Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu ảnh hưởng của cấp phối và vôi đến khả năng chống ẩm của bê tông nhựa chặt 12.5

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA     

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN MẠNH TUẤN Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS TS LÊ ANH THẮNG

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS PHAN TÔ ANH VŨ

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 21 tháng 06 năm 2020

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ bao gồm: 1 TS LÊ BÁ KHÁNH

2 PGS TS LÊ ANH THẮNG 3 TS PHAN TÔ ANH VŨ

4 PGS TS NGUYỄN MẠNH TUẤN 5 TS NGUYỄN XUÂN LONG

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

TS LÊ BÁ KHÁNH PGS TS LÊ ANH TUẤN

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại Đại học Bách khoa, tôi đã được tập thể thầy cô của Bộ môn Cầu đường, Khoa Kỹ thuật Xây dựng giảng dạy và hướng dẫn rất nhiệt tình Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô Bên cạnh đó, xin gửi lời cảm ơn đến Phòng Đào tạo Sau đại học đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành luận văn và bảo vệ đúng thời hạn

Đặc biệt, tôi xin cảm ơn đến Thầy Nguyễn Mạnh Tuấn, Chủ nhiệm Bộ môn Cầu đường Những kinh nghiệm và kiến thức được chia sẻ từ Thầy trong quá trình hướng dẫn luận văn sẽ là hành trang quý giá cho tôi trên con đường nghiên cứu sắp tới Xin cám ơn đến những người thân trong gia đình Sự động viên, chia sẻ và giúp đỡ của mọi người là niềm động lực lớn lao đối với tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Quá trình làm nghiên cứu, tôi tiếp thu được nhiều kiến thức mới Bên cạnh đó, tôi cũng không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình thực hiện đề tài mà bản thân chưa nhận ra được Do vậy, những ý kiến đóng góp của Quý thầy cô, đồng nghiệp sẽ giúp cho luận văn của tôi được hoàn chỉnh hơn

Cuối cùng, xin kính chúc toàn thể quý thầy cô, gia đình, bạn bè và đồng nghiệp thật nhiều sức khỏe

Trân trọng cảm ơn tất cả một lần nữa

Tp Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 06 năm 2020 Học viên

Đinh Nhật Cường

TÓM TẮT

Do sự tăng nhanh về lưu lượng và tải trọng, kết hợp với đó là hay bị ngập lụt thường xuyên, gây ra nhiều hư hỏng cho mặt đường bê tông nhựa (BTN) Để giải quyết vấn đề đó, đã có nhiều nghiên cứu cải tiến chất lượng BTN được công bố, trong đó có nghiên cứu việc sử dụng vôi với nguồn cốt liệu có sẵn và giá thành rẻ nhưng vẫn đạt được hiệu quả mong muốn

Trên thế giới đã có những nghiên cứu cụ thể và chuyên sâu về sự ảnh hưởng của vôi đến hỗn hợp BTN Họ đã sử dụng nhiều nhiều loại vôi như: vôi thủy hóa, bụi lò vôi, vôi thải tái chế… với các tỷ lệ phần trăm khác nhau để tiến hành thí nghiệm Kết quả cho thấy BTN sử dụng hàm lượng vôi tối ưu sẽ giúp nâng cao chất lượng làm việc của mặt đường BTN

Tại Việt Nam, tận dụng nguồn cốt liệu có sẵn nên cũng có các nghiên cứu về việc sử dụng vôi trong hỗn hợp BTN nhằm cải tiến chất lượng làm việc của mặt đường BTN nhưng vẫn còn rất hạn chế Trong thực trạng đường xá nước ta như hiện nay để có thể tiến tới áp dụng thực tế và phổ biến thì cần có những nghiên cứu cụ thể và đầy đủ hơn nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của BTN có sử dụng vôi

Trong nghiên cứu này, đã sử dụng vôi thủy hóa thay thế một phần bột khoáng trong hỗn hợp bê tông nhựa chặt có cỡ hạt lớn nhất danh định 12.5mm (BTNC 12.5) với các tỷ lệ % khác nhau như: 0; 10; 20; 30 và 40% để tiến hành đánh giá khả năng kháng ẩm của hỗn hợp BTNC 12.5 thông qua hàng loạt các thí nghiệm độ ổn định, độ dẻo Marshall, thí nghiệm độ ổn định còn lại BTN, thí nghiệm cường độ chịu kéo khi ép chẻ, thí nghiệm mô-đun đàn hồi vật liệu, thí nghiệm mô-đun phức động, thí nghiệm vệt hằn bánh xe

Kết quả đã xác định được hàm lượng vôi thủy hóa tối ưu cho hỗn hợp BTNC 12.5 là 10% Với 10% vôi thủy hóa thì BTNC 12.5 đã nâng cao chất lượng làm việc của hỗn hợp BTNC 12.5 trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao

SUMMARY

Due to the rapid increase in flow and load, combined with frequent flooding, there is a lot of damage to the asphalt pavement (BTN) To solve that problem, many studies to improve the quality of asphalt have been published, including research on the use of lime with available aggregate and low cost but still achieving the desired effect

In the world, there are specific and in-depth studies on the effects of lime on asphalt mixtures They used many types of lime such as hydrated lime, lime kiln dust, recycled lime with different percentages to conduct experiments The results show that asphalt using optimal lime content will help improve the working quality of the asphalt pavement

In Vietnam, utilizing available aggregate resources, there are also studies on the use of lime in asphalt mixtures to improve the working quality of the asphalt pavement, but still very limited In the current state of Vietnam's roads, in order to be able to apply it practically and widely, it is necessary to have more specific and complete studies to improve the working efficiency of the asphalt concrete using lime

In this study, hydrated lime was used to replace a part of mineral powder in the mixture of compact asphalt concrete with a nominal maximum size of 12.5mm (BTNC 12.5) with different percentages such as: 0; ten; 20; 30 and 40% to evaluate moisture resistance of BTNC 12.5 mixture through a series of tests of stability, Marshall plasticity, asphalt residual stability test, tensile strength test when pressed splitting, material elastic module test, dynamic complex module test, wheel track test

The results have determined that the optimal hydrated lime content for the BTNC 12.5 mixture is 10% With 10% hydrated lime, BTNC 12.5 improves the working quality of BTNC 12.5 mixture in high temperature and humidity

