Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp vật liệu xỉ than tro bay xi măng từ nhà máy nhiệt điện duyên hải đắp nền và làm lớp móng kết cấu áo đường

TTHL va TTTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HUỲNH THÀNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HỖN HỢP VẬT LIỆU XỈ THAN - TRO BAY - XI MĂNG TỪ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DUYÊN HẢI ÐẮP NỀN VÀ LÀM LỚP MÓNG KẾT CẤU ÁO ÐƯỜN

TTHL va TT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HUỲNH THÀNH

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HỖN HỢP VẬT LIỆU

XỈ THAN - TRO BAY - XI MĂNG TỪ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DUYÊN HẢI ÐẮP NỀN VÀ LÀM

LỚP MÓNG KẾT CẤU ÁO ÐƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2017

TTHL va TT

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HUỲNH THÀNH

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HỖN HỢP VẬT LIỆU

XỈ THAN - TRO BAY - XI MĂNG TỪ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DUYÊN HẢI ÐẮP NỀN VÀ LÀM

LỚP MÓNG KẾT CẤU ÁO ÐƯỜNG

Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS CHÂU TRƯỜNG LINH

Đà Nẵng - Năm 2017

TTHL va TT

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác

TTHL va TT

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HỖN HỢP VẬT LIỆU XỈ THAN - TRO BAY -

XI MÃNG TỪ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DUYÊN HẢI ÐẮP NỀN VÀ LÀM

LỚP MÓNG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

Học viên: Huỳnh Thành Chuyên ngành: KTXD công trình giao thông

Mã số: 60.58.02.05 Khóa Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt: Mục tiêu của đề tài là sử dụng xỉ than, tro bay từ nhà máy nhiệt điện Duyên

Hải để nghiên cứu mối quan hệ giữa các hàm lượng vật liệu trong hỗn hợp xỉ than - tro bay -

xi măng thông qua thực nghiệm với các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp vật liệu như: Cường độ nén, cường độ ép chẻ, sức chống cắt, C, ᵠ, CBR, đầm nén tiêu chuẩn, mô đun đàn hồi,

Trong luận văn này đề xuất sử dụng phế phẩm hỗn hợp (xỉ than - tro bay - xi măng) từ kết quả thực nghiệm đạt yêu cầu về cường độ để thay thế lớp cát đắp nền và làm lớp móng kết cấu áo đường trong xây dựng công trình giao thông nông thôn, thân đê, đập công trình thủy lợi, gia cố móng trong xây dựng đắp nền và làm lớp móng kết cấu áo đường, thông qua mô hình mô phỏng bằng phần mềm Plaxis Đồng thời sử dụng kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm cơ sở tham khảo, phục vụ công tác thiết kế, xây dựng các công trình gia cố nền đường đắp qua vùng đất yếu góp phần tận dụng được nguồn vật liệu thải ra trong quá trình đốt than tại các nhà máy nhiệt điện Duyên Hải tại tỉnh Trà Vinh nhằm giải quyết giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tiết kiệm diện tích đất dùng làm bãi chứa chất thải xỉ than, tro bay và góp phần tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên làm vật liệu xây dựng, bảo đảm phát triển bền vững

Từ khóa: Hỗn hợp xỉ than - tro bay - xi măng - đắp nền - lớp móng đường

STUDY OF USING BOTTOM ASH - ASH FLY - CEMENT FROM DUYEN HAI THEMAL POWER PLANTS FOR THE BACKFILL OF

EMBANKAENT PAVENET’S BASE

Abstract: The objective of the topic is to use Bottom ash and fly ash from Duyen Hai Thermal

Power Plants to study the relationship between material contents in the mixture of Bottom ash - fly ash

- cement through the experiment under the certain physical and mechanical features of the mixture such as: Compressive Strength, Pressing and splitting strength, cutting resistance, C, ᵠ, CBR, Standard Compaction, Elastic Module,

In this thesis, the author has proposed to use a mixed waste product (Bottom ash - fly ash - cement) from the experimental results meeting the requirements of its strength to replace the sand layer for embankment filling and create a surface dressing structure foundation layer in rural traffic work construction, dyke body, dams for irrigational works, foundation reinforce in embarkment filling construction and create a surface dressing structure foundation layer, through Plaxis simulation model

At the same time, the topic’s research results can be used as a basis for reference in designing, constructing the works reinforcing the road foundation at the weak soil areas that contributes to make use of the waste materials generated during the coal burning process at Duyen Hai Thermal Power Plants in Tra Vinh in order to reduce the environmental pollution, save the land areas used as a warehouse to contain the waste such as Bottom ash, fly ash and save the natural resources and make sure of a sustainable development

Keywords: A mixture of Bottom ash - fly ash - cement - embankment - road foundation

TTHL va TT

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan i

Tóm tắt luận văn ii

Mục lục iii

Danh mục các bảng vi

Danh mục các hình viii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG VẬT LIỆU ĐẮP NỀN ĐƯỜNG VÀ LÀM MÓNG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG TẠI TRÀ VINH - CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ YÊU CẦU 4

1.1 Tổng quan về tình hình sử dụng vật liệu đắp nền đường và làm tầng móng kết cấu áo đường áp dụng tại Trà Vinh 4

1.1.1 Tình hình sử dụng vật liệu làm lớp đắp nền đường và lớp móng đường tại Trà Vinh 4

1.1.2 Cấp phối đất thiên nhiên [11] 4

1.1.3 Cát đen (có hoặc không có gia cố chất liên kết vô cơ) [1] 5

1.1.4 Phế phẩm công nghiệp [3] 5

1.1.5 Cấp phối đá dăm [10] 6

1.2 Các yêu cầu về chỉ tiêu cơ lý đối với vật liệu đắp nền đường và làm tầng móng kết cấu áo đường 6

1.2.1 Yêu cầu đối với vật liệu đắp nền đường trên nền đất yếu - các thí nghiệm [12] 6

1.2.2 Yêu cầu đối với vật liệu làm tầng móng kết cấu áo đường ôtô - các thí nghiệm (móng trên, móng dưới) 12

1.3 Các lý thuyết tính toán ổn định , lún nền đường theo tiêu chuẩn hiện hành 14

1.3.1 Lý thuyết tính toán ổn định theo phương pháp căn bằng giới hạn [4] 14 1.3.2 Lý thuyết tính toán lún nền đường theo tiêu chuẩn hiện hành 16

1.3.3 Tính toán theo mô hình trên phần mềm Plaxis 8.2 [10] 17

1.4 Các lý thuyết tính toán, kiểm tra kết cấu nền áo đường theo tiêu chuẩn hiện hành [8] 18

1.5 Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước 19

1.5.1 Nghiên cứu trong nước 19

1.51.1 Nghiên cứu của ThS.Trần Văn Tuấn, 2017 [7] 19

1.5.1.2 Nghiên cứu của nhóm đồng tác giả ThS.Bùi Anh Tuấn và ThS.Lê xuân Quí, 2015 [6] 21

1.5.2 Nghiên cứu trên thế giới 23

TTHL va TT

1.5.2.1 Nghiên cứu của Salgado R và cộng sự, 2007 [13] 23

1.5.2.2 Nghiên cứu của nhóm đồng tác giả Tanaya Deb và Sujit Kumar Pal, 2014 [14] 24

Kết luận chương 1 26

Chương 2: XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA HỖN HỢP XỈ THAN -TRO BAY - XI MĂNG 27

2.1 Phế phẩm xỉ than, tro bay tại nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải 27

2.1.1 Phế phẩm xỉ than (bottom ash) 27

2.1.2 Phế phẩm tro bay (fly ash) 27

2.2 Các chỉ tiêu cơ lý của xỉ than, tro bay và xi măng 28

2.2.1 Chỉ tiêu cơ lý của xỉ than (TCVN 7572-2-2006) 28

2.2.2 Chỉ tiêu cơ lý hóa tro bay 29

2.2.3 Chỉ tiêu cơ lý hóa của xi măng 30

2.2.4 Nguyên lý hình thành cường độ của hỗn hợp Xỉ than - Tro Bay - Xi măng 31

2.3 Kế hoạch thực nghiệm 31

2.4 Các chỉ tiêu cơ lý hỗn hợp Xỉ than - Tro bay - Xi măng tương ứng với các tỉ lệ khác nhau 33

2.4.1 Thí nghiệm thành phần hạt hỗn hợp (TCVN 7572:2006) 33

2.4.2 Thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn (TCVN 4201:2012) 33

2.4.3 Thí nghiệm nén đơn trục (qu) (ASTM D2166-98A) 34

2.4.4 Thí nghiệm cường độ chịu kéo khi ép chẻ (Rch) (TCVN 8862:2011) 36

2.4.5 Thí nghiệm sức chống cắt (TCVN 4199:2012) 38

2.4.6 Thí nghiệm môđun đàn hồi (TCVN 9843-2013) 39

2.4.7 Thí nghiệm hệ số thấm (TCVN 8723:2012) 40

2.4.8 Thí nghiệm CBR (Dựa theo tiêu chuẩn (22TCN 332-06) 41

2.4.9 Thí nghiệm giới hạn chảy hỗn hợp vật liệu bằng quả dọi thăng bằng TCVN (4197-2012) 43

2.5 Thi công thử nghiệm hiện trường lớp xỉ than - tro bay - xi măng 43

2.6 Đánh giá kết quả các tổ mẫu thử 455

Kết luận chương 2 46

Chương 3: VẬN DỤNG TÍNH TOÁN LỚP VẬT LIỆU XỈ THAN - TRO BAY - XM ĐẮP NỀN VÀ LÀM KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 47

