Nghiên cứu giải pháp giảm thiểu tác động môi trường trong thi công đường giao thông nông thôn

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM Tr MIỆN TRUONG DH KY Trust COAG NOE TP HỆM 401GO 2656 HỌC VIÊN: NGUYÊN NHẬT DUY 13415 ĐÈ TÀI

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP GIÁM THIẾU TÁC DONG MOI TRUONG

TRONG THI CONG DUONG GIAO THONG NONG THON

LUAN VAN THAC Si

Chuyên ngành: Công Nghệ Môi Trường

Mã số: 608506

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN MẠNH HÙNG

TP HO CHi MINH, thang 9 nam 2011

Trang 2

TRUỜNG ĐH KỸ THUÁT CỔNG NGHE TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÒNG QLKH - ĐTSDH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TP HCM, ngày tháng 9 năm 2011

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Nhật Duy Giới tính: Nam Ngày tháng năm sinh: ngày 07 tháng 10 năm 1983 Nơi sinh: Vũng Tàu Chuyên ngành: Công nghệ Môi trường MSHV: 0981081008

I- TÊN ĐÈ TÀI: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP GIẢM THIÊU TAC DONG MOI TRƯỜNG TRONG THỊ CÔNG ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiêm vụ:

Nghiên cứu cải tiến biện pháp thi công nhằm:

- _ Giảm thiểu ô nhiễm môi trường

- _ Tận dụng đất tại chỗ hạn chế tình trạng khai thác đất đá sỏi đỏ

Nội dung:

» Tổng quan về các phương pháp thi công truyền thống, các phương pháp thi công sử dụng phụ gia gia có đất

" Nghiên cứu các phương pháp gia cố đất trong phòng thí nghiệm

" Ứng dựng phương pháp gia cô tại xã Vĩnh Thuận Huyện Vĩnh Thuận Tỉnh Kiên Giang "_ Đánh giá hiệu quả của phương pháp cải tiễn so với phương phương pháp truyền thống: - Về công nghệ - _ Về môi trường

-_ Kinh tế và khả năng ứng dụng rộng rãi HI- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: tháng 9 năm 201 1 v- CAN BO HUONG DAN: TS NGUYEN MANH HUNG

KHOA QUAN LY CHUYEN NGANH

(Ho tên và chữ ky)

CÁN BỘ HƯỚNG

Trang 3

LOLCAM DOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả

Trang 4

LOI CAM ON

Luận văn này được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Trung tâm

trọng điểm III, Viện khoa học và cơng nghệ GTVT

Đề hồn thành được luận văn này tôi đã nhận được rất nhiều sự động viên, giúp đỡ của nhiều cá nhân và tập thế

Trước hết, tôi xin bày tô lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Mạnh Hùng đã hướng dẫn tôi thực hiện nghiên cứu của mình

Xin cùng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thây cô giáo, người đã đem lại cho tôi những kiến thức bồ trợ, vơ cùng có Ích trong những năm hoc vừa qua

Cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Đại học Kỹ thuật Công nghệ, Phòng kỹ thuật giao thông đường bộ, Trung tâm lII đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập

và làm việc

Cuỗi cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, những người

đã luôn bên tôi, động viên và khuyến khích tôi trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu của mình

Trang 5

TOM TAT LUAN VAN

Luan van “NGHIEN CUU GIAI PHAP GIAM THIEU TAC DONG MOI TRƯỜNG TRONG THỊ CÔNG ĐƯỜNG GIAO THONG NONG THON” Ja đề

tài hướng đến cải tiến biện pháp thi công hiện nay nhằm mục đích: Giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tận dụng đất tại chỗ hạn chế tình trạng khai thác đất đá sỏi

đỏ

Nội dung nghiên cứu của luận văn là dựa trên các phương pháp thi công truyền

thống và các phương pháp thi công mới sử dụng phụ gia gia cố đất để tìm ra phương pháp thi công gây tác động đến môi trường ít nhất có thể Cụ thể:

- _ Nghiên cứu các phương pháp gia cố đất trong phòng thí nghiệm

Trang 6

CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS NGUYÊN MẠNH HÙNG Cán bộ chấm nhận xét l : Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP HCM ngày tháng năm 2011 Thanh phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Khoa quản lý chuyên ngành sau khi

luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

Trang 7

MUC LUC

TOM TAT LUAN VAN MUC LUC

DANH MUC CAC TU VIET TAT DANH MUC CAC BANG

DANH MUC CAC BINH VE, BIEU DO

ĐẶT VẤN ĐẼ Q SH nhe HH ghe He 1

1 SU CAN THIET CUA DE oi cccecccccscccseescsteces cscssseessneerie ssesanesnueesncsinsosiseneesearenees 1 2 MỤC TIÊU CỦA ĐÈ TÀI ă cinnessieesnenere 1 ki 0090)c06:i5 0200 1 4 ĐÓI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ằề che 1 CN) 0 202020900075 1 2c ve nha 1 7 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - - cài eeseneen 2 90:00/9)5108H019)1019)07 90077 3 1.1.TÔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP THỊ CÔNG 3 1.1.1 Phần móng đường -. nh He re 3 Na a 4 1.2.TÔNG QUAN VE CONG NGHE GIA CO BAT BANG CHAT 3 ie 0 4 1.2.1 Các chất phụ gia và cơ sở khoa học cteHirrerirrrreirre 4 nh 4 12.12 Ximăng ì.ei Hhhherrieirrierrree 8 1.2.1.3 Chấtphụ gia hữu cơ DZ33 Hee 11 13.CAC TAC BONG DEN MOI TRUGNG TRONG THI CONG

DUONG GTNT HIEN NAY 1.3.1 Trong giai doan cung cấp va van chuyén nguyén vat ligu

Trang 8

1.33 So sánh công nghệ sử dụng đất đá (PPTT) và công nghệ gia có

đất tại chỗ (PPGCĐ) trong làm móng đường -.csccce 15 13.4 So sánh các phương pháp truyền thống và phương pháp sử đụng

vữa nhựa trong làm mặt đường

1.3.5 Các thí nghiệm đất nguyên dạng cần thực hiện 16

CHƯƠNG II: TIẾN TRÌNH VÀ KET QUA THÍ NGHIỆM TRONG

2.1.TIỀN TRÌNH THÍ NGHIỆM

2.1.1 Các thí nghiệm chất dính kết vô cơ và phụ gia DZ33 22 2.1.2 Tiến trình thí nghiệm . -55: 222 HH mướn 23 2.2 BÁO CÁO KÉT QUÁ THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG 25

2.2.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật của đất nguyên đạng 25

2.2.2 Tổng hợp kết quả thí nghiệm công nghệ gia cố đất 26

2.2.2.1 Đất gia cỗ cơ học (không có vôi, xi măng và phụ gia) và đất gia cổ DZ33 cu HH re 26 2.2.2.2 Đất gia cố vôi, xi măng và đất gia có vôi, xỉ măng + phụ F,.8/2-0 88 xe ố 27 CHƯƠNG HI: TIỀN TRÌNH VÀ KÉT QUA THỰC NGHIỆM 36 3.1.TIỀN TRÌNH THỰC NGHIỆM - 36 3.1.1 Sử đụng vật liệu đất tại chỗ gia cố 8% x1 mang kết hợp phụ

gia DZ33 làm móng đường - -.- cnhhrrrrerdree 36 3.1.2 Mat đường phủ mỏng theo công nghệ vữa nhũ tương nhựa

b0 ắ 38

3.2 BẢO CÁO KÉT QUÁ THỰC NGHIỆM 40 3.2.1 Kết quả đo đạc mẫu đất và nước Sỉ 40 3.211 Kết quả mẫu đất phần móng gia “An eeeene 42 3.212 Kết quả mẫu lớp phủ mặt vữa nhựa có cìn 42 3.2.2 Két qua phan tich dung dịch chiết từ mẫu vật liệu 44 32.3 Kết quả mẫu khí -ccocScrtinertrrrrririerirrririirriei 48