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ kỹ thuật: “NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CẤP PHỐI VÀ VÔI ĐẾN KHẢ NĂNG CHỐNG ẨM CỦA BÊ TÔNG NHỰA CHẶT 12.5” là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi và được hướng dẫn bởi thầy PGS TS Nguyễn Mạnh Tuấn Các số liệu thu được là trung thực, khách quan Việc tham khảo tài liệu (nếu có) đều được trích dẫn phù hợp

Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung được thể thiện trong luận văn này Tp Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 06 năm 2020

Đinh Nhật Cường

MỤC LỤC:

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 3

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 3

1.4 Phương pháp nghiên cứu 3

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

1.6 Nội dung nghiên cứu 3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 5

2.1 Ứng dụng vôi trong xây dựng phát triển đường 5

2.2 Các loại vôi ứng dụng trong xây dựng đường 5

2.2.1 Vôi phụ phẩm 5

2.2.2 Vôi thải tái chế (waste lime) 6

2.2.3 Bụi lò vôi (lime kiln dust) 7

2.3 Tổng quan vôi thủy hóa Ca(OH)2 7

2.3.1 Các dạng của vôi thủy hóa 8

2.4 Tổng quan về nghiên cứu sử dụng vôi trong hỗn hợp BTN 10

2.4.1 Nghiên cứu ứng dụng vôi trên thế giới 10

2.4.2 Nghiên cứu ứng dụng vôi với BTN ở Việt Nam 12

2.5 Một số nhận xét từ kết quả của việc nghiên cứu tổng quan 14

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

3.1 Vật liệu 16

3.1.1 Cốt liệu 16

3.1.2 Nhựa đường 17

3.1.3 Vôi thủy hóa 17

3.2 Kiểm tra các tính chất của hỗn hợp BTNC 12.5 18

3.2.1 Thí nghiệm đo độ ổn định, độ dẻo Marshall 18

3.3.2 Thí nghiệm đo độ ổn định còn lại của BTN 20

3.3.3 Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo khi ép chẻ 22

3.3.4 Thí nghiệm đo mô đun đàn hồi tĩnh 24

3.3.5 Thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi động (mô đun phức động) 25

3.3.6 Thí nghiệm vệt hằn bánh xe 30

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 35

4.1 Độ ổn định, độ dẻo Marshall 35

4.2 Độ ổn định còn lại của BTN 36

4.3 Cường độ chịu kéo khi ép chẻ 37

4.4 Mô đun đàn hồi 38

4.5 Mô đun phức động (dynamic modulus) 40

4.6 Thí nghiệm vệt hằn bánh xe 45

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

5.1 Kết luận 47

5.2 Kiến nghị 48

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Các thông số cơ bản của vôi thủy hóa 10

Bảng 2.2: Kết quả thí nghiệm xác định chỉ tiêu kỹ thuật BTN sử dụng vôi thủy hóa 13

Bảng 3.1: Cấp phối cốt liệu BTNC 12.5 sử dụng trong nghiên cứu 16

Bảng 3.2: Các chỉ tiêu cơ lý của nhựa đường 60/70 17

Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật của vôi thủy hóa 17

Bảng 3.4: Phương pháp thí nghiệm vệt hằn bánh xe 30

Bảng 3.5: Quy định kỹ thuật về độ sâu vệt hằn bánh xe theo phương pháp A 34

Bảng 4.1: Kết quả đo độ ổn định và độ dẻo Marshall 35

Bảng 4.2 : Kết quả độ ổn định còn lại của BTN 37

Bảng 4 3: Kết quả xác định cường độ chịu kéo khi ép chẻ 38

Bảng 4 4: Tổng hợp kết quả xác định mô đun đàn hồi 39

Bảng 4.5: Giá trị mô đun phức động của BTNC 12.5 với hàm lượng vôi thủy hóa 0% 40

Bảng 4.6: Giá trị mô đun phức động của BTNC 12.5 với hàm lượng vôi thủy hóa 10% 40

Bảng 4.7: Giá trị mô đun phức động của BTNC 12.5 với hàm lượng vôi thủy hóa 20% 40

Bảng 4.8: Giá trị mô đun phức động của BTNC 12.5 với hàm lượng vôi thủy hóa 30% 41

Bảng 4.9: Giá trị mô đun phức động của BTNC 12.5 với hàm lượng vôi thủy hóa 40% 41

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Các dạng vôi phụ phẩm 6

Hình 2 2: Cấu trúc phân tử Ca(OH)2 [26] 8

Hình 2.3: Vôi dạng dung dịch (vôi sữa) 8

Hình2.4 :Vôidạngbột………8

Hình 2.5: Điều chế vôi thủy hóa Ca(OH)2 [27] 9

Hình 3.1: Đường cong cấp phối BTNC 12.5 16

Hình 3.2: Vôi thủy hóa 18

Hình 3.3: Mẫu sử dụng cho thí nghiệm đo độ ổn định, độ dẻo Marshall 19

Hình 3.4: Ngâm mẫu trong bể ổn nhiệt 19

Hình 3.5 : Đo kích thước mẫu……….19

Hình 3.6: Thí nghiệm đo độ ổn định và độ dẻo Marshall 20

Hình 3.7: Mẫu sử dụng cho thí nghiệm đo độ ổn định còn lại của BTN 21

Hình 3.8: Ngâm mẫu trong bể ổn định 21

Hình 3.9: Đo kích thước mẫu……… 21

Hình 3.10: Thí nghiệm đo độ ổn định còn lại của BTN 22

Hình 3 11: Bão dưỡng mẫu và thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo khi ép chẻ 23

Hình 3 12: Chế bị mẫu thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi 24

Hình 3.13: Thí nghiệm mô đun đàn hồi 25

Hình 3.14 : Đo nhiệt độ bằng súng……… ……… 25

Hình 3.15: Máy tạo mẫu 26

Hình 3.16: Mẫu mô-đun phức động……… ………….26

Hình 3.17: Thí nghiệm mô đun phức động 27

Hình 3.18: Dạng của xung lực thể hiện qua thời gian tăng tải và tải trọng lớn nhất 27

Hình 4.1: Biểu đồ ảnh hưởng của hàm lượng vôi đến độ ổn định và độ dẻo Marshall 35

