đất, quả cho thấy tinh khả tỉ của hỗn hợp này Sử dụng các oxit có tính kiểm mạnh như 1Na20 để kích hoạt các hoạt tính của xi lò cao và tro bay đã được ứng dụng trong gia số dit Qui tình thủy hóa xi ming, hoặc tro bay và xi lỗ cao cổ thé kết hợp với thạch cao để đạt kết quả tố Wang và nnk sử dụng các tý lệ khối lượng khác nhau của hỗn

hop : bồn nạo vết, vi, xi mang và tro bay

Bang 1-1 : Các tỷ lệ khác nhau của cap phối: bùn nạo vét-vôi-xi mang-tro bayHỗnhợp — | Bùnmgovétf2) | VôiŒ) | Ximang (%) | TrobayŒ)

Hình 1-1: Quá trình xử lý bùn trong phòng thí nghiệm

‘Thi nghiệm của Wang và nnk nghién nhỏ bin khô sau đó mới trộn với các vật iệu kết dinh để ti ra cấp phối đạt yêu cầu nhằm phục vụ cho san nén đường với quá trinh đầm và nền Hossain, Makusa sử dụng xi ming, tro bay và xí lò cao dé cứng hóa bin lâm đất san nền Kết quả nghiên cứu của Hossain và nnk dé cập đến việc sử dụng vị ww

hiên và tro núi ửa làm chất kết dính để thay thé xi măng trong việc tăng cường độ của

đất bùn để làm nền đường giao thông Giải pháp nay có ưu điểm giảm giá thành xây

dung, có những lợi ích đáng kế về môi trường, giảm 6 nhiễm không khí và nước, giấp

tiết kiệm năng lượng và phát thai khí nhà kính.

Silitonga sử dụng xi ming, vôi, tro bay và cát với các thành phần cấp phối cát nhau.

.đùng cho việc cứng hóa bin nạo vết vào làm nén đường Luo và nnk sử đụng hỗn hợp:Xi măng nano ALOsva to của bùn đốt để giá cổ đất bin.Két qua cho thấy hn hợp vậtliệu6 thể làm giảm giới hạn chảy của đắt bùChangizi và nnk sử đụng 1% si

polyeste kết hợp với xỉ mang để sức chống cắt của đắt bùn.

Hình 1-2:olyester ding trong gia cổ đắt bùnl3

u sử dụng trong cửng hóa đất bin ở Việt Nam 6 Việt Nam, cơ quan nghiên cứu phương pháp dit - vôi

Đường Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Vio những năm 1966 - 1967 vin đề

xi ming đầu tiên là bộ môn

n cứu gia cổ đất - vôi - xi măng được tiến hành nhưng chỉ là gia cố nông, chủ yêu áp dung cải tạo cho nén đường giao thông, Phương pháp gia cổ đất nông bằng vôi phục vụ xây đựng đường giao thông trên nền đắt yếu ở vùng đồng bằng Bắc Bộ phát triển mạnh Hàng loạt các công trình được gia cổ đã đạt được kết quả tốt: Đoạn dé bao

thành phố Nam Định do Bộ Kiến Trúc làm năm 1967 với kết cấu một lớp đắt gia cổ9% xi vôi (chứa 40% CaO + MgO), đoạn đường thi diém ở thị xã Hưng Yên có

cấu một lớp dit gia cổ 14% vôi Năm 1974, tại Hà Nội ding đất gia cổ vôi với him lượng từ 8 đến 12% khi cải tạo mở rộng đường Hàng Bột

Đến năm 1980, phòng Địa kỹ thuật thuộc Viện Khoa học kỹ thuật xây dựng (BXD) kết

hop với Viện địa kỹ thuật Thuy Điễn(SGI) áp dung gia cổ nén đất yêu bằng cọc đất -ôi và cọc dit - xi măng cho các công tỉnh xây dụng dân dụng và công nghiệp ở mộtsố nơi như Hà Nội, Hải Phòng, Nam Định đã đạt được một số kết quả đáng quan tâm:

Trong bảo cáo Hội nghị KHKT Địa chất Việt Nam lẫn thứ 2 năm 1985 PTS, Hỗ Chất

thuộc Viện kỹ thuật giao thông đã có công trình nghiên et“Về khả năng gia cổ đất

bằng chất kết dính vô cơ trong điều kiện Việt Nam” Trong báo cáo này, tác giả chủ yếu phân tích khả năng dp dụng phương pháp cho nhiều loại đất khác nhau dựa vào thành phần hạt và nêu ra một số ảnh hưởng khi áp dụng phương pháp như: loại dit, tỷ

thời gian đến khả năng biến cũng và độ ôn định đất gia cổ.Trong luận án Phó tiến sỹ của tác giả Đỗ Minh Toàn thuộc trường đại học Mo-Dia chất

