Chương 1 tổng quan về xỉ thép, chương 2 các chỉ tiêu cơ lí về bê tông xỉ thép cốt liệu, xỉ thép thay đá, chương 3 kết luận là những nội dung chính trong 3 chương của bài báo cáo chuyên đề "Bê tông xỉ thép". Mời các bạn cùng tham khảo để có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu.
Báo cáo chuyên đề: Bê tông xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ XỈ THÉP: 3 I.1: Xỉ thép là gì: 3 I.2: Các dạng Xỉ thép: 4 I.3: Quy trình sản xuất xỉ thép lò điện hồ quang: 5 I.4: Các thành phần có trong xỉ thép: 6 I.5: Các tính chất cơ học của xỉ thép: 7 I.6: Ứng dụng của xỉ thép: 8 I.7: Các nghiên cứu về Bê tông xỉ thép: 10 I.8: Nghiên cứu sử dụng xỉ thép là cốt liệu nhỏ thay cát trong Bê tông: 13 I.9: Ứng dụng của xỉ thép làm cốt liệu lớn trong bê tông. 14 I.10: Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xỉ thép vào Bê tơng ở Việt Nam. 15 I.10.1. Nghiên cưu s ́ ử dung xi thép lam côt liêu thay thê cho đa dăm lam bêtông ̣ ̉ ̀ ́ ̣ ́ ́ ̀ asphalt. 15 I.10.2. Nghiên cưu s ́ ử dụng xỉ thép làm phụ gia khống cho BTXM trong xây dựng mặt đường giao thơng. 17 CHƯƠNG II: TÌM HIỂU THÍ NGHIỆM CHỈ TIÊU CƯỜNG ĐỘ BÊ TƠNG XỈ THÉP THAY THẾ ĐÁ VÀ BÊ TƠNG THƯỜNG: 19 II.1: Mẫu xỉ thép thí nghiệm 19 II.2: Các kiêm tra ch ̉ ỉ tiêu xỉ thép trươc khi đuc mâu ́ ́ ̃ 19 II.2.1. Thành phần hạt của xỉ thép 19 II.2.2. Khối lượng riêng, khối lượng thể tích của xỉ thép 21 II.2.3. Khối lượng thể tích xốp của xỉ thép 22 II.2.4. Các chỉ tiêu hóa học của xỉ thép 23 II.2.5. Cường độ và hệ số hóa mềm 24 II.2.6. Chỉ tiêu về độ góc cạnh của xỉ thép : 25 II.2.7. Chỉ tiêu cơ học của xỉ thép : 27 II.2.8. Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của xỉ thép 28 II.3: Cac chi tiêu c ́ ̉ ơ ly đa: ́ ́ 29 II.3.1. Tính chất cơ lí 29 II.3.2. Thành phần hạt 29 II.3.3. Chi tiêu c ̉ ơ ly cat: ́ ́ 30 II.4: Chi tiêu c ̉ ơ ly xi măng: ́ 31 II.5: Thiết kế thành phần cấp phối Bêtông ximăng thông thường và Bêtông co ́ sử dung xi thep thay đa ̣ ̉ ́ ́ 31 II.5.1. Các bước thiết kế bêtông thông thường 31 II.5.2. BIỂU KẾT QUA THI ̉ ẾT KẾ BÊ TÔNG THÔNG THƯỜNG 35 II.6: Các bước thiết kế bêtông sử dung xi thep thay đa 1x2 ̣ ̉ ́ ́ 36 II.7: Xac đinh c ́ ̣ ương đô bê tông ̀ ̣ 42 Dan nhan, bao d ́ ̃ ̉ ương trong n ̃ ươć 46 II.8: Đánh giá sơ bộ 51 II.9: So đanh, đanh gia c ́ ́ ́ ương đô chiu nen bê tông Xi thep va bê tông thông ̀ ̣ ̣ ́ ̉ ́ ̀ thương ̀ 53 II.10: Các vấn đề về môi trường và sức khỏe con người 54 SVTH: Nhóm 01 Trang 1 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG CHƯƠNG III: KÊT LUÂN ́ ̣ 57 III.1: Ưu điểm của BTXT: 57 III.2: Hạn chế của BTXT ở Việt Nam: 57 GIỚI THIỆU CHUNG Ở Việt Nam hiện nay, nguồn vật liệu có nguồn gốc tự nhiên (như cát, đá) đang ngày một khan hiếm dần, xỉ thép lại có nhiều tính chất cơ lý tương tự như đá nghiền, nên việc nghiên cứu ứng dụng xỉ thép thành vật liệu thay thế dùng cho các cơng trình xây đựng giao thơng là một vấn đề cần sớm được giải quyết. Mục đích của chun đề là nghiên cứu thay thê xi thep cho cơt liêu đa trong bê ́ ̉ ́ ́ ̣ ́ tơng xi măng đê xem xet so sanh c ̉ ́ ́ ương đô cua bê tông x ̀ ̣ ̉ ỉ thép va bê tông xi măng ̀ Thơng qua