3.7. Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng cát đỏ Bình Thuận gia cố xi măng và
3.7.3. Thực hiện và kết quả thực nghiệm
Thực nghiệm này được thực hiện để xác định các chỉ tiêu cường độ của vật liệu như cường độ chịu nén nở hông, cường độ kéo khi ép chẻ nhằm kiến nghị sử dụng vật liệu làm lớp móng, mặt đường giao thông nông thôn.
3.7.3.2. Yêu cầu chung
- Khái niệm: Hỗn hợp vật liệu cát đỏ gia cố đƣợc hiểu là một loại hỗn hợp, gồm các thành phần cát đỏ, xi măng, tro bay và nước, có tỷ lệ nhất định, được
trộn đều, đầm chặt và bảo dƣỡng.
- Mục tiêu: thử nghiệm xác định tỉ lệ chất kết dính (xi măng + tro bay) hợp lý phối hợp với cát đỏ dùng trong xây dựng móng, mặt đường GTNT.
- Các yêu cầu về vật liệu thành phần và tỉ lệ chất kết dính trong hỗn hợp.
+ Cát đỏ: là loại cát đỏ khu vực Phan Thiết, Bình Thuận.
+ Một số chỉ tiêu cơ lý, thành phần khoáng của cát đỏ Bình Thuận mô tả trong Bảng 3.3.
- Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu thành phần hạt cát đỏ Bình Thuận mô tả trong Bảng 3.4.
+ Tro bay: là tro bay của nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân, là tro bay a xít, loại F theo TCVN 10302:2014 [11] và ASTM C618 [56].
+ Các chỉ tiêu tro bay Vĩnh Tân mô tả trong Bảng 3.9.
+ Xi măng: xi măng thực nghiệm là loại PC40 VICEM Bút Sơn đáp ứng theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2682:2009 [21].
- Các chỉ tiêu cơ lý của xi măng VICEM Bút Sơn PC40 đƣợc mô tả trong Bảng 3.10.
+ Nước: nước sạch thỏa mãn các yêu cầu tiêu chuẩn hiện hành.
* Các biến đầu vào:
- Tỉ lệ cát đỏ, tro bay và xi măng:
+ 100% cát đỏ + 0% tro bay và tỉ lệ xi măng: 6%, 8%, 10%
+ 95% cát đỏ + 5% tro bay và tỉ lệ xi măng: 6%, 8%, 10%
+ 90% cát đỏ + 10% tro bay và tỉ lệ xi măng: 6%, 8%, 10%
- Tuổi mẫu: có 3 loại tuổi thực nghiệm 7, 14, 28 ngày
* Số mẫu thí nghiệm
- Số mẫu thí nghiệm cho mỗi loại cường độ là: 3 loại tỉ lệ cát đỏ/ tro bay x 3 (tỉ lệ xi măng) x 3 (loại tuổi) x3 mẫu (tổ hợp) = 81 mẫu.
- Tổng số mẫu thí nghiệm cho 3 chỉ tiêu Rn, Rech, Edh là: 81 x 3 = 243 mẫu.
3.7.3.3. Kết quả thực nghiệm
Thí nghiệm đƣợc tiến hành tại phòng thí nghiệm bộ môn vật liệu xây dựng, trường đại học Giao thông vận tải, xác định tính chất cơ học của mẫu với các hàm
lượng xi măng khác nhau ở tuổi 7, 14, 28 ngày. Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén, cường độ chịu ép chẻ và mô đun đàn hồi của các loại mẫu thí nghiệm nhƣ sau:
* Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén
Bảng 3. 13 Kết quả thí nghiệm cường độ nén (Rn)
Thành phần mẫu 6%
Xi măng
8%
Xi măng
10%
Xi măng Đơn vị
Sau 7 ngày
100% cát đỏ 6,588 8,021 9,145 MPa
95% cát đỏ + 5% tro bay 6,919 8,023 9,826 MPa 90% cát đỏ + 10% tro bay 6,003 7,022 8,707 MPa
Sau 14 ngày
100% Cát đỏ 6,789 8,684 10,325 MPa
