LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT TRẮNG VÙNG QUẢNG BÌNH QUẢNG TRỊ ĐỂ CHẾ TẠO BÊ TÔNG XI MĂNG DÙNG TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ GTNT

!"#$%&"'()"*+",+&" &" -/012#",.$"34)"#$5&"-362#"*72"-8$" ********* võ hồng sơn nghiên cứu sử dụng cát trắng vùng quảng bình quảng trị để chế tạo bê tông xi măng dùng trong xây dựng đ ờng ô tô GTNT chuyên ngành : xây dựng đ ờng ô tô và đ ờng thành phố mã số: 60.58.30 luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật h ớng dẫn khoa học pgs.ts. trần tuấn hiệp" " " " " " 3+"2!$"9:";":<<=" " !"#$%&"'()"*+",+&" &" -/012#",.$"34)"#$5&"-362#"*72"-8$" ********* võ hồng sơn nghiên cứu sử dụng cát trắng vùng quảng bình - quảng trị để chế tạo bê tông xi măng dùng trong xây dựng đ ờng ô tô GTNT chuyên ngành : xây dựng đ ờng ô tô và đ ờng thành phố mã số: 60.58.30 luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật " " " " " " 3+"2!$"9:";":<<=" Luận án thạc sỹ KHKT Chuyên ngành Xây dựng Đ ờng ôtô và Đ ờng thành phố Võ Hồng Sơn Lớp Cao học Xây dựng CTGT Khoá 10 Trang I mục lục Trang Ch ơng 1: phần mở đầu 9 1.1. Đặt vấn đề. 1 1.2. Nội dung nghiên cứu. 5 1.3. Mục tiêu cần đạt đ ợc . 5 1.4. Kết luận phần mở đầu 5 Ch ơng 2: khái quát đặc điểm tự nhiên, dân sinh kinh tế vùng cát quảng bình quảng trị và tổng quan về nghiên cứu sử dụng cát nguồn gốc từ cát biển làm bê tông xi măng > 2.1. Đặc điểm chung vùng cát Quảng Bình Quảng Trị. 6 2.2. Đặc điểm khí hậu thuỷ văn. 7 2.3. Hiện trạng tình hình kinh tế xã hội. 8 2.4. Tổng quan về nghiên cứu sử dụng cát nguồn gốc từ cát biển làm bê tông xi măng. 11 Ch ơng 3: nghiên cứu về cát trắng quảng bình - quảng trị :> 3.1. Tổng quan về vật liệu xây dựng ở Quảng Bình Quảng Trị. 26 3.2. Sự phân bố cát trắng ở Quảng Bình Quảng Trị. 27 3.3. Tình hình khai thác và sử dụng cát trắng ở Quảng Bình Quảng Trị. 28 3.4. Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của cát trắng Quảng Bình Quảng Trị. 28 Luận án thạc sỹ KHKT Chuyên ngành Xây dựng Đ ờng ôtô và Đ ờng thành phố Võ Hồng Sơn Lớp Cao học Xây dựng CTGT Khoá 10 Trang II Ch ơng 4: Tổng quan một số vấn đề về bê tông xi măng. ?< 4.1. Cấu trúc vĩ mô của bê tông. 40 4.2. Các yếu tố ảnh h ởng tới yêu cầu c ờng độ của bê tông trên cơ sơ cấu trúc vi mô. 46 Ch ơng 5:"""nghiên cứu thực nghiệm trong phòng xác định một số chỉ tiêu về c ờng độ của bê tông xi măng sử dụng cát trắng quảng bình - quảng trị >@ 5.1. Chuẩn bị vật liệu. 63 5.2. Tiến hành thí nghiệm. 65 5.3. Kết quả thí nghiệm. 73 5.4. Một số nhận xét ch ơng 5. 83 ch ơng 6 kết luận A= 6.1. Nhận xét chung. 