đã đề cập tới “Nghiên cứu cải tạo đất thuộc rằm tích sét QIV3 bằng phương pháp xi

măng”, trong phần này tác giả đã định hướng việc cải tạo dat sét mb QIV3 bằng phương

pháp xi măng hóa cải tạo nông và sâu Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các vật chất hữu

sơ và muối đễ hỏa tan trong sét mb QIV3 đến chất lượng cải tạo

Vio đầu năm 2001 công tình đầu tiền tại Việt Nam do Công ty Hercules Thụy Điển

kết hợp với Công ty CP phát triển Kỹ thuật Xây dựng (TDC) thuộc Tổng công ty xâydựng là Nội đã thi công cột đắt - vi - xi măng cho nền móng 08 bể chứa (đường kính

4

21 m, cao 9 m, dụng tích 3000 m'sb

tại khu công nghiệp Trả Nóc- Thành phố Cin Thơ, với khối lượng khoảng 50.000 mcủa công trình Tổng kho xăng dầu Hậu Giang

đài cột

Năm 2002, đã có một số dự án bit đầu img dung cọc xi mang đất vào xây dựng các công trình trên nền đất yếu ở Việt Nam Cụ thé như: Dự án cảng Ba Ngỏi (Khánh Hỏa) đã sử dụng 4000 m cọc xi mang đất có đường kính 600 em thi công bi

in Thơ,

1g trộn khô; xử lýnền cho bồn chứa xăng dầu đường kinh 35 m, cao đm ở

“Tác giá Lương Ngọc Lâm (Năm 2004) đã thực hiIgn ánsn sỹ về : "Nghiên cứuing dụng công nghệ mới : Cơ giới - Thủy lực trong xây dựng đề, đập vùng đồng bằng

sông Cửu Long” với vige lựa chọn giải pháp thi công bằng các thiết bị xáng cạp hợp lý: để sử đụng dip để vũng đồng bằng sông Cửu Long bằng dit chỗ.

Một số nghiên cứu về việc sử dụng các chất kết dính vô cơ dé gia cổ các loại đất yếu ở

Việt Nam cũng đã được thực hiện.

Tác giả Nguyễn Mạnh Thy, Ngô Tắn Phong thuộc trường đại học Bách Khoa Hồ Chí

Minh đã thực hiện nghiên cứu sử dụng vôi, xi mang và hỗn hợp véi-xi măng dé cải thiện đắt yếu ở quận 9, thành phố Hồ Chí Minh Các tác gi sử dụng vôi bột chưa tôi

và xi ming Hà Tiên PC40, Hàm lượng vôi được sử dụng tại các tỷ lệ 0,4,8,12,20%

theo khối lượng và xi mang ti các tỷ lệ 0.48,12,20%, Các mẫu được bảo dư1g trong

bùn đất Cac kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng nước của các mẫu dat đã đóng tắn ại 28 ngày bio dưỡng giảm khi so sinh vớ các mẫu ban đầu

Tác git Võ Phin, Ngô Phi Minh đã thực hiện "Nghiên cứu cọc đt rộn xi măng kết hợp

ia để xử lý đất sét chứa với vùng Hồ Nai tính Đẳng Nai” Trong nghĩ

pu gi

cic tc gi dt Iva chọn chit kế dính gdm xi măng vàthch cao (dang CaS042

cứu này

Tác gid Mai Anh Phương cùng đồng nghiệp (2014) đã sử dụng xi măng PCB 40 An Giang gia c6 cho đắt để bao ở An Giang theo phương pháp trộn ớt với các hàm lượng xỉ

măng là 200, 250, 300, 350 kyim’, tý lệ NIX = 0.7, các mẫu đất sau gia cổ được xác định

cưỡng độ nén nở hông (UCS), Đều cho kết quả khả quan

Năm 2014, Viên Vật liga xây dựng đã thục hiên đề tải nghiên cứu cấp Bộ Xây dựng1s

Aghiên cứu sử dụng phế thải công nghiệp chế tao vt iêu gia cổ nên đất ấu theo công

nghệ CDM cho khu vực ven biển ở miễn Bắc "để nghiên cứu chế tạo và sử dụng loại ximăng gia cổ thích hợp với các loại đất ở Việt Nam Nghiên cứu sử dụng vật liệu gia cổ có

thành phn chín là canbke xi măng, xi 18 cao nghiền mịn và phụ gia c6 nguồn gốc từ Nhật Bản Vật liệu gia cổ nghiên cứu được đánh giá trên cơ sở phối trộn với 12 loại đất