đó, so sánh cương đơ cua bê tơng xi thep v ̀ ̣ ̉ ̉ ́ ới chỉ tiêu cương đơ cua bê ̀ ̣ ̉ tơng xi măng hiên tai. Nó s ̣ ̣ ẽ là cơ sở vững chắc, góp phần giúp cho việc nghiên cứu ứng dụng xỉ thép thay thế cho các vật liệu khác dùng trong các cơng trình giao thơng được giải quyết triệt để hơn Báo cáo gồm các chương chính như sau: Chương I: Tổng quan về xỉ thép Chương II: Các chỉ tiêu cơ lí về BTXM cơt liêu X ́ ̣ ỉ thép thay đá Chương III: Kêt ln ́ ̣ SVTH: Nhóm 01 Trang 2 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ XỈ THÉP: I.1: X ỉ thép là gì: - Xỉ là phế thải trong cơng nghiệp luyện kim, làm phế phẩm trong q trình sản xuất kim loại từ quặng sắt hay quá trình tinh chế kim loại khơng ngun chất. Trong quặng sắt thường có lẫn những tạp chất sét và cát nên khi sản xuất người ta thường cho vào cùng với quặng sắt một hàm lượng đá vơi thích hợp nhất định vào lò nung; Hình1.1: Đá núi lửa và xỉ thép - Ở nước ta, theo ước tính có khoảng 11,5 triệu tấn xỉ thép thải ra mỗi năm từ các nhà máy sản xuất thép lớn. Các bãi chất thải rắn này chiếm chỗ trên diện tích đất rất lớn và dẫn đến tác động mơi trường nghiêm trọng với hàm lượng bụi lớn và rỉ sét, kim loại nặng. Vì vậy, việc tái chế xỉ thép được đánh giá là thực sự cần thiết để đáp ứng đồng thời mục tiêu về kinh tế lẫn mơi trường. Để tái chế ở quy mơ lớn, xỉ thép có thể được sử dụng như chất độn xi măng hoặc cốt liệu san lấp nền hay cốt liệu cho bê tơng nhựa đường. Cốt liệu xỉ thép làm san lấp nền giúp cải thiện cơ tính và tính bền nhờ phản ứng kết dính khi gặp nước, bùn. Tuy nhiên nhìn chung SVTH: Nhóm 01 Trang 3 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG trong số các trường hợp ứng dụng thực tế hiện nay đều khơng tận dụng hết các tính chất của xỉ từ quan điểm khoa học vật liệu Hơn 90% lượng xỉ vẫn đang đổ đống trong bãi thải tại chỗ trong các nhà máy hay chơn lấp sâu Hình1.2: Hàng tấn xỉ thép đổ đi mỗi năm I.2: Các d ạng Xỉ thép: - Xỉ được làm lạnh chậm bằng khơng khí, chất nấu chảy dần chuyển sang màu xám, kết tinh và tạo dạng cục, tảng lớn. Cấu trúc xỉ rất đặc sít SVTH: Nhóm 01 Trang 4 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG - Khi làm lạnh nhanh hơn có kèm theo một lượng nước có hạn, sau đó hơi nước bị thu hồi lại, để lại các lỗ rỗng, rỗ tổ ong trong cấu trúc xỉ, gần tương tự như đá bọt. I.3: Quy trình s ản xuất xỉ thép lò điện hồ quang: - Theo các báo cáo nghiên cứu khoa học về xỉ thép lò điện hồ quang (Heribert Motz Fehs, 2010), khơng có loại vật liệu nào có thành phần khống giống với lớp vỏ trái đất nhất như xỉ thép. Do đó, sau khi tiến hành một số giải pháp kỹ thuật đẩy nhanh q trình lão hóa (ageing) xỉ thép như: kỹ thuật phun nước nóng ở nhiệt độ 100OC, hấp hơi hoặc để ngồi trời tự nhiên, xỉ thép sẽ trở thành vật liệu có ích sử dụng cho xây dựng, làm đường, xử lý chất thải, nơng nghiệp,… và được xem là “đá nhân tạo”. - Sản phẩm xỉ thép sau khi được xử lý và phân loại được xem là đá nhân tạo với nhiều kích thước khác nhau, phục vụ cho các mục đích khác nhau - Nhà máy sử dung cơng nghê S3R (Stainless Steel Scrap Recovery) cua Hofung ̣ ̣ ̉ Technology Co., Ltd (China), RecCo