85 6.2. Kết luận. 86 6.3. Kiến nghị. 89 6.4 Các h ớng nghiên cứu tiếp theo. 90 -+$"B$CD"-35E"F38&""""""G: Luận án thạc sỹ KHKT Chuyên ngành Xây dựng Đ ờng ôtô và Đ ờng thành phố Võ Hồng Sơn Lớp Cao học Xây dựng CTGT Khoá 10 Trang 1 Ch ơng 1 phần mở đầu 1.1. đặt vấn đề. Cái mới của đề tài Nghiên cứu sử dụng cát trắng vùng Quảng Bình Quảng Trị để chế tạo bê tông xi măng dùng trong xây dựng đ ờng ô tô GTNT đã mang lại tính đột phá trong cách nghỉ, cách làm của ng ời dân vùng cát nơi đây. Bởi lẽ: ỉ Từ tr ớc tới nay ch a ai nghiên cứu một cách tổng quát về cắt trắng ở vùng này. ỉ Cát trắng vùng này chỉ mang lại tai hoạ cho ng ời dân mà không nhận ra nó là một tài nguyên dồi dào có thể dùng nó phục vụ lại cho ng ời dân. ỉ Cát trắng chiếm một phần diện tích lớn của vùng này, đây chính là quỷ đất để di dân làm giảm bớt mật độ dân c . Để phục vụ sự phát triển kinh tế ở một n ớc đang phát triển nh n ớc ta hiện nay, thì việc phát triển cơ sở hạ tầng là một trong những vấn đề đ ợc u tiên hàng đầu. Không những thế cơ sở hạ tầng còn phải phát triển tr ớc một b ớc so với các lĩnh vực khác, vì có nh vậy thì mới tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển cơ sở hạ tầng khác, thuận lợi cho nhu cầu giao thông vận tải, thông th ơng kinh tế và nhiều lĩnh vực khác. Từ đó ta thấy giao thông vận tải là một bộ phận rất quan trọng của cơ sở hạ tầng, nên nghiên cứu nó một cách khoa học là một yêu cầu cấp thiết. H n ớc ta hàng năm giao thông vận tải chiếm hơn 50% vốn đầu t cho xây dựng cơ sở hạ tầng, do đó việc nghiên cứu các loại vật liệu mới, các kết cấu mới hay sử dụng vật liệu tại chỗ làm giảm giá thành xây dựng là một việc làm cần thiết và cấp bách hiện nay. Chính vì vậy mà giao thông vận tải là một trong những lĩnh vực đ ợc Đảng và Chính phủ u tiên hàng đầu. Luận án thạc sỹ KHKT Chuyên ngành Xây dựng Đ ờng ôtô và Đ ờng thành phố Võ Hồng Sơn Lớp Cao học Xây dựng CTGT Khoá 10 Trang 2 Đ ờng GTNT chiếm một vị trí rất quan trọng trong sự phát triển KT- XH của đất n ớc. Tạo sự l u thông hàng hoá, văn hoá dẫn đến nâng cao đời sống vật chất cũng nh tinh thần của nhân dân, giảm sự chênh lệch mức thu nhập giữa thành thị và nông thôn đó cũng là một trong những chủ tr ơng lớn của Đảng và Nhà n ớc ta. H khu vực duyên hải Miền Trung Việt Nam, là vùng đất có khí hậu khắc nhiệt th ờng xảy ra hạn hán, lũ lụt th ờng xuyên nên việc sử dụng bêtông xi măng cho làm đ ờng là một vấn đề cấp thiết và cần thiết. Trong khi đó bêtông xi măng thông th ờng theo quy phạm phải sử dụng cốt liệu đá cát cần thoả mãn các yêu cầu khắt khe của quy trình quy phạm, mặt khác cốt liệu cát vàng (thoả mãn yêu cầu của quy trình làm cốt liệu cho BTXM) do nhu cầu xây dựng ngày càng phát triển, nguồn cát vàng ngày càng khan hiếm, việc khai thác cát vàng không theo quy hoạch làm cho nguồn cát vàng ngày càng cạn kiệt, làm ảnh h ởng nghiêm trọng đến môi tr ờng sinh thái. Trong khi đó vùng duyên hải Miền Trung, đặc biệt là vùng Quảng Bình Quảng Trị nguồn cát trắng lại đang dồi dào, ch a đ ợc sử dụng. Vì lý do đó tôi chọn đề tài Nghiên cứu sử dụng cát trắng vùng Quảng Bình Quảng Trị để chế tạo bê tông xi măng dùng trong xây dựng đ ờng ô tô GTNT để giải quyết những vấn đề sau: + Giảm giá thành xây dựng (Hiện nay muốn làm đ ờng ở những vùng này vận chuyển vật liệu trung bình từ 30Km-:- 40Km). + Tận dụng đ ợc sức lao động nhàn rỗi ở địa ph ơng. + Quy trình thi công và nghiệm thu đơn giản (nhân dân địa ph ơng