Hình 4.2: Biểu đồ kết quả thí nghiệm độ ổn định và độ dẻo Marshall 36

Hình 4.3 : Độ ổn định còn lại 37

Hình 4.4: Ảnh hưởng của hàm lượng vôi thủy hóa và cường độ chịu kéo khi ép chẻ 38

Hình 4.5: Ảnh hưởng của hàm lượng vôi thủy hóa và mô đun đàn hồi 39

Hình 4.6: Đường cong chủ (Master Curve) của mẫu BTNC 12.5 với vôi thủy hóa 0% 42

Hình 4.7: Đường cong chủ (Master Curve) của mẫu BTNC 12.5 với vôi thủy hóa 10% 42

Hình 4.8: Đường cong chủ (Master Curve) của mẫu BTNC 12.5 với vôi thủy hóa 20% 43

Hình 4.9: Đường cong chủ (Master Curve) của mẫu BTNC 12.5 với vôi thủy hóa 30% 43

Hình 4.10 : Đường cong chủ (Master Curve) của mẫu BTNC 12.5 với vôi thủy hóa 40% 44

Hình 4.11: Hệ số shift factor (aT) ứng với nhiệt độ tham khảo 20oC 44

Hình 4.12: Hệ số shift factor (aT) ứng với nhiệt độ tham khảo 20oC 45

Hình 4.13: Thí nghiệm vệt hằn bánh xe bằng thiết bị Wheel Tracking Hamburd 46

Hình 4.14: Biểu đồ chiều sâu vệt hằn bánh xe 47

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, mặt đường bê tông nhựa (BTN) là sự lựa chọn hàng đầu của các kỹ sư khi thiết kế các công trình đường từ các đường kết nối tỉnh thành, đến đường cấp cao và đường cao tốc Kinh tế tăng trưởng nhanh đòi hỏi sự hoàn thiện của hạ tầng kỹ thuật ở một mức độ cao hơn và gây ra nhiều hư hỏng cho mặt đường BTN Có nhiều nguyên nhân gây ra hư hỏng và một trong những nguyên nhân chủ yếu là do mặt đường bị ẩm ướt thường xuyên do hệ thống thoát nước không tốt, triều cường, do quá trình đô thị quá nhanh Do đó việc hạn chế tối thiểu các hư hỏng mặt đường do ẩm ướt là một vấn đề cấp thiết cần được quan tâm

Cũng đã có những nghiên cứu nói về những hư hỏng phổ biến của mặt đường BTN và hướng giải quyết [1-2] Các hư hỏng thường xuất hiện của mặt đường BTN như: lún, nứt, ổ gà, ổ voi… các nguyên nhân chủ yếu: do tác dụng của tải trọng, nhiệt độ môi trường và BTN thường làm việc trong điều kiện ngập nước do đặc điểm khí hậu ở nước ta hay có mưa lớn, bão, lũ lụt… Nghiên cứu đã đưa ra các giải pháp cho vấn đề này như: sử dụng cốt liệu đá có cường độ cao, đường cong cấp phối hạt thiết kế phải trơn liên tục trong khoảng giữa hai miền giới hạn, cải thiện khâu thiết kế, công nghệ chế tạo bê tông nhựa và thi công

Từ những nguyên nhân trên, nhận thấy thành phần cấp phối rất quan trọng trong việc quyết định đến hiệu năng làm việc của BTN Do vậy, việc cải tiến chất lượng thành phần cấp phối của hỗn hợp BTN được quan tâm đặc biệt Có rất nhiều giải pháp được đưa ra nhằm cải thiện chất lượng BTN trong số đó là sử dụng vôi thủy hóa thay thế một phần của bột khoáng để cải thiện chất lượng hỗn hợp BTN

Ở Việt Nam hiện nay vẫn còn chưa có nhiều nghiên cứu về sử dụng vôi trong hỗn hợp BTN Nhóm tác giả Lê Văn Phúc, Đặng Đình Tài và Nguyễn Minh Quang [3] đã nghiên cứu sử dụng vôi thủy hóa làm phụ gia cải thiện đặc tính cơ học của bê tông nhựa chặt có cỡ hạt lớn nhất danh định 12.5mm như tăng sức kháng kéo và tăng mô-đun đàn hồi tĩnh so với BTN thông thường Ngoài ra còn có tác giả Vũ Ngọc Phương [4] đã nghiên cứu sử dụng vôi hydrat như một phụ gia vô cơ trong hỗn hợp BTN làm cải thiện các đặc tính chống bong tách của BTN do tác động của độ ẩm, cũng như cải

thiện thuộc tính cơ học của BTN như mô đun đàn hồi, cường độ, vệt hằn lún bánh xe, nứt mỏi và nứt do nhiệt

Trên thế giới thì có rất nhiều nghiên cứu sử dụng vôi trong hỗn hợp BTN Năm 2010, Francisco Thiago Sacramento Aragão và cộng sự [5] sử dụng các thí nghiệm mô đun phức động (dynamic modulus) và mỏi để đánh giá BTN có sử dụng vôi từ 0.5 đến 3% (trên tổng khối lượng hỗn hợp cốt liệu) và cho thấy khả năng kháng mỏi của BTN tăng ở hàm lượng 1.5% vôi Năm 2011, Sangyum Lee và cộng sự [6] cũng đánh giá khả năng kháng mỏi của hỗn hợp BTN có sử dụng vôi với hàm lượng 1% (trên tổng khối lượng cốt liệu) kết quả cho thấy vôi đã làm tăng khả năng phục hồi biến dạng và ít bị ảnh hưởng trong điều kiện độ ẩm cao Năm 2016, Olumide Moses Ogundipe [7] sử dụng thí nghiệm Marshall để đánh giá hỗn hợp BTN có sử dụng vôi thay thế phần bột khoáng (crushed stone dust) trong bê tông nhựa so với BTN thường, kết quả đã cho thấy khả năng chống rạn nứt, chống nước cực tốt ở trong điều kiện có nhiệt độ cao và còn có khả năng cải thiện lão hóa của hỗn hợp BTN có vôi so với hỗn hợp BTN thông thường