BV (Ha Lan) va Evergoed NV (Ha Lan). Cơng ̀ ̀ ̀ nghê nay chu yêu tach săt trong xi thep co ch ̣ ̀ ̉ ́ ́ ́ ̉ ́ ́ ưa nhiêu săt ́ ̀ ́ - Cơng nghệ luyện thép bằng lò điện hồ quang sử dụng ngun liệu đầu vào là sắt, thép phế liệu để luyện thép. Để tách các tạp chất có trong thép phế liệu đầu vào, sử dụng vơi và một số chất trợ dung đưa vào lò luyện, Trong q trình nung, giữa quặng sắt và đá vơi có phản ứng tạo thành các hợp chất silicat canxi, silicat alumin và silicat aluminate canxi magie. Xỉ thép được nấu chảy ở nhiệt độ 1400 – 16000C. Ở nhiệt độ này, các hợp chất nóng chảy hồn tồn. Khối lượng riêng của các hợp chất nóng chảy này nhỏ hơn so với gang nên nổi lên trên. Người ta tháo ra ngồi và gọi là xỉ. Sản phẩm xỉ thép có các dạng khác nhau, phụ thuộc vào q trình nung luyện và chế độ làm lạnh sau khi nấu chảy xỉ sẽ nổi lên trên, thép lỏng nằm ở lớp phía dưới. Lớp xỉ được tháo ra khỏi lò, được làm nguội và chuyển sang trạng thái rắn. Khi nguội, xỉ được đưa tới bãi chứa và chuyển đến nhà máy xử lý, tái chế thành các sản phẩm có ích, phần thép trong lò được đúc thành phơi SVTH: Nhóm 01 Trang 5 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG Hình1.3: Quy trình sản xuất xỉ thép lò điện hồ quang I.4: Các thành ph ần có trong xỉ thép: - Thành phần hóa học của xỉ thép: Bảng 1.1: Thành phần hóa học của xỉ thép STT SVTH: Nhóm 01 Chỉ tiêu SiO2 Al2O3 Kết quả (%) 16.3 6.07 Trang 6 Báo cáo chuyên đề: Bê tông xỉ thép NGHIỆP 10 11 12 - Fe2O3 CaO MgO SO3 P2O5 TiO2 Cr2O3 MnO ZnO SrO GVHD: TS VŨ HỒNG 39.2 28.9 1.68 0.723 0.62 1.02 1.34 4.02 0.323 0.0781 So sánh tính chất cơ lí của xỉ thép với đá dăm Bảng 1.2: So sánh tính chất cơ lí của xỉ thép với đá dăm Các tính chất Đá vơi dăm Xỉ sắt Các tính chất vật lý Khối lượng riêng (g/cm3) 2.54 3.51 Độ hút nước (%) 2.20 0.85 Hàm lượng bụi bùn sét 0.65 0.12 (%) 24.2 11.6 Độ mài mòn (%) Thành phân hóa học CaCO3 95.0 10.0 SiO2 5.0 1.0 Fe2O3 0.0 89.0 I.5: Các tính ch ất cơ học c ủa x ỉ thép: - Xỉ thép có tính chất cơ học rất tốt do cấu trúc tinh thể đặc biệt, được so sánh tương tự hoặc tốt hơn so với cấu trúc của đá tự nhiên. - Xỉ thép có những ưu điểm sau: + Nặng hơn so với hầu hết cốt liệu tự nhiên; + Độ ma sát tốt hơn so với bê tơng asphalt; + Độ bền cao và chịu đựng tốt trong điều kiện thời tiết xấu + Thành phần chủ yếu là các khống chất tương tự như thành phần của xi măng - Thay thế các loại vật liệu có nguồn gốc tự nhiên nhằm hạn chế khai thác tài ngun thiên nhiên, bảo vệ mơi trường và tiết kiệm năng lượng SVTH: Nhóm 01 Trang 7 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG I.6: Ứng dụng c ủa x ỉ thép: - Xỉ thép nếu đã qua q trình xử lý, tái chế, sẽ cho ra các sản phẩm thay thế cho các vật liệu tự nhiên để làm đường bê tơng asphalt, làm vật liệu trải đường hoặc làm móng các cơng trình giao thơng; - Làm cốt liệu cho đổ bê tơng làm nền nhà xưởng, kho bãi; - Xỉ thép thay thế cho đá để chống sạt lở các cơng trình đê, kè biển; - Xử lý nước mưa nhiễm bẩn hoặc lọc nước thải có chứa nhiều chất bẩn và kim loại nặng SVTH: Nhóm 01 Trang 8 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG - Do tính chất hóa