3.1 Tính toán kết cấu áo đường tuyến đường Nguyễn Đáng nối Dài 47

3.1.1 Giới thiệu công trình 47

3.1.2 Kiểm tra cường độ chung của kết cấu theo tiêu chuẩn của độ võng đàn hồi thực tế tuyến đường Nguyễn Đáng nối dài 48

3.1.3 Tính toán kết cấu áo đường sử dụng lớp vật liệu xỉ than - tro bay - xi măng thay thế lớp cấp phối đá dăm loại II theo 22TCN 211-06 49

TTHL va TT

3.1.3.1 Định Kết cấu và tham số tính toán 49

3.1.3.2 Kiểm tra cường độ chung của kết cấu theo tiêu chuẩn của độ võng đàn hồi lớp hỗn hợp vật liệu 6% xi măng 50

3.1.3.3 Kiểm tra cường độ chung của kết cấu theo tiêu chuẩn của độ võng đàn hồi lớp hỗn hợp vật liệu 6% xi măng giảm chiều dày lớp kết cấu 51

3.2 Xây dựng mô hình số trên phần mềm Plaxis mô phỏng sự làm việc của nền đắp bằng vật liệu xỉ than - tro bay - xi măng 52

3.2.1 Tiến hành mô phỏng trên Plaxis V8.2 52

3.2.2 Các trường hợp tính 54

3.3 Dự toán giá thành thi công lớp vật liệu xỉ than – tro bay – xi măng so sánh với vật liệu địa phương hiện tại 61

3.3.1 Cơ sở tính toán 61

3.3.2 Kết quả tính toán 61

Kết Luận chương 3 64

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65

1 Kết luận 65

2 Kiến Nghị 65

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)

PHỤ LỤC

TTHL va TT

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu

1.2 Quy định Độ chặt đầm nén yêu cầu đối với nền đường 7

1.6 Bảng phân loại Tên đất, ký hiệu và phạm vi kích thước hạt theo

2.8 Các chỉ tiêu dung trọng, độ ẩm mẫu hỗn hợp vật liệu 33 2.9 Tổng hợp nén đơn trục mẫu hỗn hợp vật liệu 36 2.10 Tổng hợp Cường độ chịu kéo khi ép chẻ mẫu hỗn hợp vật liệu 37

2.12 Kết quả cường độ môđun đàn hồi hỗn hợp vật liệu 39

2.14 Kết quả sức chịu tải CBR mẫu hỗn hợp vật liệu 42

2.16 Kết quả kiểm môđun đàn hồi lớp cấp phối đá dăm 44

2.18 So sánh chỉ tiêu cơ lý của vật liệu gia cố TCNV 10379-2014 45

3.1 Thông số của các lớp vật liệu trong kết cấu Nguyễn Đáng 48 3.2 Thông số của các lớp vật liệu trong kết cấu hỗn hợp vật liệu 49 3.3 Tính toán Etb của kết cấu hỗn hợp vật liệu 50

3.12 Dự toán chi phí cho 2 lớp móng dưới kết cấu áo đường cấp phối

đá dăm và hỗ hợp vật liệu xỉ than, tro bay, XM 61

TTHL va TT

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hiệu

1.4 Cường độ nén Rn nhóm mẫu 1 ở các ngày tuổi khác nhau 21 1.5 Mô đun đàn hồi E đh nhóm mẫu 1 ở các ngày tuổi khác nhau 22 1.6 Sức chịu tải CBR nhóm mẫu 1 ở ngày tuổi 28 22 1.7 Biểu đồ nén trục đơn của đất hỗn hợp tro bay (a) nhà máy

1.8 Biểu đồ sức kháng cắt của đất hỗn hợp tro bay (a) nhà máy

1.9 Biểu đồ hệ số thấm của đất hỗn hợp theo hàm lượng tro bay 25

1.10 Biểu đồ sức kháng nén của đất hỗn hợp ở thời gian 1 ngày và 7

2.6 Kết quả đầm chặt proctor - đường bảo hòa mẫu hỗn hợp vật liệu 34

2.8 Biểu đồ quan hệ ứng suất - biến dạng mẫu hỗn hợp vật liệu 35 2.9 Biểu đồ cường độ nén đơn trục mẫu hỗn hợp vật liệu 36

2.11 Biểu đồ cường độ chịu kéo khi ép chẻ mẫu hỗn hợp vật liệu 37 2.12 Thí nghiệm sức chống cắt mẫu vật liệu hỗn hợp 38

2.14 Biểu đồ môđun đàn hồi mẫu hỗn hợp vật liệu 39

2.18 Biểu đồ kết quả thí nghiệm CBR mẫu hỗn hợp 42

3.1 Các lớp kết cấu áo đường tuyến đường Nguyễn Đáng 47

3.8 Mực nước ngầm theo báo cáo địa chất ở độ sâu -2,0m

3.9 Ứng suất ban đầu của mô hình tính trên Plaxis 56

3.10 Chuyển vị của nền đường theo lưới phần tử trên mô hình Plaxis

Chuyển vị của nền đường theo lưới phần tử trên mô hình Plaxis

8.2 khi thay kết cấu áo đường (lớp cát đắp bằng hỗn hợp gia cố xỉ than-tro bay-xi măng 2%)

58

3.15

Chuyển vị theo hai phương trên mô hình Plaxis 8.2 khi thay kết

cấu áo đường (lớp cát đắp bằng hỗn hợp gia cố xỉ than - tro bay -

xi măng 2%)

58

3.16

Độ lún nền đường trên mô hình Plaxis 8.2 khi thay kết cấu áo

đường (lớp cát đắp bằng hỗn hợp gia cố xỉ than - tro bay - xi

măng 2%)

58

3.17 Sơ đồ tính khi thay kết cấu áo đường (móng đường bằng hỗn hợp

3.18

Chuyển vị của nền đường theo lưới phần tử trên mô hình Plaxis

8.2 khi thay kết cấu áo đường (móng đường bằng hỗn hợp gia cố

xỉ than - tro bay - xi măng 6%)

59

3.19

Chuyển vị theo hai phương trên mô hình Plaxis 8.2 khi thay kết

cấu áo đường (móng đường bằng hỗn hợp gia cố xỉ than - tro bay

- xi măng 6%)

60

3.20

Độ lún nền đường trên mô hình Plaxis 8.2 khi thay kết cấu áo

đường (móng đường bằng hỗn hợp gia cố xỉ than - tro bay - xi

măng 6%)

60

2011, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 1208/QĐ-TTg phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 - 2020 Thực hiện Quyết định trên, các nhà máy nhiệt điện đốt than sẽ được tiếp tục phát triển để đến năm 2020 với tổng công suất đạt khoảng 36.000 MW, điện sản xuất khoảng 156 tỷ kWh (chiếm khoảng 46,8% sản lượng điện sản xuất) và tiêu thụ khoảng 67,3 triệu tấn than, thải ra môi trường khoảng 15 - 20 triệu tấn tro xỉ và khối lượng lớn khí SOx độc hại Năm 2030 công suất nhiệt điện đốt than là 72.000 MW sẽ tiêu thụ 100 triệu tấn than và thải ra khoảng 30 triệu tấn tro xỉ và khí SOx khoảng 5 triệu tấn mỗi năm [15]

Những năm gần đây, nước ta đã đầu tư xây dựng rất nhiều nhà máy nhiệt điện để đấu nối vào lưới điện quốc gia, giảm phụ thuộc vào nguồn thủy điện Tại Trà Vinh dự

án xây dựng nhà máy nhiệt điện Duyên Hải cơ bản đã đưa vào hoạt động nhà máy số 1 với công suất 1.200 MW hòa lưới đồng bộ vào lưới điện quốc gia, theo số liệu từ thuyết minh dự án đầu tư nhà máy nhiệt điện Duyên Hải có khối lượng chất thải rắn sản xuất phát sinh từ nhà máy bao gồm xỉ than sinh ra từ quá trình đốt lò với khối lượng 1,19 triệu tấn/năm (trong đó bao gồm 80 - 85% là tro bay khối lượng 920 nghìn tấn/năm, còn lại là than xỉ khối lượng 230 nghìn tấn/năm), dự kiến đến 2016 nhà máy nhiệt điện Duyên Hải vận hành hết công suất sẽ có lượng xỉ than khoảng 4 triệu tấn/năm, bãi chứa xỉ than quy mô 80ha có sức chứa 12 triệu m3 đã và đang hoàn chỉnh khối lượng xây dựng trong khuôn viên quy hoạch nhà máy [16] Với khối lượng tro xỉ than như trên sẽ là mối nguy cơ dẫn đến ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng lớn đến đời sống của người dân tại địa phương Để giải quyết vấn đề này buộc chính quyền các cấp và các nhà khoa học phải tìm biện pháp khắc phục nhằm ổn định kinh tế - xã hội