có thể tự tổ chức làm đ ờng đựơc) + Tận dụng đ ợc tài nguyên dồi dào ở địa ph ơng (hiện nay cát trắng ở vùng này ch a đựơc khai thác vì không biết dùng vào việc gì) + Góp phần giải quyết vấn đề Sa mạc hoá ở khu vực này và hiện t ợng cát bay, cát nhảy, cát chảy (làm ô nhiễm môi tr ờng, làm mất an toàn giao thông, lấp đồng ruộng ) đây là một vấn nạn mà các tỉnh duyên hải Miền Trung phải đối mặt. Luận án thạc sỹ KHKT Chuyên ngành Xây dựng Đ ờng ôtô và Đ ờng thành phố Võ Hồng Sơn Lớp Cao học Xây dựng CTGT Khoá 10 Trang 3 Trong những năm gần đây bêtông đ ợc sử dụng rất rộng rãi trong xây dựng công trình ở n ớc ta cũng nh trên thế giới. Tuy mang nhiều tính u việt, nh ng bêtông là sản phẩm do nhiều vật liệu không đồng nhất tạo ra, do đó cho đến nay việc dùng vật liệu để chế tạo bêtông xi măng vẫn còn nhiều vấn đề cần phải đi sâu và tiếp tục nghiên cứu. Hiện nay, vùng duyên hải Miền Trung, đặc biệt là vùng Quảng Bình Quảng Trị rất khan hiếm vật liệu cát đạt yêu cầu quy chuẩn về xây dựng. Ngoài ra việc phát triển hệ thống đ ờng sá phục vụ phát triển kinh tế của các tỉnh Miền Trung đang đặt ra những yêu cầu cấp thiết do đặc thù địa lý khu vực. Thực tế xây dựng đ ờng cho thấy việc dùng bêtông xi măng để xây dựng móng, mặt đ ờng ở khu vực này là một giải pháp kỹ thuật có hiệu quả. Đối với các tỉnh Miền Trung rất khan hiếm cát vàng xây dựng, cát đá nhiều khi phải vận chuyển hàng trăm Km đến nơi tiêu thụ, giá thành cao. Trong khi đó với hàng triệu mét khối cát trắng chạy dọc theo chiều dài của dải Miền Trung mà cho đến nay ng ời ta ch a hề dùng để chế tạo bêtông xi măng hay làm bất cứ một việc gì ngoại trừ hàng năm phải chi ra hàng chục tỉ đồng để khắc phục hậu quả do những đồi cát trắng gây ra nh nạn cát bay, cát nhảy, Cát vàng quý nh vàng Luận án thạc sỹ KHKT Chuyên ngành Xây dựng Đ ờng ôtô và Đ ờng thành phố Võ Hồng Sơn Lớp Cao học Xây dựng CTGT Khoá 10 Trang 4 Ta biết rằng cát là một loại vật liệu không thể thiếu trong ngành xây dựng nói chung và ngành giao thông nói riêng. Cát là một thành phần cấu thành lên công trình, do đó việc sử dụng cát thiên nhiên để xây dựng công trình là một vấn đề cần nghiên cứu nhằm tận dụng tối đa nguồn nguyên vật liệu này một cách hiệu quả nhất. Diện tích cát trắng cả n ớc có khoảng 600.000ha, các tỉnh miền Trung từ Thanh Hoá đến Bình Thuận có 400.000ha. Ba tỉnh Quảng Bình, QuảngTrị, Thừa Thiên Huế có tới 100.000ha, riêng Quảng Trị có 35.000ha, Quảng Bình có 42.000ha. Vấn đề đặt ra là liệu có thể dùng cát trắng nh một loại vật liệu tại chỗ dồi dào để chế tạo bêtông xi măng hạ giá thành xây dung? Nếu dùng cát trắng để chế tạo bêtông xi măng thì ảnh h ởng biều kiến của một số chỉ tiêu cơ lý của bêtông xi măng nh thế nào? và mặt trái của nó thế nào? Hiện nay các nghiên cứu về sử dụng cát trắng để làm bêtông xi măng dùng trong xây dựng trong n ớc cũng nh trên thế giới với số l ợng không nhiều và thiếu hệ thống. H Việt nam trên thực tế ch a có tr ờng hợp nào đ ợc chính thức sử dụng cát trắng làm bêtông xi măng. Trên