lý đặc biệt, xỉ thép còn được sử dụng làm vật liệu để xử lý nước thải nhiễm Phốt pho, nhiễm a xít… - Ngồi ra, do hàm lượng đá vơi có nhiều trong xỉ thép và chứa một số khống chất đặc biệt nên nó còn có thể dùng làm phân bón, cải tạo đất hoặc phục hồi hệ sinh thái đáy biển, đáy sơng bị tàn phá do các hoạt động nạo vét luồng tàu để làm cảng biển, cảng sơng,… SVTH: Nhóm 01 Trang 9 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG - Với những tích chất như trên, xỉ thép được xem như là một sản phẩm có ích, thân thiện với mơi trường, khơng phải là chất thải cần phải loại bỏ hoặc đem chơn lấp I.7: Các nghiên c ứu về Bê tơng xỉ thép: Theo thống kê ở châu Âu 85% lượng xỉ BOS (Basic Oxygen Steelmaking slag) đã được tái sử dụng với nhiều mục đích khác nhau trong đó 42% được ứng dụng trong xây dựng. Còn ở Đức trong số 70% lượng xỉ EAF (Electric Arc Furnace slag) thì 66% được ứng dụng trong xây dựng còn lại 4% ứng dụng cho các mục đích khác nhau. Trong lĩnh ` vực xây dựng xỉ được sử dụng chủ yếu làm cốt liệu cho bêtơng và phụ gia khống chế tạo bêtơng ximăng” (Theo nguồn tài liệu sách Vật liệu mới GS TS Phạm Duy Hữu) Theo TS. Minoru Fujiwara, Giám đốc Điều hành Hiệp hội xỉ Nhật Bản, q trình sản xuất xỉ lò cao và xỉ thép đã được áp dụng rộng rãi ở nhiều nước, đặc biệt là Nhật Bản. Theo số lượng thống kê trong ngành công nghiệp thép Nhật Bản, lượng xỉ lò cao trung bình là 290 kg/tấn gang và lượng xỉ thép trung bình cho 130 kg/tấn thép. Tổng sản lượng xỉ lò cao và xỉ thép năm 2004 tại Nhật Bản là 37 triệu tấn. Những loại xỉ này đã, đang được sử dụng có hiệu quả như là vật liệu thơ cho lĩnh vực xây dựng dân dụng ở Nhật Bản Xỉ thép có tính chất vơ hại, những thành phần cadmium, thuỷ ngân, crơm, chì, asen và sêlen khơng phát hiện được trong nước có xỉ. Xỉ này chứa silica và SVTH: Nhóm 01 Trang 10 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG Máy nén: Máy nén được lắp đặt tại một vị trí cố định. Sau khi lắp, máy phải định kì l năm một lần hoặc sau mỗi lần sửa chữa được cơ quan đo lường Nhà nước kiểm tra và cấp giấy chứng thực hợp lệ Thước lá kim loại Đệm truyền tải (sử dụng khi nén các nửa viên mẫu đầm sau khi uốn gẫy): Đệm truyền tải được làm bằng thép dày 20±2mm có rãnh cách đều mẫu 30±2mm. Phần truyền tải vào mẫu có kích thước bằng kích thước tiết diện của các viên mẫu đầm (100x100; 150 x 150 ; 200 x 200mm) Chn bi mâu th ̉ ̣ ̃ ử Chuẩn bị mẫu thử theo trình tự sau: Đúc mẫu và bảo dưỡng mẫu bê tơng (TCVN 3105:1993) Chuẩn bị mẫu thử nén theo nhóm mẫu. Mỗi nhóm mẫu gồm 3 viên. Khi sử dụng bê tơng khoan cắt từ kết cấu, nếu khơng có đủ 3 viên thì được phép lấy 2 viên làm một nhóm mẫu thử. Việc lấy hỗn hợp bê tơng, đúc bảo dưỡng, khoan cắt mẫu bê tơng và chọn kích thước viên mẫu thử nén phải được tiến hành theo TCVN 3105:1993. Việc chuẩn bị để xác định cường độ nén của bê tơng là viên mẫu lập phương kích thước 150x150x150mm. Các viên mẫu lập phương kích thước khác SVTH: Nhóm 01 Trang 43 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG tiêu chuẩn và các viên mẫu trụ sau khi thử nén phải được tính đổi kết quả thử về cường độ viên chuẩn. Khn để chế