95% cát đỏ + 5% tro bay 7,891 9,827 11,049 MPa 90% cát đỏ + 10% tro bay 6,125 7,956 10,025 MPa
Sau 28 ngày
100% Cát đỏ 7,732 9,316 10,621 MPa
95% cát đỏ + 5% tro bay 8,638 9,737 11,519 MPa 90% cát đỏ + 10% tro bay 7,676 8,877 10,870 MPa
* Kết quả thí nghiệm cường độ chịu ép chẻ
Bảng 3. 14 Kết quả thí nghiệm cường độ chịu ép chẻ (Rech)
Thành phần mẫu 6%
Xi măng
8%
Xi măng
10%
Xi măng Đơn vị
Sau 7 ngày
100% cát đỏ 0,390 0,528 0,595 MPa
95% cát đỏ + 5% tro bay 0,401 0,531 0,597 MPa
90% cát đỏ + 10% tro bay 0,340 0,440 0,538 MPa
Sau 14 ngày
100% Cát đỏ 0,397 0,533 0,603 MPa
95% cát đỏ + 5% tro bay 0,405 0,534 0,606 MPa
90% cát đỏ + 10% tro bay 0,346 0,448 0,544 MPa
Sau 28 ngày
100% Cát đỏ 0,451 0,635 0,742 MPa
95% cát đỏ + 5% tro bay 0,499 0,702 0,781 MPa
90% cát đỏ + 10% tro bay 0,446 0,627 0,722 MPa
* Kết quả thí nghiệm mô đun đàn hồi
Bảng 3. 15 Kết quả thí nghiệm mô đun đàn hồi
Mẫu 6% Xi
măng
8% Xi măng
10% Xi
măng Đơn vị
Sau 7 ngày
100% cát đỏ 882 922 969 MPa
95% cát đỏ + 5% tro bay 915 961 1,010 MPa
90% cát đỏ + 10% tro bay 875 906 946 MPa
Sau 14 ngày
100% Cát đỏ 905 946 994 MPa
95% cát đỏ + 5% tro bay 933 980 1,030 MPa
90% cát đỏ + 10% tro bay 896 927 969 MPa
Sau 28 ngày
100% Cát đỏ 972 1,021 1,074 MPa
95% cát đỏ + 5% tro bay 1,015 1,066 1,120 MPa
90% cát đỏ + 10% tro bay 944 977 1,021 MPa
3.7.3.4. Phân tích, đánh giá, nhận xét các kết quả thực nghiệm
Sử dụng phần mềm Minitab 19 phân tích kết quả thí nghiệm, với các tổ hợp tổng quát: 3 độ tuổi mẫu (7 ngày, 14 ngày, 28 ngày), 3 tỉ lệ xi măng (6%, 8%, 10%), 3 tỉ lệ tro bay/cát đỏ (0%/100%, 5%/95%, 10%/90%), kết quả phân tích nhƣ sau:
a) Đánh giá số mẫu trong tổ mẫu
Việc lựa chọn số mẫu trong tổ mẫu rất quan trọng, nếu số mẫu quá ít sẽ không đánh giá đƣợc chính xác kết quả thí nghiệm và ngƣợc lại nếu số mẫu quá nhiều sẽ kéo dài thời gian thí nghiệm dẫn đến kết quả bị ảnh hưởng bởi tuổi mẫu và kinh phí thực hiện tăng lên. Các tiêu chuẩn thí nghiệm đều quy định thường là 3, hoặc 2 mẫu mỗi tổ mẫu, kết quả thí nghiệm đƣợc đánh giá đảm bảo độ chụm.
Số mẫu trong 1 tổ mẫu chọn là 3, kết quả thí nghiệm đƣợc đánh giá độ chụm theo các tiêu chuẩn tương ứng. Sử dụng phần mềm thống kê Minitab 19 đánh giá lại số mẫu với tiêu chuẩn t-test, tần số (power) =0,75 (hệ số tính toán bằng 0,25) và mức ý nghĩa =0,05.
Để kết quả đủ độ tin cậy của kết quả thí nghiệm, nghiên cứu đƣợc thực hiện với 3 mẫu, phát hiện mức sai lệch ±3.0σ với tần số thực (Actual power) tính toán đƣợc là 0,9 ở mức ý nghĩa =0,05.
- Loại bỏ số liệu ngoại lai và đánh giá độ chụm
Độ chụm là mức độ gần nhau giữa các kết quả thử nghiệm độc lập nhận đƣợc trong điều kiện quy định. Độ chụm thể hiện chất lƣợng công tác thí nghiệm, đảm bảo cơ sở khoa học để phân tích đƣa ra những kết luận và kiến nghị của nghiên cứu.