Nhằm nâng cao chất lượng kháng ẩm của bê tông nhựa có sử dụng vôi thủy hóa, cũng như xem xét hàm lượng vôi thủy hóa hợp lý sử dụng trong hỗn hợp BTN, nghiên cứu trình bày khả năng làm việc của bê tông nhựa có sử dụng vôi thay thế một phần bột khoáng trong hỗn hợp BTN Việc đánh giá khả năng làm việc của bê tông nhựa chủ yếu sử dụng thí nghiệm độ ổn định, độ dẻo Marshall, thí nghiệm độ ổn định còn lại của BTN, thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo khi ép chẻ, thí nghiệm mô-đun đàn hồi vật liệu, thí nghiệm mô-đun phức động, thí nghiệm vệt hằn bánh xe Hàm lượng vôi thay thế 10; 20; 30 và 40% bột khoáng được sử dụng trong nghiên cứu

Từ những nghiên cứu và cơ sở lý luận trên nên bản thân chọn đề tài “Nghiên cứu

ảnh hưởng của cấp phối và vôi đến khả năng chống ẩm của bê tông nhựa chặt 12.5”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là đánh giá ảnh hưởng của vôi thủy hóa đến khả năng kháng ẩm của hỗn hợp BTN với các mục tiêu chính sau :

Thứ nhất là đánh giá khả năng làm việc giữa hỗn hợp BTNC 12.5 thông thường và hỗn hợp BTNC 12.5 có sử dụng vôi thủy hóa

Thứ hai là xác định hàm lượng phần trăm vôi thủy hóa tối ưu khi thêm vào thành phần cấp phối BTNC 12.5 để nâng cao cải thiện chất lượng hỗn hợp BTNC 12.5

Thứ ba là so sánh kết quả đã đạt được với các kết quả nghiên cứu trước đó để đưa ra cái nhìn trực quan về sự ảnh hưởng của vôi thủy hóa đến khả năng kháng ẩm của hỗn hợp BTN

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Bê tông nhựa chặt BTNC 12.5 sử dụng vôi thủy hóa

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được sử dụng là phương pháp nghiên cứu tài liệu kết hợp với thực nghiệm (đánh giá thông qua các thí nghiệm trong phòng)

Phương pháp nghiên cứu về lý thuyết: Nghiên cứu các tính chất kỹ thuật của vật liệu BTNC 12.5 có sử dụng vôi thủy hóa

Phương pháp nghiên cứu về thực nghiệm: Thí nghiệm độ ổn định, độ dẻo marshall, Thí nghiệm độ ổn định còn lại của hỗn hợp BTN, thí nghiệm mô-đun đàn hồi vật liệu, thí nghiệm cường độ chịu kéo gián tiếp, thí nghiệm mô-dun phức động, thí nghiệm vệt hằn bánh xe

1.5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Nghiên cứu đề xuất hàm lượng phần trăm tối ưu của vôi thủy hóa Đồng thời cho ra hỗn hợp BTNC 12.5 làm việc hiệu quả hơn trong điều kiện mặt đường ngập nước hoặc độ ẩm cao Nước ta có nhiều mỏ đá vôi nên dễ dàng ứng dụng thực tiễn do nguồn nguyên liệu có sẵn và dồi dào

1.6 Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu của luận văn thể hiện chủ yếu qua các chương :

 Chương 1: Giới thiệu về đề tài thực hiện, tính cấp thiết, mục tiêu và ý nghĩa nghiên cứu Đồng thời tóm tắt các nội dung thực thiện và phạm vi nghiên cứu của đề tài

 Chương 2: Trình bài nghiên cứu tổng quan nhằm tạo nên cái nhìn tổng thể về việc ứng dụng vôi vào BTN trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng Từ đó tìm ra hướng nghiên cứu cho đề tài

 Chương 3: Phương pháp nghiên cứu: lựa chọn vật liệu, hàm lượng vôi thay thế bột khoáng và các thí nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của vôi đến chất lượng của BTN

 Chương 4: Trình bày các nhận xét từ kết quả thí nghiệm có được Từ đó tìm ra hàm lượng vôi tối ưu

 Chương 5: Tóm tắt kết quả nghiên cứu và đưa ra các kiến nghị

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

2.1 Ứng dụng vôi trong xây dựng phát triển đường

Theo A Morgan Johnson và cộng sự vào năm 1924 và 1925 dưới sự chỉ đạo của Dean McCaustland, một số thử nghiệm ban đầu về sử dụng vôi trong mặt đường tự nhiên và đường cao tốc ở Iowa và South Dakota spon-sored được tài trợ bởi Bureau of Public Roads và được báo cao lên National Lime Association [8]

Trong những năm 1947-1948, những kỹ sư Texas Highway Departmen đã có nhiều bài báo nói những thành công trong ứng dụng vôi và vôi thủy hóa trong xây dựng gia cố phát triển đường Họ đã đưa ra được chỉ số PI (chỉ số dẻo), hàm lượng phần trăm của vôi sử dụng trong gia cố đường [9-13]

Năm 2001, Jon A Epps và cộng sự nghiên cứu sự ảnh hưởng của vôi trong việc kháng ẩm trông hỗn hợp đường nhựa Nghiên cứu này đã thống kê và đánh giá các phương thức thử nghiệm vôi lên đường nhựa, sau đó tìm ra những ưu điểm vượt trội của vôi so với các phụ gia khác Kết quả cho thấy rằng vôi là hợp chất khi cho và đường nhựa sẽ làm tăng khả năng kháng nước, làm cứng chất kết dính nhựa đường với cốt liệu, cải thiện khả năng chống ẩm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao [14]

Ngày nay, các quốc gia như Đức, Anh, Ai cập là những nước dẫn đầu trong việc sử dụng vôi trong hỗn hợp BTN [15-17]

2.2 Các loại vôi ứng dụng trong xây dựng đường 2.2.1 Vôi phụ phẩm

Thành phần hóa học :

Đá vôi → Phản ứng nhiệt độ tầng giá hóa lỏng → [Vôi (CaO) + Canxi sunfat (CaSO4)] – Vôi phụ phẩm