TTHL va TT

Thực tế, ở nhiều nước trên thế giới, tro xỉ than từ các nhà máy nhiệt điện được sử dụng rất hiệu quả trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong xây dựng Việc sử dụng rác thải công nghiệp như tro, xỉ than trong xây dựng đường giao thông luôn luôn được khuyến khích và đôi khi là một điều kiện bắt buộc Tỉnh Trà Vinh là một trong số những tỉnh được Trung Ương ưu tiên đầu tư quy hoạch xây dựng nông thôn mới Giai đoạn năm 2011- 2015 tỉnh Trà vinh có 17 xã thực hiện xây dựng nông thôn mới nhưng cho đến nay chỉ được 4 xã đạt tiêu chí nông thôn mới, đa phần các xã không đạt tiêu chí nông thôn mới phần lớn là do mạng lưới giao thông nông thôn không đạt theo bộ tiêu chí của nông thôn mới Chính vì vậy các cấp chính quyền của tỉnh Trà Vinh đầu tư xây dựng mạng lưới đường giao thông nông thôn cho 13 xã còn lại đến năm 2020 để góp phần xây dựng nông thôn mới

Từ các vấn đề nêu trên, học viên quan tâm và thực hiện đề tài “Nghiên cứu sử

dụng hỗn hợp vật liệu xỉ than - tro bay - xi măng từ nhà máy nhiệt điện duyên Hải đắp nền và làm lớp móng kết cấu áo đường” Từ việc nghiên cứu bằng thực

nghiệm, kết hợp lý thuyết tính toán bằng số liệu cụ thể để từ kết quả tính toán, học viên sẽ đưa ra những nhận định và các đề xuất, kiến nghị nhằm tiêu thụ chất thải xỉ than của nhà máy nhiệt điện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh, giảm tải về bãi chứa xỉ than, tận dụng chất thải vào ngành xây dựng giao thông nông thôn, hạn chế ảnh hưởng môi trường cho địa phương

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Quan hệ giữa các tỉ lệ xỉ than - tro bay - xi măng với các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp: Cường độ nén, cường độ ép chẻ, sức chống cắt, C, ᵠ, CBR, đầm nén tiêu chuẩn, môđun đàn hồi,

- Sử dụng nguyên liệu sẵn có tại địa phương là chất thải than xỉ, tro để nghiên cứu, ứng dụng vào ngành xây dựng giao thông cho tỉnh nhà

- Giảm giá thành xây dựng công trình

- Góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường vì chất thải xỉ than, tro bay được thải

ra chôn lấp

TTHL va TT

3 Đối tượng nghiên cứu

- Hỗn hợp xỉ than, tro bay từ nhà máy nhiệt điện Duyên Hải kết hợp với xi măng

để tạo thành lớp vật liệu biến cứng đạt yêu cầu trong xây dựng đắp nền và làm lớp móng kết cấu áo đường

4 Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu sử dụng vật liệu xỉ than - tro bay - xi măng nhà máy nhiệt điện Duyên Hải, đắp nền và làm lớp móng kết cấu áo đường

5 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan: thu thập tài liệu, tìm hiểu lý thuyết tính toán vật liệu đắp nền và lớp móng kết cấu áo đường

- Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của xỉ than - tro bay - xi măng

- Mô hình số sự làm việc của đắp nền, lớp kết cấu áo đường sử dụng xỉ than - tro bay - xi măng

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài

6.1 Ý nghĩa khoa học

- Việc nghiên cứu sử dụng nguồn thải xỉ than - tro bay từ Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải đánh giá khả năng làm việc của hỗn hợp nhằm tăng sức chịu tải của nền - móng đường của công trình xây dựng và giao thông

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm cơ sở tham khảo, phục vụ công tác thiết kế, xây dựng các công trình gia cố nền đường đắp qua vùng đất yếu góp phần tận dụng được nguồn vật liệu thải ra trong quá trình đốt than tại các nhà máy nhiệt điện Duyên Hải tại địa phương nhằm giải quyết giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tiết kiệm diện tích đất dùng làm bãi chứa chất thải xỉ than, tro bay và góp phần tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên làm vật liệu xây dựng, bảo đảm phát triển bền vững

- Kết quả nghiên cứu giúp cho chủ đầu tư có thêm phương án so sánh phương án

xử lý, gia cố nền đường

TTHL va TT

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG VẬT LIỆU

ĐẮP NỀN ĐƯỜNG VÀ LÀM MÓNG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG TẠI TRÀ VINH - CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ YÊU CẦU

1.1 Tổng quan về tình hình sử dụng vật liệu đắp nền đường và làm tầng móng kết cấu áo đường áp dụng tại Trà Vinh

1.1.1 Tình hình sử dụng vật liệu làm lớp đắp nền đường và lớp móng đường tại Trà Vinh

Đồng bằng Sông Cửu Long cũng như ở tỉnh Trà Vinh nền đất chủ yếu là các loại đất bùn và cát giồng, đá rất khan hiếm, cho nên xử lý nền móng đường rất cao Việc

xử lý tận dụng các nguồn vật liệu tại địa phương để xây dựng nền móng công trình nói chung và xây dựng nền móng đường ô tô nói riêng đã đặt cho các nhà khoa học Yêu cầu cơ bản đặt ra là xử lý nền móng đảm bảo khả năng chịu tải để thay thế các loại vật liệu truyền thống, vừa đảm bảo tính ổn định lâu dài và đẩy mạnh phát triển hạ tầng giao thông của tỉnh góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội địa phương

Kết cấu áo đường thường dùng trong xây dựng kết cấu áo đường ở tại đồng bằng sông Cửu Long nói chung và tỉnh Trà Vinh nói riêng từ thời gian trước đến hiện nay

đó là:

Lớp mặt: phổ biến nhất là các loại bê tông nhựa (đặc biệt là bê tông nhựa nóng),

bê tông xi măng, các lớp láng nhựa, thấm nhập nhựa, đối với đường cấp thấp có sử dụng các loại cấp phối thiên nhiên, cấp phối đá dăm làm lớp mặt, gần đây loại vật liệu

bê tông nhựa polime (sử dụng nhựa đường polime) cũng đã bắt đầu được sử dụng,…

- Lớp móng trên: Thấm nhập nhựa, cấp phối đá dăm các loại I, loại II tùy theo cấp đường, cấp phối đá dăm gia cố xi măng, đất gia cố vôi hoặc xi măng, đá macadam, các loại đá kẹp đất dính (đối với đường cấp thấp),…

- Lớp móng dưới: Cấp phối đá dăm (chủ yếu là loại II), cấp phối thiên nhiên (cấp phối sỏi đồi, cấp phối sỏi sạn, cấp phối sỏi cuội, cấp phối sỏi đỏ,…), đất gia cố xi măng, các loại đá dăm,…

- Lớp nền đường: Cát đen (khai thác ở sông Cổ Chiên, sông Hậu Giang) + lớp vải địa kỹ thuật ngăn cách giữa nền cát và lớp CPĐD

1.1.2 Cấp phối đất thiên nhiên [11]

Vật liệu đắp nền đường không có quy chuẩn cấp phối đất thiên nhiên Vật liệu đắp nền đường phổ biến là đất lẫn đá, ngoài ra còn đất đồi, đá lẫn đất Đất là vật liệu chủ yếu để làm nền đường, có phổ biến ở các nơi Thành phần của nó rất phức tạp, tính chất phụ thuộc vào tỉ lệ các thành phần hạt, thành phần vật liệu khoáng chất và trạng thái của đất (độ ẩm) Ngoài đất ra có khi còn gặp đá trong thi công nền đường

TTHL va TT

- Nền đắp đất lẫn đá: đất lẫn từ 30% đến dưới 70% đá các loại có kích cỡ từ 50mm cho đến kích cỡ lớn nhất cho phép quy định;

+ 100mm khi đắp trong phạm vi khu vực tác dụng của nền đường;

+ 150mm khi đắp phạm vi dưới khu vực tác dụng của nền đường;

+ Khi đắp trong phạm vi dưới khu vực tác dụng bằng loại đá cứng vừa và cứng (cường độ chịu nén trên 20 MPa) thì cỡ hạt lớn nhất còn có thể cho phép bằng 2/3 bề dày đầm nén lớp đất lẫn đá lúc thi công Nếu là đầm nén hặc có nguồn gốc

từ đá phong hóa mạnh (cường độ chịu nén từ 20 MPa trở xuống) thì kích cỡ lớn nhất có thể bằng bề dày đầm nén nhưng trị số sức chịu tải CBR của chúng vẫn phải đạt yêu cầu quy định

- Nền đắp đất: đất các loại có thể lẫn < 30% khối lượng đá, cuội sỏi có kích cỡ từ 19mm trở lên cho đến cỡ hạt lớn nhất là 50mm Vật liệu đắp loại này có thể xác định được độ chặt tiêu chuẩn ở trong phòng thí nghiệm theo 22 TCN 333-06