Sau khi có kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý, đánh giá loại bỏ số liệu ngoại lai (outlier) theo ASTM E178-2015, đánh giá độ chụm theo ASTM C670- 2015 với giới hạn chấp nhận đƣợc quy định của các tiêu chuẩn thí nghiệm. Tiêu chuẩn Grubbs đƣợc sử dụng để đánh giá, loại bỏ số liệu ngoại lai của các kết quả thí nghiệm.
Biểu đồ 3. 4 Minh họa loại bỏ số liệu ngoại lai Rech 14 ngày
Đối với mỗi tiêu chuẩn thí nghiệm đều quy định độ chụm tương ứng. Các tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành chƣa có chuẩn đánh giá độ chụm nên sử dụng các tiêu chuẩn AASHTO và ASTM. Ví dụ với thí nghiệm xác định cường độ ép chẻ AASHTO T198-2015 thì hệ số biến sai Cv trong một phòng thí nghiệm là 5.0%.
Theo ASTM C670-2015 độ lệch tối đa giá trị max và min với tổ mẫu có 3 mẫu sẽ là 3.3 Cv.
Hình 3.4 và Bảng 3.15 là ví dụ loại bỏ số liệu ngoại lai và đánh giá độ chụm của cường độ chịu ép chẻ ở 14 ngày tuổi, tùy thuộc vào tỷ lệ xi măng. Kết quả cho thấy không có giá trị ngoại lai (sai số thô) trong tập kết quả thí nghiệm và đảm bảo độ chụm.
10 8
6 0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
6 0.38 0.45 1.41 1.000 8 0.51 0.65 1.54 0.935 10 0.56 0.76 1.54 0.935
% măng Xi
Min Max G P
Grubbs' Test
Xi măng %
Rech (MPa)
Outlier Plot of Rech (MPa) vs Xi măng %
Bảng 3. 16 Đánh giá độ chụm kết quả thí nghiệm Rech ở 14 ngày tuổi của mẫu 100% cát đỏ
TT Chỉ tiêu Mẫu 6%XM 8%XM 10%XM
1
Cường độ ép chẻ ở tuổi 14 ngày với các tỷ lệ XM, MPa
1 0.398 0.530 0.604
2 0.395 0.528 0.613
3 0.400 0.541 0.591
Trung bình 0.397 0.533 0.603
2 Khoảng chênh lệch R:
max-min MPa 0.002 0.011 0.022
3 Hệ số biến sai cho
phép Cv % 5 5 5
4
Khoảng chấp nhận cho phép so với giá trị trung bình: 3.3xCv
% 16.5 16.5 16.5
5 Giá trị độ lệch cho
phép Mpa 0.066 0.088 0.099
6 Đánh giá: So sánh (2)
và (5) - Đạt Đạt Đạt
Nghiên cứu đánh giá độ chụm cho tất cả các kết quả thí nghiệm. Các kết quả thí nghiệm đều đảm bảo không có ngoại lai (sai số thô) và đảm bảo độ chụm.
- Thiết kế thực nghiệm và đánh giá kết quả:
Thiết kế thực nghiệm DoE (Design of Experiments) và phân tích thống kê với phần mềm Minitab 19 ở độ tin cậy 95%, mức ý nghĩa α=5%. Số mẫu thí nghiệm 3 mẫu/tổ mẫu đảm bảo phát hiện sai khác trong phạm vi ±3σ. Thiết kế thí nghiệm tổng quát (General full factorial design). Phân tích phương sai ANOVA và phân tích hậu định phát hiện sai khác theo chuẩn Tukey.
- Thiết kế thực nghiệm và phân tích thống kê cường độ nén, cường độ ép chẻ của cát đỏ gia cố XM theo tỷ lệ XM ở các ngày tuổi:
Sử dụng phần mềm Minitab 19 thiết kế thí nghiệm tổng quát (General full factorial design) và phân tích kết quả thí nghiệm. Các biến đầu vào của thiết kế thực nghiệm: 3 biến.
- Tỷ lệ cát đỏ: có 3 tỷ lệ là: 90%; 95%; 100%
- Ngày tuổi: có 3 ngày là: 7, 14, 28 - Tỷ lệ XM: có 3 tỷ lệ là: 6%; 8%; 10%
Số mẫu trong tổ mẫu là 3 mẫu.