Vôi phụ phẩm (Bột)CFB Vôi phụ phẩm (Dạng hạt )CFB Bed Ash

Vôi phụ phẩm (hydrat )CFB Hydrated Ash

Hình 2.1: Các dạng vôi phụ phẩm

Theo những nghiên cứu của đại học trung tâm quốc gia Trung Quốc vật liệu vôi phụ phẩm – cấp phối cốt liệu Formosa” có thể thay thế nhiên liệu tự nhiên vôi hoặc muội than khác cho sử dụng vật liệu đường cơ bản, cung cấp một sự lựa chọn khác cho đơn vị thiết kế cấp phối cốt liệu đường Đồng thời cũng giảm sự khai thác cấp phối cốt liệu tự nhiên, làm giảm sự thiếu hút của việc cấp phối cốt liệu tự nhiên và có khả năng không thấm nước [18]

2.2.2 Vôi thải tái chế (waste lime)

Vôi thải tái chế là sản phẩm của quá trình soda hóa của Na2CO3 Phương trình phản ứng hóa học :

2NH4Cl + CaO + H2O → 2NH3 + CaCl2 +2H2O CaCO3 (plastic) → CaO + CO2

Năm 1982, Kennedy và cộng sự [19] đã nghiên cứu và làm một loạt các thí nghiệm kiểm tra sự ảnh hưởng của vôi thải tái chế đến hỗn hợp bê tông nhựa, trong đó có 02 thí nghệm nổi trội là : kiểm tra độ ổn định marshall và thử nghiệm Lotman (AASHTOT 283) Kết quả chỉ ra rằng chỉ số MSR (tỷ lệ ổn định Marshall) và chỉ số TSR (tỷ lệ độ bền kéo) cao hơn so với hỗn hợp bê tông nhựa thông thường Điều đó chứng tỏ hỗn hợp bê tông nhựa có sử dụng vôi thải tái chế có khả năng phục hồi biến dạng ở điều kiện độ ẩm cao

2.2.3 Bụi lò vôi (lime kiln dust)

Bụi lò vôi là sản phẩm phụ công nghiệp được tạo ra khi sản xuất vôi sống có công thức hóa học là CaO Khi đá vôi được nung nóng tự nhiên, nó tạo ra khí với bụi Bụi được sàng lọc được gọi là Lime Kiln dust, có hoạt tính tương đối cao Bụi lò vôi có thể có hàm lượng canxi oxit (CaO) 30 – 50% và hàm lượng canxi cacbonat (CaCO3) 30 – 50% [20]

Các nghiên cứu chỉ ra rằng [21, 22] bụi lò vôi có thể sử dụng như một phần bột khoáng trong cốt liệu BTN Làm cho hỗn hợp BTN bền vững về cấu trúc cũng như tiết kiệm chi phí và bảo tồn tài nguyên khoáng sản cho thế hệ tương lai

Theo Jiupeng Z và cộng sự [23] đã chứng minh được hàm lượng CaO có trong bụi lò vôi đóng vai trò trong tính chất lưu biến ưu việt đồng thời làm đóng cứng hơn hỗn hợp BTN và tăng khả năng chống hư hỏng trong điều kiện độ ẩm cao

2.3 Tổng quan vôi thủy hóa Ca(OH)2

Vôi thủy hóa có tên khoa học là Canxi hyđroxyt là một hợp chất hóa học với công thức hóa học Ca(OH)2 Nó là một chất dạng tinh thể không màu hay bột màu trắng, tên gọi của khoáng chất tự nhiên chứa canxi hiđroxit là portlandit [24]

Ca(OH)2 thu được là từ nguồn gốc đá vôi Hầu hết các đá vôi hình thành trong vùng nước biển nông, yên tĩnh, ấm áp Loại môi trường đó là nơi các sinh vật có khả năng hình thành vỏ canxi cacbonat và bộ xương có thể dễ dàng chiết xuất các thành phần cần thiết từ nước biển Khi những con vật này chết, vỏ và mảnh vụn xương của chúng tích tụ lại như một lớp trầm tích có thể được hóa thành đá vôi Ngày nay trên Trái đất có nhiều môi trường hình thành đá vôi Chúng được tìm thấy ở vùng nước nông giữa 30 độ vĩ bắc và 30 độ vĩ nam Đá vôi đang hình thành ở biển Caribbean, Ấn Độ Dương, Vịnh Ba Tư, Vịnh Mexico, xung quanh các đảo Thái Bình Dương và trong quần đảo Indonesia [25]

Hình 2 2: Cấu trúc phân tử Ca(OH)2 [26]

2.3.1 Các dạng của vôi thủy hóa

Dung dịch vôi thủy hóa chưa lọc có thể vẩn của các hạt hyđroxyt canxi rất mịn trong nước gọi là “vôi sữa” Dung dịch vôi thủy hóa sau khi lọc bỏ cặn rắn thu được dung dịch vôi trong suốt, gọi là “nước vôi trong” Vôi thủy hóa dạng tinh thể không màu hay bột màu trắng

Hình 2.3: Vôi dạng dung dịch (vôi sữa) Hình 2.4 : Vôi dạng bột

Hình 2.5: Điều chế vôi thủy hóa Ca(OH)2 [27]

Quá trình hydrat hóa mà biến đổi vôi để vôi thủy hóa (vôi thủy hóa) như sau:

Canxi oxít + Nước → Calcium Hydroxide + Nhiệt CaO + H2O → Ca(OH)2 + Nhiệt

Đôlômit Vôi + Nước → Vôi + Nhiệt

CaO.MgO + H2O → Ca(OH)2.MgO hoặc Ca(OH)2.Mg OH)2 + Nhiệt Thông số kỹ thuật của vôi thủy hóa Ca(OH)2 được thể hiện Bảng 2 1

Bảng 2.1: Các thông số cơ bản của vôi thủy hóa

Tổng quan

2.4 Tổng quan về nghiên cứu sử dụng vôi trong hỗn hợp BTN 2.4.1 Nghiên cứu ứng dụng vôi trên thế giới

Theo một nghiên cứu vào năm 2008, Hwang Sung Do và cộng sự [28] Hỗn hợp BTN theo tiêu chuẩn Hàn Quốc, Hỗn hợp cốt liệu có sử dụng vôi thải tái chế với các hàm lượng khác nhau (0%; 25%; 50%; 75%; 100%) khối lượng của bột khoáng Tác giả đã tiến hành các thí nghiệm độ ổn định, độ dẻo Marshall, mô-đun đàn hồi, kéo gián tiếp, thí nghiệm mỏi kết quả cho thấy về việc sử dụng vôi vào cốt liệu (BTN) giúp cải thiện chất lượng BTN đạt được các kết quả như sau: Tăng cường độ và độ ổn định của BTN do hỗn hợp thu được “cứng” hơn khi có vôi, cải thiện khả năng đàn hồi và sức kháng mỏi ở nhiệt độ khắc nghiệt, độ ẩm cao; có nhiều phương pháp thiết kế áo đường mềm, giảm chiều dày lớp kết cấu áo đường và giảm chi phí bảo dưỡng và duy tu công trình