Trang 9

KET LUAN - KIEN NGHI ¬— 53 1, KET LUAN

2 KIEN NGHI

TAI LIEU THAM KHAO

PHU LUC 1- KET QUA THI NGHIEM PHU LUC 2— HINH ANH THUC NGHIEM

Trang 10

DANH MUC BANG

1.1 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng vôi - s 2s

1 2 Tải lượng chất Ô nhiễm trong nước thâi sinh hoạt

1.3 Kích thước sàng phân loại .- - nn HH HH Hư 2.1 Chỉ tiêu cơ lý của Xi măng

2.2 Tổng hợp kết quả thí nghiệm đất gia cố cơ học và đất gia cố DZ33

2.3 Tổng hợp kết quả thí nghiệm đất gia cố Vôi Xi măng và đất gia có Vôi Xi mặp cộng DZ34 LH TH Hàn TK Tà Hà cà ng KH TH hết

3.1 Kết quả phân tích mẫu vật liệu đất gia có trong điều kiện bình thường

3 2.Kết quả phân tích mẫu vật liệu đất gia cổ trong điều kiện ngập nước 3 3 Thành phần kim loại trong mẫu lớp vật liệu phủ mặt(Tim đường) 3 4 Thành phần kim loại trong mẫu lớp vật liêu phủ mặt(Lầ trái) cà 3.5 Thành phan kim loai trong mẫu lớp vật liêu phủ mặt(Là phải) 3.6 Kết quả mẫu dung địch chiết từ vật liệu - 0S tre DANH MỤC HÌNH

1.1 Kích thước sàng phân loại

1.2 M61 tong quan gitra dung trọng khô và độ am toi wu

2.1 Bão đưỡng mau trong cát và ngâm bão hòa trong nước 1 24 2.2 Thi nghiém mréc va thi nghiém tham .c c.cccscsecseesseeesssesseseeseesseeseessensees 25 2.3 Quan hệ Mô đun đàn hồi Eg, cla đất gia cố DZ33 theo ngày tuổi 27

2.4 Quan hệ giữa mô đun đàn hồi đất gia có vôi và ngày tuổi - 29 2.5 Biểu đồ thể hiện mối quan hệ E¿., R„, Rech, CBR va ngay tuổi giữa mẫu gia

Cà tu o8 NA 4 30

2.6 Quan hệ giữa cường độ chịu nén R„ và ngày tuôi „ 30

2.7 Tổng hợp quan hệ cường độ chịu nén và ngày tuổi c eeees 31

2.8 Mô đun đàn hồi của đất gia có Ege 32 2.9 Cường độ chịu nén của đất gia cỗ Ra 33

3.1 Trinh tr thi CONG Ố 37

Trang 11

LUAN VAN CAO HOC GVHD: TS Nguyễn Mạnh Hùng

1 SỰ CÀN THIẾT CỦA DE TAI:

Như chúng ta đã biết việc khai thác vận chuyên đất, đá để làm vật liệu cho các công trình giao thông trong khu vực ĐBSCL diễn ra tràn lan đã khiến cho nhiều đôi núi trên

dia bản đang dần biến mắt, kéo theo tình trạng ô nhiễm môi trường và khan hiếm

nguồn nguyên vật liệu

Hơn nữa trong quá trình thi công, việc vận chuyển nguyên vật liệu, hoạt động nung nấu nhựa đường va đảo đều các nguyên liệu nêu trên đã gây tiếng ðn, bụi, khói, mùi

hôi (nhựa đường) làm ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân

Từ những bức xúc trên đề tài: “Nghiên cứu giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường

trong thi công đường giao thông nông thôn” được tiến hành vừa đảm bảo về mặt kinh

tế kỹ thuật vừa giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường 2 MUC TIEU CUA DE TAL:

Cải tiến biện pháp thi công nhằm:

-_ Giảm thiểu ô nhiễm môi trường

- Tan dụng đất tại chỗ hạn chế tình trạng khai thác đất đá sỏi đỏ 3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Tổng quan về các phương pháp thi công truyền thống, các phương pháp thi công sử dụng phụ gia gia có đất

Nghiên cứu các phương pháp gia cỗ đất trong phòng thí nghiệm

Ứng dựng phương pháp gia cố tại xã Vĩnh Thuận Huyện Vĩnh Thuận Tỉnh Kiên Giang Đánh giá hiệu quả của phương pháp cải tiến so với phương phương pháp truyền thống: - Về công nghệ - _ Về môi trường

- Kinh tế va khả năng ứng dụng rộng rãi

4 ĐÓI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: Đường giao thông nông thôn 5 PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long 6 Ý NGHĨA CỦA ĐÈ TÀI:

Trang 12

Ý nghĩa thực tiên: Kết quả nghiên cứu không chỉ nhăm giảm thiêu ô nhiễm môi

trường mà còn khắc phục được hiện trạng khan hiếm nguyên vật liệu làm đường trong

thi công đường giao thông nông thôn Phát huy nội lực để xây dựng mạng lưới đường giao thông nông thôn theo mô hình bên vững “Nhà nước và Nhân dân cùng làm”

7 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

~ Phương pháp thu thập xử lý số liệu

- Phương pháp nghiên cứu, khảo sát thực địa - Phương pháp phân tích, đánh giá, so sánh

- Phương pháp chuyên gia

- Phương pháp thỉ nghiệm trong phòng - Phương pháp thực nghiệm

Trang 13

LUAN VAN CAO HOC 1.1 TONG QUAN PHUONG PHAP THI CONG: GEHD: TS Nguyễn Mạnh Hùng 1.1.1 Phần móng đường: Chủ yếu được thi công theo các công nghệ như sau

Loại tầng móng Phạm vi sử dụng Điều kiện sử dụng

Vị trí tang | Loai tang móng móng

1} Đá dăm nước có hay | Lớp móng trên | Cấp cao Al,|- Rải l hoặc nhiều lớp

không gia cố A2 trên cấp phối; Cấp phối

- Đá dăm cấp phối có hay đá dăm, sỏi cuội; Đá ba,

không gia cố đất hoặc đá dăm gia có

2)- Đá dăm sỏi đỏ có hay | Lớp móng trên | Câp cao A1,|- Rai 1 I6p da dam cap

không gia cỗ A2 phối đá dăm, sỏi hoặc đá

ba

3) —Đất cát gia cé chất kết | Lớp móng trên Cấp cao A2 - Rải trực tiếp trên nên

dính võ cơ hoặc hữa cơ hoặc lớp móng đất

dưới

4) - Câp phôi thiên nhiên | Lớp móng | Cấp cao A2 - Rải trên nên đất

cấp phối cuội, cấp phối | đưới Cấp thấp BI đá dăm, cấp phối laterit

không gia cô

5)- Phế Hệu công nghiệp, | Lớp móng | Cấp thấp BI, | - Rải trên nên đất

Trang 14

Loại tằng mặt Vật liệu và cấu tạo tẳng mặt Phạm vi sử dụng Cấp cao A1 - Bê tông nhựa chặt - Trên các tuyến đường cáp I,

Ill, đường cao tốc, đường

trục chính toàn thành và trục chính khu vực ở các đô thị, đường trong xi nghiệp lớn

Cáp cao A2 - Bê tông nhựa nguội và ấm, trên có - Trên các tuyến đường cấp

táng nhựa l-VI và các đường trục - Thắm nhập nhựa chính đô thị ~ Đá dăm nước láng nhựa - Chỉ dùng cho đường cấp IV- V và các đường phố đô thị

Cấp tháp B1 Cắp tháp B2 | - Đá gia có chất KD vô cơ láng nhựa ~- Trên các tuyến đường cấp

