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
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HUỲNH THÀNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HỖN HỢP VẬT LIỆU TT XỈ THAN - TRO BAY - XI MĂNG TỪ NHÀ MÁY L va NHIỆT ĐIỆN DUYÊN HẢI ÐẮP NỀN VÀ LÀM TT H LỚP MÓNG KẾT CẤU ÁO ÐƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2017 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 va TT LỚP MÓNG KẾT CẤU ÁO ÐƯỜNG H TT Mã số : Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng L Chuyên ngành : 60.58.02.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS TS CHÂU TRƯỜNG LINH Đà Nẵng - Năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khoa học khác Tác giả TT H L va TT Huỳnh Thành ii 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 thơng Mã số: 60.58.02.05 Khóa Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Mục tiêu đề tài sử dụng xỉ than, tro bay từ nhà máy nhiệt điện Duyên Hải để nghiên cứu mối quan hệ hàm lượng vật liệu hỗn hợp xỉ than - tro bay xi măng thông qua thực nghiệm với tiêu lý 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, va TT Trong luận văn đề xuất sử dụng phế phẩm hỗn hợp (xỉ than - tro bay - xi măng) từ kết thực nghiệm đạt yêu cầu cường độ để thay lớp cát đắp làm lớp móng kết cấu áo đường xây dựng cơng trình giao thơng nơng thơn, thân đê, đập cơng trình thủy lợi, gia cố móng xây dựng đắp làm lớp móng kết cấu áo đường, thơng qua mơ hình mơ phần mềm Plaxis Đồng thời sử dụng kết nghiên cứu đề tài làm sở tham khảo, phục vụ công tác thiết kế, xây dựng cơng trình gia cố đường đắp qua vùng đất yếu góp phần tận dụng nguồn vật liệu thải trình đốt than nhà máy nhiệt điện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh nhằm giải giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tiết kiệm diện tích đất dùng làm bãi chứa chất thải xỉ than, tro bay 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 - lớp móng đường H L STUDY OF USING BOTTOM ASH - ASH FLY - CEMENT FROM DUYEN HAI THEMAL POWER PLANTS FOR THE BACKFILL OF EMBANKAENT PAVENET’S BASE TT 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 ᵠ such as: Compressive Strength, Pressing and splitting strength, cutting resistance, C, , 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 iii MỤC LỤC TT H L va TT Trang phụ bìa Lời cam đoan i Tóm tắt luận văn ii Mục lục iii Danh mục bảng vi Danh mục hình viii MỞ ĐẦU 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 tình hình sử dụng vật liệu đắp đường làm tầng móng kết cấu áo đường áp dụng Trà Vinh 1.1.1 Tình hình sử dụng vật liệu làm lớp đắp đường lớp móng đường Trà Vinh .4 1.1.2 Cấp phối đất thiên nhiên [11] 1.1.3 Cát đen (có khơng có gia cố chất liên kết vô