tạo mẫu thử Trơn bê tơng ̣ Cho bê tơng vào khn làm lớp và đầm mỗi lớp 25 lần 3 Đâm mâu, lam phăng: ̀ ̃ ̀ ̉ SVTH: Nhóm 01 Trang 44 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP SVTH: Nhóm 01 GVHD: TS VŨ HỒNG Trang 45 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG Dan nhan, bao d ́ ̃ ̉ ương trong n ̃ ươć Nen mâu bê tông: ́ ̃ Kiểm tra và chọn hai mặt chịu nén của các viên mẫu thử sao cho: • Khe hở lớn nhất giữa chúng với thước thẳng đặt áp sát xoay theo các phương khơng vượt q 0,05mm trên 100mm tính từ điểm tì thước. • Khe hở lớn nhất giữa chúng với thành thước kẻ góc vng khi đặt thành kia áp sát các mặt kề bên các mẫu lập phương hoặc các đường sinh của mẫu trụ khơng vượt q 1mm trên 100mm tính từ điểm tì thước trên mặt kiểm tra. • Đối với các viên mẫu lập phương và các viên nửa dầm đã uốn khơng lấy mặt tạo bởi đáy cơn đúc và mặt hở để đúc mẫu làm hai mặt chịu nén. • Trong trường hợp các mẫu thử khơng thõa mãn các u cầu trên thì mẫu phải được gia cơng lại bằng cách mài bớt hoặc làm phẳng mặt bằng một lớp hồ xi măng khơng dày q 2mm. • Cường độ của một lớp xi măng này khi thử phải khơng được thấp hơn một nửa cường độ dự kiến sẽ đạt của mẫu bê tơng. Tiến hành thử theo trình tự sau: Xác định diện tích chịu lực của mẫu: • Đo chính xác tới 1mm các cặp cạnh song song của hai mặt chịu nén (đối với mẫu lập phương) các cặp đường kính vng góc với nhau từng đơi một trên từng mặt chịu nén (đối với mẫu trụ) • Xác định diện tích hai mặt chịu nén trên và dưới theo các giá trị trung bình của các cặp cạnh hoặc của các cặp đường kính đã đo. Diện tích chịu lực của mẫu khi đó chính là trung bình số học diện tích của hai mặt. • Diện tích chịu lực khi thử các nửa viên dầm đã uốn gãy được tính bằng trung bình số học diện tích các phần chung giữa các mặt chịu nén phía trên và phía dưới các đệm thép tương ứng. Xác định tải trọng phá hoại mẫu: SVTH: Nhóm 01 Trang 46 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG • Chọn thang lực thích hợp của máy để khi nén tải trọng phá hoại nằm trong khong20ữ80%titrngccicathanglcnộnóchn.Khụngcnộnmu ngoithanglctrờn. tmuvomỏynộnsaochomtmtchunộnóchnnmỳngtõm thtdicamỏy. Vnhnhmỏynhnhngchomttrờncamỏytipcnvithttrờnca máy. • Tăng tải liên tục với tốc độ khơng đổi và bằng 6±4 daN/cm2.giây cho tới khi mẫu bị phá hoại (Dùng tốc độ gia tải nhỏ đối với bê tơng có cường độ thấp, tốc độ gia tải lớn đối với bê tơng có cường độ cao). Lực tối đa đạt được là giá trị tải trọng phá hoại mẫu. II.7.1.1.1.So sánh kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của bêtơng xi măng thơng thườngvà bêtơng xi măngsử dụngxỉ thép thay đa:́ Hình 2.10.Mẫu kháng nén thơng thường và Bê tơng xi thep ̉ ́ Bảng 2.21: Bảng kết quả so sánh cường độ nén của bêtơng Xi thep ̉ ́ (Slag) và Bê tông thông thường (Normal) bao d ̉ ương 28 ngay (Mark 30 ̃ ̀ Mpa) Chi tiêu ̉ Bê tơng Xi thep ̉ ́ Bê tơng thương ̀ SVTH: Nhóm 01 Trang 47 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP Khơi l ́ ượng (Kg) Pn (kN) Rn(daN/cm2) Đô sut(Cm) ̣ ̣ M1 20,15 1214 M2 20,12 1198 312,2 9,5 M3 20,10 1156 M1 18,87 1131 GVHD: TS VŨ HỒNG M2 18,90 1135 303,5 M3 18,97 1203 Hinh 