CHƯƠNG 1 TỎNG QUAN 1.1 Mục đích nghiên cứu đề tài Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam gồm TP H6 Chí Minh và các tinh Binh Dương, Đông Nai, Ba Ria - Vũng Tàu, Tây Ninh, Bình Phước, Long An va Tiền Giang. Theo Bộ GTVT, so với cả nước, hiện khối lượng vận tải của vùng này chiếm 28% về lượt khách và 29% về hang hóa. Sự yếu kém về giao thông đã hạn chế năng lực phát triển cả vùng. Trong hai năm qua, tình trạng kẹt xe triền miên trên Quốc lộ 1A từ TP Hỗ Chí Minh đi Biên Hòa va Quốc lộ 51, từ Biên Hòa đi Vũng Tàu đã ảnh hưởng rất lớn đến việc đi lại của người dân và vận chuyên hàng hóa của doanh nghiệp.
Trước thực trạng đó, Bộ GTVT vừa trình dự thao về Quy hoạch phát triển GTVT vùng kinh tế trọng điểm phía Nam đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030 nhằm tạo nên hệ thống giao thông liên kết vùng đồng bộ, thống CBHD: GVC.TRAN QUANG HẠ HV: KS.VÕ TRỌNG THỌ | LUẬN VĂN THẠC SỸ - Chuyên ngành Xây Dung Đường O tô và Duong Thành phô nhất. Trước hết phải ưu tiên các công trình góp phan giải quyết ùn tắc, kết nối đồng bộ mạng lưới hạ tầng giao thông: Đường cao tốc TP Hồ Chí Minh - Long Thanh - Dau Giây, Trung Lương - Mỹ Thuận, Bến Lức - Nhơn Trạch - Long Thành va Dau Giây - Phan Thiết. Đồng thời xây dựng đường cao tốc Biên Hòa - Vũng Tàu, TP. Hồ Chí Minh - Mộc Bài, TP Hồ Chí Minh - Thủ Dau Một - Chon Thanh, Dau Giây - Đà Lạt.
Xây dựng các tuyến đường vành đai 3 - 4 TP Hỗ Chí Minh, các đường liên cảng và nâng câp các quôc lộ. Đề hoàn thiện hệ thống giao thông cho vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, theo Bộ GTVT cần số vốn rất lớn: từ 2011 - 2020 khoảng 682 nghìn tỉ đồng. Riêng giai đoạn trước mắt 2011 - 2015 cần 287 nghìn tỉ đồng, bình quân mỗi năm cần 57. Bên cạnh đó hiện trạng giao thông đường bộ Việt Nam nói chung và của khu vực các tỉnh phía Nam hiện nay được cải thiện rõ rệt, hàng năm nâng cấp xây dựng được trên 1.000 mét dai cầu, các tuyến trục cơ bản được nâng cấp cải tạo, khai thác có hiệu quả.
Đến nay, tổng chiều dài đường bộ cả nước trên 256. Tuy nhiên, kết cấu hạ tầng giao thông đường bộ vẫn yếu kém, lạc hậu, chất lượng đường bộ nói chung còn thấp, các tuyến đường chất lượng tốt chỉ tập trung cho những công trình quan trong, cap bách. Ty trọng đường cao tốc tại Việt Nam tiêu chuẩn có kỹ thuật cao còn thấp so với khu vực và quốc tế. So với các nước trong khu vực, mật độ đường bộ và chất lượng kỹ thuật ở nước ta ở mức thập trong khu vực: Tỷ lệ trải mặt mới đạt khoảng 31,2%, trong khi tỷ lệ này của Malayxia đạt 81,32%, Han Quốc đạt 76,82%, Trung Quốc đạt 81,62%, nhật Bản đạt 77,7% và Thái Lan đạt 98,5%.