cơ) [1] .5 1.1.4 Phế phẩm công nghiệp [3] 1.1.5 Cấp phối đá dăm [10] 1.2 Các yêu cầu tiêu lý vật liệu đắp đường làm tầng móng kết cấu áo đường 1.2.1 Yêu cầu vật liệu đắp đường đất yếu - thí nghiệm [12] 1.2.2 Yêu cầu vật liệu làm tầng móng kết cấu áo đường ơtơ - thí nghiệm (móng trên, móng dưới) 12 1.3 Các lý thuyết tính tốn ổn định , lún đường theo tiêu chuẩn hành 14 1.3.1 Lý thuyết tính tốn ổn định theo phương pháp giới hạn [4] 14 1.3.2 Lý thuyết tính tốn lún đường theo tiêu chuẩn hành 16 1.3.3 Tính tốn theo mơ hình phần mềm Plaxis 8.2 [10] 17 1.4 Các lý thuyết tính tốn, kiểm tra kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn hành [8] 18 1.5 Tổng quan nghiên cứu nước 19 1.5.1 Nghiên cứu nước 19 1.51.1 Nghiên cứu ThS.Trần Văn Tuấn, 2017 [7] 19 1.5.1.2 Nghiên cứu nhóm đồng tác giả ThS.Bùi Anh Tuấn ThS.Lê xuân Quí, 2015 [6] 21 1.5.2 Nghiên cứu giới 23 iv TT H L va TT 1.5.2.1 Nghiên cứu Salgado R cộng sự, 2007 [13] 23 1.5.2.2 Nghiên cứu nhóm đồng tác giả Tanaya Deb Sujit Kumar Pal, 2014 [14] 24 Kết luận chương 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 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 tiêu lý xỉ than, tro bay xi măng 28 2.2.1 Chỉ tiêu lý xỉ than (TCVN 7572-2-2006) 28 2.2.2 Chỉ tiêu lý hóa tro bay 29 2.2.3 Chỉ tiêu lý hóa xi măng 30 2.2.4 Nguyên lý hình thành cường độ hỗn hợp Xỉ than - Tro Bay - Xi măng 31 2.3 Kế hoạch thực nghiệm 31 2.4 Các tiêu lý hỗn hợp Xỉ than - Tro bay - Xi măng tương ứng với tỉ lệ khác 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 ép chẻ (Rch) (TCVN 8862:2011) 36 2.4.5 Thí nghiệm sức chống cắt (TCVN 4199:2012) 38 2.4.6 Thí nghiệm mơđun 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 dọi thăng TCVN (4197-2012) 43 2.5 Thi công thử nghiệm trường lớp xỉ than - tro bay - xi măng 43 2.6 Đánh giá kết tổ mẫu thử 455 Kết luận chương 46 Chương 3: VẬN DỤNG TÍNH TỐN LỚP VẬT LIỆU XỈ THAN - TRO BAY XM ĐẮP NỀN VÀ LÀM KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG .47 3.1 Tính tốn kết cấu áo đường tuyến đường Nguyễn Đáng nối Dài 47 3.1.1 Giới thiệu cơng trình .47 3.1.2 Kiểm tra cường độ chung kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi thực tế tuyến đường Nguyễn Đáng nối dài .48 3.1.3 Tính tốn kết cấu áo đường sử dụng lớp vật liệu xỉ than - tro bay - xi măng thay lớp cấp phối đá dăm loại II theo 22TCN 211-06 49 v TT H L va TT 3.1.3.1 Định Kết cấu tham số tính toán 49 3.1.3.2 Kiểm tra cường độ chung kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi lớp hỗn hợp vật liệu 6% xi măng 50 3.1.3.3 Kiểm tra cường độ chung kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi lớp hỗn hợp vật liệu 6% xi măng giảm chiều dày lớp kết cấu 51 3.2 Xây dựng mơ hình số