Một nghiên cứu khác của Sangyum Lee, Sungho Mun, Y Richard Kim vào năm 2011 [6] Hỗn hợp BTN sử dụng nhựa đường 60/70 với hàm lượng tối ưu là 5.30% và cốt liệu có cấp phối theo tiêu chuẩn Hàn Quốc Hỗn hợp BTN có sử dụng vôi thủy hóa

với hàm lượng 1% trọng lượng mẫu tương đường với 15.6 % khối lượng bột khoáng Sau đó tiến hành hàng loạt thí nghiệm Trong đó có hai thí nghiệm nổi trội và đánh giá một cách khách quan; thí nghiệm mô-đun tĩnh và mô-đun động và kết quả cho thấy có nhiều khả quan Khi cho vôi thủy hóa vào hỗn hợp BTN thì BTN đã tăng khả năng phục hồi biến dạng và ít bị ảnh hưởng trong điều kiện độ ẩm cao Tuy nhiên có một nhược điểm tương đối lớn là độ cứng lại giảm khá nhiều so với hỗn hợp BTN thông thường theo tiêu chuẩn Hàn Quốc

Tại Thổ Nhĩ Kỳ vào năm 2012 một nhóm tác giả gồm Celaleddin E Sengul, Atakan Aksoy, Erol Iskender, Halit Ozen [29] Đã tiến hành nghiên cứu hỗn hợp BTN có sử dụng vôi thủy hóa theo tiêu chuẩn của Thổ Nhĩ Kỳ BTN sử dụng các hàm lượng vôi khác nhau (2.0% ; 4.0% ; 6.0%) để thay thế một phần bột khoáng Trong nghiên cứu này tác giả muốn xem xét các vấn đề biến dạng trong môi trường độ ẩm cao Để đánh giá vấn đề đó tác giả đã tiến hành một số thí nghiệm có liên quan Thí nghiệm Marshall Quotient (MQ) và thí nghiệm repeated creep (RCT) ở nhiệt độ 250C và 400C Nhìn chung kết quả cho thấy trog môi trường độ ẩm cao thì biến dạng sức kháng tăng hơn so với BTN thông thường theo tiêu chuẩn Thổ Nhĩ Kỳ Tuy nhiên có một vấn đề lớn là BTN có sử dụng vôi thủy hóa là giá trị trong thí nghiệm mỏi tương đối thấp, điều đó chứng tỏ một điều khả năng kháng mỏi không được tốt trong điều kiện độ ẩm cao

Một nghiên cứu tương đối đầy đủ được thực hiện bới Olumide Moses Ogundipe vào năm 2016 [7] Trong bài viết này, độ ổn định marshall của hỗn hợp BTN có sử dụng hydrat lime được so sánh với hỗn hợp BTN thông thường Tác giả đã sử dụng hỗn hợp BTN theo tiêu chuẩn BSI (1997) – Nigeria, hàm lượng nhựa tối ưu là 6,5% Trong nghiên cứu này, hỗn hợp BTN có sử dụng hydrat lime với 10% trọng lượng cốt liệu Các kết quả của nghiên này đã cho thấy độ ổn định marsall của hỗn hợp BTN có hydrat lime (8.2kN) cao hơn so với hỗn hợp BTN thông thường (7.9kN) và giá trị dòng chảy của hỗn hợp BTN có hydrat lime (3.4mm) thấp hơn so với hỗn BTN thông thường (3.3mm) Điều đó chứng tỏ hỗn hợp BTN có sử dụng hydrat lime chống rạn nứt, chống nước cực tốt ở trong điều kiện có nhiệt độ cao và còn có khả năng cải thiện lão hóa của hỗn hợp so với hỗn hợp BTN thông thường

Peerapong Jitsanigam, Wahidul Biswas, Martyn Compton đã nghiên cứu về bụi lò vôi là sản phẩm phụ công nghiệp có tính chất và độ mịn tương tự hydrat lime để dùng

cho hỗn hợp BTN [30] Bài viết sử dụng hỗn hợp BTN C170 và BTN C320 theo tiêu chuẩn của Úc có sử dụng bụi lò vôi so sánh với hỗn hợp BTN sử dụng hydrat lime Bụi lò vôi với thành phần hóa học chính là CaCO3 và CaO được thêm lần lượt vào hai hỗn hợp để thay thế một phần bột khoáng với các hàm lượng khác nhau 10%, 20%, 30%, 40%, 50% (so với trọng lượng của nhựa) Tác giả đã tiến hành một loạt các thí nghiệm ; đo độ biến thiên của hỗn hợp BTN (DRS), thử nghiệm chai cán (RBT) Các kết quả đã chỉ ra hàm lượng tối ưu của bụi lò vôi sử dụng cho hai hỗn hợp BTN C170 và C320 là 50% Qua đó còn làm tăng khả năng chống ẩm ở nhiệt độ cao (1600C), đồng thời làm độ phủ bề mặt nhựa của hai hỗn hợp BTN sử dụng bụi lò vôi so với hỗn hợp BTN sử dụng hydrat lime Cuối cùng, nhóm tác giả kết luận có thể sử dụng bụi lò vôi để thay thế một phần bột khoáng để chế tạo hỗn hợp BTN

2.4.2 Nghiên cứu ứng dụng vôi với BTN ở Việt Nam

Việc sử dụng vôi trong BTN còn khá mới mẻ ở Việt Nam Những đánh giá đầy đủ về ảnh hưởng của vôi đến tính chất của BTN ở Việt Nam còn rất ít