2.11: công tac nen mâu bê tông xi thep va bê tông th ̀ ́ ́ ̃ ̉ ́ ̀ ường 28 ngay tuôi ̀ ̉ Bảng 2.22: Bảng kết quả so sánh cường độ nén của bêtông Xi thep ̉ ́ (Slag) và Bêtông thông thường (Normal) bao d ̉ ương 28 ngay (Mark 30 ̃ ̀ Mpa). Tăng côt liêu xi thep va đa 10% ́ ̣ ̉ ́ ̀ ́ Bê tông Xi thep ̉ ́ Bê tông thương ̀ Chi tiêu ̉ M1 M2 M3 M1 M2 M3 Khôi l ́ ượng (Kg) 20,74 20,81 20,59 19,00 19,09 19,31 Pn (kN) 1393 1296 1281 1240 1261 1266 Rn(daN/cm ) 347,4 329,6 Đơ sut(Cm) ̣ ̣ 9,2 6,5 SVTH: Nhóm 01 Trang 48 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG Hinh 2.12: công tac nen mâu bê tông xi thep va bê tông th ̀ ́ ́ ̃ ̉ ́ ̀ ường 28 ngay tuôi ti lê ̀ ̉ ̉ ̣ tăng xi thep 10% ̉ ́ Bảng 2.23: Bảng kết quả so sánh cường độ nén của bêtông Xi thep ̉ ́ (Slag) và Bê tông thông thường (Normal) bao d ̉ ương 28 ngay (Mark 30 ̃ ̀ Mpa). Tăng côt liêu xi thep va đa 15% ́ ̣ ̉ ́ ̀ ́ Bê tông Xi thep ̉ ́ Bê tông thương ̀ Chi tiêu ̉ M1 M2 M3 M1 M2 M3 Khôi l ́ ượng (Kg) 21,04 21,12 21,59 19,52 19,82 19,91 Rn (kN) 1347 1358 1379 1132 1134 1142 Rn(daN/cm2) 357,4 298,2 Đô sut(Cm) ̣ ̣ 8,0 Hinh 2.13: công tac nen mâu bê tông xi thep va bê tông th ̀ ́ ́ ̃ ̉ ́ ̀ ường 28 ngay ti ti lê ̀ ̉ ̉ ̣ tăng xi thep 15% ̉ ́ Bảng 2.24: Bảng kết quả so sánh cường độ nén của bêtơng SVTH: Nhóm 01 Trang 49 Báo cáo chuyên đề: Bê tông xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG Xi thep ̉ ́ (Slag) và Bêtôngthông thường (Normal) bao d ̉ ương 28 ngay (Mark 30 ̃ ̀ Mpa). Tăng côt liêu xi thep va đa 20% ́ ̣ ̉ ́ ̀ ́ Bê tông Xi thep ̉ ́ Bê tông thương ̀ Chi tiêu ̉ M1 M2 M3 M1 M2 M3 Khôi l ́ ượng (Kg) 21,65 21,70 21,89 19,89 20.05 20,32 Pn (kN) 1431 1457 1486 1061 1040 1066 277,1 Rn(kN/cm2) 382,7 Đô sut(Cm) ̣ ̣ 7,0 Hinh 2.14: công tac nen mâu bê tông xi thep va bê tông th ̀ ́ ́ ̃ ̉ ́ ̀ ường 28 ngay tuôi ti lê ̀ ̉ ̉ ̣ tăng xi thep 20% ̉ ́ Bảng 2.25: Bảng kết quả so sánh cường độ nén của bêtông Xi thep ̉ ́ (Slag) và Bê tông thông thường (Normal) bao d ̉ ương 28 ngay (Mark 30 ̃ ̀ Mpa). Tăng côt liêu xi thep va đa 25% ́ ̣ ̉ ́ ̀ ́ Bê tông Xi thep ̉ ́ Bê tông thương ̀ Chi tiêu ̉ M1 M2 M3 M1 M2 M3 Khôi l ́ ượng (Kg) 21,84 21,88 21,97 20,54 20,52 20,67 Pn (kN) 1452 1511 1543 924 916 920 Rn(kN/cm ) 394,2 241,5 Đơ sut(Cm) ̣ ̣ 5,5 SVTH: Nhóm 01 Trang 50 Báo cáo chuyên đề: Bê tông xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG II.7.1.2 II.7.1.3 Hinh 2.15: công tac nen mâu bê tông xi ̀ ́ ́ ̃ ̉ thep va bê tông th ́ ̀ ường 28 ngay tuôi ti lê ̀ ̉ ̉ ̣ tăng xi thep 25% ̉ ́ Bảng 2.26: Bảng kết quả so sánh cường độ nén của bêtông Xi thep ̉ ́ (Slag) và Bê tông thông thường (Normal) bao d ̉ ương 28 ngay (Mark 30 Mpa). Tăng côt liêu xi thep va đa 30% ̃ ̀ ́ ̣ ̉ ́ ̀ ́ Chi tiêu ̉ Bê tông Xi thep ̉ ́ Bê tông thương ̀ M1 M2 M3 M1 M2 M3 Khôi l ́ ượng (Kg) 21,95 22,02 22,04 20,69 20,87 20,98 Pn (kN) 1412 1414 1448 915 910 908 Rn(kN/cm ) 374,0 239,1 Đô sut(Cm) ̣ ̣ 3,5 Hinh 2.16: công tac nen mâu bê tông xi thep va bê tông th ̀ ́ ́ ̃ ̉ ́ ̀ ường 28 ngay tuôi ti lê ̀ ̉ ̉ ̣ tăng xi thep 30% ̉ ́ II.8: Đánh giá s ơ bộ Cương đô chiu nen bê tông Xi thep ̀ ̣ ̣ ́ ̉ ́ Bang 2.27: Tông h ̉ ̉ ợp cương đô chiu nen bê tông