cơ sở đó, tôi đã tiến hành nghiên cứu khả năng sử dụng cát trắng ở hai tỉnh Quảng Bình Quảng Trị nh là các vật liệu tại chỗ dồi dào để chế tạo bêtông xi măng làm móng, mặt đ ờng ô tô và các công trình khác. Đ ờng vào làng cát trắng Luận án thạc sỹ KHKT Chuyên ngành Xây dựng Đ ờng ôtô và Đ ờng thành phố Võ Hồng Sơn Lớp Cao học Xây dựng CTGT Khoá 10 Trang 5 1.2. Nội dung nghiên cứu. Nh đã nói ở trên, vật liệu cát trắng dùng để chế tạo bêtông xi măng ở trong n ớc và trên thế giới vẫn ch a đ ợc chú trọng nghiên cứu một cách hệ thống và đầy đủ. Trong khuôn khổ luận án này với thời gian có hạn, luận án chỉ đề cập đến một số nội dung chủ yếu sau: - Nghiên cứu tổng quan một số vấn đề về bêtông xi măng - Nghiên cứu tổng quan về sử dụng cát trắng để chế tạo BTXM - Nghiên cứu về cát trắng ở Quảng Bình Quảng Trị - Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm xác định c ờng độ và các chỉ tiêu liên quan của cát trắng Quảng Bình Quảng Trị để làm bêtông xi măng. Trên cơ sở đó có khuyến nghị về h ớng nghiên cứu tiếp theo và khả năng sử dụng cát trắng trong việc chế tạo bêtông xi măng. 1.3. mục tiêu cần đạt đ ợc . - Điều tra sự phân bố cát trắng ở các tỉnh Miền Trung, đặc biệt là điều tra sự phân bố và trữ l ợng cát trắng ở hai tỉnh Quảng Bình Quảng Trị. - Đánh giá c ờng độ bêtông sử dụng cát trắng so với bêtông sử dụng cát vàng. - Nêu lên u, nh ợc điểm của việc sử dụng cát trắng. - Đánh giá sơ bộ tính xã hội, môi tr ờng khi sử dụng cát trắng 1.4. kết luận phần mở đầu. Tóm lại đề tài Nghiên cứu sử dụng cát trắng vùng Quảng Bình - Quảng Trị để chế tạo bê tông xi măng dùng trong xây dựng đ ờng ô tô GTNT mang tính thực tiễn và xã hội rất cao, nó giải quyết đ ợc bài toán mà các tỉnh Miền Trung ch a có lời giải đó là: ỉ Tiền đầu t cho cơ sở hạ tầng vùng nông thôn. ỉ Nạn xa mạc hoá ngày càng trầm trọng. ỉ Tình trạng ô nhiễm môi tr ờng và mất an toàn do hiện t ợng cát bay, cát nhảy, cát chảy. [...]... thành phố Tóm lại: Các nghiên cứu trên thế giới và trong nước cho thấy có thể sử dụng cát có nguồn gốc từ biển để chế tạo bê tông xi măng không cốt thép Trên thế giới đã có nhiều nước tiến hành khai thác cát có nguồn gốc từ cát biển với khối lượng lớn để chế tạo bê tông xi măng Việc khai thác cát trắng ở Quảng Bình Quảng Trị để chế tạo bê tông xi măng trong xây dựng đường ô tô là hoàn toàn khả thi... dùng cát, sỏi biển và nước biển để chế tạo bê tông xi măng Năm 1965, ở Liên Xô cũ, hai nhà khoa học F.M Ivanov và V.C Glabkov đã công bố kết quả nghiên cứu dùng cát biển ở Hắc Hải để đổ bê tông thủy công, đặc biệt đã nghiên cứu về ảnh hưởng của hàm lượng vỏ sò hến trong cát biển đối với tính chất của vữa và bê tông xi măng Năm 1973, ở Hà Lan đã công bố tài liệu nghiên cứu dùng cát sỏi biển để chế tạo bê. .. nghiên cứu sử dụng vật liệu địa phương vùng đồng bằng sông Cửu Long làm bê tông xi măng trong xây dựng đường ô tô Các công trình này đã có một số kết luận về việc sử dụng cát mịn, cát biển, nước biển để chế tạo bê tông xi măng, tuy nhiên các