(Chi Minh được phân thànhh chất cơ lý của dat gia cố được nghiên.

sửu với sự thay đội của thành phần vật liệu gia cổ 6 từ 100, 200,

300, 400 kg/m’; tỷ lệ nước/xi mang thay đổi từ 0, 60, 80, 100% so sánh dắt đã gia cổ

phân bố chủ

3 loại lớn là dat cát, đất dính kết, dat hữu cơ.

tai khu vực Ha Nội và khu vực thành phố

him lượng vật lệu gi

bang vật liệu gia cố với các loại xi măng thông dụng khác nhau đã có trên thị trường Kết

aqui nghiên cứu cho thấy loại vật iệu gia cổ cho cường độ của đất gia cổ cao hơn hẳn sơ

với sử dung xi măng PCB 40 thông thường từ 1,5 đến 2 lẫn

Việc nghiên cứu gia cổ đất lâm đường giao thông mới được áp dụng vào nước ta rongkhoảng 20 năm gin đây Vào những năm 1970, Bộ môn Dường trường Dai hoe xây

dựng, Viện Khoa học công nghệ Giao thông vận tải đã áp dung gia cỗ đất bằng phụ gia vôi xi măng, to bay để xây dụng nên đường cho một số tuyển đường ở miễn Bắc như Tà Bắc, Lạng Sơn, Hà Nội Những năm gin đây, Bộ Giao thông vận tải tiếp tục cho nghiên cứu gia cổ đất bằng phụ gia vôi, xỉ măng kết hợp với hoá chất Kết quả nghiên cứu đã được áp dụng tại một số đoạn đường ở Đồng bằng Sông Cửu Long Một số nghiên cứu xây dựng đường giao thông bằng đất trộn với cúc chất kết dinh tại miễn Bắc

cứng hóa đất bùn đễ đắp 48 bao, bờ bao

“Trong điều kiện tự nhiên, các loại bùn thường có độ chặt, độ bền, khả năng chịu tải

thấp và gần như không có, độ ẩm cao đến rit cao, độ sệt không dn, Các đặc tính này

lâm khó khăn trong việc sử dung bùn tự nhiên độ mn định của công trình, đn điều

kiện thi công và sự phát triển của các quá trình địa chất Vì vậy, cần phải áp dụng các

giải pháp xử lý thích hợp nhằm giảm độ âm, ting độ ôn định, độ bên và giám mức độ biến dang của đất yÊu Các phương pháp xử lý sn đất yếu thường được sử dung là

1) Các giải pháp cải tạo sự phân bé ứng suất và điều kiện biển dạng của

2) Xử lý nền bằng thiết bị thoát nước thẳng đứng

3) Xử lý nên bằng các hợp chất hóa học

4) Xử lý nền bằng một số phương pháp vậtlý

3) Các phương pháp khác

“rên thé giới, đối với phương pháp xử lý nén bằng các hợp chất hóa học, các hợp chất

được sử dung rộng rãi nhất là vôi, xi mang, bitum Ngày nay, với sự phát triển củacông nghệ, các chất kết dinh trên cơ sở gốc xi măng đang được nghiên cứu và sử dụng

p dung rộng ri hơn cho công ác gin cổ nề đất yêu

Vat liệu kết đính được sử dung để gia cổ đắt yêu hay cứng hóa bùn nạo vét Chất kết

inh có thể thay đổi độ

được xử lý Độ pH được tạo ra bởi việc sử dung các vật liệu kết dính phổ biển, chẳng

chất hóa học cũng như các tính chất cơ học cho sản phẩm.

hạn như vôi và xi mang Portland, giảm độ ẩm tự nhiên, cải tạo các chi số cơ lý của dat bùn nạo vết Thứ hai, khả năng vật iệu kết dính được đặt thành một khi rắn dẫn đến

quá trình hóa rắn Nhiều vật liệu kết đính dựa trên sự có mặt của CaO tự do cho quá

trình hỏa rin, mặc đủ việc sử dụng các chất phụ gia khác cũng là tương đối phổ biển

để thay đổi các quá trình thủy hóa và đông cứng.

cou ê dùng để gia cổ đất gồm xi măng, vôi thủy hóa, tro bay, xi lò cao, v.v Thành.AlOs và CaO dưới dang tỉnhphần chủ yếu của các chất liên kết vô cơ gồm có Sil

thể và vô định hình Tay theo him lượng cụ thé của các thành phần trénma vị trí của

sắc chấ liên kết này biễu th trên toa độ tam giác với ba cạnh Hi CaO, SiO; và Ai)

sé khác nhau, Snellings và nk, Nguyễn và Phạm, tổng hợp của các nhà nghiên cứutrước diy để đưa ra biểu đồ tam giác như hình 1.3 Theo đó, hoại tính thủy hóa của các

chit kết dính v6 cơ tăng din theo thứ tự sau: đất cao lanh (metakaolin), muội siie

