Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)

Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu sử dụng chất thải của ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông, ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt tỉnh Hải Dương (Luận văn thạc sĩ file word)

LỜI NÓI ĐẦU Nước ta thiên nhiên ưu đãi với nguồn tài nguyên phong phú đa dạng Trong công đổi đất nước nay, nước ta đạt thành tựu to lớn nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Đóng góp vào thành cơng khơng thể khơng nói đến đóng góp to lớn ngành sản xuất lương khai thác khoáng sản như: ngành khai thác dầu mỏ, than đá, lượng điện, Bên cạnh mặt tích cực cịn tồn mặt tiêu cực vấn đề ô nhiễm môi trường vấn đề lớn ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống dân sinh cảnh quan đô thị Để thực mục tiêu phát triển bền vững phát triển kinh tế đất nước cần phải song song với việc bảo vê mơi trường Ở nước ta ngành khai thác khống sản ngành phát triển có ngành khai thác than Bên cạnh đóng góp to lớn cho kinh tế hệ lụy môi trường ngành tạo không nhỏ Theo ước tính Bộ Cơng Thương đến năm 2025, mỏ than Quảng Ninh thải môi trường 4,6 tỷ đất đá thải, hàng triệu m3 nước thải mỏ, lượng bụi lớn Nếu khơng có biện pháp xử lý tái sử dụng lượng đất đá thải khổng lồ tạo số vấn đề như: Lãng phí nguồn vật liệu, nhiễm môi trường, chiếm dụng quỹ đất để làm bãi đổ thải Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ ngành vật liệu xây dựng vấn đề tái chế sử dụng chất thải rắn ngành than khơng cịn vấn đề khó khăn Trên giới có số cơng trình nghiên cứu nhằm sử dụng loại vật liệu để sản xuất gạch như: Nga, Trung Quốc, Châu Âu, Sản phẩm từ có chất lượng tương đương với loại sản phẩm từ vật liệu truyền thống Ở nước ta bước đầu có số nhóm tác giả nghiên cứu nhằm tái sử dụng loại vật liệu Tuy nhiên để sử dụng hết triệt để lượng chất thải khổng lồ cần có thêm nhiều nghiên cứu độc lập nhằm tạo nhiều sản phẩm đa dạng áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác ngành sản xuất Với ý nghĩa đó, tác giả thực luận văn thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu sử dụng chất thải ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông Ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt – tỉnh Hải Dương” Trước hết, tác giả trân trọng cảm ơn tới thầy, cô giáo trường Đại học Thủy Lợi, khoa Cơng trình, mơn Vật liệu xây dựng, quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện cho tác giả trình học tập thực luận văn Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới hai thầy giáo TS Nguyễn Việt Cường TS Nguyễn Đình Trinh trực tiếp tận tình hướng dẫn suốt trình thực luận văn, cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết cho luận văn Tác giả gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, ủng hộ để tác giả đạt kết hôm Trong trình thu thập tài liệu nghiên cứu để hồn thành luận văn, tác giả khó tránh khỏi thiếu sót mong nhận bảo, góp ý thầy, bạn bè đồng nghiệp để luận văn thêm hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả Nguyễn Đức Vinh LỜI CAM ĐOAN Tên Nguyễn Đức Vinh, xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Những nội dung kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khoa học Tác giả Nguyễn Đức Vinh DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Loại