Các kết quả đầu ra cần phân tích thống kê: 3 chỉ tiêu - Cường độ chịu nén Rn
- Cường độ ép chẻ Rech
Tổng số thí nghiệm: 3x3x3x3 = 81 lần thí nghiệm.
Bảng 3. 17 Thiết kế thí nghiệm Rn, Rech cát đỏ gia cố ở các ngày tuổi theo tỷ lệ xi măng
STT Thứ tự
chạy Kiểu
điểm Khối Cát đỏ
%
Xi măng
% Tuổi Rn
(MPa)
Rech (MPa)
1 1 1 1 90 6 7 6,042 0,342
2 2 1 1 90 8 7 7,024 0,443
3 3 1 1 90 10 7 8,596 0,540
4 4 1 1 90 6 14 6,135 0,337
5 5 1 1 90 8 14 7,978 0,437
6 6 1 1 90 10 14 10,118 0,534
7 7 1 1 90 6 28 7,651 0,452
8 8 1 1 90 8 28 8,787 0,625
9 9 1 1 90 10 28 10,775 0,726
10 10 1 1 90 6 7 5,988 0,342
11 11 1 1 90 8 7 7,110 0,443
12 12 1 1 90 10 7 8,716 0,537
13 13 1 1 90 6 14 6,159 0,345
14 14 1 1 90 8 14 7,900 0,447
15 15 1 1 90 10 14 9,853 0,541
16 16 1 1 90 6 28 7,678 0,453
17 17 1 1 90 8 28 9,013 0,630
18 18 1 1 90 10 28 10,811 0,711
19 19 1 1 90 6 7 5,981 0,337
20 20 1 1 90 8 7 6,932 0,436
21 21 1 1 90 10 7 8,811 0,539
22 22 1 1 90 6 14 6,080 0,356
23 23 1 1 90 8 14 7,992 0,458
24 24 1 1 90 10 14 10,104 0,557
25 25 1 1 90 6 28 7,701 0,434
26 26 1 1 90 8 28 8,830 0,625
27 27 1 1 90 10 28 11,025 0,729
28 28 1 1 95 6 7 6,608 0,408
29 29 1 1 95 8 7 8,044 0,529
30 30 1 1 95 10 7 9,785 0,609
31 31 1 1 95 6 14 7,895 0,383
32 32 1 1 95 8 14 9,755 0,515
33 33 1 1 95 10 14 10,982 0,598
34 34 1 1 95 6 28 8,724 0,513
STT Thứ tự chạy
Kiểu
điểm Khối Cát đỏ
%
Xi măng
% Tuổi Rn
(MPa)
Rech (MPa)
35 35 1 1 95 8 28 9,699 0,701
36 36 1 1 95 10 28 11,525 0,779
37 37 1 1 95 6 7 6,618 0,401
38 38 1 1 95 8 7 8,015 0,510
39 39 1 1 95 10 7 9,793 0,610
40 40 1 1 95 6 14 7,902 0,406
41 41 1 1 95 8 14 9,831 0,553
42 42 1 1 95 10 14 10,995 0,626
43 43 1 1 95 6 28 8,605 0,483
44 44 1 1 95 8 28 9,742 0,685
45 45 1 1 95 10 28 11,547 0,782
46 46 1 1 95 6 7 6,630 0,396
47 47 1 1 95 8 7 8,009 0,555
48 48 1 1 95 10 7 9,899 0,571
49 49 1 1 95 6 14 7,875 0,424
50 50 1 1 95 8 14 9,895 0,534
51 51 1 1 95 10 14 11,169 0,593
52 52 1 1 95 6 28 8,584 0,501
53 53 1 1 95 8 28 9,771 0,721
54 54 1 1 95 10 28 11,486 0,781
55 55 1 1 100 6 7 6,579 0,379
56 56 1 1 100 6 14 6,769 0,398
57 57 1 1 100 6 28 7,738 0,453
58 58 1 1 100 8 7 8,040 0,520
59 59 1 1 100 8 14 8,702 0,530
60 60 1 1 100 8 28 9,316 0,616
61 61 1 1 100 10 7 9,036 0,612
62 62 1 1 100 10 14 10,365 0,604
63 63 1 1 100 10 28 10,555 0,713
64 64 1 1 100 6 7 6,592 0,390
65 65 1 1 100 6 14 6,802 0,395
66 66 1 1 100 6 28 7,727 0,455
67 67 1 1 100 8 7 8,015 0,512
68 68 1 1 100 8 14 8,700 0,528
69 69 1 1 100 8 28 9,327 0,641
70 70 1 1 100 10 7 9,157 0,609
71 71 1 1 100 10 14 10,312 0,613
72 72 1 1 100 10 28 10,675 0,760
73 73 1 1 100 6 7 6,594 0,402
74 74 1 1 100 6 14 6,795 0,400
75 75 1 1 100 6 28 7,731 0,447
76 76 1 1 100 8 7 8,009 0,552
77 77 1 1 100 8 14 8,650 0,541
78 78 1 1 100 8 28 9,305 0,649
79 79 1 1 100 10 7 9,242 0,565
STT Thứ tự chạy
Kiểu
điểm Khối Cát đỏ
%
Xi măng
% Tuổi Rn
(MPa)
Rech (MPa)
80 80 1 1 100 10 14 10,298 0,591
81 81 1 1 100 10 28 10,632 0,752
b) Phân tích thống kê cường độ nén Rn
Kết quả phân tích tất cả các biến số và tổ hợp các biến đều ảnh hưởng đến cường độ chịu nén có ý nghĩa thống kê.