Gần đây, nhóm tác giả gồm Lê Văn Phúc, Đặng Đình Tài và Nguyễn Minh Quang nghiên cứu sử dụng vôi thủy hóa làm phụ gia cải thiện đặc tính cơ học của bê tông nhựa trong điều kiện ẩm ướt [3] Bước đầu, tác giả xác định hàm lượng nhựa tối ưu cho hỗn hợp BTNC 12.5, sau tiến hành một số chỉ tiêu cơ lý và chỉ tiêu marshall với các hàm lượng nhựa khác nhau, tác giả đã chọn hàm lượng nhựa tối ưu là 4,8% Sau khi xác định được hàm lượng nhựa tối ưu tác giả sử dụng 4 hàm lượng vôi thủy hóa thay đổi từ 5, 10, 15, 20, 25% thay thế hàm lượng bột khoán của BTN thông thường với hàm lượng nhựa là 4,8% Bằng các thí nghiệm Marshall, tác giả tìm ra được hàm lượng vôi tối ưu để thay thế bột khoáng (Bảng 2.2)

Bảng 2.2: Kết quả thí nghiệm xác định chỉ tiêu kỹ thuật BTN sử dụng vôi thủy hóa

Hàm lượng vôi thay thế bột khoáng

(%)

Độ rỗng dư (%)

Độ ổn định

Độ ổn định còn lại sau khi ngâm mẫu trong nước ở nhiệt độ 600C trong vòng

Sau khi chọn được hàm lượng vôi thủy hóa tối ưu, tác giả đã tiến hành so sánh hỗn hợp BTNC 12.5 thông thường và BTNC 12.5 có sử dụng 15% hàm lượng vôi thủy hóa thay thế bột khoáng, tác giả thực hiện các thí nghiệm ép chẻ, kéo gián tiếp và mô đun đàn hồi tĩnh nhằm chứng minh hiệu quả của VÔI đến tính chất của hỗn hợp BTNC 12.5 Kết quả bước đầu tương đối khả quan Các mẫu BTNC 12.5 có hàm lượng vôi thủy hóa cho tỷ số cường độ kéo gián tiếp cao (104%) so với BTNC 12.5 thông thường BTNC 12.5 thông thường có cường độ kéo gián tiếp trong môi trường nước giảm 14% so với cường độ kéo gián tiếp trong môi trường khô Ngược lại, BTN 12.5 có sử dụng 15% vôi thay thế bột khoáng thì cường độ kéo gián tiếp trong môi trường nước tương đương môi trường khô Điều này chứng tỏ BTN có sử dụng vôi sẽ làm tăng sức kháng kéo cho BTN trong điều kiện làm việc bất lợi của nhiệt và ẩm BTNC 12.5 có hàm lượng vôi thủy hóa cho mô-đun đàn hồi tĩnh ở 300C (381 Mpa) cao hơn 17% so với BTNC 12.5 thông thường

Kết quả đạt được tương đối giống với các nghiên cứu trước đó Tuy nhiên, cần nhiều thí nghiệm hơn để đánh giá các tính chất của BTNC 12.5 có sử dụng vôi thủy hóa Đồng thời, việc đánh giá mức độ tương thích của vôi so với hỗn hợp BTNC 12.5 và để áp dụng thực tế thì cần phải tiến hành các thí nghiệm khác như thí nghiệm cantabro, mô-đun động, thí nghiệm kháng mỏi và các chỉ tiêu liên quan cường độ của BTN

Một nghiên cứu khác được thực hiện bởi Nguyễn Quang Phúc, Bùi Xuân Cậy, Vũ Ngọc Phương nghiên cứu sử dụng phụ gia tăng khả năng dính bám đá-nhựa cải thiện chất lượng bê tông nhựa ở Việt Nam [4] Trong nghiên cứu này nhóm tác giả đã sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp thí nghiệm trong phòng, thí nghiệm hiện trường bằng các thiết bị hiện đại với số mẫu thử hợp lý, cụ thể là thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của nước đến cường độ hỗn hợp BTN đã đẩm nén theo AASHTO T283: là phương pháp thí nghiệm chủ đạo nhằm đánh giá khả năng kháng ẩm của BTN và đánh giá hiệu quả của vôi hydat làm phụ gia tăng khả năng dính bám trong giai đoạn thiết kế, thi công và khai thác (đánh giá độ nhạy ẩm theo thời gian) Thí nghiệm xác định độ dính bám với đá theo TCVN 7504: 2005: áp dụng để xác định khả năng dính bám nhựa của đá dăm và đánh giá hiệu quả của vôi hydrat làm phụ gia tăng khả năng dính bám trong giai đoạn thiết kế thành phần BTN

Kết quả đạt được trong nghiên cứu này rất tốt Với BTNC12.5 có sử dụng vôi hydrat các chỉ số đánh giá cường độ chịu kéo khi ép chẻ, vệt hằn bánh xe đều cải thiện hơn so với BTNC 12.5 thông thường Nghiên cứu cũng xác định được hàm lượng phụ gia vôi hydrat tối ưu áp dụng để xử lý bề mặt đá dăm là 1.0 % cho BTNC12.5 và cải thiện khả năng dính bám giữa nhựa đường với cốt liệu

2.5 Một số nhận xét từ kết quả của việc nghiên cứu tổng quan

Từ những nghiên cứu được tổng hợp ở trên, có thể thấy rằng hiệu quả của việc BTN bị ảnh hưởng bởi hàm lượng vôi

 Về hàm lượng vôi: Hàm lượng vôi được đề nghị để hỗn hợp BTN sử dụng vôi đạt hiệu quả tốt nhất nằm trong khoảng từ 10% đến 40% (hàm lượng vôi trên tỷ lệ % hàm lượng bột khoáng)

 Về các thí nghiệm: Tiến hành hàng loạt thí nghiệm như thí nghiệm độ ổn định, độ dẻo marshall, thí nghiệm độ ổn định còn lại của BTN, thí nghiệm

mô-đun phức động, thí nghiệm cường độ chịu kéo khi ép chẻ, thí nghiệm mô-đun đàn hồi, thí nghiệm vệt hằn bánh xe

Từ những cơ sở trên ta sẽ đánh giá chính xác và chọn ra hàm lượng tối ưu nhất của vôi cho BTN

Nghiên cứu về vôi ở Việt Nam đã đưa ra được một số hiệu quả bước đầu của vôi trong việc cải thiện các tính chất của BTN Việc nghiên cứu chuyên sâu về hàm lượng tối ưu của vôi đối với BTN là cần thiết nhằm nâng cao chất lượng BTN Bên cạnh đó, việc đánh giá các tính chất của BTN khi chịu tải trọng động cần được thực hiện để có những kết luận phù hợp hơn với điều kiện làm việc thực tế