CTR theo nguồn phát sinh khác .5 Bảng 1.2: Ước tính chất thải rắn từ hoạt động khai thác than vào năm 2025 12 Bảng 1.3: Biến động độ che phủ rừng khu vực Hòn Gai – Cẩm Phả .15 Bảng 1.4 Diện tích khai trường, bãi thải diện tích đổ thải biển vùng Cẩm Phả 16 Bảng 1.5: So sánh ưu nhược điểm hai phương pháp đổ thải 17 Bảng 1.6: Chỉ tiêu hóa học đất khu vực bãi thải 19 Bảng 2.1: Các tiêu chuẩn Việt Nam sử dụng để nghiên cứu tính chất vật liệu đề tài 28 Bảng 2.2: Các tiêu chuẩn Việt Nam sử dụng nghiên cứu tính chất hỗn hợp bê tơng bê tơng 29 Bảng 2.3: Tỷ lệ lượng dùng cát hỗn hợp cốt liệu 33 Bảng 2.4: Thành phần hạt cát tự nhiên theo TCVN 7570-2006 34 Bảng 2.5: Hàm lượng tạp chất cát tự nhiên quy định theo TCVN 7570-2006 36 Bảng 2.6: Hàm lượng ion Cl- cát tự nhiên theo TCVN 7570-2006 36 Bảng 2.7: Mác đá dăm từ đá thiên nhiên theo độ nén dập theo TCVN 75702006 37 Bảng 2.8: Yêu cầu độ nén dập sỏi sỏi dăm theo TCVN 7570-2006 38 Bảng 2.9: Thành phần hạt cốt liệu lớn theo TCVN 7570-2006 .38 Bảng 2.10: Hàm lượng bùn, bụi, sét cốt liệu lớn theo TCVN 7570-2006 39 Bảng 2.11 Sự phụ thuộc độ xốp vào kiểu xếp số điểm tiếp xúc hạt 41 Bảng 2.12: Sự phụ thuộc độ rỗng vào phối hợp cấp hạt .42 Bảng 2.13: Kết thí nghiệm tính chất lý xi măng Bút Sơn PCB30 48 Bảng 2.14: Kết phân tích thành phần hóa đá thải ngành than 50 Bảng 2.15: Kết thí nghiệm thành phần hạt CTT .51 Bảng 2.16: Kết thí nghiệm tính chất cốt liệu lớn Dmax = 20 mm Bảng 2.17: Kết thí nghiệm tính chất cát vàng sơng Lơ 53 Bảng 2.18: Kết thí nghiệm thành phần hạt cát vàng sông Lô 54 Bảng 2.19: Độ sụt hỗn hợp bê tông 57 51 Bảng 2.20: Lượng nước dùng cho bê tơng (lít/m3 bê tơng) 57 Bảng 2.21: Hệ số chất lượng vật liệu A, A’ 59 Bảng 2.22: Bảng xác định hệ số dư vữa 61 Bảng 3.1: Thành phần cấp phối sở bê tông mác 20 MPa sử dụng cốt liệu lớn CTT 70 Bảng 3.2: Thành phần cấp phối độ sụt hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu lớn chất thải than Dmax = 20 mm 71 Bảng 3.3: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than tuổi ngày 73 Bảng 3.4: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than tuổi ngày 73 Bảng 3.5: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tơng sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than tuổi 28 ngày 74 Bảng 3.6: Thành phần cấp phối độ sụt hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu lớn đá thường Dmax = 20 mm 74 Bảng 3.7: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu đá thường tuổi ngày .74 Bảng 3.8: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tơng sử dụng cốt liệu đá thường tuổi ngày 75 Bảng 3.9: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu đá thường tuổi 28 ngày 75 Bảng 3.10: Kết thí nghiệm độ chống thấm bê tơng mác 20 MPa sử dụng cốt liệu lớn CTT 79 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát hệ thống quản lý chất thải rắn Hình 1.2: Hình ảnh mỏ than khai thác theo hình thức lộ thiên 22 Hình 1.3: Hình ảnh bãi thải ngành khai thác than Quảng Ninh 22 Hình 1.4: Hình ảnh bãi thải ngành khai thác than Quảng Ninh 22 Hình 1.5: Bãi thải đá xít thải mỏ Cao Sơn – tỉnh Quảng Ninh 22 Hình 1.6: Hình ảnh sản phẩm gạch bê tông block tự chèn sử dụng cốt liệu chất thải rắn- xít ngành khai thác than 26 Hình 2.1: Ảnh hưởng mức ngậm cát (m) với