CHƯƠNG 2. KHẢO SÁT NGUỒN VẬT LIỆU VÀ THÍ NGHIỆM CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU
2.3. Xử lý nguồn đá mạt theo yêu cầu kỹ thuật của cát nghiền và nghiên cứu, đề xuất cải tạo nguồn đá phẩm trên địa bàn
2.3.1. Lựa chọn vật liệu dùng cho nghiên cứu và cải tạo tính chất của vật liệu Hiện tại, Ở mỏ đá Hố Chuồn trên địa bàn thành phố Đà Nẵng có tiến hành sản xuất sản phẩm cát nghiền, nhƣng chủ yếu phục vụ cho các trạm bê tông nhựa nên trữ lƣợng không nhiều và thành phần hạt khi xử lý trong quá trình nghiền không đảm bảo để dùng trong hỗn hợp bê tông xi măng.
Mặt khác, hiện tại ở các mỏ khai thác đá khác, lƣợng dƣ thừa của quá trình nghiền đá đang tồn tại một trữ lƣợng rất lớn là đá phế phẩm nhỏ hơn 5mm (hay còn gọi là đá mạt). Sản phẩm này, nếu qua quá trình xử lý loại bỏ bớt thành phần hạt mịn < 0.14 mm bằng các dây chuyền trong phân đoạn xử lý hạt mịn của cát nghiền, thì thành phần hạt của nguồn đá phế phẩm này, có thể nghiên cứu sử dụng đƣợc trong hỗn hợp bê tông và bê tông.
Trên cơ sở khảo sát và các bước thí nghiệm đã tiến hành ban đầu, đề tài đề xuất lựa chọn mẫu đá phế phẩm nhỏ hơn 5mm Hố Chuối để tiến hành các bước xử lý thành
DUT.LRCC
phần hạt theo yêu cầu kỹ thuật của cát nghiền dùng cho bê tông.
Mẫu Cát Hố Chuối sau khi xử lý sẽ đƣợc gọi chung là Cát nghiền
2.3.1.1. Một số phương pháp xử lý thành phần hạt mịn trong sản xuất cát nghiền hiện nay.
Để xử lý thành phần hạt mịn trong sản xuất cát nghiền, công nghệ sử dụng thông thường theo phương pháp tuyển ướt hoặc tuyển tách khô. Mỗi công nghệ có ưu nhược điểm khác nhau nhƣng đều có nhiệm vụ loại bỏ bụi ra khỏi cát. Hiện nay đối với các nước tiên tiến trên thế giới, xu hướng sử dụng phương pháp tách ướt chiếm đa số hơn.
Lý do nằm ở chi phí đầu tƣ và hiệu quả mang lại. Phổ biến nhất khu vực về làm cát nhân tạo có Hàn Quốc, Thái Lan, Nhật Bản, Ấn Độ với các trạm nghiền cát từ đá và sỏi sông
a, phương pháp tuyển ướt: Tách hạt mịn bằng nước. chi phí đầu tư thấp, mang lại hiệu quả cao, lƣợng bùn có thể thu hồi triệt, bán với giá rất cao (bột trét, xi măng, gạch men, gốm sứ….)
b, phương pháp tuyển tách khô: lượng bụi trong cát còn lại luôn quá 10%, điều này làm cô lập xi măng, giảm mác bê tông. Lƣợng bụi khi tách bay ra gây ô nhiễm môi trường.
Hình 2.15. Thiết bị rửa, trong quá trình sản xuất cát nghiền.
DUT.LRCC
Hình 2.16. Cát nghiền đã qua quá trình sàng ƣớt.
2.3.1.2. Xử lý thành phần hạt mịn và thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu Mẫu đá phế phẩm: Hố chuối, phường Hòa Khánh Bắc, Liên chiểu, Đà Nẵng sau khi tập kết về phòng thí nghiệm đƣợc tiến hành xử lý thành hạt mịn, sau đó tiến hành xác định các chỉ tiêu cơ lý phục vụ cho cấp phối thiết kế.
+ Phương pháp xử lý hạt mịn: sử dụng sàng để gạn rửa.
+ Xác định chỉ tiêu cơ lý của vật liệu: theo TCVN 9205: 2012 - Cát nghiền cho bê tông và vữa [2].
Trong quá trình gạn rửa vật liệu, vì vật liệu có nguồn gốc là đá phế phẩm nên đề tài lựa chọn việc gạn rửa giảm hàm lƣợng hạt mịn nhỏ hơn 0.14 mm xuống con tĩ lệ thành phần nhỏ hơn 15% theo chỉ dẫn của TCVN 9382:2012 - Chỉ dẫn kỹ thuật chọn thành phần bê tông sử dụng cát nghiền [3], để đảm bảo tính ứng dụng xử lý nguồn đá phế phẩm tại địa phương.