đề tài này mới chỉ nghiên cứu cho cát biển ở Vũng Tàu và nước nhiễm mặn ở cửa sông Sài Gòn Năm 2004, tại thành phố Hồ Chí Minh, đã có dự án Công nghệ cải tạo cát. .. của bê tông Võ Hồng Sơn Lớp Cao học Xây dựng CTGT Khoá 10 Trang 19 Luận án thạc sỹ KHKT Chuyên ngành Xây dựng Đường tô và Đường thành phố 2.4.3.2 Các nghiên cứu ở trong nước Đề tài Nghiên cứu sử dụng vật liệu địa phương vùng đồng bằng sông Cửu Long làm bê tông xi măng trong xây dựng đường ô tô do PGS.TS Trần Tuấn Hiệp Trường đại học Giao thông Vận tải thực hiện đã có một số kết luận như sau về cát. . .Luận án thạc sỹ KHKT Chuyên ngành Xây dựng Đường tô và Đường thành phố Chương 2 khái quát đặc điểm tự nhiên, dân sinh kinh tế vùng cát quảng bình quảng trị và tổng quan về nghiên cứu sử dụng cát nguồn gốc từ cát biển làm bê tông xi măng 2.1 đặc điểm chung vùng cát quảng bình quảng trị Đặc điểm chung của vùng cát Quảng Bình, Quảng Trị là vùng nằm xen kẽ đồng ruộng, trải... thi Võ Hồng Sơn Lớp Cao học Xây dựng CTGT Khoá 10 Trang 25 Luận án thạc sỹ KHKT Chuyên ngành Xây dựng Đường tô và Đường thành phố Chương 3 nghiên cứu về cát trắng quảng bình - quảng trị 3.1 Tổng quan về vật liệu xây dựng ở Quảng Bình Quảng Trị Vật liệu xây dựng chủ yếu ở Quảng Bình Quảng Trị gồm có đá vôi, đá Granít, sỏi, cát vàng, cát biển và cát trắng - Đá vôi: + ở Quảng Bình phân bố chủ yếu ở các... biển và hải đảo có một khối lượng rất lớn cát nhiễm mặn, nhưng loại cát này lại không được sử dụng để chế tạo bê tông xi măng Vấn đề này đã đặt ra cho các nhà khoa học vật liệu xây dựng một vấn đề và đòi hỏi nghiêm túc: Nghiên cứu sử dụng cát biển làm bê tông xi măng 2.4.1.2 Các nghiên cứu ở nước ngoài về sử dụng cát có nguồn gốc từ cát biển làm bê tông xi măng Đầu thế kỷ 20, nhà khoa học người Anh... cường độ của bê tông xi măng cát biển cao hơn hẳn bê tông xi măng cát vàng trong những ngày tuổi thấp hơn 20 ngày Sau đó tốc độ tăng trưởng cường độ của bê tông xi măng cát biển chậm dần và đến sau 28 ngày tuổi thì thấp hơn chút ít so với bê tông xi măng cát vàng Dự án Công nghệ cảt tạo cát nhiễm mặn, nước biển tạo thành cốt liệu cho vữa bê tông do TS Nguyễn Hồng Bỉnh Hội Khoa học kỹ thuật xây dựng Thành... chế tạo bê tông xi măng Trong chiến tranh thế giới lần thứ II, Mỹ đã xây dựng nhiều công trình bằng bê tông xi măng sử dụng cát biển ở các vùng ven biển và vùng đảo cho mục đích quân sự 2.4.1.3 Các nghiên cứu trong nước về sử dụng cát có nguồn gốc từ cát biển làm bê tông xi măng Với đường bờ biển dài hơn 3000 km, dọc theo nó là vùng chịu ảnh hưởng bồi đắp của các con sông, trữ lượng cát mịn sông biển... theo định hướng xã hội chủ nghĩa 2.4 tổng quan về nghiên cứu sử dụng cát nguồn gốc từ cát biển làm bê tông xi măng 2.4.1 Các nghiên cứu về sử dụng cát nguồn gốc từ cát biển làm bê tông xi măng 2.4.1.1 Sơ lược lịch sử phát triển bê tông trên thế giới và trong nước Trong lịch sử phát triển của lịch sử loài người, sự phát triển của vật liệu xây dựng luôn luôn đi theo sự phát triển tri thức và sự phát triển