tính cơng tác hỗn hợp lượng dùng nước không thay đổi .32 Hình 2.2: Các kiểu xếp hạt cốt liệu 41 Hình 2.3: Bãi đá thải xí nghiệp sản xuất vơi cầu Nghìn – Thái Bình 49 Hình 2.4: Mẫu đá thải lấy xí nghiệp sản xuất vơi cầu Nghìn - Thái Bình 49 Hình 2.5: Mẫu đá sau nghiền .50 Hình 2.6: Mẫu đá thải than (bên trái) đá thường (bên phải) 50 Hình 2.7: Hình ảnh sàng đá 52 Hình 2.8: Thí nghiệm thành phần cấp phối đá 52 Hình 2.9: Sấy cốt liệu phịng thí nghiệm vật liệu trường Đại học Thủy Lợi53 Hình 2.10: Khn đường kính 150mm ép xác định độ nén dập cốt liệu lớn 53 Hình 2.11: Mẫu cát vàng sông Lô sấy 54 Hình 2.12: Thí nghiệm sàng cát máy phịng thí nghiệm trường Đại học Thủy Lợi 54 Hình 2.13: Các cỡ hạt sau sàng cát 55 Hình 2.14: Thí nghiệm sét cục cỡ hạt 2,5mm đến 5mm 55 Hình 2.15: Thí nghiệm sét cục cỡ hạt 1,25mm đến 2,5mm .55 Hình 2.16: Thí nghiệm xác định khối lượng thể tích xốp cát 55 Hình 3.1: Mặt cắt ngang tuyến kè bên bờ tả cọc SST62 65 Hình 3.2: Mặt cắt kè bên bờ hữu SSH62 .66 Hình 3.3: Các lát mái mái kè 67 Hình 3.4: Cốt thép lát mái .67 Hình 3.5: Chi tiết A .67 Hình 3.6: Chi tiết B .67 Hình 3.7: Đổ hỗn hợp bê tơng vào thử độ sụt 72 Hình 3.8: Đo độ sụt hỗn hợp bê tông 72 Hình 3.9: Biểu đồ so sánh phát triển cường độ cường độ bê tông sử dụng cốt liệu đá CTT bê tông sử dụng cốt liệu đá thường 76 Hình 3.10: Hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu lớn CTT 77 Hình 3.11: Đổ hỗn hợp bê tông vào tổ khuôn 15x15x15 cm 77 Hình 3.12: Tạo mặt cho mẫu 77 Hình 3.13: Hỗn hợp bê tông đổ đầy, lèn chặt tạo mặt khn .77 Hình 3.14: Một tổ mẫu bê tơng cốt liệu CTT để thí nghiệm độ bền nén 78 Hình 3.15: Máy nén bê tơng phịng thí nghiệm trường Đại học Thủy Lợi 78 Hình 3.16: Mẫu bê tơng sử dụng cốt liệu lớn CTT dùng thí nghiệm xác định độ chống thấm .79 Hình 3.17: Một khoang chứa mẫu máy thí nghiệm xác định độ chống thấm bê tông 79 Hình 3.18: Mẫu lắp vào khoang chứa để thí nghiệm xác định độ chống thấm 79 Hình 3.19: Máy thí nghiệm xác định độ chống thấm bê tông trường Đại học Thủy Lợi 79 Hình 3.20: Sơ đồ công nghệ xử lý chất thải than 81 Hình 3.21: Máy cấp liệu rung 82 Hình 3.22: Máy sàng rung .82 Hình 3.23: Máy kẹp hàm .82 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHẤT THẢI CỦA NGÀNH KHAI THÁC THAN Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI .3 1.1 Giới thiệu chất thải ngành khai thác than 1.1.1 Khái niệm chất thải rắn (CTR) 1.1.2 Chất thải ngành khai thác than 1.1.3 Chất thải ngành khai thác than khu vực tỉnh Quảng Ninh 13 1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng chất thải ngành khai thác than giới 22 1.3 Tình hình nghiên cứu sử dụng chất thải ngành khai thác than Việt Nam 1.4 Kết luận chương I 26 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .28 2.1 Phương pháp nghiên cứu 28 2.1.1 Các phương pháp tiêu chuẩn xác định tính chất lý vật liệu sử dụng 28 2.1.2 Các phương pháp nghiên cứu tính chất hỗn hợp bê tông bê tông .29 2.2 Lựa chọn vật liệu sử dụng nghiên cứu 30 2.2.1 Cốt liệu dùng cho bê tông 30 2.2.2 Ảnh hưởng cốt liệu đến tính chất bê tông hỗn hợp bê tông 40 2.2.3 Vật liệu sử dụng nghiên cứu .47 2.3 Phương pháp thiết kế thành phần cấp phối bê tông 56 2.3.1 Lựa chọn phương pháp thiết kế thành phần cấp phối bê tơng 56 2.3.2 Tính tốn cấp phối bê tơng theo