- Đá dăm nước có lớp bảo vệ rời rac IV và các đường phố ở độ

in

- Cấp phối - Trên các tuyến đường cấp VI

- DAt cải thiện hạt đất đá tại chỗ, phế hiệu Tản hơn p

công nghiệp gia cố CKDVC hoặc CKDHC

trên các lớp hao mòn và bảo vệ

1.2 TONG QUAN VE CONG NGHE GIA CO DAT BANG CHAT PHY GIA

Cơ chế gia có đất, hóa đất thành đá đã được nước ngoài sử dụng trong xây dựng và

giao thông, nhất là trong giao thông, từ hơn một thập kỷ qua, được biết như dựa trên

cơ sở khoa học của sự xuyên sinh Một số thực nghiệm đạt hay chưa đạt thành công ở

Việt Nam như gia cố đất với Vôi, Xi ming, Beestar, Con-Aid, Ecocurie, DZ33 sau khi đã tính được liều lượng đúng đắn, có thẻ, trong chừng mực nảo đó, tạo được vật liệu xây dựng từ đất tại chỗ, với độ chịu tải, độ chống thấm cao và cảng cao theo thời gian

Việc nghiên cứu thay thế đá sỏi đỏ, nhựa đường nóng bằng gia cố đất tại chỗ và hỗn hợp nhựa nẹ

1.2.1 Các chất phụ gia và cơ sở khoa học:

1.2.1.1 Vôi thủy hóa

Vôi thủy là chất kết dính vô cơ không những có khả năng rắn chắc trong không khí mà còn có khả năng rắn chắc trong nước, nhưng mức độ rắn chắc trong nước yếu

hơn nhiều so với xi măng poóc lăng

Vôi thủy được sản xuất bằng cách nung đá mácnơ (chứa nhiều sét 6-20%) ở nhiệt

ũ

Trang 15

LUAN VAN CAO HOC GVHD: TS Nguyén Manh Hing

Ở nhiệt độ 900 C đầu tiên đá vôi bị phân hủy tạo ra CaO, sau đó CaO tác dụng

với SiO,, ALO, › FeO, có trong sét để tạo ra khoáng mới theo phản ứng :

2CaO + 251O = 2Ca0.Si0, ` 2CaO + 2Fe O = 2CaO.Fe O 2 3 2 3 CaO + AI O = CaO AI O_ 2 3 2 3 CaO + Fe O = CaO Fc O_ 2 3 2 3

Nếu trong đá vôi có lẫn tạp chất MgCO, thi trong thành phần của vôi thủy còn có Mgo Như vậy sau khi nung trong thành phần của vôi thủy gồm có: - 2Ca0.Si0, (C 5); - 2CaO FeO, (CP); - Ca0.ALO, (CA); - CaO.Fc O, (CF); - CaO va MgO

Nhờ có khống C_§, C F, CA và CF mà vôi thủy rắn chắc được trong môi trường

ầm ướt và trong nước

Thành phần CaO và MgO không răn chắc được trong môi trường nước nhưng nó làm cho vôi thủy để tôi hơn Tỉnh chất Khối lượng riêng, khối lượng thể tích : 3 Khối lượng riêng : p = 2200 - 3000 kg/m £ 3 3 Khôi lượng thê tích : p= 500 - 800 kg/m Độ mịn:

Khi độ mịn càng cao thì quá trình cứng rắn xảy ra càng nhanh, triệt để, cường độ chịu lực tốt Do đó độ mịn của vôi thủy phải đảm bảo chỉ tiêu lượng lọt qua sang 4900

2 k

lỗ /cm > 85% (tương đương như xi măng pooc lăng) Bột vôi thủy có màu hông nhạt Khả năng răn chắc trong nước:

Trang 16

LUẬN VĂN CAO HỌC GVHD: TS Nguyễn Mẹnh Hùng

Khả năng chắc trong nước của vôi thủy yêu xi măng và phụ thuộc vào

hàm lượng các khoáng Cs; CF ; CA; CF, cac khoang nay cảng nhiéu thi kha nang ran chắc trong nước càng mạnh

Cường độ chịu lực

Khả năng chịu lực của vôi thủy cao hơn vôi không khí nhưng thấp hơn xi măng pooc lăng và được đánh giá thông qua cường độ chịu nén

Cường độ chịu nén của vôi thủy thường từ 20 - 50 kG/em

Giới hạn cường độ nén của vôi thủy là cường độ nén trung bình của các mẫu thí nghiệm hình lập phương có cạnh 7,07 cm được chế tạo bằng vữa vôi thủy: cát, tỷ lệ

1:3 (theo khối lượng) ở tuôi 28 ngày

Cách xác định cường độ nén của vôi thủy như sau:

Trộn 900g bột vôi thủy với 2700g cát thông thường và 360 g nước Cho hỗn hợp

vữa vào 3 khuôn mẫu hình lập phương cạnh 7,07cm thành 2 lớp, đầm chặt, gạt bằng

và miết phẳng bề mặt các mẫu Để các khuôn mẫu trong thùng đưỡng hộ âm 24 + 2

giờ, sau đó tháo khuôn và đưỡng hộ ẩm 6 ngày, ngâm tiếp trong nước thêm 21 ngày

nữa

Sau 28 ngày kể từ ngảy đúc, mẫu được vớt lên lau khô bằng vải rồi đem thí

nghiệm xác định cường độ chịu nén Công dụng:

Véi thủy được dùng để sản xuất vữa xây, vữa trát, sản xuất bê tông mác thấp Trước khi cho vữa vôi thủy tiếp xúc với môi trường nước phải để trong môi trường

không khí 2- 5 ngày (nếu là vôi thủy mạnh), 2 - 3 tuần (nếu là vôi thủy yếu) sau đó

mới cho tiếp xúc với nước để thành phần CaO rắn chắc theo cách cacbonat hóa

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng vôi

Chất lượng vôi càng tốt khi bàm lượng CaO càng cao và cấu trúc của nó cảng tốt (dễ tác dụng với nước) Do đó đề đánh giá chất lượng của vôi người ta xem xét các chỉ

tiêu Sau :

Đô hoại tính của vôi

Độ hoạt tính của vôi được đánh giá bằng chỉ tiêu tong ham lugng CaO va MgO,

Trang 17

Khi vôi tác dụng với nước (tôi vôi) phát sinh phản ứng tỏa nhiệt, nhiệt lượng

phát ra làm tăng nhiệt độ của vôi, vôi càng tỉnh khiết (nhiều CaO) thì phát nhiệt càng nhiều, nhiệt độ vôi càng cao và tốc độ tôi càng nhanh, sản lượng vôi vữa cũng càng

lớn như vậy phẩm chất của vôi cảng cao

Nhiệt độ tôi : Là nhiệt độ cao nhất trong quá trình tôi

Tốc độ tôi (thời gian tôi) : Là thời gian tính từ lúc vôi tác đụng với nước đến khi đạt được nhiệt độ cao nhất khi tôi

Sản lượng vôi:

Sản lượng vôi vữa là lượng vôi nhuyễn tính bằng lít do Ikg vôi sống sinh ra sản lượng vôi vữa càng nhiều vôi cảng tốt

Sản lượng vôi vữa thường có liên quan đến lượng ngậm CaO, nhiệt độ tôi và tốc độ tôi của vôi Vôi có hàm lượng CaO càng cao, nhiệt độ tôi và tốc độ tôi càng lớn thì

sản hrợng vôi vữa càng nhiều Luong hat san:

Hạt sạn là những hạt vôi chưa tôi được trong vôi vữa Hạt sạn có thé là vôi gia

lửa, non lửa hoặc bã than v.v

Lượng hạt sạn là tỷ số giữa khối hrợng hạt sạn so với khối lượng vôi sống (các hạt còn lại trên sang 124 lỗ /em ), tính bằng %

Lượng hạt sạn liên quan đến nhiệt độ tôi và và sản lượng vôi vữa, khi lượng hạt sạn cảng lớn thì phân vôi tác dụng với nước càng ít đi do đó nhiệt độ tôi và sản lượng

vôi vữa càng nhỏ

Đô mỉn của bột vôi sông:

Bột vôi sống cảng mịn cảng tốt vì nó sẽ thủy hóa với nước càng nhanh và càng

triệt để, nhiệt độ tôi và tốc độ tôi càng lớp sản lượng vữa vôi càng nhiều

Các chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng của vôi được quy định theo TCVN 2231 - 1989 bảng 1.1

Trang 18

LUAN VAN CAO HOC Bang 1.1: danh gid chat hrong voi GVHD: TS Nguyễn Mạnh Hùng

Tên chỉ tiêu Vôi cục và vôi bột nghiên Loại Ï Loại II Loại II 1 Tốc độ tôi vôi, phút

a Tôi nhanh, không lớn hơn 10 10 10 b Tôi trung bình, không lớn 20 20 20 hơn c Tôi chậm, lớn hơn 20 20 20 2 Hàm lượng MgO,%,không 5 5 5 lớn hơn 3 Tông hàm lượng 88 80 70 (CaO+MgO) hoạt tinh, % , không nhỏ hon 4 Độ nhuyễn của vôi tôi, l/kg, 24 2,0 1,6 không nhỏ hơn

5 Hàm lượng hạt không tôi 5 7 10

được của vôi cục, %, không lớn hơn 6 Độ mịn của vôi bột,%, không lớn hơn : | - Trên sàng 0,063 2 2 2 ~ Trên sàng 0,008 10 10 10 1.2.1.2 Äi măng Ly thuyết về sự rắn chắc của xi măng: Phản ứng thuỷ hoá

Khi nhào trộn xi măng với nước, ở giai đoạn đầu xảy ra quá trình tác dụng nhanh của khoáng alit với nước tạo ra hyđrosilicat canxi và hyđroxit canxi

2(3Ca0.SiO ) + 6HO = 3CaO.2SiO 3H,O + 3Ca(OH)

Vì đã có hyđroxit canxi tách ra từ khoáng alit nên khoáng belit thuỷ hoá chậm

hơn alit và tách ra ít Ca(OH), hơn :

Trang 19

_ Hyđrosilicat canxi hình khi thuỷ hoá hồn tồn đơn khống silicat tricanxi

ở trạng thái cân bằng với dung dịch bão hoa hydroxit canxi Tỷ lệ CaO/SiO, trong cac

hydrosilicat trong hd xi mang có thể thay đổi phụ thuộc vào thành phan vat liệu, điều

kiện rắn chắc và các yếu tố khác Pha chứa alumô chủ yếu trong xi măng là aluminat tricanxi 3Ca0.AL O,, đây là pha hoạt động nhất, Ngay sau khi trộn với nước, trên bề mặt các hạt xi măng đã có lớp sản phẩm xốp, không bền có tỉnh thé dang tim mong

luc gidc cla 4CaO.Al_ O, 9H_O và 2.CaO.AI O 8H_O Cấu trúc dang tơi xốp này làm giảm độ bền nước của xi măng Dạng ôn định của nó là hyđroaluminat 6 nước có tỉnh thể hình lập phương được tạo thành từ phản ứng:

3Ca0.AL 0, +6HO= 3CaO.AI O,.6H,O

Để làm chậm quá trình đông kết khi nghiền clinke cần cho thêm một lượng đá

thạch cao (3% + 5% so với khối lượng xi măng) Sunfat canxi sẽ đóng vai trò là chất

hoạt động hoá học của xi măng, tác đụng với aluminat tricanxi ngay từ đầu để tạo

thành sunfoaluminat canxi ngậm nước (khoáng etringit) :

3CaO.ALO +3 (CaSO 2H O) +26HO= 3CaO.AI O 3CaSO 32H O

Trong dung dịch bão hoà Ca(OH),, ngay từ đầu ctringit sẽ tách ra ở dạng keo

phân tán mịn đọng lại trên bề mặt 3CaO.AI O, làm chậm sự thuỷ hoá của nó và kéo

dài thời gian đông kết của xi măng Sự kết tỉnh của Ca(OH), từ dung dịch quá bão hoà sẽ làm giảm nồng độ hyđroxit canxi trong dung dich và etringit chuyển sang tinh thé

dạng sợi, tạo ra cường độ ban đầu cho xi măng Etringit có thể tích lớn gấp 2 lần so với thể tích các chất tham gia phản ứng, có tác dụng chèn lấp lỗ rỗng của đá xỉ măng,

làm cường độ và độ ổn định của đá xi măng tăng lên Cấu trúc của đá xi măng cũng sẽ

tốt hơn do hạn chế được những chỗ yếu của hyđroaluminat canxi Sau đó etringit còn

tác dụng với 3CaO.ALO, còn lại sau khi đã tác dụng với đá thạch cao dé tao ra muối

kép của sunfat :

2(3CaO.AI O }+3CaO.AI O 3Ca.SO, 32H O122H O = (3CaO.AI O,.CaSO,.18H O) Feroaluminat tetracanxi tác dụng với nước tạo ra hydroaluminat va hydroferit canxi :

4CaO.AI O FeO + mH_O =3CaO.AI O 6H O + CaO.Fc O nH O 2 3 2 3 2 2 3 2 2 3 2

Hydroferit sé nằm lại trong thành phần của gen xi măng, con hydro-aluminat sé tac

Trang 20

LUAN VAN CAO HOC GVHD: TS Nguyén Manh Hang

Hồ xi măng tạo thành sau khi nhào trộn xi măng với nước là loại huyền phù đặc

của nước Trước khi tạo hình hỗn hợp bê tông và bắt đầu đông kết, hồ xi măng có cấu trúc ngưng tụ Trong đó những hạt rắn hút nhau bằng lực Vanđecvan và liên kết với nhau bằng lớp vỏ hyđrat Cầu trúc này sẽ bị phá huỷ khi có lực cơ học tác dụng (nhào,

trộn, rung ) nó trở thành chất lỏng nhớt, dễ tạo hình Việc chuyển hồ sang trạng thái

chảy mang đặc trưng xúc biến, có nghĩa là khi loại bỏ tác dụng của lực cơ học thì liên kết cầu trúc trong hệ lại được phục hồi

Tỉnh chất co hoc - cầu trúc của bồ xi măng tăng theo mức độ thuỷ hoá xi măng Thí dụ ứng suất trượt của hồ đo được sau khi nhào trộn là 0,1kG/em , khi bắt đầu đông kết tăng lên 15 lần (1,5 kG/cm ), còn khi kết thúc đông kết lên 50 lần (5kG/cm ) Như vậy, hồ xi măng có khả năng thay đổi nhanh tính lưu biến trong khoảng l ~ 2

giờ

Sự hình thành cấu trúc của hỗ xi măng và cường độ của nó xảy ra như sau :

Những phân tố cấu trúc đầu tiên được hình thành sau khi nhào trộn xỉ măng với nước là etringit, hyđroxit canxi và các sợi gen CSH Etringit dạng lăng trụ lục giác được tạo

thành sau 2 phút, còn mầm tính thé Ca(OH), xuất hiện sau vải giờ Phần gen của hyđrosilicat canxi đầu tiên ở dạng “bó” Những lớp gen mỏng tạo thành xen giữa các

tinh thé Ca(OH), làn đặc chắc thêm hồ xi măng

Đến cuối giai đoạn đông kết cấu trúc cơ bản của hỗ xi măng được hình thành làm cho nó biến đôi thành đá xi măng

Giải thích quá trình rắn chắc của xi măng:

Khi xi măng rắn chắc, các quá trình vật lý và hoá lý phức tạp đi kèm theo các

phản ứng hoá học có một ý nghĩa rất lớn và tạo ra sự biến đổi tông hợp, khiến cho xi măng khi nhào trộn với nước, lúc đầu chỉ là hồ đẻo và sau biến thành đá cứng có

cường độ Tất cả các quá trình tác dung trong hỗ của từng khoáng với nước để tạo ra

những sản phẩm mới xây ra đồng thời, xen kế và ảnh hưởng lẫn nhau Các sản phẩm

mới cũng có thể tác dụng tương hỗ với nhau và với các khoáng khác của clinke để

hình thành những liên kết mới Do đó hồ xi măng là một hệ rất phức tạp cả về cầu trúc thành phần cũng như sự biến đổi Để giải thích quá trình rắn chắc người ta thường