(silica fume), các loại tro hữu co (organic matter ashes), Puzolan thiên nhiên (volcanic

rocks), tro bay (fly ash), xỉ lồ cao (blast furmace slag), xi mang Poóclãng Nồi chungcác chất phụ gia vô cơ hogt tính đã nêu trên đây đều có chứa SiO, Al:O: vô định hình

nên có thể tác dụng với vôi ở nhiệt độ bình thường để tr thành chất liên kết hỗn hợp

rắn trong nước.

17

"Hình 1-3: Biểu thị thành phần các chat liên kết vô cơ trên tog độ tam giác đều.

(@) Theo (Nguyễn and Phạm, 2006); (b) Theo (Snellings, Mertens and Elsen, 2012)Sau khi trộn với nước các chit iên kết hỗn hợp (như vôi - tro bay, vôi -Puzolan ) sẽsinh ra phản ứng sau:

xCa(OH)2 + SiO2 + yH2O —sxCaO.SiO2.(y+1)H2O,

Trong đó x là hệ số phụ thuộc vào độ hoạt tính của chất phụ gia vô cơ hoạt tính và

nhiệt độ phản ứng, thưởng x >1

Như vay là Si02 vô định hình phản ứng với Ca(OH)2 để tạo thành sileat thủy hóa

Chất này, sau mộtthời gian dài sẽ biển thành siicat thủy hoa kết tinh, Với chất iên kết

vôi-sết khi trộn với nước sẽ có hai phản ứng sau đây sinh ra các thành phần thủy hóaổn định

.AI2O3.2SiO2 + CaO + yH2O—sCaO, AI203 28i02 yH2O,Si02 + CaO + yH2O —› SỈO2, CaO yH20

CCác thành phần thủy hóa én định này sau một thời gian sẽ trở thành thành phần thủy hóa kết cin, Quá trình đông cứng của tắt cả các chất liên kết vô cơ (từ ximäng Podcling thường) đều xảy ra châm và phải được tiễn hành trong môi trường im ướt

Cơ chế khá phúc tap của sự gia cổ bằng xi mang và phụ gia vô cơ được đơn giản hóa

inh bảy dưới dạng biểu đồ như hình sau cho các phản ứng hóa học giữa đất sét,

nước lỗ rổng, xi ming và xi (Saitoh et al, 1985)18

12.1 Cơ chế cải to tính chất cơ lý hóa đt bin bằng xi mang.

Phương pháp gia cổ đất yếu bằng xi ming có thể gọi là phương pháp tổng hợp các phương pháp cơ học, lí học, hóa học Việc gia cổ được tiến hành bằng cách đắt bị phá "hoại cấu trúc tự nhiên do bị trộn đều, đồng thời sau đó được làm chặt lại Diễn ra đồng thời với quá tình trộn và làm chặt đã xảy ra các phan ứng hóa học giữa đắt cần gia cổ

và xi măng,

Sự cải thiện trở nên khả thi bằng sự trao đổi ion tại bé mặt của các khoáng sé, liên kết các hạt đất và/hoặc lấp đầy các khoảng không bằng các sản phẩm phan ứng hóa học Mặc dù có nhiều chất kết đính hóa học khác nhau đã được phát triển và sử dụng, hầu hết thường được sử dụng ngày nay là vôi và xi ming bởi vi khả năng và giá cả của

“Trong phương pháp cải tạo dit bằng xi ming thi xi măng đóng vai trd gắn kết, các hat cđất đồng vai trò cốt liệu Như vậy, đối với mỗi loại đất khác nhau thì có kết quả cải tạo.

khác nhau.