phương pháp Bolomey – Skramtaev 56 2.4 Kết luận chương II 61 CHƯƠNG THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG MÁC 20 MPA SỬ DỤNG CỐT LIỆU LÀ CHẤT THẢI CỦA NGÀNH KHAI THÁC THAN CHO KẾT CẤU MÁI KÈ SÔNG KẺ SẶT – TỈNH HẢI DƯƠNG 63 24 3.1 Sơ dự án cơng trình: Nạo vét xây dựng hệ thống kè hai bờ sông Sặt đoạn từ cầu Cậy đến cầu Cất 63 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 63 3.1.2 Địa hình, địa mạo 63 3.1.3 Mục tiêu nhiệm vụ công trình 64 3.1.4 Quy mô dự án 65 3.1.5 Hạng mục cơng trình kè bảo vệ bờ 65 3.2 Tính tốn thành phần cấp phối bê tông mác 20 MPa sử dụng cốt liệu chất thải than 69 3.3 Các tính chất tiêu lý hỗn hợp bê tông bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than 71 3.3.1 Nghiên cứu tính cơng tác hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành than 71 3.3.2 Nghiên cứu tính chất bê tơng sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than 72 3.4 Đề xuất phương án sử dụng bê tơng có cốt liệu chất thải ngành khai thác than cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt – tỉnh Hải Dương 80 3.4.1 Dây chuyền công nghệ xử lý chất thải rắn ngành khai thác than 80 3.4.2.Ứng dụng vào sản xuất bê tông mác 20 MPa cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt 82 3.5 Kết luận chương III 85 KẾT LUẬN 86 KIẾN NGHỊ 88 DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT CTR : Chất thải rắn CTT : Chất thải than BT : Bê tông BTCT : Bê tông cốt thép BTXM : Bê tông xi măng X : Xi măng N : Nước CL : Cốt liệu CLL : Cốt liệu lớn C : Cát Đ : Đá CKD : Chất kết dính N : Tỉ lệ nước xi măng X : Tỷ lệ cát chất kết dính C CKD PCB : Xi măng Pooclăng hỗn hợp – Blended Porland Cements PC : Xi măng Pooclăng – Porland Cements PCC : Bê tông xi măng – Porland Cement Concrete ASTM : Tiêu chuẩn Mỹ - American Society of Testing and Masterials TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam Dmax : đường kính lớn cốt liệu tương ứng với cỡ sàng có lượng sót tích lũy nhỏ gần 10% Dmin : đường kính nhỏ cốt liệu tương ứng với cỡ sàng có lượng sót tích lũy lớn gần 90% a%: Lượng sót riêng biệt A% : Lượng sót tích lũy Mdl : Modun độ lớn  : Khối lượng riêng   X d n      Cấp phối lý thuyết: Bảng 3.1: Thành phần cấp phối sở bê tông mác 20 MPa sử dụng cốt liệu lớn CTT Thành phần vật liệu cho bê tông (1 m3) Thành phần bê tông Thành phần sở Xi măng, (kg) Cát , (kg) Đá, (kg) Nước, (lít) 330,3 599 1256 205 Ta có tỉ lệ thành phần so với xi măng: 1: C D  1:1,81: 3,8 : 0, 62 : : N XX X 3.3 Các tính chất tiêu lý hỗn hợp bê tông bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than Theo yêu cầu thông số kỹ thuật hỗn hợp bê tông bê tông thiết kế mái kè sông Sặt công ty TNHH TVXD Hợp Thành báo cáo công ty Hồng Quảng ta tiến hành thí nghiệm xác định thông số hỗn hợp bê tông bê tơng sử dụng CTT: - Thí nghiệm xác định độ sụt - Thí nghiệm xác định cường độ nén, mác bê tơng - Thí nghiệm xác định độ chống thấm bê tơng 3.3.1 Nghiên cứu tính cơng tác hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành than Đề tài tiến hành nghiên cứu tính chất hỗn hợp bê tơng có thành phần cấp phối theo tính tốn Tiến hành trộn mẫu thí nghiệm xác định độ sụt hỗn hợp bê tông Ta kiểm tra hiệu chỉnh độ sụt theo TCVN 3106 – 1993: + Độ sụt đo phải không sai lệch so với độ sụt yêu