CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
4.2 Ảnh hưởng của độ ẩm đầm chặt đến khối lượng thể tích khô
4.2.1. Ảnh hưởng của độ ẩm đầm chặt đến khối lượng thể tích khô của hổn hợp phế thải tái chế từ PTBT và CBT
Khi sử dụng hỗn hợp PTTC cho lớp móng đường, một trong những tính chất quan trọng nhất ảnh hưởng đến ứng xử của hỗn hợp PTTC là khối lượng thể tích.
Tính biến dạng, cường độ cắt, độ bền băng giá và tính thấm nước chịu ảnh hưởng lớn bởi khối lượng thể tích. Vật liệu có khả năng thi công và khối lượng thể tích càng cao thì chất lượng nền móng càng cao.
Việc tăng khối lượng thể tích của hỗn hợp hạt vật liệu sẽ đạt được bằng cách đầm chặt, làm giảm lổ rỗng không khí chứ không làm giảm độ ẩm. Chính vì thế, đề tài đã đi khảo sát tính chất khối lượng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tối ưu của các loại PTTC.
Tiến hành thí nghiệm xác định khối lượng thể tích và độ ẩm theo [18].
Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu A1 được trình bày trong bảng 4.4. Mẫu thí nghiệm A1 là mẫu thí nghiệm có tỷ lệ phối trộn giữa PTBT và CBT là 100:0
Bảng 4.4 Khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A1 Kí hiệu
mẫu
Độ ẩm (W) (%)
Khối lượng thể tích khô theo từng thành phần hạt Dmax (Kg/m3)
25mm 20mm 12.5mm 10mm
A1
4 1814 1845 1834 1843
6 1889 1894 1873 1867
8 2041 2090 2018 1988
10 2176 2197 2156 2126
12 2134 2174 2125 2094
Từ các kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A1, ta vẽ được biểu đồ quan hệ giữa khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A1 từ đó xác định được khối lượng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tối ưu của mẫu thí nghiệm A1.
Hình 4.3 Biểu đồ giữa khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A1
Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu A2 được trình bày trong bảng 4.5. Mẫu thí nghiệm A2 là mẫu thí nghiệm có tỷ lệ phối trộn giữa PTBT và CBT là 80:20
Bảng 4.5 Khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A2 Kí hiệu
mẫu
Độ ẩm (W) (%)
Khối lượng thể tích khô theo từng thành phần hạt Dmax, Kg/m3
25mm 20mm 12.5mm 10mm
A2
4 1934 1934 1930 1891
6 2032 2047 2021 1998
8 2143 2161 2131 2110
10 2190 2210 2174 2169
12 2176 2177 2152 2143
Từ các kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A2, ta vẽ được biểu đồ quan hệ giữa khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A2 từ đó xác định được khối lượng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tối ưu của mẫu thí nghiệm A2.
Hình 4.4 Biểu đồ giữa khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A2
Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu A3 được trình bày trong bảng 4.6. Mẫu thí nghiệm A3 là mẫu thí nghiệm có tỷ lệ phối trộn giữa PTBT và CBT là 60:40
Bảng 4.6 Khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A3 Kí hiệu
mẫu
Độ ẩm (W) (%)
Khối lượng thể tích khô theo từng thành phần hạt Dmax, Kg/m3
25mm 20mm 12.5mm 10mm
A3
4 1816 1786 1768 1766
6 1859 1847 1835 1827
8 2052 2034 2009 1999
10 2151 2133 2116 2108
12 2130 2125 2105 2090
Từ các kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A3, ta vẽ được biểu đồ quan hệ giữa khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A3 từ đó xác định được khối lượng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tối ưu của mẫu thí nghiệm A3.
Hình 4.5 Biểu đồ giữa khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A3
Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu A4 được trình bày trong bảng 4.7. Mẫu thí nghiệm A4 là mẫu thí nghiệm có tỷ lệ phối trộn giữa PTBT và CBT là 40:60
Bảng 4.7 Khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A4 Kí hiệu
mẫu
Độ ẩm (W) (%)
Khối lượng thể tích khô theo từng thành phần hạt Dmax, Kg/m3
25mm 20mm 12.5mm 10mm
A4
4 1790 1751 1738 1709
6 1828 1805 1791 1766
8 2033 2013 1999 1967
10 2084 2061 2055 2039
12 2050 2020 2006 1998
Từ các kết quả thí nghiệm xác định khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A4, ta vẽ được biểu đồ quan hệ giữa khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A4 từ đó xác định được khối lượng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tối ưu của mẫu thí nghiệm A4.
Hình 4.6 Biểu đồ giữa khối lượng thể tích khô và độ ẩm của mẫu thí nghiệm A4
Từ các biểu đồ quan hệ giữa khối lượng thể tích khô và đổ ẩm của các mẫu thí nghiệm, ta xác định được khối lượng thể tích khô lớn nhất (γk0max) và độ ẩm tối ưu (Wtư ) của hỗn hợp PTTC từ PTBT và CBT và được thể hiện trong bảng 4.8.
Bảng 4.8 Khối lượng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tối ưu của hổn hợp PTTC từ PTBT và CBT
Kí hiệu mẫu
Độ ẩm tối ưu - Wtư (%) KLTT khô lớn nhât - γk0max (Kg/m3) 25mm 20mm 12.5mm 10mm 25mm 20mm 12.5mm 10mm
A1 10.7 10.7 10.7 10.8 2184 2211 2165 2135
A2 10.6 10.3 10.5 10.5 2199 2214 2179 2173
A3 10.7 10.8 10.8 10.8 2176 2159 2139 2128
A4 10.5 10.4 10.4 10.5 2111 2087 2083 2050
Từ các kết quả thí nghiệm trên ta thấy:
- Khi độ ẩm tăng dần từ 4% đến 10% thì trọng lượng thế tích khô (γk) của hỗn hợp PTTC tăng dần.
- Khi độ ẩm tiếp tục tăng đến 12% thì trọng lượng thể tích khô (γk) của hỗn hợp PTTC giảm dần.
- Khối lượng thể tích khô (γk) của mẫu thí nghiệm A2 tương ứng với độ ẩm 10.3% là lớn nhất và bằng γk=2214 (Kg/m3) khi sử dụng Dmax=20.
Độ ẩm ảnh hưởng trực tiếp đến khối lượng thể tích của hỗn hợp PTTC. Khi có mặt của nước trong hỗn hợp, chúng sẽ tạo thành một màng nước hấp thụ, bao bọc các hạt cốt liệu, từ đó chúng sẽ giúp phần bôi trơn, làm giảm sự ma sát giữa những hạt cốt liệu với nhau, giúp chúng có thể dễ dàng di duyển và sắp xếp lại cấu trúc dưới trọng lượng bản thân hoặc dưới một năng lượng đầm chặt nhỏ. Khi lượng nước càng tăng, màng nước bao bọc càng lớn, các phân tử nước sẽ dễ dàng di chuyển trong các ống mao quản hơn, từ đó hỗn hợp sẽ có độ linh động tốt hơn, dẫn đến đặc chắc hơn và khối lượng thể tích lớn hơn. Tuy nhiên, khi hàm lượng nước vượt quá một giá trị tới hạn, thì nó sẽ chiếm một thể tích lớn trong khối PTTC. Do đó, sau khi bốc hơi chúng sẽ để lại lỗ rỗng, làm giảm độ đặc chắc cũng như khối lượng thể tích của hỗn hợp PTTC.