19

Theo Masaki Kitazume & Masaaki Terashi cơ chế gia cổ xi ming bao gồm 4 bước: sự

hhydrat hóa của chất kết dinh, phản ứng trao đổi ion, sự hình thành các sản phẩm hydrathéa của xi măng, và sự hình thành các sin phẩm phản ứng pozzolanie được trnh bàytrong hình 1-5

Cả tiệc trà hb

iim kan hee neve

Hình 1-5: Cơ chế của sự gia cổ xi măng

Hàm lượng nước cia đất ban đầu là giảm bởi sự hydrat hỏa của chất kết dính và quá

trình hấp thụ nước tiếp theo sau đó Phản ứng trao đổi ion làm thay đổi các tính chất

vật lý của đất ban đầu và dẫn đến sự giảm độ déo của đất Sự hình thành của các sản

phẩm hydrat hóa xi ming và các sản phẩm phản img pozzolanic cung cấp sự tăng

cường độ cho hỗn hợp đất - chất kết dính

Ảnh hưởng gia tăng cường độ của xi ming tới tin chất đất cổ kết là do sự tăng của gel

CCSH được hình thành tong quá tình hydra hóa xỉ măng Thực Ế, trong suốt quá tỉnh

hydrat hóa của xi ming 2 sản phim mới được hình thành là CSH và Ca(OH):(Brunauer and Copcland, 1964) Sự hình hành của Ca(OHtrong quá trình hydrat hóa.

xi ming hoặc sự có mặt của voi trong việc gia cổ đất là nguyên nhân gây ra sự tăng pH

Ca(OH): -> Ca°* + 20H" (sự ion hóa của canxi hydroxit; pH ting > 12.4)

Ap dụng đối với tất cả các chất kết dính (như xi mang và vôi), pH tăng cao gây ra sy

hòa tan các khoáng sót theo các phương trình sau (Hunter, 1989; Yong and Ouhadi,2007)

20

AlsSiiOig(OH)› nH:O + 2(OH) +10H: ĐAI(OH) + 4HsSiO4} + nHO (sự hòatan các khoáng sét, tại pH > 10.5)

2HLSIOs -> 2HSiOr + 2H! > 2H;SiO' + 2H" (sự phân hủy của axit silicic)“Các ion nhôm và silic được giải phóng ra tương tác với các ion canxi để tạo thành 2tác nhân kết dịnh trong phản ứng pozzolanienhu sau

Ca" + 20H + sie ion -> CSH {3CaO.2SiO;3H:O}

Ca" + 20H + nhôm ion -> CAH [3CaO.AlO,CA(OH)›.12H:O}

Nhìn vào các phương trình trên, trong việc ứng đụng xỉ ming lam tác nhân gia cổ thì 6 2 nguồn để hình thành CAH và CSH Điều này dẫn đến đất gia cố với xi măng có sức bên lớn hơn so với đắt gia cổ với vôi Cin phãi nhẫn mạnh ring CAH có đóng góp cường độ han chế khi so sinh với tic động của CSH.

“Cấu trúc hỗn hợp xi măng-đất ngay sau khi trộn và khi đã đóng rắn được mô tả như ED comet aie see

Hình 1-6: Cơ chế phản img xi măng trong dt theo tôi gian (Saitoh ta, 1985), 12.11 Các yếu tổ ảnh hưởng đến dự tăng cường độ hỗn hợp xi ming a

Sự tăng cường độ của đất đã gia cổ xĩ ming bị ảnh hưởng bởi một số hệ số, bởi vì cơ

chế tăng cường độ cơ bản là liên quan chặt chẽ với phản ứng hóa học giữa đắt và chất

sốt dinh Các hệ số có thể được phân chia vào trong 4 loi: I, Các tính chất của chit kết dính II Các tính chat và điều kiện của đất III Điều kiện trộn, va IV Điều.

bảo đường (Terashi etal 1983; Terashi, 197),

Bảng 1-2 : Các hệ số ảnh hưởng tới sự tăng cường đội

1 Các tinh chất của chất kết dính | 1 Loại chất kết dinh

2 Chất lượng.

3 Nước trộn và phụ gia

II Các tính chất và điều lên của 1 Các tinh ch khoảng, hóa và cơ lý của đất

Lit (đặc biệt quan trọng với dit

are an trọng với dB am lượng hữu cơ

3.pH của nước lỗ rỗng4 Him lượng nướcTHỊ Các dda kiện rộn 1 Nhệt độ trên

2 Thôi gan tận3 Lượng chất kế dính

IV Các diều kiện bio dưỡng | 1 Nhigt dp

Thời gian bảo dưỡng,

4, Ướt và khô/đồng băng và tan bing,5 Ap lực gia tai

Cie tính chất của chất kế định được nổi đến ong nhôm Ï ảnh hung mạnh nề tới cường độ của đất đã gia cố Vì vậy, việc lựa chọn chất kết dính thích hợp là vấn đề

quan trọng Các hệ số trong nhóm IL (các tinh chất và digu kiện của dit) là các tính

chất riêng của mỗi loại đắt và con đường mà nó đã hình thành, Thường khá là khó để thay đổi các điều kiện đỏ tại công trường để sử dụng việc cải thiện dưới sâu Các hệ

số ở nhóm II (điều kiện trộn) là dB ding được thay đổi và điều chỉnh tại công trườngtrong suỗt quá trình thi công da trên sự phản đoán của các kỹ sư chị trích nhiệm khỉthi công Các hệnhóm IV (điều kiện bảo dưỡng) có thể được điều chỉnh dễ dàng

trong nghiên cứu phòng thí nghiệm nhưng không thé điều chỉnh được tại công trường trong hẳu hết các trường hop.