cầu cm + Độ sụt thấp tới – cm tăng nước xi măng tỷ lệ tính tốn + Nếu độ sụt cao yêu cầu từ – cm tăng khoảng -3% đá, cát Hoặc độ sụt cao – cm tăng khoảng – 5% cát đá + Trong trường hợp độ sụt sai lệch cm sau hiệu chỉnh mà sai lệch cm phải xem lại phép tính làm lại mẻ trộn khác Kết thí nghiệm thể bảng 3.2 Bảng 3.2: Thành phần cấp phối độ sụt hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu lớn chất thải than Dmax = 20 mm Lượng dùng vật liệu cho m3 bê tông, kg Cấp phối Độ sụt Xi măng Cát Đá Nước Phụ gia SN (cm) 330,3 599 1256 205 Qua kết thí nghiệm ta thấy, hỗn hợp bê tơng có độ lưu động (độ sụt) phù hợp với độ lưu động chọn tính tốn theo lý thuyết Dưới số hình ảnh thí nghiệm độ sụt hỗn hợp bê tơng Hình 3.7: Đổ hỗn hợp bê tơng vào Hình 3.8: Đo độ sụt hỗn hợp bê thử độ sụt tông 3.3.2 Nghiên cứu tính chất bê tơng sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than 3.3.2.1 Xác định cường độ nén, mác bê tông sử dụng cốt liệu CTT Đề tài nghiên cứu thiết kế bê tông mác 20MPa sử dụng cốt liệu lớn chất thải ngành khai thác than có Dmax = 20 mm Ta tiến hành thí nghiệm bê tơng với cấp phối tính tốn theo lý thuyết Ta tiến hành đúc tổ mẫu (mỗi tổ có mẫu hình lập phương, kích thước 15x15x15 cm) bảo dưỡng điều kiện thường theo TCVN 3105 – 1993 để xác định cường độ nén bê tông tuổi ngày, ngày 28 ngày theo TCVN3118-1993 Đem mẫu dưỡng hộ đủ ngày làm thí nghiệm nén, mặt chịu nén phải mặt tiếp xúc với thành khuôn Cường độ nén mẫu thử tính theo cơng thức: R  n P F Trong đó: + Rn: Cường độ nén bê tông + P: Lực phá hoại mẫu + F = 15x15 cm: Diện tích mặt chịu lực Kết thí nghiệm thể bảng 3.3, 3.4, 3.5 Bảng 3.3: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than tuổi ngày Chỉ số Tuổi mẫu Mác thiết kế Viên mẫu số Lực phá hoại Độ bền nén Độ bền nén trung bình Đơn vị Ngày MPa kN MPa (N/mm2) MPa (N/mm2) R3-1-1 300 13,33 Giá trị 20 R3-1-2 284 12,62 R3-1-3 300 13,33 13,09 Bảng 3.4: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than tuổi ngày Chỉ số Tuổi mẫu Mác thiết kế Viên mẫu số Lực phá hoại Độ bền nén Độ bền nén trung bình Đơn vị Ngày MPa kN MPa (N/mm2) MPa (N/mm2) R7-2-1 388 17,24 Giá trị 20 R7-2-2 420 18,67 17,90 R7-2-3 400 17,78 Bảng 3.5: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than tuổi 28 ngày Chỉ số Tuổi mẫu Mác thiết kế Viên mẫu số Lực phá hoại Độ bền nén Đơn vị Ngày MPa Độ bền nén trung bình kN MPa (N/mm2) MPa (N/mm2) R28-3-1 510 22,67 Giá trị 28 20 R28-3-2 520 23,11 R28-3-3 518 23,02 22,93 Ta dùng phương pháp tiến hành tính tốn cấp phối thí nghiệm tương tự hỗn hợp bê tông bê tông sử dụng cốt liệu lớn đá thường 1x2 cm Kết thể bảng 3.6, 3.7, 3.8, 3.9 Bảng 3.6: Thành phần cấp phối độ sụt hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu lớn đá thường Dmax = 20 mm Lượng dùng vật liệu cho m3 bê tông, kg Độ sụt SN (cm) Xi măng Cát Đá Nước Phụ gia 330,3 593 1210,1 205 5,5 Bảng 3.7: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu đá Cấp phối thường tuổi ngày Chỉ số Tuổi mẫu Mác thiết kế Viên mẫu số Lực phá hoại Độ bền nén Độ bền nén trung bình Đơn vị Ngày MPa kN MPa (N/mm2) MPa (N/mm2) R3-1-1 300 13,33 Giá trị 20 R3-1-2 320 14,22 13,45 R3-1-3 288 12,8 Bảng 3.8: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tông sử dụng cốt liệu đá thường tuổi ngày Chỉ số Tuổi mẫu