Trang 21

LUAN VAN CAO HOC GVHD: TS Nguyén Manh Hùng

clinke sẽ tác dụng với nước ngay trên bề mặt hạt xi măng Những sản phẩm mới tan

được [Ca(OH) ; 3CaO.AI O 6H O] sẽ tan ra Nhưng vì độ tan của nó không lớn và

lượng nước có hạn nên dung dịch nhanh chóng trở nên quá bão hoa

Giai đoạn hoá keo : Trong dung dịch quá bão hoà, các sản phẩm Ca(OH) ;

3CaO.AI O 6H O mới tạo thành sẽ không tan nữa mà ton tai ở trạng thái keo Còn

các sản phẩm etringit CSH vốn không tan nên vẫn tồn tại ở thể keo phân tán Nước

vẫn tiếp tục mất đi (bay hơi, phản ứng với xi măng), các sản phẩm mới tiếp tục tạo

thành, tỷ lệ rắn/lỏng ngày một tăng, hỗn hợp mắt dần tính dẻo, các sản phẩm ở thể keo

liên kết với nhau thành thể ngưng keo

Giai đoạn kết tỉnh : Nước ở thể ngưng keo vẫn tiếp tục mất đi , các sản phẩm mới

ngày càng nhiều Chúng kết tỉnh lại thành tính thể rồi chuyển sang thể liên tỉnh làm cho cả hệ thống hoá cứng và cường độ tăng

1.2.1.3 Chất phụ gia hữu cơ D233:

Cơ chế hoạt động của DZ33 là làm giảm lượng nước tổn tại trong đất, từ đó dẫn tới làm giảm khoảng rỗng giữa các hạt đất Độ chặt tối đa có thể dễ dàng đạt được bằng cách làm giảm độ chịu ma sát giữa các hạt đất và làm giảm độ trương nở của các hạt đất DZ33 có tác dụng làm tăng độ chặt và cường độ căng của đất bằng cách hợp nhất các phân tử sét và các thành phần khác trong đất hình thành một khối bền chặt và vững chắc Thông qua lực nén ép, lu lèn, DZ33 có thẻ đạt được hiệu quả hợp nhất toàn phần.Ưu điểm của DZ33 là:

e Gia tăng độ chặt của đất

e Tang khả năng chịu tải e Giảm công đầm, nén

e_ Giảm chỉ phí duy tu bảo dưỡng ø_ Giảm chỉ phí nhân công và vật liệu e Không độc hại va dé sir dung

e_ Giúp giảm nhu cầu vật liệu cấp phối đất tiền và tận dụng các vật liệu giá thành thấp sẵn có.(Có thể giảm 15-20% so với phương pháp truyền thống)

Trang 22

DZ33 gia ting độ hợp nhất giữa c các hạt đất thông q qua hoạt động > xúc tác của các

En-zim, hình thành một tầng đất liên kết bên chặt, vững chắc với độ thấm thấp

Thành phần của DZ33:

Nước và các Protein sạch được chiết xuất từ các nguyên liệu nguồn gốc thực vật

Bảo quản ở nhiệt độ dưới 120°F Nhiệt độ đông lạnh không làm ảnh hưởng tới tính

năng của sản phẩm

` Minh hoa Phan tu

` BEFORE SURFACTANTS AFTER ORGANIC COMPOUNDS

CLAY PARTICLES r `

1.3.CÁC TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG TRONG THỊ CÔNG ĐƯỜNG

GTNT HIỆN NAY: Các tác động lên môi trường không khi, môi trường

nước, môi trường đất trong cả quá trình thí công và vận hành 1.3.1 Trong giai đoạn cung cấp và vận chuyển nguyên vật liệu

Việc khai thác và chuyên chở vật liệu gây tác động đến môi trường về nhiều mặt: chất lượng đất, không khí, nước, tiếng ôn khi khai thác và chuyên chở vật liệu

thường sử dụng các máy móc và phương tiện có công suất lớn, đôi khi còn sử dụng

thuốc nỗ để phá đá, gây ra bụi và tiếng ôn lớn cho cả một vùng

1.3.2 Trong giai đoạn thi công

1.3.2.1 Tác động do khí thải, bụi, tiếng Ôn:

Trang 23

không khí, tiếng ôn và rung động ở mức độ cao hơn Những vị trí tập kết vật liệu xây

dựng cũng là các nguồn tạo ra bụi, cát đá

Ơ nhiễm mơi trường ở các đự án đường bộ nghiêm trọng nhất là ô nhiễm không khí do bụi đường Bụi đường gồm bụi cát và bụi đá dăm

Việc nấu nhựa đường bằng phương pháp thủ công hoặc bằng các trạm trộn bê

tông nhựa nóng làm phát sinh ra nhiệt độ rất cao và các khí nhà kính, các khí độc Kết quả nghiên cứu thực nghiệm người ta thấy khối lượng các sản phẩm độc hại thoát ra

khi đốt 1 tấn đầu điêzen như sau: CO 1a 0,1g ; hydrocacbon là 0,03g ; NO2 là 0,04g ; SO2 1a 0,02g ; mudi khdi 14 15,5 kg ; ty lệ phần trăm các khí thải khi động cơ điêzen gia tốc là CO là 4,2% ; NO2 là 95,1% ; muội khói là 0,7% và khi chạy bình

thường CO là 18% ; NO2 là 97% ; muội

Ảnh hưởng của tiếng ồn khi xây dựng chỉ có tính chất tạm thời.Trong gian xây dựng và cải tạo cầu, đường, các hoạt động thi công là nguồn gây ra tiếng ồn chính

1.3.2.2 Tác động do nước thải:

Chủ yếu là nước thải từ phun bảo dưỡng mặt đường và nước thải sinh hoạt Tải lượng

các chất ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt được thể hiện ở bảng 1.2

Bảng 1.2 Tải lượng các chất ô nhiễm có trong nước thải sinh hoạt Thông số Đơn vị Tai lrgng BOD, gmguoingay 45 — 54 COD gnguai/ngay 72 — 102 SS gnguoingay 70 - 145 TổngN g/ngườihgày 6-12 Tổng P gngudingay 0.8-4

Tong Coliform @/hgười/ngày 10°- 10°

Feacal Coliform g/người/ngày 10°— 10°

(Nguén: Nguyén Xuan Nguyén, 2004)

1.3.2.3 Tác động do chất thải rin

Lượng chất thải lớn nhất là cát lẫn đá, sỏi, đất nhiễm dẳn, không còn sử dụng

Chất thải do sinh hoạt của công nhân xây dựng thường gây ô nhiễm môi trường đất và nước

1.3.2.4 Chất thải nguy hại:

Trang 24

LUAN VAN CAO HOC

sửa chữa máy móc

GVHD: TS Nguyễn Mạnh Hùng

dung môi hòa tan, dâu bôi trơn, axit, đề vận hành máy móc thiết bị và bảo dưỡng

1.3.3 So sánh công nghệ sử dụng đất đá (PPTT) và công nghệ gia cố đất

tại chỗ (PPGCĐ) trong làm móng đường: Dựa vào các phương pháp

thường thấy ta tiến hành lập bảng so sánh Yếu tồ:môi Phương pháp truyền | Phương pháp gia cô Lựa chọn :trường J PPTT | PPGCD (PPT! :(PPGCD)

"DANH:GIA TAC DONG MUI TRUONG Ốnhim |- Ö nhiễm bụi, khí thai | - Do tan dung đất tại

không khí | từ các công trường xây |chỗ gia cố nên ô (bui) dựng, hoạt động vận | nhiễm không khí (như

chuyển nguyên liệu, | bụi ) chỉ ảnh hưởng vận chuyển đất đào |trong khu vực thi đường công của dự án - Do phải vận chuyển đất đá từ mỏ về nên gây ra sự ô nhiễm x không khí nghiêm trọng (như bụi ) không chỉ trong khu vực thi công mà còn phát tấn rộng ra các khu vực trên tuyến đường vận chuyển