Biểu đồ 3. 5 Biểu đồ phần dƣ phân tích thống kê Rn
Biểu đồ phần dƣ cho thấy phần dƣ tuân theo quy luật phân bố chuẩn, các giá trị ngẫu nhiên, không theo quy luật và phân bố đều hai bên qua đường “0” như vậy thỏa mãn các điều kiện áp dụng phương pháp thống kê thực nghiệm.
Phần dƣ Giá trị phù hợp
Phần dƣ Thứ tự quan sát
%Tần số Phần dƣPhần dƣ
Biểu đồ 3. 6 Biểu đồ Pareto các yếu tố ảnh hưởng đến Rn
Biểu đồ Pareto cho thấy tất cả các biến và tương tác giữa các biến (tích các biến) đều ảnh hưởng đến Rn có ý nghĩa thống kê vì các biểu đồ đều cắt đường thẳng đứng.
Biểu đồ 3. 7 Biểu đồ ảnh hưởng các yếu tố chính đến Rn
Hình trên thể hiện biểu đồ ảnh hưởng các yếu tố chính đến Rn. Cả 3 yếu tố tỉ lệ cát đỏ, tỉ lệ xi măng và độ tuổi đều có ảnh hưởng lớn đến cường độ nén.
- Ảnh hưởng của tỉ lệ cát đỏ/ tro bay: Khi tỉ lệ cát đỏ tăng từ 90% đến 95%, tương ứng với tỉ lệ tro bay giảm từ 10% xuống 5% thì cường độ nén tăng lên (thể hiện bằng độ dốc lên của đoạn thẳng), tuy nhiên khi tỉ lệ cát đỏ tăng từ 95% đến
Yếu tố Tên
Yếu tố ảnh hưởng
Cƣờng độ Rn (MPa)
100% tương ứng với tỉ lệ tro bay từ 5% về 0% thì cường độ nén giảm đi (thể hiện bằng độ dốc xuống của đoạn thẳng), điều này thể hiện biểu đồ ảnh hưởng của tỉ lệ cát đỏ đến cường độ nén không là dạng tuyến tính mà là dạng bậc 2.
Khi điều chỉnh lượng tro bay đến mức trên dưới 5%, lúc này một lượng tro bay đóng vai trò nhƣ xi măng, đẩy nhanh phản ứng thủy hóa tạo ra hợp chất CaO.SiO2 ngậm nước và C-S-H có cấu trúc dạng sợi làm tăng độ rắn chắc của hỗn hợp vật liệu, tuy nhiên khi tăng hàm lƣợng tro bay lên đến 10% và cao hơn cộng với lƣợng xi măng đã có trong vật liệu gia cố dẫn đến thừa hàm lƣợng chất độn (tại thời điểm này lƣợng tro bay đóng vai trò chất độn), ngoài ra đặc điểm tro bay có cầu trúc dạng hình cầu, không thấm nước, các tinh thể dễ dàng trượt lên nhau có thể là nguyên nhân làm giảm cường độ hỗn hợp vật liệu, điều này lý giải về việc cường độ tăng lên khi tỉ lệ tro bay trong khoảng 5% đến dưới 10% và giảm xuống khi tăng trên 10%.