Xi Thep ̀ ̣ ̣ ́ ̉ ́ Ki hiêu mâu ́ ̣ ̃ Đô Sut ̣ ̣ Khôi l ́ ượng viên mâu trung binh ̃ ̀ Cương đô chiu nen ̀ ̣ ̣ ́ (cm) (Kg) (daN/Cm ) SVTH: Nhóm 01 Trang 51 Báo cáo chuyên đề: Bê tông xỉ thép NGHIỆP Cơ sở Tăng 10% Xỉ Tăng 15% Xỉ Tăng 20% Xỉ Tăng 25% Xỉ Tăng 30% Xỉ 9,5 9,2 8,0 7,0 5,5 3,5 20,12 20,71 21,25 21,75 21,90 22.00 GVHD: TS VŨ HỒNG 312,2 347,4 357,4 382,7 394,2 374,0 Hinh 2.18. Biêu đô C ̀ ̉ ̀ ường đô bê tông xi thep theo ham l ̣ ̉ ́ ̀ ượng Nhân xet: ̣ ́ Cương đô bê tông xi thep tăng lên khi thay đôi ham l ̀ ̣ ̉ ́ ̉ ̀ ượng xi thep. Điêu nay co ̉ ́ ̀ ̀ ́ thê ly giai do khôi l ̉ ́ ̉ ́ ượng thê tich cua Xi thep l ̉ ́ ̉ ̉ ́ ơn h ́ ơn đa nên khi trôn cung ham l ́ ̣ ̀ ̀ ượng đa v ́ ơi mark bê tông 30 Mpa, ty lê xi thep ch ́ ̉ ̣ ̉ ́ ưa chiêm đ ́ ược ham l ̀ ượng tôi ́ ưu trong bê tông nên khi tăng ham l ̀ ượng xi thep thi bê tông tăng c ̉ ́ ̀ ường đô.̣ Cương đô chiu nen bê tông th ̀ ̣ ̣ ́ ường Bang 2.28: Tông h ̉ ̉ ợp cương đô chiu nen bê tông thông th ̀ ̣ ̣ ́ ường Khôi l ́ ượng viên mâu ̃ Cương đô chiu nen ̀ ̣ ̣ ́ Ki hiêu mâu ́ ̣ ̃ Đô Sut (cm) ̣ ̣ trung binh (Kg) ̀ (daN/Cm ) Cơ sở 7,0 18,90 303,5 Tăng 10% Đá 6,5 19,13 329,6 Tăng 15% Đá 5,0 19,75 298,2 Tăng 20% Đá 3,0 20,01 277,1 Tăng 25% Đá 5,5 20,58 241,5 Tăng 30% Đá 2,0 20,85 239,1 SVTH: Nhóm 01 Trang 52 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG Hinh 2.19. Biêu đô C ̀ ̉ ̀ ường đô bê tông xi măng th ̣ ường theo ham l ̀ ượng Nhân xet: ̣ ́ Cường độ bê tông xi măng giam khi tăng côt liêu đa. Khi tăng côt liêu đa ̉ ̣ ́ ́ ̣ ́ lên cao thi yêu tô vê đô chăc chăc va l ̀ ́ ́ ̀ ̣ ́ ́ ̀ ực dinh gi ́ ữa côt liêu va xi măng giam nên ́ ̣ ̀ ̉ cường đô cung giam theo ̣ ̃ ̉ II.9: So đanh, đanh gia c ́ ́ ́ ương đô chiu nen bê tông Xi thep va bê tông ̀ ̣ ̣ ́ ̉ ́ ̀ thông thương ̀ Hinh 2.20. Biêu đô C ̀ ̉ ̀ ường đô bê tông Xi thep va c ̣ ̉ ́ ̀ ương đô bê tông th ̀ ̣ ường Nhân xet: ̣ ́ Cường độ của bê tơng nói chung phụ thuộc vào các yếu tố như độ đặc chắc, tỷ lệ cốt liệu nhỏ/cốt liệu lớn và lực dính kết giữa đá xi măng với cốt liệu. Bê tơng có mác thơng thường (nhỏ hơn 300), khi chịu nén thường bị phá huỷ chủ yếu tại vùng chuyển tiếp giữa đá xi măng và cốt liệu SVTH: Nhóm 01 Trang 53 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG Bê tông xi thep trong đê tai nghiên c ̉ ́ ̀ ̀ ứu khi pha hoai th ́ ̣ ương pha hoai hat xi thep ̀ ́ ̣ ̣ ̉ ́ va n ̀ ơi tiêp giap vung chuyên tiêp côt liêu. Nh ́ ́ ̀ ̉ ́ ́ ̣ ư vây co thê phat huy gân hêt kha năng ̣ ́ ̉ ́ ̀ ́ ̉ chiu l ̣ ực cua côt liêu Xi thep ̉ ́ ̣ ̉ ́ Cường độ của bê tông côt liêu ́ ̣ Xỉ thep trong đê tai nghiên c ́ ̀ ̀ ́u co thê đat ́ ̉ ̣ đên c ́ ươ ̀ng đô xâp xi 40Mpa thi hoan toan co thê đap ̣ ́ ̉ ̀ ̀ ̀ ́ ̉ ́ ứng đượ c cac công trinh ́ ̀ co câp bê tông thông th ́ ́ ươ ̀ng va thâp nh ̀ ́ : măt đ ̣ ươ ̀ng bê tông xi măng, lan can, ban măt câu,… ̉ ̣ ̀ Khôi l ́ ượng thê tich trung binh cua bê tông xi thep cao h ̉ ́ ̀ ̉ ̉ ́ ơn hơn bê tông thường. Điêu nay cân thiêt cho cac câu kiên cân ôn đinh cao. Trong l ̀ ̀ ̀ ́ ́ ́ ̣ ̀ ̉ ̣ ̣ ượng ban thân kêt câu co ̉ ́ ́ ́ thê gi ̉ ư ôn đinh nh ̃ ̉ ̣ ờ trong l ̣ ượng ban thân l ̉ ớn II.10: Các v ấn đề về mơi trường