phần mềm Plaxis mô làm việc đắp vật liệu xỉ than - tro bay - xi măng 52 3.2.1 Tiến hành mô Plaxis V8.2 52 3.2.2 Các trường hợp tính 54 3.3 Dự tốn giá thành thi cơng lớp vật liệu xỉ than – tro bay – xi măng so sánh với vật liệu địa phương .61 3.3.1 Cơ sở tính tốn 61 3.3.2 Kết tính tốn 61 Kết Luận chương 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 Kết luận 65 Kiến Nghị 65 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT va L 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 3.1 3.2 3.3 Phân loại cát đen Quy định Độ chặt đầm nén yêu cầu đường Quy định sức chịu tải (CBR) nhỏ Phân loại đất hạt thô Phân loại nhanh đất hạt thô Bảng phân loại Tên đất, ký hiệu phạm vi kích thước hạt theo USCS Thành phần hạt cấp phối đá dăm Chỉ tiêu lý vật liệu CPĐD Cường độ gạch đá làm móng Quy định độ lún tối thiểu Tổng hợp cường chịu nén đất hỗn hợp Thành phần hạt xỉ than Phân tích khối lượng riêng xỉ than Các tiêu - lý - hóa tro bay Thành phần hóa học Xi măng [17] Các tiêu - lý - hóa xi măng Bảng cấp phối trộn hỗn hợp vật liệu Bảng kế hoạch thực nghiệm Các tiêu dung trọng, độ ẩm mẫu hỗn hợp vật liệu Tổng hợp nén đơn trục mẫu hỗn hợp vật liệu Tổng hợp Cường độ chịu kéo ép chẻ mẫu hỗn hợp vật liệu Kết sức chống cắt hỗn hợp vật liệu Kết cường độ môđun đàn hồi hỗn hợp vật liệu Kết đo hệ số thấm hỗn hợp vật liệu Kết sức chịu tải CBR mẫu hỗn hợp vật liệu Kết giới hạn chảy hỗn hợp vật liệu Kết kiểm môđun đàn hồi lớp cấp phối đá dăm Kết đo mô đun đàn hồi sau ngày So sánh tiêu lý vật liệu gia cố TCNV 10379-2014 Bảng tổng hợp cấp độ bền Thông số lớp vật liệu kết cấu Nguyễn Đáng Thông số lớp vật liệu kết cấu hỗn hợp vật liệu Tính tốn Etb kết cấu hỗn hợp vật liệu H 1.6 Tên bảng TT Số hiệu Bảng 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Trang 10 11 12 13 13 17 20 28 29 29 30 30 31 32 33 36 37 38 39 40 42 43 44 44 45 46 48 49 50 vii TT 3.13 3.14 va 3.12 L 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 H 3.6 Tính tốn Etb kết cấu hỗn hợp vật liệu giảm chiều dày Tính chất lý lớp đất mơ Plaxis Tính chất lý lớp vật liệu kết cấu áo đường mô Plaxis Bảng tổng hợp quy đổi xe Giá trị độ lún theo vị trí lớp vật liệu Giá trị độ lún theo vị trí lớp vật liệu Giá trị độ lún theo vị trí lớp vật liệu Tổng hợp kết độ lún Dự tốn chi phí cho lớp móng kết cấu áo đường cấp phối đá dăm hỗ hợp vật liệu xỉ than, tro bay, XM Tổng hợp kết môđun đàn hồi Ech Tổng hợp kết độ lún TT 3.4 3.5 51 52 53 54 57 59 60 61 61 64 64 viii DANH MỤC CÁC HÌNH 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 3.1 3.2 TT 1.10 va 1.9 L 1.8 Sơ đồ phân mãnh với mặt trượt tròn Sơ đồ xác định tâm trượt nguy hiểm Biểu đồ cường độ chịu nén theo thời gian Cường độ nén Rn nhóm mẫu ngày