1.2.1.2 Sie tăng cường độ

Trong nghiên cứu của Saitoh (1988) đã quan sát thấy cường độ của đất đã gia cổ tăng theo

thời gian bắt chấp loại đấ và loại lượng chất kế dính, rong đó độ lớn cường độ theo thời

gian của xi măng type B xi lò cao là lớn hơn so với xi ming pooc lãng thông dụng Hiện

tượng tương tự cũng được quan sát thay bởi Kitazume et al (2003).

Sự tăng cường độ trong thời gian dai cũng đã được nghiên cứu trên dit đã gia cỗ ở

hiện tưởng (Nina etal, 1981; Tensbi và Kitazume, 1992; Nigdki etal, 2001;Hayashi et al, 2001; Ikegami etal, 20028, 20039, 2005; Kitacume và Takahashi,2009) Trong các nghiên cửu đó các mẫu thử nghiệm được lấy từ cột đắt đã gia c tạihiện trường bằng cách khoan lõi và dé thử nghiệm cường độ nền nở hồng trong phòng

thí nghiệm Tuổi của đắt đã gia cố dao động tử 3 đến 20 năm Cường độ của đắt đã gia cố phụ thuộc cao vào loại đất, loại và lượng chất kết dính Tuy nhiên, cường độ của đất đã gia cố tăng hẳu như tuyển tinh với logait của thời gian bắt chấp loại đất, loại và

lượng của chất kết dinh.

“Theo dữ liệu đã ích lấy được, ta có thể kế luận rằng cường độ của đất đã gia cổ ti phần

lõi tăng hầu như tuyến tính với logarit của thời gian, bất chấp đất được gia cổ hiện

trường hay được chuấn bị rong phòng thí nghiệm, loại đất, loi và lượng

1.3.1.3 Sie giảm cường độ

Khả năng giảm cường độ tại vùng đường biên của đất đã gia cổ đã được nghiên c

bởi Terashi et al (1983) và Saitoh (1988) dua trên các thử nghiệm phòng thí nghiệm.Trong các nghiên cửu này, các mẫu được trộn trong phỏng thí nghiệm đã phải chịu các

điều ki bảo dưỡng khác nhau như là tiếp xúc trực tiếp với nước.hoặc nước máy,

tiếp xúc với đất sét bão hỏa và được so sánh với các mẫu được bọc kín bởi chất chống thắm Phát hiện trong các nghiên cứu là sự giám giá trị (sự giảm cường độ) bắt đầu tại bŠ mặt bên ngoài trước và tiếp tục hướng vio bên trong, độ sâu của sự giảm gi trị từ bể mặt (hoặc tốc độ của quả trình) khác với các điều kiện bảo dường bên ngoài, sự.

ất Cá?! từ,

giảm cường độ là một qu trình chậm và sự ch đã đông rin có thể là mộtlý do cho sự giảm cường độ Các nghiên cứu ban đầu cũng đã nhắn mạnh sự quan

trọng của việc quan sát độ tuổi đài ngày của các cột đất đã gia cố thực tẾ trong môi

trường sống thực tế.

Nồi chung ta da biết trong kỹ thuật bê tông rằng sự hỏa tan của ion camxi của b tông

là một nguyên nhân chính của sự giảm cường độ Tai vùng biên của dit đã gia cổ, sẽphải chịu ảnh hưởng của các điều kiện xung quanh (các điều kiện bảo đường), các ion

camd, Ca hia tan dẫn din từ đất da gia cổ Tốc độ hòa tan của Ca”! là phụ thuộc cao

ào điều kiện bảo dưỡng của đắt đã gia cổ Độ lớn của đoạn giảm giá tri được dy đoánte nên lớn hơn theo thai gian Tuy nhiên, trong chimg mực tập trung trong 2 trường:hợp, bảo đưỡng trong nước máy hoặc nước biển, ta có th kết luận rằng sự hòa tan của

canxi là một trong các nguyên nhân chính của sự giảm cường độ của đất đã gia cổ xỉ

Do dé việc sử dung các phụ gia có khả năng ngăn cản sự hòa tan ion Ca? ra khỏi môitrường sẽ giúp cho cường độ của đất đã gia cổ không bị suy giảm cường độ ở trong

môi trường thực tế Việc sử dụng các phế thải công nghiệp như xi lò cao, tro bay là

với mục đích đó.