- Nền đắp đá: Các loại đá với kích cỡ từ 37,5mm trở lên chiếm ≥ 70% khối lượng

1.1.3 Cát đen (có hoặc không có gia cố chất liên kết vô cơ) [1]

Là các loại cát có nguồn gốc từ cát tàn tích, cát sườn tích, cát bồi tích (cát sông), cát biển, cát gió (hình thành do tác dụng của gió) và cả các loại cát nghiền nhân tạo

(sản phẩm của công nghệ gia công đá, sỏi cuộn)

Cát đen (đất cát (đất rời)) được phân loại theo bảng 1.1

Bảng 1 1 Phân loại cát đen

Loại Hàm lượng hạt theo kích cỡ (%

trọng lượng)

Khả năng sử dụng trong xây dựng

đường Xây dựng nền Gia cố bằng chất kế

Ít thích hợp

Rất thích hợp để gia

cố xi măng nếu có cấp phối tốt

Nt

Nt

Ít thích hợp so với cát to

NT

1.1.4 Phế phẩm công nghiệp [3]

Phế phẩm công nghiệp được trình bày trong luận văn là loại xỉ thép Xỉ thép là loại chất thải được sinh ra trong quá trình luyện thép từ các tạp chất khi đưa vào lò

TTHL va TT

luyện như: Các chất lẫn trong nguyên, vật liệu (đất, cát…) của quặng sắt; nguyên vật

liệu kim loại bị oxi hóa tạo thành các oxít khác nhau: CaO, MgO, MnO, FeO, Nio,

SiO2, P2O5 Ngoài ra còn có các hợp chất như CaS, FeS, CaS2 Như vậy thành phần xỉ

thép phụ thuộc vào nguyên liệu đầu vào, các chất được sử dụng trong quá trình luyện

thép và công nghiệp thép

Việc tái chế xỉ thép được đánh giá là thực sự cần thiết để đáp ứng đồng thời mục

tiêu kinh tế lẫn môi trường Để tái chế ở quy mô lớn, xỉ thép có thể được sử dụng như

chất độn xi măng hoặc cốt liệu san lắp nền hay cốt liệu bê tông nhựa đường Cốt liệu

xỉ thép làm san lắp nền giúp cải thiện cơ tính và tính bền nhờ phản ứng kết dính khi

gặp nước, bùn

1.1.5 Cấp phối đá dăm [10]

Cấp phối đá dăm (CPĐD) là hỗn hợp vât liệu đá dạng hạt có thành phần hạt tuân

thủ cấp phối liên tục, được quy định tại bảng 1.2 CPĐD được chia thành hai loại:

CPĐD loại I - là cấm phối hạt mà tất cả các cở hạt được nghiền từ đá nguyên

khai; CPĐD loại I được sử dụng làm lớp móng trên (và móng dưới, trên cơ sở xem xét

yếu tố kinh tế, kỹ thuật) của kết cấu áo đường mềm có tầng mặt loại A1, A2 theo “Quy

trình thiết kế áo đường mềm” 22 TCN 274-01

CPĐD loại II - là cấp phối hạt được nghiền từ đá nguyên khai hoặc sỏi cuội,

trong đó cở hạt nhỏ hơn 2,36mm có thể là vật liệu hạt tự nhiên không nghiền nhưng

khối lượng không vượt quá 50% khối lượng CPĐD Khi CPĐD được nghiền từ sỏi

cuội thì các hạt trên sàng 9,5mm ít nhất 75% số hạt có từ hai mặt vỡ trở lên; CPĐD

loại II được sử dụng làm lớp móng dưới của kết cấu áo đường có tầng mặt loại A1 và

làm lớp móng trên cho tầng mặt loại A2 hoặc B1 theo “Quy trình thiết kế áo đường

mềm” 22 TCN 211-06 hoặc làm lớp móng theo tiêu chuẩn “Tiêu chuẩn thiết kế mặt

đường mềm” 22 TCN 274-01

1.2 Các yêu cầu về chỉ tiêu cơ lý đối với vật liệu đắp nền đường và làm tầng

móng kết cấu áo đường

1.2.1 Yêu cầu đối với vật liệu đắp nền đường trên nền đất yếu - các thí

nghiệm [12]

1 Không được sử dụng trực tiếp các loại đất dưới đây để đắp bất cứ bộ phận nào

của nền đường:

- Đất bùn, đất than bùn (nhóm A-8 theo AASHTO M145)

- Đất mùn lẫn hữu cơ có thành phần hữu cơ quá 10%, đất có lẫn cỏ và rễ cây, lẫn

rác thải sinh hoạt (AASHTO T267-86);

- Đất lẫn các thành phần muối dễ hòa tan quá 5% (cách thí nghiệm xác định xem

phụ lục D);

- Đất sét có độ trương nở cao vượt quá 3,0% (thí nghiệm xác định độ trương nở

theo 22 TCN 332-06);

- Loại đất và sức chịu tải của vật liệu đắp nền đường phải thõa mãn các yêu cầu quy định, phải đạt độ chặt đầm nén theo bảng dưới đây

Bảng 1 2 Quy định Độ chặt đầm nén yêu cầu đối với nền đường

Loại và bộ phận nền đường

Phạm vi độ sâu tính từ đáy áo đường trở xuống (cm)

Độ chặt K của nền đường

Đường cao tốc

Đường cấp I đến cấp IV

Đường cấp V đến cấp VI

Nền

đắp

Khi áo đường dày trên 60cm 30 ≥ 1,0 ≥ 0,98 ≥ 0,95 Khi áo đường dày dưới 60cm 50 ≥ 1,0 ≥ 0,98 ≥ 0,95 Bên

≥ 0,98 ≥ 0,95 ≥ 0,93

Đất nền tự nhiên (*) Cho đến 80 ≥ 0,93 ≥ 0,90

Cho đến 100 ≥ 0,95 Nền đào và không đào không đắp

(nền thiên nhiên (**))

30 ≥ 1,0 ≥ 0,98 ≥ 0,95

30 đến 100 ≥ 0,95 (*) Trường hợp này là trường hợp nền đắp thấp khu vực tác dụng có một phần nằm vào phạm vi đất nền thiên nhiên;

(**) Nếu nền thiên nhiên không đạt độ chặt yêu cầu ở bảng 2 thì phải đào phạm vi không đạt rồi đầm nén lại cho đạt yêu cầu

2 Không được dùng đất bụi nhóm A-4 và A-5 (theo phân loại ở AASHTO

M145) để xây dựng các bộ phận nền đường dưới mức nước ngập hoặc mức nước ngầm và không nên dùng chúng trong phạm vi khu vực tác dụng của nền đường

3 Vật liệu đắp nền phải có sức chịu tải CBR nhỏ nhất như qui định tại Bảng 1.3

TTHL va TT

Bảng 1 3 Quy định về sức chịu tải (CBR) nhỏ nhất

Phạm vi nền đường tính từ

đáy áo đường trở xuống

Sức chịu tải (CBR%) tối thiểu Nền cho

đường cao tốc, cấp I, cấp II

Nền cho đường cấp III, cấp IV

có sử dụng mặt đường cấp cao A1

Nền cho đường các cấp khác không sử dụng mặt đường cấp cao 1

4 Kích cỡ hạt lớn nhất của các hạt sỏi cuội, đá lẫn trong đất áp dụng cho trường

hợp đắp đất lẫn đá là 100mm khi đắp trong phạm vi khu vực tác dụng của nền đường

và là 150mm khi đắp phạm vi dưới khu vực tác dụng Khi đắp trong phạm vi dưới khu vực tác dụng bằng đá loại cứng vừa và cứng (cường độ chịu nén trên 20 MPa) thì cỡ hạt lớn nhất còn có thể cho phép bằng 2/3 bề dày đầm nén lớp đất lẫn đá lúc thi công Nếu là đá loại mềm hoặc có nguồn gốc từ đá phong hóa mạnh (cường độ chịu nén từ

20 MPa trở xuống) thì kích cỡ hạt lớn nhất có thể bằng với bề dày đầm nén nhưng trị

số sức chịu tải CBR của chúng vẫn phải đạt yêu cầu qui định tại bảng 1.3

5 Vật liệu đắp bao

Khi nền đường đắp bằng cát, nền đường phải được đắp bao cả hai bên mái ta luy

và phần đỉnh nền phía trên như yêu cầu ở 7.4.4 TCVN 4054 Trong trường hợp này đất đắp bao hai bên ta luy cũng phải phù hợp với các yêu cầu tại 5.1, 5.2, 5.3 và 5.4 TCVN