Mác thiết kế Viên mẫu số Lực phá hoại Độ bền nén Đơn vị Ngày MPa R7-1-1 420 18,67 Giá trị 20 R7-1-2 400 17,78 R7-1-3 420 18,67 Giá trị 28 20 R28-1-2 524 23,29 R28-1-3 520 23,11 kN MPa (N/mm2) MPa 18,37 Độ bền nén trung bình (N/mm ) Bảng 3.9: Kết thí nghiệm cường độ nén bê tơng sử dụng cốt liệu đá thường tuổi 28 ngày Chỉ số Tuổi mẫu Mác thiết kế Viên mẫu số Lực phá hoại Độ bền nén Đơn vị Ngày MPa R28-1-1 520 23,11 kN MPa (N/mm2) MPa 23,17 Độ bền nén trung bình (N/mm ) Từ kết thí nghiệm cường độ nén bê tơng sử dụng cốt liệu đá CTT đá thường ta có biểu đồ biểu diễn kết hình 3.3: Hình 3.9: Biểu đồ so sánh phát triển cường độ cường độ bê tông sử dụng cốt liệu đá CTT bê tông sử dụng cốt liệu đá thường Dựa vào kết thí nghiệm ta thấy: + Hỗn hợp bê tông bê tông sử dụng cốt liệu chất thải than đảm bảo yêu cầu kĩ thuật thiết kế lý thuyết ban đầu độ sụt cường độ bền nén + Sự phát triển cường độ bê tông sử dụng cốt liệu chất thải than khơng có khác biệt nhiều so với phát triển cường độ bê tông sử dụng cốt liệu đá thường Cường độ nén mẫu bê tông tuổi 28 ngày bê tông cốt liệu đá thải đá thường không khác nhiều khoảng 1% Theo kết nghiên cứu thu đề tài ta thấy bê tông sử dụng cốt liệu chất thải than đảm bảo yêu cầu kĩ thuật theo thiết kế mái kè sơng Kẻ Sặt Vì vậy, chất thải than sử dụng để chế tạo bê tông dùng kết cấu mái kè sơng Kẻ Sặt Hình 3.10: Hỗn hợp bê tơng sử dụng cốt Hình 3.11: Đổ hỗn hợp bê tông vào tổ liệu lớn CTT khn 15x15x15 cm Hình 3.12: Tạo mặt cho mẫu Hình 3.13: Hỗn hợp bê tơng đổ đầy, lèn chặt tạo mặt khn Hình 3.14: Một tổ mẫu bê tơng cốt liệu Hình 3.15: Máy nén bê tơng phịng CTT để thí nghiệm độ bền nén thí nghiệm trường Đại học Thủy Lợi 3.3.2.2 Xác định độ chống thấm bê tông sử dụng cốt liệu CTT Ta tiến hành đúc mẫu hình trụ có đường kính 150 mm, bảo dưỡng điều kiện thường theo tiêu chuẩn TCVN 3105 – 1993 để thí nghiệm xác định độ chống thấm bê tông tuổi 28 ngày theo tiêu chuẩn TCVN 3116 – 1993 * Cách tiến hành thí nghiệm: + Sấy nóng áo mẫu lấy mỡ bi oto paraphin đun chảy quét lên xung quanh thành mẫu ép mẫu vào áo thép cho khe hở chúng lấp đầy hoàn toàn mỡ đặc paraphin + Kẹp chặt sáu áo có mẫu thử vào bàn máy gioăng cao su bulong hãm Bơm nước cho đầy ống khoang chứa, mở van xả hết khơng khí mẫu thử cột nước bơm, sau đóng van xả khí + Bơm nước tạo áp lực tăng dần cấp, cấp daN/cm Thời gian giữ mẫu cấp áp lực 16 + Tiến hành tăng áp tới thấy mặt viên mẫu có xuất nước xuyên qua Khi khóa van ngừng thử viên mẫu bị nước xuyên qua Sau tiếp tục thử viên cịn lại Ngừng thử tồn viên bị nước thấm qua * Kết thí nghiệm độ chống thấm mẫu: Sau tiến hành thực theo bước ta thu kết thể bảng 3.10: Bảng 3.10: Kết thí nghiệm độ chống thấm bê tông mác 20 MPa sử dụng cốt liệu lớn CTT Tên mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 Áp lực bị nước xuyên 6 6 qua, daN/cm Độ chống thấm bê B4 tơng Từ kết thí nghiệm ta thu mức chống thấm bê tông mác 20 MPa sử dụng cốt liệu lớn CTT tuổi 28 ngày là: B4 Hình 3.16: Mẫu bê tơng sử dụng cốt liệu lớn CTT dùng thí nghiệm xác định độ chống thấm Hình 3.17: Một khoang chứa mẫu máy thí nghiệm xác định độ chống thấm bê tơng Hình 3.18: Mẫu lắp vào khoang chứa để thí nghiệm xác định độ chống thấm Hình 3.19: Máy thí nghiệm xác định độ chống thấm bê tông trường Đại học Thủy