- Ảnh hưởng của tỉ lệ xi măng: Khi tỉ lệ xi măng tăng thì cường độ nén tăng lên; tốc độ tăng với các tỉ lệ từ 6% đến 8% và từ 8% đến 10% gần như tương đương nhau (thể hiện các đoạn thẳng có độ dốc như nhau). Lý giải việc cường độ hỗn hợp tăng là do có các phản ứng thủy hóa xi măng tại các lỗ rỗng cũng nhƣ thủy hóa Calcium Silicate, trao đổi ion Ca++ của xi măng làm giảm bề dày của lớp khuyếch tán, các hạt cốt liệu liên kết chặt lại với nhau hình thành cường độ vững chắc, tỉ lệ xi măng càng cao (theo khuyến cáo trong khoảng thí nghiệm đến 10%) thì khả năng phản ứng và trao đổi ion diễn ra càng nhanh, càng mạnh dẫn đến cường độ của hỗn hợp vật liệu tăng lên theo hàm lượng tăng của xi măng. Với giá trị cường độ chịu nén cao hơn 7 MPa ở tỷ lệ xi măng 6% cho thấy, đối với đường giao thông nông thôn khi gia cố làm lớp móng mặt đường, có thể sử dụng tỉ lệ gia cố xi măng ở mức tỉ lệ này vừa đảm bảo các yếu tố kỹ thuật, vừa đảm bảo yếu tố và kinh tế.
- Ảnh hưởng của độ tuổi: cường độ nén tăng lên theo ngày tuổi, cơ bản tốc độ tăng cường độ nén ở các giai đoạn từ 7 đến 14 ngày tuổi và từ 14 đến 28 ngày tuổi gần như tương đương nhau (giai đoạn sau tốc độ tăng chỉ thấp hơn một chút).
Biểu đồ 3. 8 Ảnh hưởng tương tác các yếu tố đến Rn
Biểu đồ 3.8 là biểu đồ cường độ nén với mức ý nghĩa 95%CI, các kết quả phân tích đều đảm bảo độ chụm.
Biểu đồ 3. 9 Biểu đồ cường độ nén (Rn) ở mức tin cậy 95%
Trên có sở phân tích bằng phần mềm Minitab 19, thiết lập phương trình hồi quy bậc 2 quan hệ giữa Rn với tỉ lệ cát đỏ, xi măng và độ tuổi (3.1) nhƣ sau:
Rn = (-324.3 + 0.5030 T + 6.752 CĐ + 0.7785 X - 0.004201 T*T
- 0.03505 CĐ*CĐ - 0.002909 T*CĐ) (3.1) Trong đó:
+ Rn: Cường độ chịu nén, MPa + T: Tuổi của mẫu, ngày
+ CĐ: Tỉ lệ Cát đỏ, % + X: Tỉ lệ Xi măng, %
Tỉ lệ cát đỏ/ tro bay (CĐ/TB), % tương ứng 90/100, 95/5, 100/0, tỉ lệ XM ứng với
% tỉ lệ khô của tổng khối lƣợng (CĐ+TB).
Tóm tắt mô hình
S R-sq R-sq(adj) R-sq(pred)
0.264030 97,30% 97,09% 96,80%
Phân tích phương sai
Nguồn Adj SS Adj MS F-Giá trị P-Giá trị
Bậc 186.192 31.032 445.15 0.000
Tuổi 2.645 2.645 37.94 0.000
Cát đỏ % 14.190 14.190 203.56 0.000
Xi măng % 130.905 130.905 1877.80 0.000
Tuổi*Tuổi 2.942 2.942 42.20 0.000
Cát đỏ %*Cát đỏ % 13.823 13.823 198.28 0.000
Tuổi*Cát đỏ % 0.871 0.871 12.49 0.001
- Kết quả phân tích các hệ số điều chỉnh R2đc=97,09%, như vậy phương trình đảm bảo độ tin cậy, tất cả các biến và tổ hợp đều có hệ số p-value<<0,05 đảm bảo mức ý nghĩa 95%.
- Phương trình hồi quy có ý nghĩa đối độ tuổi trong khoảng 0÷28 ngày.
c) Phân tích thống kê cường độ ép chẻ (Rech)
Tương tự như đối với cường độ nén, kết quả phân tích tất cả các biến số và tổ hợp các biến đều ảnh hưởng đến cường độ ép chẻ có ý nghĩa thống kê.