TTHL va TT

Bảng 1 4 Phân loại đất hạt thô

Hơn 50% trọng lượng của đất là các hạt có kích thước 0,08 mm

Trọng lượng hạt

có kích thước <

0,08mm ít hơn 5%

GW

4D

DC

10

60

80 10

2 30

DC

)(

= giữa 1 và 3

Đất sỏi, sạn

Cấp phối tốt

GP Một trong hai điều kiện

của GW không thoả mãn

Đất sỏi sạn, cấp phối kém

Đất sỏi sạn có lẫn hạt mịn

Trọng lượng hạt

có kích thước <

0,08mm nhiều hơn 12%

GM

Giới hạn Atterberg nằm dưới đường A (xem biểu

đồ 3.1) hay Ip ≺ 4

Sỏi lẫn bụi Hỗn hợp sỏi - cát - bụi cấp phối kém

GC

Giới hạn Atterberg nằm trên đường A (xem biểu đồ 3.1) với Ip ≻ 7

Sỏi lẫn sét Hỗn hợp sỏi lẫn cát

- sét, cấp phối kém

Trọng lượng hạt

có kích thước <

0,08mm ít hơn 5%

D

DC

10

60

60 10

2 30

DC

)(

= giữa 1 và 3

Cát cấp phối tốt, cát lẫn sỏi ít hoặc không có hạt mịn

SP Một trong hai điều kiện của SW không thoả mãn

Cát cấp phối kém, cát lẫn sỏi

có ít hoặc không có hạt mịn

SM

Giới hạn Atterberg nằm dưới đường A (xem biểu

đồ 3.1) hoặc Ip ≺ 5

Cát lẫn sét, hỗn hợp cát - sét cấp phối kém

Cát

có lẫn hạt mịn

Trọng lượng hạt

có kích thước <

0,08mm nhiều hơn 12%

SC

Giới hạn Atterberg nằm trên đường A (xem biểu đồ 3.1) hoặc Ip ≻ 7

Cát lẫn sét, hỗn hợp cát - sét cấp phối kém

trọng lượng phần đất

hạt thô có

kích thước

> 2mm

Sạch, không có hoặc có ít thành phần hạt mịn

Có tất cả các loại kích thước hạt và không có loại hạt nào chiếm ưu thế về hàm lượng

Có thành phần hạt mịn

Có chứa thành phần hạt

Đất sỏi, sạn cấp phối tốt lẫn bụi

Có chứa thành phần hạt

Đất sỏi, sạn lẫn sét

Đất cát

Hơn 50%

trọng lượng phần hạt

thô có kích thước

< 2mm

Sạch, không có hoặc có ít thành phần hạt mịn

Có tất cả các loại kích thước hạt nào chiếm ưu thế về hàm lượng

Phõn loại đất theo AASHTO-USCS

Bảng 1.5 đưa ra bốn nhúm đất chớnh gồm: hạt thụ, hạt mịn, đất hữu cơ và bựn Việc phõn loại được thực hiện bằng cỏch cho mẫu đất qua sàng 75mm, kết quả thớ nghiệm được biểu diễn trờn hệ toạ độ log hoặc dựng bảng biểu Những hạt cú đường

TTHL va TT

kính tương đương lớn hơn 300mm được gọi là đá tảng, còn những hạt nằm trong phạm

vi từ 75mm đến 300mm được gọi là cuội sỏi Đất được phân loại là hạt thô, cát hay sỏi nếu chúng chứa > 50% trọng lượng hạt trên sàng No.200 (0.075mm) và được phân loại

là đất hạt mịn nếu chúng chứa > 50% trọng lượng hạt dưới sàng No.200 Đất hữu cơ hoặc bùn thì có thể phân biệt dễ dàng bằng mắt thường Việc phân chia chi tiết hơn được minh họa trong bảng 1.6

Bảng 1 6 Bảng phân loại Tên đất, ký hiệu và phạm vi kích thước hạt theo USCS

(3)Đất hữu cơ giới hạn Atterberg)

O (Không có kích thước hạt cụ thể) (4) Than bùn Pt (Không có kích thước hạt cụ thể)

Ký kiệu phân loại

cấp phối Ký hiệu giới hạn chảy

Phân cấp đều, W Cao LL, H

- Dn- KÝch th−íc ®−êng kÝnh h¹t mµ l−îng chøa c¸c cì nhá h¬n nã chiÕm n%;

- D10- KÝch th−íc ®−êng kÝnh h¹t mµ l−îng chøa c¸c cì nhá h¬n nã chiÕm 10%, cßn gäi lµ ®−êng kÝnh cã hiÖu;

1 Yêu cầu về loại đá:

Các loại đá gốc được sử dụng để nghiền sang làm cấp phối đá dăm phải có cường

độ nén tối thiểu phải đạt 60 MPa nếu dùng cho lớp móng trên và 40 MPa nếu dùng cho lớp móng dưới Không được dùng đá xay có nguồn gốc từ đá sa thạch (đá cát kết, bột kết) và diệp thạch (đá sét kết, đá sít)

2 Yêu cầu về thành phần hạt của vật liệu CPĐD [10]

• Thành phần hạt của vật liệu CPĐD được quy định tại bảng 1.7

Bảng 1 7 Thành phần hạt của cấp phối đá dăm

CPĐD có cỡ hạt danh định Dmax = 25mm

CPĐD có cỡ hạt danh định Dmax = 19mm

TTHL va TT

Việc lựa chọn loại CPĐD (theo cỡ hạt danh định có đường kính lớn nhất Dmax quy ước) phải căn cứ vào chiều dày thiết kế của lớp móng và phải được ghi rõ trong hồ

sơ thiết kế kết cấu áo đường và chỉ dẫn kỹ thuật của công trình

• Cấp phối loại Dmax = 37,5mm thích hợp dùng cho lớp móng dưới;

• Cấp phối loại Dmax = 25mm thích hợp dùng cho lớp móng trên;

• Cấp phối loại Dmax = 19mm thích hợp dùng cho việc bù vênh và tăng cường trên các kết cấu mặt đường cũ trong nâng cấp, cải tạo

• Yêu cầu về chỉ tiêu cơ lý của vật liệu CPĐD

Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu CPĐD được quy định tại bảng 1.8

Bảng 1 8 Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu CPĐD

Giới hạn chảy, giới hạn dẻo được xác định bằng thí nghiệm với thành phần hạt lọt qua sang 0,425 mm

2) Tích số dẻo PP có nguồn gốc tiếng anh là Plasticity Product

3) Hạt thoi dẹt là hạt có chiều dày hoặc chiều ngang nhỏ hơn hoặc bằng 1/3 chiều dài; Thí nghiệm được thực hiện với các cỡ hạt có đường kính lớn 4,75 mm và chiếm trên 5% khối lượng mẫu;

Hàm lượng hạt thoi dẹt của mẫu lấy bằng bình quân gia quyền của các kết quả đã xác định cho từng cỡ hạt

3 Yêu cầu đối với vật liệu nền móng

TTHL va TT

Gạch đá xây vòm phải tốt, không phong hóa, đủ cường độ quy định Thường dùng đá vôi, hoa cương, sa thạch liên kết xi măng thiên nhiên Cường độ đá, gạch phải đảm bảo theo quy định như bảng 1.9

Nên dùng loại đá cứng, tốt và gia công vuông vắn để đảm bảo cường độ vòm và giảm mạch vữa tuy nhiên đá càng cứng, càng khó gia công, đồng thời phải có thợ đá

có chuyên môn thì mới làm được, do đó ảnh hưởng đến giá thành và tốc độ thi công

Để khắc phục khó khan này có thể dùng đá hộc xô bồ để xây các cống vòm nhỏ Nếu dùng đá hộc xô bồ thì khi xây cần chèn thêm đá dăm nhỏ vào các mạch để tiết kiệm xi măng và tăng cường độ cho các mạch vữa lớn

1.3 Các lý thuyết tính toán ổn định, lún nền đường theo tiêu chuẩn hiện hành

1.3.1 Lý thuyết tính toán ổn định theo phương pháp căn bằng giới hạn [4]

- Có thể dùng một trong hai phương pháp sau đây để kiểm tra ổn định nền đất đắp trên đất yếu:

+ Phương pháp phân mảnh cổ điển

+ Phương pháp Bishop

 Phương pháp phân mảnh cổ điển:

Phương pháp phân mảnh cổ điển được tính theo sơ đồ ở bên dưới và hệ số ổn định Kj (bỏ qua động đất) ứng với một mặt trượt tròn có tâm Oj được xác định theo công thức

Hình 1 1 Sơ đồ phân mảnh với mặt trượt tròn

i

i i

n i

j i

i i i j

Q

R Y F tg Q

l c K

1

1

) sin (

) / ( cos

(

α

ϕα

(1.3.1) Trong đó:

TTHL va TT

+ Lớp 1: có thể bao gồm tầng đệm cát mỏng, trên đó có lớp vải địa kĩ thuật hoặc

có thể gặp một tầng đất mỏng không yếu lắm;

+ Lớp 2: lớp đất yếu có chiều dày lớn;

+ li là chiều dài cung trượt trong phạm vi mảnh i;

+ n là tổng số mảnh trượt trong phạm vi khối trượt;

+ αi là góc giữa pháp tuyến của cung li với phương của lực qi

+ Rj là bán kính đường cong của cung trượt;

+ Ci và ϕi là lực dính và góc ma sát trong của lớp đất chứa cung trượt li của mảnh trượt thứ i;

+ q là tải trọng của công trình quy đổi;