Lợi 3.4 Đề xuất phương án sử dụng bê tơng có cốt liệu chất thải ngành khai thác than cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt – tỉnh Hải Dương 3.4.1 Dây chuyền công nghệ xử lý chất thải rắn ngành khai thác than Qua q trình thí nghiệm xác định thành phần hóa, thành phần khống hỗn hợp chất thải rắn ngành than với thí nghiệm xác định tiêu lý tiến hành sản xuất thử thí nghiệm bê tơng sử dụng cốt liệu loại cho thấy chúng đáp ứng yêu cầu chất lượng sử dụng làm nguyên vật liệu cho sản xuất bê tông ngồi thực tế nói chung cho kết cấu mái kè sơng Kẻ Sặt nói riêng Tuy nhiên qua q trình khảo sát lấy mẫu bãi thải xí nghiệp sản xuất vơi Cầu Nghìn – Thái Bình tác giả nhận thấy kích thước đá thải vơ đa dạng có lượng lớn đá có kích thước lớn 70 mm Vì cịn nhiều hạn chế thời gian thực luận văn nên tác giả chưa thể đánh giá xác hàm lượng kích thước cỡ đá lớn Vì để sử dụng nguồn chất thải rắn khổng lồ làm nguyên liệu để sản xuất bê tơng địi hỏi dây chuyền nghiền, sàng tuyển đồng cấp hạt vật liệu sau nghiền Việc nghiền, sàng tuyển cung cấp cho ta cấp hạt phù hợp theo u cầu để chế tạo bê tơng, qua dễ dàng phối trộn, tối ưu để đạt cấp hạt theo mong muốn Ngoài ra, việc đồng cấp hạt sau nghiền cho ta hỗn hợp vật liệu đồng chất lượng, độ ẩm, Do tác giả tham khảo số tài liệu để đưa sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý chất thải than đây: Vật liệu đá dạng lớn từ máy cấp liệu rung chuyển vào máy nghiền kẹp hàm nghiền thơ theo tốc độ bình qn, tiếp vật liệu vật liệu đá băng tải cao su vận chuyển đến máy nghiền tác động nghiền lần nữa, sau nghiền mịn từ băng tải cao su chuyển vào sàng rung, sàng phân loại cỡ đá khác nhau, để phù hợp với yêu cầu cỡ hạt, sau sản xuất thành phẩm băng tải cao su chuyển đến kho chứa đồng cốt liệu; chưa đạt yêu cầu băng tải cao su chuyển đến máy nghiền tác động nghiền lại, trở thành tuần hoàn mạch kín nhiều lần Cỡ hạt thành phẩm tổ hợp phân cấp theo yêu cầu sản xuất, để bảo vệ mơi trường, phối hợp với thiết bị hút bụi hỗ trợ Hình 3.20: Sơ đồ công nghệ xử lý chất thải than 1- Xe tải; 2- Chất thải than; 3- Xe xúc lật; 4- Bunke chứa; 5- Máy cấp liệu rung; 6- Máy nghiền kẹp hàm; 7- Máy sàng rung; 8,9,10- Kho chứa, đồng cốt liệu lớn; 11- Kho chứa, đồng cốt liệu nhỏ Hình 3.21: Máy cấp liệu rung Hình 3.22: Máy sàng rung Hình 3.23: Máy kẹp hàm 3.4.2 Ứng dụng vào sản xuất bê tông mác 20 MPa cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt Sản phẩm cuối dây chuyền xử lý chất thải than cung cấp đa dạng nhiều loại cốt liệu lớn theo yêu cầu sản phẩm cơng trình khác Đối với cơng trình mái kè sông Kẻ Sặt yêu cầu cốt liệu lớn theo thiết kế đá 1x2 cm, nên sử dụng loại cốt liệu lớn chất thải than thay cốt liệu lớn đá dăm 1x2 cm thông thường cho bê tông lát mái mái kè sơng Kẻ Sặt cốt liệu lớn phải sàng phối trộn hợp lý để có loại cốt liệu lớn có yêu cầu kỹ thuật tương đương với loại cốt liệu lớn đá dăm x cm thông thường quy định thiết kế, cốt liệu đưa tới trạm trộn bê tông tự động trộn thủ công để chế tạo bê tông Tại trạm trộn ta tiến hành trộn bê tông theo cấp phối chuẩn thiết kế chương Tùy theo công nghệ trạm trộn mà có hiệu chỉnh cấp phối cho hợp lý Lưu ý, cấp phối ta tính chương cấp phối với khối lượng cát, đá trạng thái khơ sấy phịng thí nghiệm nên thi cơng ngồi trường