tuổi khác Mô đun đàn hồi E đh nhóm mẫu ngày tuổi khác Sức chịu tải CBR nhóm mẫu ngày tuổi 28 Biểu đồ nén trục đơn đất hỗn hợp tro bay (a) nhà máy Wabash River (b) nhà máy A.B Brwon Biểu đồ sức kháng cắt đất hỗn hợp tro bay (a) nhà máy Wabash River (b) nhà máy A.B Brwon Biểu đồ hệ số thấm đất hỗn hợp theo hàm lượng tro bay Biểu đồ sức kháng nén đất hỗn hợp thời gian ngày ngày Tro xỉ than kính hiển vi [5] Biểu đồ cấp phối hạt xỉ than Mẫu xỉ than Mẫu tro bay Biểu đồ Cấp phối mẫu hỗn hợp vật liệu Kết đầm chặt proctor - đường bảo hòa mẫu hỗn hợp vật liệu Nén đơn trục mẫu vật liệu hỗn hợp Biểu đồ quan hệ ứng suất - biến dạng mẫu hỗn hợp vật liệu Biểu đồ cường độ nén đơn trục mẫu hỗn hợp vật liệu Nén ép chẻ mẫu vật liệu hỗn hợp Biểu đồ cường độ chịu kéo ép chẻ mẫu hỗn hợp vật liệu Thí nghiệm sức chống cắt mẫu vật liệu hỗn hợp Nén môđun đàn hồi mẫu vật liệu hỗn hợp Biểu đồ mơđun đàn hồi mẫu hỗn hợp vật liệu Thí nghiệm thấm mẫu vật liệu hỗn hợp Biểu đồ thấm theo áp lực nén Biểu đồ kết thí nghiệm CBR mẫu G2-48 Biểu đồ kết thí nghiệm CBR mẫu hỗn hợp Hình đo E trường Các lớp kết cấu áo đường tuyến đường Nguyễn Đáng Mặt cắt tuyến đường Nguyễn Đáng H 1.7 Tên hình TT Số hiệu Hình 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Trang 14 15 20 21 22 22 23 24 25 25 28 28 30 30 33 34 35 35 36 37 37 38 39 39 40 41 42 42 44 47 48 56 TT H L va TT Hình Ứng suất ban đầu mơ hình tính Plaxis Kết tính tốn theo trường hợp: TRƯỜNG HỢP Hình 10 Chuyển vị đường theo lưới phần tử mơ hình Plaxis 8.2 mặt cắt theo thiết kế Hình 11 Chuyển vị theo hai phương mơ hình Plaxis 8.2 mặt cắt theo thiết kế 57 TT H L va TT Hình 12 Độ lún n đường mơ hình Plaxis 8.2 mặt cắt theo thiết kế Bảng Giá trị độ lún theo vị trí lớp vật liệu Tọa độ Độ lún X Y U_y Vị trí [m] [m] [m] 7,0 0,000 -0,022 Mặt đường 7,0 -0,050 0,050 -0,022 BT nhựa hạt mịn 7,0 -0,120 0,120 -0,022 BT nhựa hạt trung 7,0 -0,370 0,370 -0,022 CPDD1 7,0 -0,720 0,720 -0,021 CPDD2 7,0 -1,820 1,820 -0,017 Đất san lấp 7,0 -7,000 7,000 -0,007 Lớp 7,0 -10,000 10,000 0,000 Lớp TRƯỜNG HỢP Hình 13 Sơ đồ tính thay kết cấu áo đường (lớp cát đắp hỗn hợp gia cố xỉ than - tro bay - xi măng 2%) 58 TT H L va TT Hình 14 Chuyển vị đường theo lưới phần tử mơ hình Plaxis 8.2 thay kết cấu áo đường (lớp cát đắp hỗn hợp gia cố xỉ than-tro bay-xi măng 2%) Hình 15 Chuyển vị theo hai phương mơ hình Plaxis 8.2 thay kết cấu áo đường (lớp cát đắp hỗn hợp gia cố xỉ than - tro bay - xi măng 2%) Hình 16 Độ lún đường mơ hình Plaxis 8.2 thay kết cấu áo đường (lớp cát đắp hỗn hợp gia cố xỉ than - tro bay - xi măng 2%) 59 TT H L va TT Bảng Giá trị độ lún theo vị trí lớp vật liệu Tọa độ Độ lún X Y U_y Vị trí [m] [m] [m] 7,0 0,000 -0,020 Mặt đường 7,0 -0,050 