Biểu đồ 3. 10 Phần dƣ phân tích thống kê Rech
Phần dƣ Giá trị phù hợp
%
Phần dƣ
Thứ tự quan sát Phần dƣ
Tần số
Biểu đồ phần dƣ cho thấy phần dƣ tuân theo quy luật phân bố chuẩn, các giá trị ngẫu nhiên, phân bố đều hai bên qua đường “0” như vậy thỏa mãn các điều kiện áp dụng phương pháp thống kê thực nghiệm.
Biểu đồ 3. 11 Biểu đồ Pareto các yếu tố ảnh hưởng đến Rn
Biểu đồ Pareto cho thấy biến phần trăm cát đỏ, phần trăm xi măng và tương tác giữa các biến (tích các biến) đều ảnh hưởng đến Rech có ý nghĩa thống kê vì các biểu đồ đều cắt đường thẳng đứng trừ cột biểu đồ của biến tuổi xi măng.
Biểu đồ 3. 12 Ảnh hưởng các yếu tố chính đến Rech
Biểu đồ 3.12 thể hiện biểu đồ ảnh hưởng các yếu tố chính đến Rech. Cả 3 yếu tố tỉ lệ cát đỏ, tỉ lệ xi măng và độ tuổi đều có ảnh hưởng lớn đến cường độ ép chẻ.
Yếu tố Tên
Yếu tố ảnh hưởng
Cƣờng độ ép chẻ Rech (MPa)
- Ảnh hưởng của tỉ lệ cát đỏ/ tro bay: Khi tỉ lệ cát đỏ tăng từ 90% đến 95%, tương ứng với tỉ lệ tro bay giảm từ 10% xuống 5% thì cường độ ép chẻ tăng lên (thể hiện bằng độ dốc lên của đoạn thẳng), khi tỉ lệ cát đỏ tăng từ 95% đến 100%
tương ứng với tỉ lệ tro bay giảm từ 5% về 0% thì cường độ ép chẻ giảm đi (thể hiện bằng độ dốc xuống của đoạn thẳng), điều này thể hiện biểu đồ ảnh hưởng của tỉ lệ cát đỏ đến cường độ ép chẻ không là dạng tuyến tính mà là dạng bậc 2.
Lý giải về sự biến đổi về cường độ chịu kéo khi ép chẻ của hỗn hợp vật liệu tương tự như trường hợp cuả cường cường chịu nén, đó là việc xảy ra các phản ứng thủy hóa (khi tro bay đóng vai trò một phần nhƣ xi măng) tạo ra hợp chất mới, đến một tỉ lệ nhất định, tro bay không còn đóng vai trò nhƣ xi măng mà đóng vai trò nhƣ một chất độn và đặc thù cấu trúc tro bay là tinh thể hình cầu dễ dàng trượt lên nhau là nguyên nhân giảm cường độ của vật liệu gia cố.
- Ảnh hưởng của tỉ lệ xi măng: Khi tỉ lệ xi măng tăng thì cường độ ép chẻ tăng lên; tốc độ tăng về mặt cường độ với các tỉ lệ từ 6% đến 8% nhanh hơn so với tỉ lệ xi măng từ 8% đến 10%, thể hiện ở việc đoạn thẳng sau có độ dốc thấp hơn so với đoạn thẳng trước. Sự gia tăng cường độ theo tỉ lệ xi măng tương tự như lý giải đối với cường độ ép chẻ là do tốc độ tăng phản ứng thủy hóa xi măng cũng như tốc độ và số trao đổi ion Ca++ của xi măng. Với mức cường độ ép chẻ cao hơn 0,4 MPa ở tỷ lệ xi măng 6% cho thấy, đối với đường giao thông nông thôn khi gia cố làm lớp móng mặt đường, có thể sử dụng tỉ lệ gia cố xi măng ở mức tỉ lệ này vừa đảm bảo các yếu tố kỹ thuật, vừa đảm bảo yếu tố và kinh tế.
- Ảnh hưởng của độ tuổi: cường độ nén tăng lên theo ngày tuổi, tốc độ phát triển cường độ ép chẻ ở các giai đoạn từ 7 đến 14 ngày tuổi rất chậm, tuy nhiên bắt đầu từ 14 đến 28 ngày tuổi cường độ ép chẻ phát triển với tốc độ nhanh hơn rất nhiều, thể hiện ở việc đoạn thẳng trong giai doạn này có độ dốc lớn so với giai đoạn tuổi trước.