ta cần phải hiệu chỉnh lại khối lượng theo độ ẩm thực tế chúng + Đơn vị thi cơng phải có biện pháp thực cân đong xác vật liệu cho vào trộn bê tông phù hợp với quy định trị số sai lệch cho phép sau: - Xi măng, phụ gia, nước  2% so với khối lượng - Cát, Đá  3% so với khối lượng Trong q trình thi cơng, thấy độ sụt lượng ngậm nước cát, đá (độ ẩm) thay đổi phải điều chỉnh liều lượng pha trộn + Khi trộn hỗn hợp bê tông, đơn vị thi công phải dùng máy để trộn bê tông, khối lượng q nhỏ khơng thể trộn máy trộn thủ công phải giám sát chủ đầu tư cho phép Khi trộn hỗn hợp bê tông máy, thủ công phải tuân theo tiêu chuẩn TCVN4453 - 1995 quy phạm QPTL D6 – 76 đồng thời phải theo quy định sau: - Thể tích tồn vật liệu đổ vào máy trộn cho lần trộn phải phù hợp với dung tích quy định máy, thể tích chênh lệch khơng vượt  10% - Trình tự đổ vật liệu vào máy trộn thời gian trộn phải tuân theo tiêu chuẩn TCVN4453 – 1995 quy phạm QPTL D6 – 78 - Không tự ý tăng, giảm tốc độ quay máy trộn so với tốc độ quy định loại máy - Cần phải kiểm tra độ sụt (độ dẻo) hỗn hợp bê tông khỏi máy để kịp thời hiệu chỉnh tỷ lệ N/X thiết kế thành phần cấp phối bê tông Sau trộn xong bê tông vận chuyển xe chuyên dụng hay thủ công tới khu vực thi công đúc lát mái có hình dạng kích thước theo thiết kế 0,5x0,5x0,12 m Khu vực thi cơng đúc bê tơng đúc nhà xưởng khu bãi công trường, bê tông bảo dưỡng theo tiêu chuẩn thiết kế Các công tác khác như: công tác ván khuôn công tác cốt thép tuân theo thiết kế + Khi vận chuyển hỗn hợp bê tông, đơn vị thi công cần tuân thủ theo quy định tiêu chuẩn TCVN4453 – 1995 quy phạm QPTL D6 – 78 đồng thời phải theo quy định sau: - Công cụ phương pháp vận chuyển phải đảm bảo cho hỗn hợp bê tông không bị phân lớp, không bị nước xi măng thay đổi tỷ lệ N/X ảnh hưởng thời tiết - Năng lực phương tiện vận chuyển phải bố trí tương ứng với lực trộn đầm để hỗn hợp bê tông không bị ứ đọng + Trong q trình đổ bê tơng, đơn vị thi cơng phải có trách nhiệm giám sát chặt chẽ trạng ván khuôn, giằng chống cốt thép để có biện pháp xử lý kịp thời có cố xảy + Việc phân chia khối đổ, chiều dày lớp đổ hỗn hợp bê tông, đơn vị thi công phải vào lực trộn, cự li vận chuyển, lực đầm, điều kiện thời tiết đặc biệt tính chất kết cấu mà định trường hợp cụ thể: - Trường hợp đổ bê tơng móng - Trường hợp đổ bê tông tường - trường hợp đổ bê tông dầm, giằng, cột, sàn, + Khi đổ hỗn hợp bê tông phải đảm bảo quy định sau: - Không làm sai lệch vị trí cốt thép, vị trí, kích thước ván khuôn chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép - Không dùng đầm hỗn hợp bê tông để san bê tông - Hỗn hợp bê tơng phải đổ liên tục hồn thành khối đổ ... đó, tác giả thực luận văn thạc sĩ với đề tài: ? ?Nghiên cứu sử dụng chất thải ngành khai thác than làm cốt liệu cho bê tông Ứng dụng cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt – tỉnh Hải Dương? ?? Trước hết, tác... dụng cốt liệu chất thải ngành khai thác than 72 3.4 Đề xuất phương án sử dụng bê tơng có cốt liệu chất thải ngành khai thác than cho kết cấu mái kè sông Kẻ Sặt – tỉnh Hải Dương ... việc nghiên cứu sử dụng chất thải ngành khai thác than xây dựng có ý nghĩa khoa học thực tiễn lớn II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu sử dụng chất thải ngành khai thác than làm cốt liệu