DUT.LRCC
Hình 2.17. Gạn rửa, xử lý hạt mịn của cát nghiền.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của mẫu cát nghiền đƣợc thống kê trong các bảng sau:
Bảng 2.11. Kết quả thí nghiệm thành phần hạt của cát nghiền đã xử lý Thành phần cấp phối hạt
Cỡ sàng Lƣợng sót từng sàng Lƣợng sót tích lũy
(mm) (%) (%)
5.00 0.00 0.00
2.50 19.46 19.46
1.25 19.44 38.90
0.63 21.83 60.73
0.315 15.76 76.49
0,14 11.06 87.55
<0,14 12.45 100.00
Bảng 2.12. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của cát nghiền Các chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị Kết quả Trung
bình
Tiêu Chuẩn thí nghiệm Mẫu 1 Mẫu 2
Khối lƣợng riêng (g/cm3) 2.773 2.777 2.775 TCVN 7572-4:06 Khối lƣợng thể tích (khô) (g/cm3) 2.729 2.731 2.730 TCVN 7572-4:06 Khối lƣợng thể tích (bão hòa) (g/cm3 ) 2.745 2.748 2.746 TCVN 7572-4:06 Khối lƣợng thể tích xốp (Kg/m3) 1598.0 1599.0 1598.5 TCVN 7572-6:06
Độ hổng ( % ) 41.439 41.458 41.45 TCVN 7572-6:06
Độ hút nước ( % ) 0.580 0.596 0.59 TCVN 7572-4:06 Hàm lƣợng clorrua ( % ) 0.00610 0.00620 0.0062 TCVN 7572-15:06
Modyl độ lớn 2.83 TCVN 7572-2:06
Lƣợng hạt < 0,14mm ( % ) 12.45 TCVN 7572-2:06
DUT.LRCC
Hình 2.18. Biểu đồ thành phần hạt của cát nghiền đã xử lý.
Mẫu cát sau khi đã tiến hành gạn rửa có thành phần hạt rời rạc, ít bị dính bám nhau hơn, tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình nhào trộn bê tông đƣợc đồng đều Với việc sử dụng máy trộn bê tông cƣỡng bức, mẫu cát nghiền sau khi gạn rửa không cần phơi khô hoàn toàn, giảm đƣợc thời gian xử lý vật liệu đầu vào, đồng thời thuận lợi trong quá trình tạo điều kiện ngậm ẩm cho thành phần hạt mịn khi tiến hành trộn.
Chỉ tiêu cơ lý về thành phần clorua trong mẫu cát nghiền là 0.0062 đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trong TCVN 9205 về cát nghiền dùng cho bê tông và vữa (< 0.01 đối với bê tông dùng trong các kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước; < 0.05 đối với bê tông dùng trong các kết cấu bê tông, bê tông cốt thép và vữa thông thường.
2.3.2. Tính toán phối trộn các tỷ lệ sử dụng Cát sông/Cát nghiền dùng trong cấp phối bê tông:
Dựa vào kết quả thí nghiệm thành phần hạt của cát sông (bảng 2.2) và cát nghiền (bảng 2.8; bảng 2.9), tiến hành tính toán phối trộn tỷ lệ cát sông và cát nghiền.
Trong quá trình tính toán, sử dụng tỷ lệ phối trộn theo thể tích. Kết quả phối trộn theo bảng sau:
DUT.LRCC
Bảng 2.13. Thành phần hạt phối trộn theo các tỷ lệ của cát sông/cát nghiền Cỡ sàng
(mm)
Lƣợng sót tích lũy trên sàng, của 100% Cát
sông
100% Cát nghiền
Cát sông/
Cát nghiền 70% / 30%
Cát sông/
Cát nghiền 50% / 50%
Cát sông/
Cát nghiền 30% / 70%
5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2.5 8.16 19.46 11.68 13.96 16.19
1.25 21.27 38.90 26.75 30.32 33.80
0.63 45.38 60.73 50.15 53.25 56.29
0.315 85.85 76.49 82.94 81.05 79.19
0.14 97.80 87.55 94.61 92.54 90.52
Mdl 2.58 2.83 2.66 2.71 2.76
Hình 2.19. Biểu đồ thành phần hạt phối trộn cát sông - cát nghiền.