Tiếng ân - Gây ra tác động tiếng | - Tiếng ôn chỉ xuất ồn do xây dựng không | hiện trong khu vực thi

Trang 25

LUAN VAN CAO HOC đất nên đồ bỏ sang 2 bên đường GVHD: TS Nguyễn Mạnh Hùng Nước ngầm - It tác động - H tác động Ket xe - Khả năng gây kẹt xe cao do một phần đường bị che chắn lại để vận chuyển và tập kết ~ It có ảnh hưởng nguyên vật liệu CHI PHÍ Chỉ phí xây

dựng - Cao hon - Thap hon

1.3.4 So sánh các phương pháp truyền thống và phương pháp sử dụng

vữa nhựa trong làm mặt đường: Tiến hành so sánh ta lập được báng sau

SO SANH NHUA NONG VA VUA NHUA

Nội dung Nhựa nóng Vira nhựa

Đảnh giá | Diễn giải Đánh giá Diễn giải

Máy móc thị công Cao | Cân những xc chuyên Thấp Yêu cầu máy móc đơn

dụng với chỉ phí lớn giản, có thể thi công bằng thủ công kết hợp cơ gới hóa Phương pháp áp dụng Máy móc là một điều kiện tiên quyết để thực hiện công việc này

Có thê sử dụng các

thiết bị làm đường của

công nghệ nóng hoặc

thiết bị thô sơ vẫn cho

chất lượng hoàn hảo

Ch phí bảo Cao | Đời hỏi cần dung môi | Thấp Chỉ cần dùng nước lã

dưỡng thiết bị nguy hiểm để làm để duy trì và làm sạch thiết vị sau khi thi thiết bị

công dẫn đến tang chi

phí và giảm tuôi thọ cua may

Yêu cầu về trình Cao | Nhiễu cá nhân chuyên | Thấp Để thi công có thê đào

độ nhân công thi sâu về nhựa đuờng tạo nhân công ngay tại công nóng chỗ

Sự hao phí Có nhiều Vật liệu thừa bị|Không | Sản phẩm này có thể

Trang 26

LUAN VAN CAO HOC GVHD: TS Nguyén Manh Hang

loại bỏ va gây ra tac được dự trữ khoảng

hai đến môi trường thời gian dài 6 vi tri thi

céng bằng cách che

đậy bằng bạt nhựa

hoặc túi Không gây

lãng phí vật liệu

Kho chứa hàng Những sản phẩm nảy Không hạn chế thời

phải đựoc sử dụng gian dự trữ Trộn đến

ngay lập tức sau khi đâu sử dụng đến đó

sản xuất Thời gian

thi công đòi hỏi chặt chẽ tạo ra áp lực lớn đối với nhà thầu.Nếu dự trữ phải có bộ phận gia nhiệt Sự cân thiệt của Có |Nhựa nóng không | Không Không yêu cầu lớp lớp thắm bám được phép rải trực thấm bám tiếp nếu không có lớp thấm bám

Nhay cam Có |Nhựa đường nóng | Không Không hê nhạy cảm với nhiệt độ tại cực kỷ nhạy cảm với với các điều kiện thời

điểm áp dụng thời tiết và nhiệt độ tiết Có thể thực hiện

của đường tốt ở nhiệt độ trên 50°C

Giới hạn về chiêu Có Nhựa đường nóng bị | Không Có thê được áp dụng ở

dày khi thi công giới hạn ở độ đầy tối độ dầy tối thiểu từ

thiểu 30mm 10mm đến 30mm, tùy

yêu cầu kỹ thuật áp dụng cho đường

GTNT

trường sinh ra nhiều nhiệt và Lượng bụi cũng giảm các chất khí độc CO, - nhiều trong quá trình thi công

Trang 27

LUAN VAN CAO HOC GVHD: TS 5 Nguyễn Mạnh Hùng

miu dat Dat được hong khô, dùng nh đập tơi vụn rồi đồ lên sảng đầu tiên của hệ thống sàng được sắp xếp theo thứ tự kích cỡ nhất định Sàng cỡ lớn nhất xếp đầu tiên và sàng cỡ nhỏ nhất (thông thường là sàng #200) được đặt ở đưới cùng Hệ thống sàng sẽ rung, lắc liên tục để phân loại các hạt đất Mỗi cỡ sàng sẽ thu được

một lượng bạt nhất định với kích thước từ sỏi hạt lớn đến cát mịn, bùn và sét Các

hạt sét trong đất sẽ lọt qua sảng #200 Sau khi phân loại, các thành phần được giữ lại trên mỗi sàng sẽ được cân đo trọng lượng và ghí chép lại Tỉ lệ của mỗi loại kích thước hạt được xem như là tỉ trọng (tiêu chuẩn phần trăm) Đất “cấp phối tốt” được xác định thông qua tỷ lệ phân phối đồng đều giữa các loại hạt có kích thước

khác nhau trong mẫu Loại đất trong đó có một ‹ cỡ hạt chiếm tỷ lệ rất lớn được xem

là “cấp phối kém” Trên góc độ 1u lèn, đất “cấp phối tốt” sẽ đạt độ chặt dễ dàng hơn đất “cấp phối kém” Đất “cấp phối tốt” cho phép các hạt cỡ nhỏ lấp day các khoáng rỗng giữa các hạt cỡ lớn làm giảm độ rỗng của đất

Chất phụ gia làm tăng khả năng lấp đầy khoảng rong giữa các hạt đất ngay cả trong các điền kiện “cấp phối kém” Điều kiện tối thiểu 18% hạt sét mịn lọt sàng

#200 là cần thiết để đạt được hiệu quả tối ưu Ngoài ra, đất cần chứa nhiều thành

phan cé hat dé dat cường độ chịu cat, nhờ đó gia tăng khả năng chịu tải Bảng 143 và hình 1.1 la vi dy vé phan loai thanh phan cỡ hạt Chú ý rắng mẫu đất này được xem là “cấp phối tốt” vì có sự phân phối đồng đều giữa các cỡ hạt Giới hạn trên và giới hạn đưới là biên độ giao động của các loại cỡ hạt Tuy nhiên, các mẫu đất nằm ngoài các giới hạn này cũng đã được kiểm tra và cũng đạt được kết quả tốt nhất Chỉ dẫn thông số kĩ thuật làm đường 120% 00% 100% 100% 89% & , zB 80% 7 o = 2 any 1 Elupper > 60% Blower cả ® 40% ++ -_ 20% + a 0%

+" 1/2" No.4 No.16 No.200

(Các kích thước sàng phân loại)

Trang 28

LUAN VAN CAO HOC GEHD: TS Nguyễn Mạnh Hùng Số liệu sàng phân Giới hạn sàng phân loại loại Kích thước % Đại tiêu chuẩn Giới hạn Giới hạn sàng trên dưới 1” 100% 1° 85% 89% 81% No.4 62% 66% 58% No.16 48% 52% 44% No.200 24% 30% 18%

2)Gioi han Atterberg:

Thí nghiệm này xác định trạng thái giới hạn của đất sét, có thể từ dạng bùn

lỏng đến dạng khô cứng phụ thuộc vào lượng nước có trong đất 3 chỉ tiêu cần đo

là: Giới hạn chảy, giới hạn dẻo và giới hạn co Các giới hạn này biểu thị sự tương tác giữa đất với độ ẩm, trạng thái đất khi độ ẩm tăng Chỉ số dẻo (P]) được xác định bằng cách lấy giới hạn chảy trừ giới hạn dẻo Chỉ số dẻo biểu thị tỷ lệ sét trong đất Chỉ số dẻo từ 6 đến 15 là điều kiện lý tưởng để gia cố Các loại đất có chỉ số dẻo từ 16 trở lên cần có biện pháp cải thiện PI để có thể sử dụng trong xây

dựng đường GTNT.Ví dụ như dùng DZ33 gia cố kết hợp vôi hay xi măng sẽ đáp

ứng mục tiêu này

3)D6 pH:

Lấy mẫu đắt ở các vị trí và độ sâu khác nhau trên suốt tuyến đường cần xử lý Trộn lẫn các mẫu đất vào nhau Lấy khoảng 5g đất và tưới vào đó 25ml dung dịch nước va CaCl (2g CaCl hoà với 1 lít nước) Lắc đều va dé cho dat trong dung dich lắng xuống hoàn toàn Đưa que thăm hoặc giấy quỳ vào trong nước và ghi lại độ

pH Nếu cần thiết, phải điều chỉnh thành phần đất đẻ đạt được độ pH thích hợp

Trang 29

quan giữa dung trọng tôi đa và độ âm tôi ưu có liên quan trực tiếp tới

loại đất được thí nghiệm Thông thường, đất sỏi có dung trọng lớn và độ ẩm tối ưu

thấp Các loại đất sét thì ngược lại dung trọng thấp và độ m tối ưu cao hơn

Dung trọng khô tối đa (MDD) là đo giới hạn dung trọng lớn nhất một loại đất

có thể đạt được khi được đầm nén ở mức tối ưu Khi tưới nước vào đất khô rồi

đầm nén thì độ chặt hay dung trọng tăng lên Các điểm trên biểu đồ biểu thị sự thay đổi khi lượng nước tăng lên Đất sẽ đạt tới điểm giá trị tại đó lượng nước thêm vào không còn tác dụng làm cho đất nén chặt lại hơn nữa Điểm cao nhất trên biểu đỗ là dung trọng khô tối đa (MDD) Điểm này biểu thị độ ẩm tối ưu cần thiết cho đầm nén đất Độ ẩm tối ưu (OM) được tính như phần trăm trên tổng trọng lượng đất Độ âm tối ưu là điểm tại đó các hạt đất và nước đạt được độ rỗng Zero

Nếu thêm nước vào, đất sẽ chuyền sang trạng thái nhão không còn cứng nữa vì các

phân tử nước sẽ đẩy nhau giữa các hạt đất, do đó cường độ đất bị giảm Đơn vị tinh cha MOD là g/cm” hay T/m” của ƠM là %

Thông thường khi gia cố sẽ làm giảm lượng nước (độ ẩm tối ưu) từ 1 tới 2% Dung trọng khô tối đa (MDD) tăng từ 2 tới 10% so với bình thường Điều này dẫn tới kết quả là sức chịu tải của đường tăng lên và độ thấm thấu giảm Thành phần

hạt và loại đất ảnh hưởng tới việc tĩng cường độ Các loại đất không đủ lượng hạt

min cần thiết sẽ không tăng cường độ hoặc tăng rất ít Biểu đồ ở hình 1.2 mình họa mỗi tương quan giữa dung trọng khô tối đa (MDD) và độ ấm tối ưu (OM) Các nghiên cứu đã được tiến hành sử dụng lượng DZ33 khác nhau (0,15; 0,20; 0,25; 0,35 ml/kg đất Ti lệ DZ33 ứng dụng thông thường là từ 1 đến 1,5L xử lý 30m?

đất đã lèn chặt, đây là tỉ lệ dựa trên các kết quả nghiên cứu trong phòng thí

Trang 30

Điểm khoảng trống giữa hạt đất và nước bằng không Dung trọng khô kg/cm3 Dung trọng khô lớn nhất Độ ẩm tối ưu ĐỘ ÂM (%)

Hình 1.2 Mối tương quan giữa dung trọng khô và độ ẩm tôi ưu

5)Chi số CBR (California Bearing Raiio): Thí nghiệm đánh gia chỉ số tải California

(CBR) được áp dụng trên toàn thể giới Đây là tiêu chuẩn đo khả năng chịu tải của đất (đất tự nhiên và đất đã được gia cố) được sử dụng xây dựng đường đạt kết cấu phù

hợp

CBR trước tiên được tiến hành trong phòng thí nghiệm Việc tiến hành đánh giá tại hiện trường sẽ đựa trên các kết quả thu được trong phòng thí nghiệm Sử dụng các dữ

liệu cần thiết (như MDD, OM, tỉ lệ DZ33 sử dụng), mẫu được đúc trong các khuôn để đo CBR Các mẫu đất sau đó được nén ép bằng dụng cụ nén ép mẫu chuyên dùng

trong phòng thí nghiệm Các đữ liệu được ghi chép lại để sử dụng cho giai đoạn sau của thử nghiệm Sau khi ghi chép đữ liệu, các mẫu đất được hong khô trước khi đem ngâm nước Điều nảy cho phép DZ33 có thời gian hoạt động trong đất và hoàn thành

công việc xử lý Các đĩa đáy cần được tháo bỏ để mẫu khô nhanh hơn (Thông thường

là 72 giờ) Sau đó lấp lại các đĩa đáy vào vị trí cũ và đem mẫu ngâm nước trong vòng 96 giờ

Mỗi mẫu thí nghiệm sẽ được đo độ trương nở hàng ngày Sau 96 giờ ngâm nước,

mẫu được lấy ra, làm ráo nước và nén ép với dụng cụ nén ép mẫu trong phòng thí

Trang 31

toán lý thuyết sẽ cho biết sức chịu tải của loại đất trên.Chỉ số cho biết đất có

khả năng chịu tải cao khi đặt trong những điều kiện xấu nhất Các kĩ sư sử dụng các thông số này để thiết kế độ dày của nền và mặt đường Nếu sử dụng đất tự nhiên sẵn có, có thể tăng chỉ số CBR lên tới 50% chỉ với việc sử dụng phụ gia DZ33, giúp tiết kiệm chỉ phí thông qua việc giảm nhu cẩu mua vật liệu gia cố với khối lượng lớn (đá,

cát, sôi hoặc các vật liệu nền móng khác) Độ dày của mặt đường cũng có thể giảm mà

vẫn đáp ứng được các tiêu chuẩn thiết kế Các loại đất vẫn được xem là không sử

dụng được hay bị “loại bỏ” thì giờ đây vẫn có thể sử dụng được nhờ việc sử dụng

DZ33 giúp tăng cường độ

6)Tính thẩm thấu: Các nghiên cứu về tính thẩm thấu là phép đo quan trong để đánh giá độ ỗn định lâu dài của đường Với việc đo khả năng chống thấm, khả năng thoát nước, có thế theo đõi được trạng thai đất nền móng khi chịu tác động của nước Độ trương nở và co ngót của đất nền móng, sự dịch chuyển ngang do bị đông cứng ở điều kiện nhiệt độ thấp, điều kiện lũ lụt hoặc mực nước ngầm cao là những vấn đề cần phải tính toán khi thiết kế đường

Trang 32

THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG

2.1 TIEN TRINH THi NGHIEM:

2.1.1 Các thí nghiệm chất dính kết vô cơ và phụ gia DZ33:

Để tìm ra địa chỉ ứng dụng rộng rãi hơn, sử dụng đất gia cỗ vào vị trí ứng dụng cao

hơn trong kết cấu áo đường, ta có thể gia cô đất tại chỗ với vôi hoặc xi măng kết hợp phụ gia DZ33 Sử dụng 2 cơ chế hình thành cường độ đã giúp đất gia cỗ đạt các chỉ

tiêu kĩ thuật cho phép sử dụng làm móng đường thay móng vật liệu đá cho đường

GTNT

Các chất đính kết vô cơ chính được sử dụng trong thí nghiệm này là vôi bột chưa tôi và XI

măng Hà Tiên loại PC40 Các chỉ tiêu hóa lý chủ yếu của vôi như sau: tổng hàm lượng CaO + MgO hoạt tính: 85,7%; hàm lượng MgO: 2,4%; độ mịn trên sảng 0,063 là 0,5%; độ mịn trên sàng 0,008 là 8,7%; độ m 8,5% và tốc độ tôi vôi là 5 phút

Vậi dùng đúc mẫu thi nghiêm (chất kết dinh vô cơ):