1.2.2 Cư chế cải tạo tính chất cơ lý hóa đắt bùn bằng vôi

Vô là một thuật ngữ chung cho các dạng khác nhau của canxi oxt hoặc hydroxit có

chứa it him lượng lượng magiê oxit hoặc hydroxit Vôi được sử dung rộng rãi ở Anh.

trong việc gia cổ đắt yéu (Sherwood, 1993; Chaddock và Atkinson, 1997) Vôi được

sử dụng để gia cố nền đường đá ong (Attoh-Okine, 1995) và dé sửa đổi tính chất đẻo của đt (Little, 1987), Tuy nhiên,

trình sản xuất của nó (Robinson và Burnham, 2001) Cơ chế tương tác của vôi được.độ hỏa tan vôi có thé thay đổi phụ thuộc vio quy

hảo luận chỉ tiết dưới đây, các cơ chế được minh họa các phản ứng phức tạp diễn ra khi bổ sung một vật liệu đơn giản vào pozzolans và đất Sự tương tác của xi mang và

vôi trên đất tương tự nhau, mặc dù xi ming có him lượng vôi tự do thấp hon,

(Qué tinh gia cổ đắt với vôi xảy a rong thời gian di, bao gồm các quá trình hóa lý, hoá học va vật lý tác dụng đồng thời khi vôi hóa cứng Sau khi trộn đất với vôi sẽ có.

các phản ứng trao đổi ion và phản ứng hóa cứng.

Phan ứng trao đổi ion: Vôi sống sau khi gặp nước sẽ thành Ca(OH)2 Ở trong nué Ca(OHD? có thể phân ly thành các ion Ca2+ hóa trị 2; Ca2+ phát sinh tác dụng tro đổi với các lon dương hóa tị 1 như Na+ và H+ hấp thụ ở bŠ mặt các hạt sét, do đồ giảm

2

chiều diy ming nước iên kết làm cho các hạt đắt két dinh lại, nhờ đồ giảm được tỉnh

phân tn, tinh trương nở khi âm ớt và tính khó nén chặt của đắt, Với đất gia cổ vôi,

túc dụng trao đổi ion phát tiễn tương đối nhanh trong thồi kỳ du, thường thì su vài finh 1-7, khi trộn vôi với dat thì độ am tốt giờ đã thấy được hiệu quả Như thể hiện ở

nhất của đất tăng lên còn dung trọng khô thì giảm xuống Tác dụng của vôi trong việc siảm tỉnh khó nền chất, túc tăng khả năng dim chặt của đất ga cổ được (Little, 1987)

mô tả trên Hình 1-8

Hinh 1-8: Sự hình thành mảng nước khuếch tắn xung quanh hạt sét làm tăng khả năng dằm chất của đắt gia cổ (Little, 987)

Phan ứng hóa cứng: Vôi tôi Ca(OH)2 tác dụng với các thành phần S102, AI2O3 hoạt

tính có trong khoảng vật sét ví dụ Montmorillonite với sự tham gia của nước sẽ tạo

thành các hydrosilicat canxi C-S-H và hydrôaluminat canxi (stratlingite

‘Windt, Deneele and Maubec, 2014) có khả năng kết dính rất tốt Phan ứng này thường25

sọi là phản ứng Puzolanic:

Ca(OH): + Cao (;Mgo nl ¿Si:OI(OH);

Ngoài ra trong quá tinh vôi hỏa cứng sẽ xây ra trong qué trình cacbonat hỏa etahyềròdieimd do được bắp the CO; ở tong không khí Qua hình này chỉ xây ra tươngđối mạnh khi có đủ độ âm, khi vật iệu có đủ độ rỗng để không khí có thể thâm nhập

vào và xây m ở độ sâu không lớn lắm của lp đất gia cổ võ

Cường độ của đắt gia cổ với phát tiễn chậm theo thời gian Trong 2, 3 tuần đầu so với suối uẫn thử nhất cường độ tăng lên không nhiễu lắm, nhưng sau 16 tuẫn và lâu hơn nữa thì cường độ đt gia cổ vôi tng lên rt nhiều

Kết quả phân tích các phản ứng cơ lý đổ at gia cổ vôi cho thấy hiệu quả gia cổ vôi liên quan đến thành phần khoảng vật và him lượng các hạt sế chứa trong đất Ni

chung, hàm lượng các hạt sét càng cao (nhất là các hạt Montmorillonite) thì hiệu quả.

gia cổ cảng tốt Bat sốt năng tuy có hàm lượng các hạt sét nhiễu nhưng do khổ lâm nhỏ và trộn đều nên hiệu quả gia cổ hấp, lại dễ xuất hiện các đường nứt do co ng6t Gia cổ vôi với cát và đất d sét nhẹ íLcó hiệu quả, do hoạt tính lý hóa thấp.