+ F là lực giữ (chống trượt) do vải địa kĩ thuật tạo ra

- Các ký hiệu trong công thức trên có ý nghĩa như trong các công thức trong phương pháp phân mảnh cổ điển

- Nếu nền đắp bằng cát (lực dính c = 0) thì giao điểm giữa mặt trượt nguy hiểm với bề rộng nền đường có thể thay đổi trên cả phạm vi AB, còn nếu đắp bằng đất dinh thì giao điểm này thường ở lân cận điểm A

Hình 1 2 Sơ đồ xác định tâm trượt nguy hiểm

CHÚ DẪN:

TTHL va TT

1) Nền đắp

2) Đất yếu

3) Vùng tâm trượt nguy hiểm

1.3.2 Lý thuyết tính toán lún nền đường theo tiêu chuẩn hiện hành

- Độ lún cố kết Sc được tính theo phương pháp phân tầng lấy tổng với công thức sau:

1

i i n

- Độ lún tức thời Si cũng được tính theo quan hệ sau

Si = (m-1).Sc

TTHL va TT

Theo 22TCV-262 : 2000 “Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu Tiêu chuẩn thiết kế” quy định về độ lún còn dư ở các vị trí khác nhau trên tuyến như bảng 1.10

Bảng 1 10 Quy định độ lún tối thiểu

Các đoạn và nền đắp thông thường

Đường cao tốc và đường có cấp

Đường có cấp tốc độ 60km/h

1.3.3 Tính toán theo mô hình trên phần mềm Plaxis 8.2 [9]

- Hiện nay, trên thế giới có nhiều phần mềm giải quyết bài toán ổn định công trình trên nền đất yếu bằng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) Cụ thể ở báo cáo này đề xuất sử dụng phần mềm Plaxis

- Giới thiệu về phần mền Plaxis

Sự phát triển của phần mềm Plaxis được từ năm 1987 tại Đại Học Công Nghệ Deelf - Hà Lan Phiên bản Plaxis V.1 ban đầu lập nhằm mục đích phân tích các bài toán ổn định đê biển và đê sông tại các vùng bờ biển thấp tại Hà Lan Làm cầu nối giữa các kỹ sư địa kỹ thuật và các chuyên gia lý thuyết do GS.R.B.J Brinkgreve và P.A Vermeer khởi xướng

Đến năm 1993 công ty PLAXIS BV được thành lập và từ năm 1998 các phần mềm Plaxis đều được xây dựng theo mô hình phần tử hữu hạn

- Ứng dụng của phần mềm Plaxis

Hiện nay trên thực tế, để tính toán ứng suất, biến dạng và ổn định cho kết cấu các Công trình trong xây dựng có rất nhiều phần mềm có thể áp dụng Tuy nhiên trong báo cáo này tác giả chọn phần mềm Plaxis để giải quyết bài toán bởi một số lý do sau:

- Đơn giản, dễ sử dụng, tính ổn định cao và rất thân thiện

- Có thể giải quyết các bài toán liên quan đến sự tương tác giữa công trình và môi trường đất với các tải trọng tĩnh và động

- Cho phép tự xây dựng mô hình tính toán và sử dụng trong chương trình như mô hình mẫu bằng công nghệ mã nguồn mở

TTHL va TT

1.4 Các lý thuyết tính toán, kiểm tra kết cấu nền áo đường theo tiêu chuẩn hiện hành [8]

1 Điều kiện tính toán

Theo tiêu chuẩn này, kết cấu được xem là đủ cường độ khi thỏa mãn điều kiện 1.4.1 dưới đây

R

ktt cd

ktt tt ktt≤

Rktt tt : cường độ chịu kéo uốn tính toán của vật liệu liền khối

Kktt cd: hệ số cường độ về chịu kéo uốn được chọn tùy thuộc độ tin cậy thiết kế giống như với trị số Ktr cdở bảng 1.14 Việc chọn độ tin cậy thiết cũng theo chỉ dẫn ở bảng 1.14

Chỉ phải tính toán kiểm tra điều kiện (1.4.5) đối với các lớp bê tông nhựa, hỗn hợp đá trộn nhựa, các lớp đất, cát gia cố, đá gia cố chất liên kết vô cơ sử dụng trong kết cấu áo đường cao cấp A1, A2 Riêng đối với các lớp thấm nhập nhựa và các lớp đất, đá gia cố nhựa lỏng thì không cần kiểm tra

P: áp lực bánh của tải trọng trục tính toán

kb: hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo đường dưới tác dụng của tải trọng tính toán là bánh đôi hoặc bánh đơn

σktt: ứng suất kéo uốn đơn vị; trị số này được xác định theo toán đồ hình 3.5

22 TCN 211-93

3 Xác định trị số mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc

Cường độ chịu kéo uốn tính toán của vật liệu liền khối được xác định theo biểu thức 1.4.3

ktt

Trong đó:

TTHL va TT

• Rktt: cường độ chịu kéo ốn giới hạn ở nhiệt độ tính toán và ở tuổi mẫu tính toán (với vật liệu gia cố chất liên kết vô cơ) dưới tác dụng của tải trọng tác dụng 1 lần xác định theo chỉ dẫn phụ lục C

• k2: hệ số xé đến sự suy giảm cường dộ theo thời gian so với các tác nhân về khí hậu thời tiết Với các vật liệu gia cố chất liên kết vô cơ lấy k2 = 1,0; còn với bê tông nhựa loại II, bê tông nhựa rỗng và các loại hỗn hợp vật liệu hạt trộn nhựa lấy k2 0,8; với bê tông nhựa chặt loại I và bê tông nhựa chặt dùng nhựa polime lấy k2 = 1,0

• k1: hệ số xét đến sự suy giảm cường độ đo vật liệu bị mỏi dưới tác dụng của tải

trọng trùng phục

Các trị số trong ngoặc là mô đun đàn hồi yêu cầu tối thiểu với kết cấu lề gia cố

4 Các trường hợp tính toán, phương pháp tính toán và cách xác định Ech

a Việc xác định trị số mô đun đàn hồi của nền đất và các lớp vật liệu cũng thực hiện như các quy định ở các mục các thông số tính toán cường độ và bề dày áo đường mền, xác định trị số mô đun đàn hồi E0 trong phạm vi khu vực tác dụng của nền đất dưới áo đường và xác định mô đun đàn hồi của các lớp vật liệu trong kết cấu áo đường

b Về cường độ chịu kéo uốn, trong giai đoạn thiết kế cơ sở lập dự án đầu tư có thể tham khảo các trị số phụ lục C nhưng sang giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công phải xác định thông qua chế bị mẫu và thử nghiệm trong phòng như hướng dẫn phụ lục C Mẫu thử phải đúng với vật liệu sẽ sử dụng làm lớp kết cấu về thành phần vật liệu và về các điều kiện khống chế khác nhau

1.5 Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước

1.5.1 Nghiên cứu trong nước

1.5.1.1 Nghiên cứu của ThS.Trần Văn Tuấn, 2017 [7]

+ Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu sử dụng tro bay nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải gia cố cấp phối thiên nhiên (cát đen) làm móng đường tại tỉnh Trà Vinh làm tăng khả năng chịu tải của đất và có các chỉ tiêu kỹ thuật cao (có thể đạt độ bên cấp III) đảm bảo làm lớp móng đường thay thế cho lớp móng bằng cấp phối đá dăm hoặc cấp phối thiên nhiên

+ Thành phần cốt liệu tạo mẫu gồm: cấp phối nhiên nhiên (cát đen), Tro bay, xi măng + Tạo mẫu: Đúc mẫu hình trụ đường kính 101.6x116.4 mm

+ Mẫu đất hỗn hợp nghiên cứu của đề tài này gồm cát đen, tro bay, xi măng (cát đen) Các chỉ tiêu được nghiên cứu trên 03 loại mẫu đất hỗn hợp khác nhau về tỷ lệ khối lượng (cát đen+ tro bay 0% đến 40% + xi măng 3%, 5% và 7%)

Xác định cường độ chịu nén một trục không hạn chế nở hông với số lượng mẫu chế tạo là 75 mẫu tổ mẫu (xác định ở các tuổi 14 ngày, 28 ngày, 56 ngày, 90 ngày)

+ Kết quả như sau:

Mẫu tỷ lệ 3%XM tro bay 0%

tăng đến 98%, còn tro bay 40% có Rn = 1.15 M

lượng tro bay 30%

Mẫu tỷ lệ 5%XM tro bay 0% đ

tăng đến 200% còn tro bay 30%, 40% có Rn = 2.81, 3.50 M

với hàm lượng tro bay 20%

11 Tổng hợp cường chịu nén của đất hỗn hợp

Chỉ tiêu cơ lý

Tuổi mẫ

7 ngày

14 ngày

28 ngày

ờng độ chịu nén (MPa) 0,06 0,43 0,68 ờng độ chịu nén (MPa) 0,18 0,62 0,93 ờng độ chịu nén (MPa) 0,42 0,87 1,20 ờng độ chịu nén (MPa) 0,53 0,98 1,35 ờng độ chịu nén (MPa) 0,33 0,83 1,15 ờng độ chịu nén (MPa) 0,55 1,02 1,29 ờng độ chịu nén (MPa) 1,54 2,05 2,56 ờng độ chịu nén (MPa) 2,38 3,20 3,87 ờng độ chịu nén (MPa) 2,10 2,85 3,50 ờng độ chịu nén (MPa) 1,85 2,39 2,81 ờng độ chịu nén (MPa) 1,14 1,86 2,59 ờng độ chịu nén (MPa) 1,28 2,35 2,98 ờng độ chịu nén (MPa) 2,31 3,43 4,32 ờng độ chịu nén (MPa) 2,21 3,14 3,72