Vôi bột dùng đúc mẫu thí nghiệm lấy tại Hà Tiên-Kiên Giang dạng nung để tả đóng bao có trọng lượng 40kg, có các chỉ tiêu cơ lý như sau:

» Thanh phan hat

-_ Hàm lượng lọt sàng 4.75mm chiếm 93.4% -_ Hàm lượng lọt sàng 2.38mm chiếm 84.3% -_ Hàm lượng lọt sàng 0.15mm chiếm 48.4% “ Thành phần hóa (sữa vôi):

Tỉnh chất cơ lý và thành phần hóa của vôi

Chỉ tiêu thí nghiệm | Đơn vị Kết quả thí nghiệm

- Ham lugng CaO % 61.03 - Ham lugng MgO % 2.32

-_ Hàm lượng sữa vôi CaO+MgO đạt 63.35%

Nhận xét: Mẫu vôi bột phù hợp yêu cầu sử dụng gia cố đất làm đường giao thông (đạt tiêu chuẩn loại II theo TCVN 2231-98)

Trang 33

LUAN VAN CAO HOC GVHD: TS Nguyễn Mạnh Hùng _ Bảng 2.1 Chỉ tiêu Xi măng, STT Chỉ tiêu Giá trị 1 | Cường độ nén, N/mm” -3 ngày 18 -7 ngày 40 2 Thời gian đông kết -Bắt dau, giờ 3 -Kết thúc, giờ § 3 | Độ nghiền mịn: Phân còn lại trên sàn 0,08mm, % 8,6 4 Độ ăn mòn thê tích, mm 6,7 5 Hàm lượng SỐ;, % 1,2

Hóa chất phụ gia dùng đúc mẫu thí nghiêm -

Hóa chất DZ33 do Công ty Environmental Choices, Inc cung cấp được pha trộn theo

tí lệ: 01 lít DZ33 pha vào nước gia cố cho 30m” đất (đã lên chặt)

Nước dùng đúc mẫu thí nghiêm

Mẫu nước dùng pha với hóa chất để trộn 4m đúc mẫu gia có thí nghiệm trong

phòng (TNTP) được lấy ở sông tại địa phương (tại Xã Vĩnh Thuận — Huyện Vĩnh Thuan — Tinh Kiên Giang)

2.1.2 Tiến trình thí nghiệm:

Mẫu đất thí nghiệm sau khi xác định các chỉ tiêu cơ lý được trộn đều với vôi, xi măng

theo các tổ hợp mẫu (theo khôi lượng) dưới đây:

Dat nguyên dạng

Đất nguyên dạng + phụ gia Dz33

2%, 4%, 6% và 8% vôi với đất nguyên dang

2%, 4%, 6% và 8% vôi với đất nguyên dạng + Phụ gia DZ33

6% và 8% Xi măng PC 40 với đất nguyên dang

6% va 8% Xi mang PC 40 với đất nguyên dạng + Phụ gia DZ33 Vậy ta có 14 tổ hợp mẫu

Mỗi tổ hợp mẫu được bảo dưỡng trong các khoảng thời gian 7, 14 và 28 ngày Sau mỗi khoảng thời gian bảo dưỡng đã định trước, lấy mẫu ra khỏi thùng bảo dưỡng (hình 2.1) và tiến hành thí nghiệm xác định Modun đàn hồi, Cường độ ép chẻ, pH và

Trang 34

LUAN VAN CAO HOC

~ SỐ LƯỢNG /1TO HOP

MAU BAO DUONG MAU NGAM BAO HOA

Trang 35

LUAN VAN CAO HOC

2.2.BA0 CAO KET QUA THI NGHIEM TRONG PHONG:

2.2.1 Các chí tiêu kỹ thuật của đất nguyên dạng:

« Đất nguyên dạng lấy tại Xã Vĩnh Thuận - Huyện Vĩnh Thuận — Tỉnh Kiên

Giang có màu xám nâu, là loại sét pha cát có độ mịn cao

: 1.675 g/cm?

® TN xac dinh chỉ số sức chịu tải California: CBR = 6.93% (K=0.95)

Trang 36

STT | Séhigu miu Đệ màn Kaolinit, % Hydromica Monmorilonit 1 THI 213 46-84 = - 2 TH2 28,5 50-85 - B 3 TH3 30,0 40-82 5 =

2.2.2 Tổng hợp kết quá thí nghiệm công nghệ gia cố đất

Trang 37

GEHD: TS Nguyễn Mạnh Hùng

Quan hệ giữa mô dun dan hdl Ege

2000 đất gia cỗ DZ33 và ngày tuổi 1800 a ‘600 tN ĐấtZ23 (p=3kGlcm?) 8 9 = 1400 Đất nguyên dạng bị 1200 * * ôâ = L3kG/em? * * ¢ 1000 800 + 5 10 15 Ngaytudi 20 25 30 Hình 2.3: Quan hệ Mô đun đàn hồi E,, cba dat gia cố DZ33 theo ngày tuôi Từ kết quả thí nghiệm cho phép nhận xét:

- Mẫu đất gia cỗ với DZ33 bão dưỡng trong môi trường ẩm có tăng các đặc

trưng cường độ như: E„„ R„„ R„„ và CBR theo độ tuổi 7,14,28 ngày

-_ So với mẫu đối chứng (mẫu đất gia cố cơ học) các chỉ tiêu này đều tăng cao Trong đó: + Ege ting 51% , +R, tang 62% , + Res ting 95% , + CBR ting 2,73 lan

- Hệ số thấm (Ka) đạt được của mẫu đất gia cố DZ33 phán ánh khả năng chống thấm được cải thiện rất nhiều, giảm khoảng 38% so với mẫu đối

chứng

Các mẫu đất gia có DZ33 khi ngâm bảo hoà nước tuy không tan rã nhưng có giá trị thí

nghiệm đạt được không cao Mẫu đối chứng đều bị rã khi ngâm trong nước

2.22.2 Đất gia cố vôi, xi măng và đất gia có vôi, xi măng + phụ gia DZ33: Xem báng 2.3 và các hình 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8,2.9

Bang 2.3 Tổng hợp kết quả thí nghiệm đất gia có vôi xi măng và đất gia có vôi,

Trang 40

LUAN VAN CAO HOC Ege (kG/em2) g 1200 + ‘Quan hệ giữa mồ đun đàn hồi ‘Ege yc đất gia cỗ - GVHD: TS Nguyễn Mạnh Hùng vôi+DZ33 và ngày tuổi [EV3fE33(p=8kGiem) ] [EV3fE33(p=8kGiem) ] p=6 6V+DZ33 [EV+DZ33 (œ8 keier2) ] SS ST Tế 6V+0233 (p=3 kG/crrF) Nee 4V+7733 (p=3 ——— — (p=3k@cm) ] 8V +DZ33 (ngâm bão hòa) (p=3 kG/crrP) 6V +DZ33 (ngâm bão hòa) (p=3 kG/crrP) Đất nguyên dạng Lio=akGem) —Ì

Hình 2.5: Các biểu đỗ thể hiện mối quan hé Ey, Ra, Ren, Cbr va ngay tudi giữa mẫu gia cố và mẫu đối chứng

Quan hệ giữa cường độ chịu nén Rn Quan hệ giữa cường độ chịu nén Rn đất gia cế vôi và ngày tuổi đất gia cố DZ33 và ngày tuổi 2500 ;ch ] 1400 - Nv 12.00 Đất +DZ33 20.00 _ _/ / ' ~ ev a2 GE) om): —_ “ — gon| CA § roa E avo aan + _-— biteayen soa | = fal = E1000 -ð——— LZ —$ œ 6.00 4 + + « - — : : *[ bat nguyen dang | 400 | * : ‡ 5.00 |

— oT (ngâm bão hòa)

am §V (ngâm bão hò) | gnp | —— y„ —————

5 10 15 20 25 30 5 18 25

Ngày tuổi Ngày tuổi

Định dạng
Số trang	82
Dung lượng	1,84 MB