Vige bổ sung vôi, dưới dang vôi sống (CaO) hoặc vôi vôi hydrat hóa hoặc (Ca (OH)2),ào bùn nạo vét các phản ứng được chia ra hai giai đoạn

1.2.2.1 Phản ng giai đoạn đầu

Sự tương tác của vôi với đắt dẫn đến sự thay đổi tính chất của đắt trong khoảng thời

gian từ vải phat đến vai giờ Trong giai đoạn đầu tiên của phản ứng, vôi sống phản ứngvới nước trong đắt theo phương trình sau:

(CaO + H:0 — Ca (OH)› + nhiệt

Phản ứng này téa nhiệt cao, tạo ra khoảng 17 * 10? joules cho mỗi kg canxi oxi Phin

ứng tỏa nhiệt làm tăng nhiệt độ đất day nước ra xa hơn dưới dang hơi hoặc hơi nước.

Voi sống đôi khi được sử dung hoàn toàn như một chất khử nước do Khả năng khử

nước mạnh của phan ứng của vôi sống và nước Trong vòng vài phút đến vai giờ trộn,

có sự giảm độ déo của đắt sé tạo 1a bởi sự keo tụ của các hạt đất st Bi kém với đồ là

26

sự gia tăng tinh chất cơ học của hỗn hợp được tạo ra đồng thời bởi sự mắt nước và

những thay đổi cơ bản trong thành phần hóa học của hạt đất sét Voi sống kết hợp hóahọc với nước tự do trong đắt và khoáng sét tri qua qui tỉnh trao đổi cation khỉ Na* và

HT được trao đổi với Ca" Phân ứng của hạt đt trong bùn với Ca(OH): là tương tự,

nhưng không có sự sinh nhiệt và tác dụng làm khô.1.3.2.2 Phản ứng giai đoạn hai

Giai đoạn thứ hai của quá trình phản ứng, liên quan đến quá trình hóa rắn, xây ra trong

tần và là kết quả của các phản ứng pozzolanic

một khoảng thời gian ngày và

(Glendinning và Boardman, 1996), Những phản ứng này đã được nghiên cứu và háo

cáo chỉ tiết bởi Arman và Munfakh (1970), Eades và Grim (1960) và Diamond and

Kinter (1965), Sherwood (1993) định nghĩa pozzolan là vật liệu có khả năng phần ứng

khi có nước, ở nhiệt độ thường, để tạo ra các hợp chat xi măng Việc bỏ sung vôi vào.

đắt set với ố lượng thích hợp làm tăng pH đất lên 125 vã điều này thie đấy sự hồatan của siiea và alumina (đặc biệt là & các vị tí cạnh của các tắm đất sẻ Các sinphầm phản ứng là gel CS-H và C-A- H tương tự như các sản phẩm được tạo ra trong‘qua trình hydrat hỏa xi măng Portland (Oates, 1998) Kết quả của quá trình này là hình

thành một loại gel không tan tong nước, bền, làm ải thiện tính chất cơ học cho các.

hat đất (MeKinloy và cộng sự, 2001),

Phan ứng của vôi bột và vôi tôi với hạt sét trong bùn nạo vét dẫn đến sự kết tụ và keo.

ty của các hạt đất sét do vậy lam giảm độ âm tự nhiên va tăng độ bền cắt của bùn nạo.vét tạo điều kiện cho việc xử lý bin nạo vét dB dàng hơn Sử dụng vôi để xử lý trước

"bùn nạo vét hoặc các loại đất yếu trước khi sử dụng thêm các loi vật liệu kết dính

khác là phổ biển

Do đó, phản ứng ở giai đoạn thứ hai, nói chung dẫn đến việc tiếp tục giảm độ đéo như:

báo cáo cũa Land và Ramsey (1959), Wang et al (1968) và Jan và Walker (1963), Tuynha, ôi ảnh hưởng đến giới han chảy theo nhiều cách khác nhau Wang et al (1963)và lan và Walker (1963) cho ring sử đụng vôi lim giảm giới hạn chấy, tong khỉ

Zolkov (1962) cho ring ngược hại Land và Ramsey (1959) và Taylor và Arman (1960) đã tìm thấy việc tăng và giảm giới hạn chảy phụ thuộc vào loại đất Cùng với