0,050 -0,020 BT nhựa hạt mịn 7,0 -0,120 0,120 -0,020 BT nhựa hạt trung 7,0 -0,370 0,370 -0,019 CPDD1 7,0 -0,720 0,720 -0,021 CPDD2 7,0 -1,820 1,820 -0,016 Đất san lấp 7,0 -7,000 7,000 -0,007 Lớp 7,0 -10,000 10,000 0,000 Lớp TRƯỜNG HỢP Hình 17 Sơ đồ tính thay kết cấu áo đường (móng đường hỗn hợp gia cố xỉ than – tro bay – xi măng 6%) Hình 18 Chuyển vị đường theo lưới phần tử mơ hình Plaxis 8.2 thay kết cấu áo đường ng (móng đường hỗn hợp gia cố xỉ than - tro bay - xi măng 6%) 60 TT H L va TT Hình 19 Chuyển vị theo hai phương mơ hình Plaxis 8.2 thay kết cấu áo đường (móng đường hỗn hợp gia cố xỉ than - tro bay - xi măng 6%) Hình 20 Độ lún đường mơ hình Plaxis 8.2 thay kết cấu áo đường (móng đường hỗn hợp gia cố xỉ than – tro bay – xi măng 6%) Bảng 10 Giá trị độ lún theo vị trí lớp vật liệu Tọa độ Độ lún X Y U_y [m] [m] [m] 7,0 0,000 -0,017 Mặt đường 7,0 -0,050 -0,017 BT nhựa hạt mịn 7,0 -0,120 -0,017 BT nhựa hạt trung 7,0 -0,370 -0,017 CPDD1 7,0 -0,720 -0,016 CPDD2 7,0 -1,820 -0,013 Đất san lấp 7,0 -7,000 -0,006 Lớp 7,0 -10,000 0,000 Lớp Vị trí 61 Bảng 11 Tổng hợp kết độ lún TRƯƠNG HỢP TÍNH ĐỘ LÚN S (m) 0,022 0,020 0,017 Nhận xét: - Khi thay lớp móng kết cấu áo đường trị số độ lún giảm đi, Ech lớp TT H L va TT móng đường hỗn hợp vật liệu xỉ than - tro bay - xi măng cao Ech thiết kế giảm chiều dày lớp móng để giảm khối lượng vật liệu thi công kết cấu áo đường đạt hiệu kinh tế - Việc thay hỗn hợp vật liêu xi than - tro bay - xi măng việc làm lớp móng kế cấu áo đường hồn tồn 3.3 Dự tốn giá thành thi công lớp vật liệu xỉ than - tro bay - xi măng so sánh với vật liệu địa phương 3.3.1 Cơ sở tính tốn Dựa vào định số 2067/2016/QĐ/UBND tỉnh Trà Vinh công bố giá xây dựng, đơn giá giá nhân công máy thi cơng Căn vào định mức 1776, hao phí thi cơng lớp móng cát gia cố xi măng cấp phối đá dăm Dựa vào đơn giá xây dựng vận chuyển tro bay, xỉ than từ Nhà máy nhiệt điện Dun Hải cơng ty TNHH Nguyễn Trình, Thành phố Trà Vinh 3.3.2 Kết tính tốn Bảng 12 Dự tốn chi phí cho lớp móng kết cấu áo đường cấp phối đá dăm hỗn hợp vật liệu xỉ than, tro bay, xi măng Đơn giá Nội dung công việc Khối Định Đơn TT XD ĐVT Thành phần hao phí mức Giá Lượng Tỗng hợp Làm móng đường cấp phối đá dăm 100m 1.0000 52,135,217 Vật liệu xây dựng + Cấp phối đá dăm 0,075-50mm 49,700,000 M3 142.0000 350,000 49,700,000 Nhân cơng + Nhân cơng bậc 4,0/7 (Nhóm 1) Máy thi công 784,126 Công 3.9000 201,058 784,126 1,651,091 62 + Máy ủi - công suất 110,0 CV (M101.0502) Ca 0.4200 1,355,619 569,360 + Máy san tự hành công suất 108,0 CV (M101.0701) Ca 0.0800 1,221,896 97,752 + Máy đầm rung tự hành - trọng lượng 25T (M101.1004) Ca 0.2100 1,786,674 375,202 Ca 0.3400 875,406 297,638 Ca 0.2100 615,454 129,245 