Với tinh ưu việt riêng thì hiện nay 2 loại đường bê tông được sử dụng rộng rãi trên thế giới là đường bê tông asphalt và đường bê tông xi măng. Việc sử dụng vật liệu bê tông xI măng CBHD: GVC.TRAN QUANG HẠ HV: KS.VÕ TRỌNG THỌ 2 LUẬN VĂN THẠC SỸ - Chuyên ngành Xây Dung Đường O tô và Duong Thành phô vào nước ta còn hạn chê là do nang lực sản xuât x1 mang còn thap, các tiêu chuẩn, công nghệ thích hợp chưa day đủ nhất là sử dụng cho đường cao tốc. Vì vậy, để sử dụng hiệu quả vật liệu này vào làm đường cao tốc phải đưa ra tiêu chuẩn, công nghệ thích hợp. Việc nghiên cứu ứng dụng mặt đường bê tông xi măng cần phải giải quyết yêu cầu vật liệu, quá trình công nghệ thi công dé dam bảo cường độ chất lượng sử dụng mặt đường tốt nhất, thi công thuận tiện và có thể áp dụng cơ giới hóa cho việc xây dựng mặt đường.2 Nội dung nghiên cứu đề tài Tiến hành nghiên cứu và thí nghiệm các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu của bê tông xi măng áp dụng cho xây dựng đường cấp cao và đường Cao tốc.
Nghiên cứu công nghệ xây dựng mặt đường bê tông xi măng. Qua đó nghiên cứu đánh giá phạm vi áp dụng cho các các công trình thực tế của các dự án xây dựng đường cao tốc ở các tỉnh phía Nam.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài Đề tài tập trung nghiên cứu loại bê tông xi măng mác 450 (B35) để làm mặt đường qua đó dé xuất kết cấu mặt đường bê tông xi măng ứng dụng làm mặt đường Cao tốc tại các tỉnh phía Nam.TRAN QUANG HẠ HV: KS.VÕ TRỌNG THỌ 3 LUẬN VĂN THẠC SỸ - Chuyên ngành Xây Dung Đường O tô và Duong Thành phô CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA BÊ TÔNG 2. Khái niệm về bê tông và phân loại bê tông 2. Khái niệm về bê tông Bê tông là loại vật liệu đá nhân tạo, nhận được băng cách đồ khuôn và làm rắn chăc một hỗn hợp hợp lí của chất kết dính, nước, cốt liệu và phụ gia.
Trong bê tông, cốt liệu đóng vai trò là bộ khung chịu lực. Hồ chat kết đính ( chất kết dính và nước ) bao bọc xung quanh hạt cốt liệu đóng vai trò là chất bôi trơn, đồng thời lap day khoảng trống giữa các hạt cốt liệu. Sau khi cứng hóa hỗ chất kết dính gan kết các hạt cốt liệu thành một khối dạng đá và được gọi là bê tông. Bê tông có cốt thép được gọi là bê tông cốt thép.
Chất kết dính có thé là xi mang, thạch cao, vôi và cũng có thé là chất kết dính hữu cơ. Trong bê tông xi măng cốt liệu thường chiếm 80-85%, còn xi măng chiếm 8-15% khối lượng. Phân loại bê tông Việc phân loại bê tông dựa vào những đặc diém sau: ° Theo chất kết dính phân ra: Bê tông xi măng, bê tông thạch cao, bê tong siliccat, bê tong chat kết đính hỗn hợp, bê tông polime, bê tông dung chất kết dính đặc biệt ° Theo dang cốt liệu phân ra: - Bê tông cốt liệu đặc - _ Bê tông cốt liệu rỗng - Bê tông cốt liêu đặc biệt ( chống phóng xạ, chống nhiệt, chịu axit ) CBHD: GVC.TRAN QUANG HẠ HV: KS.VÕ TRỌNG THỌ 4 LUẬN VĂN THẠC SỸ - Chuyên ngành Xây Dung Đường O tô và Duong Thành phô Theo khối lượng thể tích phân ra: Bê tông đặc biệt nặng ( yo > 2500 kg/m3 ) Bê tông nặng ( y o= 1800 + 2500 kg/m3 ) Bê tông nhẹ ( yo = 500 + 1800 kg/m3 ) Bê tông đặc biệt nhẹ ( yo < 500 kg/m3 ) Theo công dụng phân ra Bê tông thường dung trong các cau kiện bê tông cốt thép Bê tông thủy công dùng cho xây đập, công trình dẫn nước. Bê tông có công dụng đặc biệt như bê tông chiu axit, chịu nhiệt, chống phóng xạ.