và sức khỏe con người Như chúng ta đã biết, xỉ thép nếu khơng có giải pháp quản lý hữu hiệu, sẽ gây ra ảnh hưởng xấu đến mơi trường, do bụi của xỉ thép từ các bãi chứa và làm mất cảnh quan do việc lưu chứa xỉ thải bị q tải. Việc nghiên cứu và ứng dụng xỉ thép vào thực tế sẽ giải quyết được các vấn đề nêu trên. Mặc dù Quyết định số 23/2006/QĐBTNMT ngày 26/12/2006 của Bộ Tài ngun và Mơi trường về việc ban hành danh mục chất thải nguy hại quy định xỉ thép khơng phải là chất thải nguy hại. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là các thành phần có trong xỉ thép có gây ảnh hưởng đến mơi trường và sức khỏe con người hay khơng khi xỉ thép được ứng dụng vào các cơng trình trong một thời gian dài Tại Mỹ, các kết quả nghiên cứu của Cục Bảo vệ Mơi trường Mỹ (EPA), Hiệp hội xỉ thép châu Âu (Euroslag) chứng minh xỉ thép hồn tồn khơng có mối đe dọa cho sức khỏe con người và mơi trường. Theo kết quả nghiên cứu này, dựa trên việc phân tích q trình rò rỉ và tiếp xúc với mơi trường của các chất có trong xỉ thép ra mơi trường, các phân tích dựa trên liều lượng các chất, thời gian tiếp xúc và độc tính của từng chất cho thấy xỉ thép an tồn cho việc sử dụng ở nhiều mục đích khác nhau và khơng có mối nguy hiểm đáng kể nào tới sức khỏe con người và mơi trường. Các vấn đề chính bao gồm: Nguy cơ gây ung thư liên quan đến các chất có trong xỉ thép được loại trừ khi xỉ thép tiếp xúc với con người trong các khu dân cư, với nơng dân, hay các cơng nhân trong ngành xây dựng cơng nghiệp Kim loại trong xỉ thép sẽ rất khó bị rò rỉ một lượng đủ lớn vào nguồn nước ngầm, nước mặt mà chỉ có một lượng rất nhỏ hoặc khơng đáng kể Xỉ thép tác động khơng đáng kể tới động thực vật trên cạn tại ngay khu vực sử dụng, kể cả các khu vực lân cận. Kim loại trong xỉ thép khơng tích lũy trong chuỗi thức ăn và khơng bị tích tụ sinh học trong các mơ thực vật Xỉ thép có thể được áp dụng một cách an tồn trong mơi trường nước như: sơng, hồ, suối mà khơng ảnh hưởng đến chất lượng nước, đời sống thủy sinh Xỉ thép phát sinh từ q trình luyện thép và được lấy ra ở nhiệt độ 1600OC. Ở nhiệt độ này, hầu hết các kim loại nặng nếu có trong thép phế (dùng làm ngun liệu cho q trình luyện phơi) đều thăng hoa (Zn, Mg, Pb, Hg,…) cuốn theo khí thải. Các chất hữu cơ, các chất dễ bay hơi hồn tồn khơng có mặt trong lò xỉ vì ở nhiệt độ > 1200OC thì mọi chất thải nguy hại đều bị tiêu hủy hồn tồn SVTH: Nhóm 01 Trang 54 Báo cáo chun đề: Bê tơng xỉ thép NGHIỆP GVHD: TS VŨ HỒNG Theo kết quả nghiên cứu của Cục Bảo vệ Mơi trường Mỹ (EPA), sử dụng phương pháp ngâm chiết để phân tích hàm lượng kim loại nặng có trong xỉ thép của các nhà máy thép tại Mỹ cho thấy các kim loại nặng đều nằm dưới ngưỡng cho phép về mực độ độc hại, thậm chí có nhiều kim loại nặng có trong xỉ thép còn tương đương với hàm lượng kim loại nặng có trong nước uống theo tiêu chuẩn của EPA. Bảng 3.8 trích dẫn nghiên cứu của Paul Ziemkiewwicz (2010) về các kim loại nặng trong xỉ thép Bảng 3.8. Kết quả hàm lượng kim loại nặng có trong xỉ ở dạng thơ Thơng số Kết quả As Ngưỡng cho phép Tiêu chuẩn nước uống theo EPA Giới hạn Đánh giá Giới hạn Đánh giá