Ca 0.2100 866,161 181,894 + Đầm bánh tự hành - trọng lượng 16,0 T (M101.0902) + Đầm bánh thép tự hành - trọng lượng 10,0 T (M101.1103) + Ơ tơ tưới nước - dung tích 5,0m3 (M106.0502) TT va 18,666,834 L H + Xi măng PC40 TT Làm móng đường cấp phối Xỉ than 100m 1.0000 - Tro bay - Xi măng , tỷ lệ xi măng 6% Vật liệu xây dựng + Xỉ than Tấn + Tro bay Tấn Nhân cơng + Nhân cơng bậc 4,0/7 (Nhóm 1) Máy thi công + Trạm trộn bê tông suất 25,0 m3/h (M104.0402) Tấn 87.2875 99.1875 13,517,751 5,000 436,438 23,000 2,281,313 7.2000 1,500,000 10,800,000 784,126 Công 3.9000 201,058 784,126 4,364,957 Ca 1.0200 1,605,800 1,637,916 + Máy ủi - công suất 110,0 CV (M101.0502) Ca 0.9500 1,355,619 1,287,838 + Đầm bánh thép tự hành - trọng lượng 8,50 T (M101.1102) Ca 0.2450 538,932 132,038 63 + Đầm bánh tự hành - trọng lượng 25,0 T (M101.0903) Ca 0.3700 1,056,062 390,743 + Máy san tự hành công suất 108,0 CV (M101.0701) Ca 0.7500 1,221,896 916,422 TT H L va TT Nhận xét: Qua bảng dự tốn chi phí xây dựng cho 100 m3 vật liệu thấy chi phí xây dựng lớp móng vật liệu hỗn hợp Xỉ Than- Tro bay- xi măng thấp 45% lớp móng cấp phối đá dăm truyền thống thường sử dụng Vì việc thay lớp móng cấp phối đá dăm truyền thống lớp vật liệu hỗn hợp Xỉ than - Tro bay - xi măng đảm bảo khả làm việc tính hiệu kinh tế cho cơng trình 64 Kết Luận chương H L va TT Hai loại vật liệu có mơ đun đàn hồi xỉ nên tính Ech theo 22TCN 21106 không lệch nhiều, nhiên lớp hỗn hợp vật liệu xỉ tro, xi măng có tính biến cứng, cường độ CBR cao nên khả giảm độ lún cải thiện rõ rệt khả chống thấm tốt, tính bền vững cơng trình cao Thay đất đường nghiên cứu chương cho thấy tính thấm cao, khả chịu uốn cao, độ bền vững cơng trình hiệu sử dụng xỉ than, tro bay gia cố đất đường nước giới đặt biệt cho thấy triển vọng việc sử dụng xử lý xỉ than, tro bay nhà nhiệt điện Duyên Hải để làm liệu xây dựng giao thông Trà Vinh Cịn đường (thường khơng u cầu cấp độ bền), yêu cầu môđun đàn hồi nhỏ cần hàm lượng xi măng 2-4% đáp ứng đường Giá thành hỗn hợp xỉ than, tro bay chưa qua lý môi trường thấp so với vật liệu cấp đá dăm địa phương, biến đổi khí hậu điều kiện cát khan cấm khai thác nên hỗn hợp vật xỉ than, tro bay nên đưa vào sử dụng cần thiết cấp bách Kết thử nghiệm: cho thấy hệ số rãi khoảng Kr=1,25, E trường nhỏ E phòng Kết tinh tốn theo 22 TCN 211-06 mơ cho thấy Ech, độ lún ba trường hợp bảng cho thấy Ech tăng độ lún giảm Bảng 3.13 Tổng hợp kết môđun đàn hồi Ech STT Lớp vật liệu Ech (Mpa) Lớp Cấp phối đá dăm theo thiết kế 177.36 Thay lớp hỗn hợp vật liệu xỉ than, tro bay, xi măng 193.71 Lớp Giảm chiều dày xỉ than, tro bay, xi măng 174.88 TT Bảng 3.14 Tổng hợp kết độ lún Trường hợp tính STT Độ lún (m) Theo thiết kế 0,022 