ờng độ chịu nén (MPa) 2,15 2,96 3,60

3 Biểu đồ cường độ chịu nén theo thời gian

ẫu tỷ lệ 3%XM tro bay 0% đến 30% 28 ngày tuổi có Rn = 0.68

98%, còn tro bay 40% có Rn = 1.15 MPa thì cường độ giảm so với h

tro bay 0% đến 20% 28 ngày tuổi có Rn = 1.29 200% còn tro bay 30%, 40% có Rn = 2.81, 3.50 MPa thì cườ

20%

ợp

ẫu

56 ngày

90 ngày

0,82 0,84 1,14 1,21 1,46 1,64 1,61 1,74 1,43 1,54 1,40 1,52 2,77 2,92 4,31 4,66 4,00 4,10 3,06 3,15 3,02 3,21 3,45 3,62 5,05 5,59 4,36 4,77

4,22 4,54

ổi có Rn = 0.68 - 1.35 MPa

ảm so với hàm

1.29 - 3.87 MPa ờng độ giảm so

TTHL va TT

Mẫu tỷ lệ 7%XM tro bay 0% đến 20% 28 ngày tuổi có Rn = 2.59 - 4.32 MPa tăng đến 66% còn tro bay 30%, 40% có Rn = 3.60, 3.72 MPa thì cường độ giảm so với hàm lượng tro bay 20%

Cường độ chịu nén của đất hỗn hợp tăng theo hàm lượng tro bay và xi măng theo thời dưỡng hộ, Hàm lượng tro bay gia cố có hiệu quả cao đến 20% và tăng tỷ lệ thuận với hàm lượng xi măng; mặt khác tỉ lệ này cho thấy vai trò của tro bay với hàm lượng hợp lý sẽ phản ứng với xi măng và thành phần hạt mịn trong đất tạo thành khối rắn chắc, toàn khối và độ rỗng nhỏ Điều này chứng tỏ vật liệu sẽ có tính chịu lực cao, và kháng nước tốt

Vật liệu gia cố có môđun đàn hồi đều vượt độ bền cấp III theo quy định của vật liệu gia cố (TCVN 10379-2014: Gia cố đất bằng chất kết dính vô cơ, hóa chất hoặc gia

cố tổng hợp, sử dụng trong xây dựng đường bộ thi công và nghiệm thu) Đặc biệt đến hàm lượng tro bay 20% và hàm lượng xi măng 5-;-7% (5%XM+20% tro bay, Eđh = 376,00 MPa; 7%XM+20%, Eđh = 437,00 MPa) thì mô đun đàn hồi của vật liệu gia cố đạt độ bền cấp II và cấp I đảm bảo để sử dụng làm lớp móng của công trình cấp I, II

1.5.1.2 Nghiên cứu của nhóm đồng tác giả ThS.Bùi Anh Tuấn và ThS.Lê xuân Quí, 2015 [6]

+ Phương pháp nghiên cứu: Thực nghiệm, đánh giá khả năng sử dụng tro bay Nhà máy Nhiệt điện Cao Ngạn kết hợp với xi măng PC30 chế tạo vật liệu tự đầm thông qua các chỉ tiêu cơ bản liên quan đến kỹ thuật đường bộ để đánh giá khả năng thay thế vật liệu đất đắp truyền thống: Độ linh động, cường độ chịu nén (Rn), sức chịu tải CBR, mô đun đàn hồi (Eđh) Tỷ lệ phối trộn: 5% xi măng + 95% tro bay, 10% xi măng + 90 % tro bay, 20% xi măng + 80% tro bay

Mẫu thí nghiệm Rn được đúc trong khuôn lập phương kích thước 70,7x70,7x70,7 (mm), bảo dưỡng ẩm hàng ngày và thí nghiệm với các tuổi mẫu 7, 28, 56 ngày Kết quả thí nghiệm thể hiện tại Hình 1.4

Hình 1 4 Cường độ nén Rn nhóm mẫu 1 ở các ngày tuổi khác nhau

TTHL va TT

Mẫu thí nghiệm Eđh được đúc trong khuôn D = 101,60mm và H = 63,50mm (Marshall), bảo dưỡng ẩm hàng ngày và thí nghiệm với các tuổi mẫu 7, 28, 56 ngày Kết quả thí nghiệm thể hiện tại Hình 1.5

Hình 1 5 Mô đun đàn hồi Eđh nhóm mẫu 1 ở các ngày tuổi khác nhau

Mẫu thí nghiệm CBR được đúc trong khuôn D = 152,40mm và H = 177,80mm, mẫu được bảo dưỡng ẩm hàng ngày, sau khi đạt 28 ngày tuổi tiến hành ngâm bão hòa

4 ngày để tiến hành nén Kết quả thể hiện tại Hình 1.6

Hình 1 6 Sức chịu tải CBR nhóm mẫu 1 ở ngày tuổi 28

Mẫu tỷ lệ 5%XM có CBR = 9.86% và E = 79.00 MPa 28 ngày tuổi; mẫu tỷ lệ

10%XM có CBR = 32.56% và E = 107.23 MPa theo quy định 22 TCN211-06 tương

đương với các lớp vật liệu đất đắp K95, K98 Các loại tỷ lệ này có thể được định hướng sử dụng trong công tác đắp trả tại các vị trí khó thi công (diện thi công hẹp) trong công tác xây dựng, duy tu, bảo dưỡng hoặc sửa chữa đường ô tô

TTHL va TT

Mẫu tỷ lệ 20%XM có CBR=76,74% và E=235.00 Mpa 28 ngày tuổi theo quy

định 22 TCN 211-06 tương đương với lớp vật liệu cấp phối đá dăm loại 2 Loại tỷ lệ

này có thể định hướng sử dụng trong công tác đắp trả tại vị trí các lớp móng kết cấu áo đường trong duy tu, bảo dưỡng hoặc sửa chữa

Khả năng ứng dụng của mẫu tỷ lệ 20% XM khó có thể xem xét khi tính đến chỉ tiêu về kinh tế Để sử dụng được vật liệu tự đầm để thay thế lớp móng đường truyền thống cần nghiên cứu theo phương án tạo bộ khung cốt liệu cho hỗn hợp nhằm tăng cường độ và giảm lượng xi măng

Các kết quả trong chương trình thí nghiệm bước đầu khẳng định khả năng sử dụng tro bay trong chế tạo vật liệu tự đầm Việc chế tạo vật liệu này có ý nghĩ vô cùng quan trọng trong việc thanh thải tro thải cho các nhà máy nhiệt điện cũng như góp phần vào nhu cầu thực tiễn trong công tác thi công đường ô tô

1.5.2 Nghiên cứu trên thế giới

1.5.2.1 Nghiên cứu của Salgado R và cộng sự, 2007 [13]

- Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu mẫu đất hỗn hợp của tro bay và tro đáy với

tỷ lệ hỗn hợp khác nhau (50, 75, và 100% hàm lượng tro bay theo trọng lượng), tro đáy có cỡ hạt trên rây 200, mẫu chế bị được đầm chặt tương đối R = 95%

- Kết quả như sau:

+ Dung trọng của đất hỗn hợp có giá trị nhỏ hơn đất nguyên trạng, dao động thường từ 17 - 20 kN/m3

+ Hệ số thấm của đất hỗn hợp từ 13x10-7 đến 33x10-8 m/s; hệ số thấm giảm khi tăng hàm lượng tro bay

+ Tính nén : sự khác biệt của tính nén do khác nhau của tro bay

Hình 1 7 Biểu đồ nén trục đơn của đất hỗn hợp tro bay (a) nhà máy Wabash River và

(b) nhà, máy A B Brown

TTHL va TT

+ Tính kháng cắt: Góc ma sát trong của đất hỗn hợp dao động trong một phạm vi

rộng (từ 28o - 48°); so sánh được sức kháng cắt thậm chí cao hơn so với cát ở các cấp

độ nén tương tự

Hình 1 8 Biểu đồ sức kháng cắt của đất hỗn hợp tro bay (a) nhà máy Wabash River và

(b) nhà máy A B Brown

+ Sử dụng đất hỗn hợp để làm vật liệu đắp có lợi thế hơn đất nguyên trạng do có

dung trọng khô nhỏ hơn

1.5.2.2 Nghiên cứu của nhóm đồng tác giả Tanaya Deb và Sujit Kumar Pal,

2014 [14]

- Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu cơ tính của đất hỗn hợp tro bay để ứng dụng

làm vật liệu xây dựng

- Thành phần cốt liệu tạo mẫu gồm: Đất sét và tro bay với tỷ lệ về khối lượng

khô như sau:

TTHL va TT

0 5 10 15 20 25 30 35

Fly ash contents <°o)

Hình 1 9 Biểu đồ hệ số thấm của đất hỗn hợp theo hàm lượng tro bay

+ Sức kháng nén ở ngày đầu tiên là 210,66 - 193,88; 200,75 - 184,00; 191,30 - 175,73; 181,35 - 165,69 và 171,00 - 156.00 kPa ứng với tỷ lệ phần trăm của tro bay

10, 15, 20, 25 và 30% và Sức kháng nén ở ngày thứ 7 là 253,13 - 225,19; 239,13 - 216,07; 222,60 - 210,56; 208,89 - 192,52 và 192,2 - 175,05 kPa tương ứng hàm lượng tro bay 10, 15, 20, 25 và 30%

LS-t-ECF

0 5 10 15 20 25 30 35 0 5 10 15 20 25 30 35

Fly content (%) Fly ash content (%)

Hình 1 10 Biểu đồ sức kháng nén của đất hỗn hợp ở thời gian 1 ngày và 7 ngày

+ Tác giả kiến nghị đối với đất hỗn hợp có hàm lượng tro bay 30% hoặc cao hơn có thể được sử dụng như vật liệu san lấp, đất đắp kè trong lĩnh vực xây dựng địa kỹ thuật

TTHL va TT

Kết luận chương 1

Ở thời điểm hiện nay do tình trạng xâm thực xói mòn ven sông tỉnh Trà Vinh nên cát ven sông trà Vinh cấm khai thác và các loại vật liệu khác để xây dựng nền và móng đường rất khan hiếm do vậy việc nghiên cứu để tận dụng phế phẩm này vào làm vật liệu nền và móng đường là vấn đề đúng đắn và bức thiết

Các nghiên cứu về cơ sở lý thuyết tính toán cho ổn định nền đường và móng đường cũng nằm trong kiến thức của học viên đã được học trong đại học và cao học Trà Vinh là một tỉnh thuộc Miền Tây Nam bộ, với tài nguyên khoáng sản chủ yếu

là cát sông và đất sét gạch ngói thì nguồn vật liệu như cấp phối đá dăm, đá dăm nước, cấp phối thiên nhiên để xây dựng hạ tầng giao thông để phục vụ phát triển kinh tế xã hội là vấn đề lớn đối với tỉnh Trà Vinh

Qua những nghiên cứu các tác giả trình bày trên có hàm lượng tỉ lệ trộn như sau: Tác giả Ths.Trần Văn Tuấn [7] nghiên cứu sử dụng tro bay nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải gia cố cấp phối thiên nhiên (cát đen), tro bay, xi măng Tỉ lệ phối trộn 3, 5, 7% xi măng và 0%, 10, 20, 30, 40% tro bay

Đồng tác giả ThS.Bùi Anh Tuấn và ThS.Lê xuân Quí [6] nghiên cứu thực nghiệm, đánh giá khả năng sử dụng tro bay Nhà máy Nhiệt điện Cao Ngạn kết hợp với

xi măng PC30 chế tạo vật liệu tự đầm thông qua các chỉ tiêu cơ bản liên quan đến kỹ thuật đường bộ để đánh giá khả năng thay thế vật liệu đất đắp truyền thống Tỷ lệ phối trộn: 5% xi măng + 95% tro bay, 10% xi măng + 90 % tro bay, 20% xi măng + 80% tro bay

Tác giả của Salgado R và cộng sự, 2007 Nghiên cứu mẫu đất hỗn hợp của tro bay và tro đáy với tỷ lệ hỗn hợp khác nhau (50, 75, và 100% hàm lượng tro bay theo trọng lượng)

Kế thừa kết quả nghiên cứu của các nghiên cứu trên, đề tài đáp ứng tỉ lệ của các phối hợp của các thành tro xỉ và xi măng Xỉ than 50%, tro 42 - 44%, xi măng 2- 8%

TTHL va TT

Chương 2 XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA HỖN HỢP XỈ THAN -TRO BAY - XI MĂNG

Nội dung chính ở chương này tập trung nghiên cứu thành phần cơ lý hỗn hợp của xỉ than, tro bay, xi măng hà tiên từ nhà máy nhiệt điện Duyên Hải; nghiên cứu tương quan tỉ lệ phối hợp giũa các thành phần với các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp xỉ than - Tro bay - xỉ măng như nén đơn trục, sức chống cắt, chịu kéo khi ép chẻ, môđun đàn hồi, hệ số thấm, CBR … từ đây tìm được tỉ lệ phối hợp lý nhất và các ti lệ phù hợp các cấp độ bền theo TCVN 10379-2014

2.1 Phế phẩm xỉ than, tro bay tại nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải

2.1.1 Phế phẩm xỉ than (bottom ash)

Tro xỉ là một trong số các chất thải rắn sinh ra trong quá trình đốt than của các nhà máy nhiệt điện với hai thành phần tro bay và tro đáy Tùy thuộc vào nguồn nhiên liệu (than đá, than nâu…) và công nghệ đốt (lò than phun, lò tầng sôi…) mà khối lượng và thành phần tro xỉ khác nhau Theo các tài liệu khoa học, trong quá trình đốt cháy than để sản xuất điện, khoảng 15 ÷ 20% chất vô cơ không cháy và cả lượng than chưa cháy hết bị dính vón thành các hạt lớn rơi xuống đáy lò gọi là xỉ than hay tro đáy

và 80% ÷ 85% chất vô cơ không cháy còn lại sẽ bay theo khói lò thoát ra ngoài thành tro bay được thu hồi bằng hệ thống lọc bụi tĩnh điện, lọc túi

2.1.2 Phế phẩm tro bay (fly ash)

Tro bay là sản phẩm được tạo ra từ quá trình đốt than của các nhà máy nhiệt điện Các hạt bụi tro được đưa ra qua các đường ống khói sau đó được thu hồi từ phương pháp kết sương tĩnh điện hoặc bằng phương pháp lốc xoáy Tro bay là những tinh cầu tròn siêu mịn được cấu thành từ các hạt silic có kích thước hạt là 0,05 micromet, tức là 50 nanomet (1 nanomet = 10-9 centimet) Nhờ bị thiêu đốt ở nhiệt độ rất cao trong lò đốt (đạt khoảng 1.4000C) nên nó có tính puzzolan là tính hút vôi rất cao [18]

Trong các thành phần hóa học của tro xỉ bao gồm tới hàng chục nguyên tố hóa học (hơn 30 nguyên tố) khác nhau, tồn tại chủ yếu ở các dạng oxit SiO2, Al2O3, MgO,

Fe2O3, FeO, TiO3, Cr2O3, MnO, SO3, Na2O, K2O, B2O3 trong các oxit trên thì oxit SiO2, Al2O3, Fe2O3, SO3, NA2O, MgO, CaO được coi là thành phần chủ yếu vì chúng

có hàm lượng lớn quyết định đến các tính chất cơ bản của tro xỉ

TTHL va TT

Tro thô đáy lò (b) Tro bay

Hình 2 1 Tro xỉ than dưới kính hiển vi [5]

2.2 Các chỉ tiêu cơ lý của xỉ than, tro bay và xi măng

2.2.1 Chỉ tiêu cơ lý của xỉ than (TCVN 7572-2-2006)

Phân tích thành phần hạt xỉ than

Thí nghiệm rây sàn theo tiêu chuẩn TCVN 7572-2-2006

Nhằm xác định hàm lượng các nhóm hạt trong xỉ than, tiến hành thí nghiệm 1 mẫu trong phòng và được tổng hợp như sau:

1 10

Khối lượng bình + nước (g)

Khối lượng bình (g)

Giá trị khối lượng riêng (g/cm3)

Giá trị trung bình (g/cm3)

2,192

2.2.2 Chỉ tiêu cơ lý hóa tro bay

Tro bay được phân ra hai loại với các đặc điểm khác nhau: Tro bazơ: tro có hàm lượng canxi oxit (CaO) lớn hơn 10%, ký hiệu: C có hàm lượng CaO 10% và thường bằng 15 - 35% Đó là sản phẩm đốt than linhit hoặc than chứa bitum, chứa ít than chưa cháy, thường < 2% Tro axit: tro có hàm lượng canxi oxit (CaO) đến 10 %, ký hiệu: F, thu được từ việc đốt than antraxit hoặc than chứa bitum, có hàm lượng than chưa cháy nhiều hơn, khoảng 2 - 10% (TCVN 10302 :2014)

Bảng 2 3 Các chỉ tiêu cơ lý hóa của tro bay

TT Ch ỉ tiêu thí nghi ệ m Phương pháp th ử Đơn v ị

K ế t qu ả

thí nghi ệ m

ASTM 618,

TCVN 10302:2014

Theo ASTM 618 thì với tổng hàm lượng (SiO2 + Fe2O3 + Al2O3 ) = 78,9% >

70, và hàm lượng CaO < 10% nên tro bay của nhà máy nhiệt điện Duyên Hải thuộc loại F thì không thể sử dụng riêng để gia cố vì phản ứng thủy hóa rất kém, nhưng sẽ có