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Vật liệu 3.1.1 Cốt liệu

Đá dăm được lấy từ mỏ đá Tân Cang, Long Thành Sau khi đưa về phòng thí nghiệm, cốt liệu được sấy khô và rây sàng thành từng cỡ hạt riêng biệt Thành phần cấp phối của BTNN 12.5 được lấy theo nghiên cứu của Trần Huy Hải [31] Kết quả thành phần cấp phối thể hiện trong Bảng 3.1 và Hình 3.1

Bảng 3.1: Cấp phối cốt liệu BTNC 12.5 sử dụng trong nghiên cứu

3.1.2 Nhựa đường

Nghiên cứu sử dụng nhựa đường đặc, mác 60/70 từ hãng Shell (cung cấp bởi công ty Bach’Chambard) Các chỉ tiêu cơ lý của nhựa 60/70 thể thiện trong Bảng 3.2

Bảng 3.2: Các chỉ tiêu cơ lý của nhựa đường 60/70

Chỉ tiêu Kết quả thí nghiệm

Độ kéo dài (cm) ở 25oC 150 (ngừng thí nghiệm ở 150 mm) Nhiệt độ bắt lửa (oC) 348oC (ngừng thí nghiệm ở 348oC)

3.1.3 Vôi thủy hóa

Vôi thủy hóa dạng bột của công ty Cổ phần hóa chât Minh Đức - Hải Phòng sản xuât, đóng thành bao 25 kg, có thông số kỹ thuật của vôi Ca(OH)2 được thể hiện qua Bảng 3.3 và Hình 3.2

Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật của vôi thủy hóa

Hình 3.2: Vôi thủy hóa

3.2 Kiểm tra các tính chất của hỗn hợp BTNC 12.5 3.2.1 Thí nghiệm đo độ ổn định, độ dẻo Marshall

Thí nghiệm đo độ ổn định, độ dẻo Marshall được thực hiện theo chỉ dẫn của TCVN 8860-1 : 2011 [33]

Thí nghiệm độ ổn định, độ dẻo Marshall nhằm đánh giá khả năng kháng biến dạng của BTN trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm của môi trường cao Hai yếu tố làm thay đổi giá trị độ ổn định và độ dẻo Marshall là lực ma sát trong và tính dính bám giữa các cốt liệu với nhựa đường

Thí nghiệm đo độ ổn định còn lại của BTN được dùng để đánh giá ảnh hưởng của nước đối với BTN

Độ ổn định Marshall là giá trị lực nén lớn nhất đạt được khi thử nghiệm mẫu BTN chuẩn (mẫu hình trụ đường kính 101.6 mm, chiều cao 63.5 mm) trên máy nén Marshall, đơn vị tính là kilôniutơn (kN) Trường hợp mẫu có chiều cao khác 63,5 mm thì hiệu chỉnh để xác định độ ổn định Marshall

Độ dẻo Marshall là biến dạng của mẫu BTN trên máy nén Marshall tại thời điểm xác định độ ổn định Marshall, đơn vị tính là milimét (mm)

Tiến hành thí nghiệm

Tiến hành đúc các mẫu Marshall với các hàm lượng vôi thủy hóa thay đổi từ 0%, 10%, 20%, 30% và 40% Tương ứng với từng hàm lượng vôi thủy hóa sẽ có 3 mẫu Tổng số mẫu chế bị là 15 mẫu Mẫu phải được giữ ở nhiệt độ phòng tối thiểu 12 giờ trước khi thử nghiệm

Hình 3.3: Mẫu sử dụng cho thí nghiệm đo độ ổn định, độ dẻo Marshall

Đo chiều cao trung bình của các viên mẫu trước khi thí nghiệm chính xác đến 0.1 mm

Ngâm mẫu trong bể ổn định nhiệt ở 60oC ± 1oC trong thời gian 40 phút ± 5 phút Lấy mẫu ra khỏi bể ổn định nhiệt và tiến hành gia tải Tốc độ bàn nèn là 50.8 mm/phút Thời gian thực hiện thí nghiệm từ không quá 30s tính từ lúc lấy mẫu ra khỏi bể

Hình 3.4: Ngâm mẫu trong bể ổn nhiệt Hình 3.5 : Đo kích thước mẫu

Hình 3.6: Thí nghiệm đo độ ổn định và độ dẻo Marshall

Độ ổn định Marshall được xác định như sau:

Trong đó: - K dược nội suy từ Bảng 1 của TCVN 8860-1 : 2011 - P là tải tác dụng lớn nhất tính bằng kN

Độ dẻo Marshall F (mm) là giá trị biến dạng của mẫu tại P lớn nhất

3.3.2 Thí nghiệm đo độ ổn định còn lại của BTN

Thí nghiệm đo độ ổn định còn lại của BTN được thực hiện theo chỉ dẫn của TCVN 8860-12 : 2011 [34]

Độ ổn định còn lại của BTN Chỉ tiêu đánh giá ảnh hưởng của nước đối với độ ổn định Marshall của BTN

Tiến hành thí nghiệm

Tiến hành đúc các mẫu Marshall với các hàm lượng vôi thủy hóa thay đổi từ 0%, 10%, 20%, 30% và 40% Tương ứng với từng hàm lượng vôi thủy hóa sẽ có 6 mẫu Tổng số mẫu chế bị là 30 mẫu Mẫu phải được giữ ở nhiệt độ phòng tối thiểu 12 giờ trước khi thử nghiệm

Hình 3.7: Mẫu sử dụng cho thí nghiệm đo độ ổn định còn lại của BTN

Đo chiều cao trung bình của các viên mẫu trước khi thí nghiệm chính xác đến 0.1 mm

Ngâm mẫu trong bể ổn định nhiệt ở 60oC ± 1oC trong thời gian 24 giờ

Lấy mẫu ra khỏi bể ổn định nhiệt và tiến hành gia tải Tốc độ bàn nèn là 50.8 mm/phút Thời gian thực hiện thí nghiệm từ không quá 30s tính từ lúc lấy mẫu ra khỏi bể

Hình 3.8: Ngâm mẫu trong bể ổn định Hình 3.9: Đo kích thước mẫu