Thay lớp hỗn hợp vật liệu xỉ than, tro bay, xi măng 2% 0,020 Thay lớp hỗn hợp vật liệu xỉ than, tro bay, xi măng 6% 0,017 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TT H L va TT Kết luận - Thông qua nghiên cứu ta thấy vật liệu tro xỉ thử nghiệm Quatest tiêu hóa đáp ứng môi theo quy chuẩn việt nam 07-2009 - Nghiên cứu phối hợp xỉ than-tro bay-xi măng tương ứng tiêu: cường độ chịu nén, ép chẻ, sức chống cắt, CBR, môđun đàn hồi… cho thấy hàm lượng xi măng tăng dần lên cho cường độ tăng lên ngưỡng 2-4% tiêu ép chẻ, sức chống cắt, CBR, môđun đàn hồi tăng nhanh lên tới tỉ lệ từ 4-6-8% tiêu tăng chậm lại - Nghiên cứu phạm vi đề tài nghiên cứu tỉ lệ cấp phối trộn xỉ than, tro bay xi măng tư ứng với việc thực thí nghiệm, nén đơn trục, mơđun đàn hồi, ép chẻ, sức chống cắt, CBR cho thấy tỉ lệ hợp lý xỉ than 50%, tro bay 42-46%, xi măng 4-8% theo khối lượng - Trong hàm lượng xi măng 2-4% đạt cấp độ bền theo tiêu chuẩn Việt Nam 10379-2014, với hàm lượng xi măng >4% đạt cấp độ bền 2-3 với tuổi 28 ngày - Với tỉ lệ 4% xi măng cường độ chịu nén, môđun đàn hồi vượt qua ngưỡng cấp I, II, III theo tiêu chuẩn TCVN10379-2014 Như với hàm lượng xi măng 4-6% hợp lý dùng làm móng kết cấu áo đường cấp tương ứng độ bền I, cấp độ II, tương ứng kết cấu áo đường cấp cao A1, A2 - Tính tốn theo 22TCN 211-06 lớp kết cấu thay lớp hỗp hợp vật liệu xỉ than, tro bay, xi măng có Ech=170 MPa lớp kết cấu đường nguyễn đáng chưa thay có Ech=155 MPa Ech tăng thêm 9% - Kết dự toán cho thấy hỗn hợp vật liệu xỉ than, tro bay, xi măng hiệu kinh tế, giảm giá thành xây dựng từ 45% so với móng đường sử dụng lớp móng đá dăm truyền thống Đồng thời xử ô nhiễm môi trường tồn động xỉ than tro bay tạo vật liệu thay đắp lớp móng kết áo đường Kiến Nghị - Cần thí nghiệm thêm tích lũy chất thải nguy hại vào môi trường theo thời gian; - Thi công thử nghiệm, quan trắc E, lún trường theo thời gian, đặt biệt điều kiện đất yếu, mực nước ngầm hoạt động cao phổ biến Trà Vinh 66 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt TT H L va TT [1] Nguyễn Quang Chiêu, Lã Văn Chăm, Xây dựng đương ô tơ (tái có sửa chữa bổ sung), Nhà xuất bảng Giao thông vận tải - Hà Nội - 2008) [2] Lê Đỗ Chương (1980), Giáo trình vật liệu xây dựng, Trường Đại học Thuỷ lợi, Hà Nội [3] Nguyễn Vĩnh Phước, Lê Thị Duy Hạnh, Huỳnh Ngọc Minh, Lê Minh Sơn, “Tái chế xỉ thép lò hồ quang điện làm thành phần phụ gia khoáng xi - măng”, Tạp chí KHCN Xây dựng số 2/2014, trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh [4] Vũ Đình Phụng (chủ biên), Công nghệ vật liệu xây dựng đường, tập 1, Nhà xuất xây dựng Hà Nội 2015 [5] Phan Hữu Duy Quốc, Phân tích việc sử dụng tro xỉ than thải từ nhà máy nhiệt điện Ở Việt Nam, Viện