Bê tông dung cho kết cau bao che Bê tông trang trí Bê tông làm mặt đường ô tô, sân bay, lát vỉa hè. Cơ sở khoa học của bê tông 2.1 Cơ sở hóa học khi nhào trộn xi măng với nước ở giai đoạn đâu xảy ra phan ứng thủy hóa giữa các khoáng vật trong xi măng với nước. Trong đó phản ứng của alit voi nước xảy ra như sau: 2(CaO.SiO¿) + 6HạO > 3CaO.1) Vi đã có Ca(OH), tách ra từ alit nên bêlit thủy hóa chậm hon và tách ra it Ca(OH); hơn: 2(2CaO.AlzO+ và 4CaO.Fe,O3 cũng phản ứng với nước: CBHD: GVC.TRAN QUANG HẠ HV: KS.VÕ TRỌNG THỌ 5 LUẬN VĂN THẠC SỸ - Chuyên ngành Xây Dung Đường O tô và Duong Thành phô Quá trình rắn chắc của xi măng được chia làm 3 giai đoạn: - Giai đoạn hòa tan: Khi nhao trộn xi măng với nước các thành phan khoáng của clanke sẽ tac dung với nước ngay trên bé mặt hạt xi măng. Những san phẩm tạo được [Ca(OH);; 3CaO.6H;O| sẽ tan ra.
Nhưng vì độ tan của nó không lớn và lượng nước có hạn nên dung dịch nhanh chóng trở nên quá bão hòa. - Giai đoạn hóa keo: Trong dung dịch quá bão hòa, các sản phẩm Ca(OH);; 3CaO.6H2O) mới tạo thành sẽ không tan nữa mà ton tại ở trạng thái keo. Còn các sản phẩm etringit, C-S-H vốn không tan nên tổn tại ở thể keo phân tán. Nước vẫn tiếp tục mắt đi (bay hơi, phản ứng với xi măng), các sản phẩm mới tiếp tục tạo thành, tỷ lệ rắn/lỏng ngày một tăng, hỗn hợp mat dan tính dẻo, các sản pham ở thể keo liên kết với nhau thành thể ngưng keo.
- Giai đoạn kết tinh: Nước ở thé ngưng keo vẫn tiếp tục mat đi, các sản phẩm mới ngày càng nhiều. Chúng kết tinh lại thành tinh thể rồi chuyển sang thé liên tinh làm cho các hệ thông hoá cứng và cường độ tăng. Tóm lại quá trình ran chac cua xi măng có thê biêu diễn như sau: Ca(OH), và 3CaO.nH„O Hòa tan vào nước Không hoa tan vào nước Ngưng keo Khuếch tán ở dạng keo phân tán 1 bộ phận Kết tỉnh ~ Ngưng keo | > Ximăng rắnchắc Khô CBHD: GVC.TRAN QUANG HẠ HV: KS.VÕ TRỌNG THỌ 6 LUẬN VĂN THẠC SỸ - Chuyên ngành Xây Dung Đường O tô và Duong Thành phô V / # / / / ý /# ý v ee ý ý ý vy v v £ể v ee ể XS Sw DNS SA AAA NAN NR NESW NNN “, # CPE LA FP cv FB CE ss. NON NS ee, SS.
YL ee vos a aa LIPIDS “rẻ vé Mika v. NALS `XXXx # Ye đự (ae ee DỤ và VÀ: Di “ yeep EEE EEE EERE A Pd ree i EASON về XS V- tá My và, ví ORR Re ` rm Unhydrated MA EP , Cement Cement Gel ——————~— "Irae te ae + `ne ae SXNN. GX 171 oN Nae, eh Se SoC NN ys # eee , Sas `. ` ye? # z bP ‘ Ẹ ` CEPR ˆ“ `.
Ott Pore y Capillar. LO ROPE cà LESS RAE BIS CAE ores ` ` ` se NSN OR NS Vđ.# at det Oe ee aes sa NN SN SN "Dr ae" Da ở. a ae ^^ yy # Pe a SN es ah + # # fv x oN ji a yf # 6 OE aes VSR v xxx. TM Dar ae Be Bw XP tae EE .1: Hồ xi mang ran chắc 2.
Cơ sở vat lý Sau khi đầm nén, các câu tử của hỗn hợp bê tông được sắp xếp lại chặt chẽ hơn, cùng với sự thuỷ hoá của xi măng cấu trúc của bê tông được hình thành. Giai đoạn này gọi là hình thành cấu trúc. Các sản phẩm mới được hình thành do xi măng thủy hoá dan dan tăng lên, đến một lúc nào đó, chúng tách ra khỏi dung dịch quá bão hoà.