khoa học công nghiệp, Đại Học Tokyo, Nhật Bản Be402, 4-6-1 Komaba, Meguro-ku, Tokyo 153-8505, Japan [6] Bùi Anh Tuấn, Lê xuân Quí, Nghiên cứu sử dụng tro bay chế tạo vật liệu tự đầm xây dựng đường ô tô, Luận văn thạc sĩ 2015 [7] Trần Văn Tuấn, Nghiên cứu sử dụng tro bay nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải gia cố cấp phối thiên nhiên (cát đen) làm móng đường tỉnh Trà Vinh, Luận văn thạc sĩ 2017 [8] 22 TCN 211-06, Áo đường mềm - yêu cầu dẫn thiết kế, Bộ Giao Thông Vận [9] Đỗ Ngọc Ẩn (chủ biên) Trường Đại công nghệ Giao thông Vận tải Nhà xuất xây dựng 2013 [10] Tiêu chuẩn Quốc Gia - TCVN 8859:2011, xuất lần 1, Lớp móng cấp phối đá dăm kết cấu áo đường ô tô - vật liệu, thi công nghiệm thu, Hà Nội2011) [11] Tiêu chuẩn Quốc Gia - TCVN 8857:2011, Lớp kết cấu áo đường ô tô cấp thiên nhiên - vật liệu, thi công nghiệm thu, xuất lần 1, Hà Nội - 2011 [12] Tiêu chuẩn Quốc Gia - TCVN 9436:2012, Nền đường ô tô - thi công nghiệm thu, xuất lần 1, Hà Nội – 2012 Tài liệu tiếng Anh [13] Bumjoo Kim, Monica Prezzi and Rodrigo Salgado (2007), Geotechnical Properties of Fly and Bottom Ash Mixtures for Use in Highway Embankments, journal of geotechnical and geoenvironmental engineering © ASCE, pp 914 924 67 [14] Tanaya Deb, Sujit Kumar Pal (2014), Effect of fly ash on geotechnical properties of local soil-fly ash mixed samples, International Journal of Research in Engineering and Technology, eISSN: 2319-1163 | pISSN: 2321-7308 Tài liệu internet [15] Quyết định số 1208/QĐ-TTg ngày 21 tháng năm 2011, Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 - 2020 có xét đến năm 2030; http://www.moit.gov.vn/vn/pages/VanBanDieuHanh.aspx?TypeVB=0&vID=11551 TT H L va TT [16] Quyết định số 1696/QĐ-TTg ngày 23/9 năm 2014 Thủ tướng Chính phủ http://www.chinhphu.vn/portal/page/portal/chinhphu/hethongvanban?mode=det ail&document_id=176238 [17] Trích tư liệu từ trang http://ximangfico.com/thanh-phan-hoa-hoc-cua-xi-mangPortland [18] http://www.thanquangninh.com.vn/tro-bay-va-tac-dung-cua-tro-bay.html L H TT va TT L H TT va TT L H TT va TT ... dựng đắp làm lớp móng kết cấu áo đường Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu sử dụng vật liệu xỉ than - tro bay - xi măng nhà máy nhiệt điện Duyên Hải, đắp làm lớp móng kết cấu áo đường Phương pháp nghiên. .. đường mơ hình Plaxis 8.2 thay kết cấu áo đường (lớp cát đắp hỗn hợp gia cố xỉ than - tro bay - xi măng 2%) Sơ đồ tính thay kết cấu áo đường (móng đường hỗn hợp gia cố xỉ than - tro bay - xi măng. .. thay kết cấu áo đường (lớp cát đắp hỗn hợp gia cố xỉ than- tro bay- xi măng 2%) Chuyển vị theo hai phương mô hình Plaxis 8.2 thay kết cấu áo đường (lớp cát đắp hỗn hợp gia cố xỉ than - tro bay xi măng