Nghiên Cứu Sức Chống Cắt Của Đất Trộn Xi Măng Kết Hợp Vụn Cao Su Tại Đồng Tháp

Luận văn thạc sĩ địa kỹ thuật xây dựng nghiên cứu sức chống cắt của đất trộn xi măng kết hợp vụn cao su tại Đồng Tháp, ứng dụng hiệu quả trong công trình.

• Tác giả: Nguyễn Thụy Phương Linh
• Người hướng dẫn: TS. Đỗ Thanh Hải
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng
• Đề tài: Nghiên cứu sức chống cắt của đất trộn xi măng kết hợp vụn cao su ở Đồng Tháp
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT TRỘN XI MĂNG VỚI VỤN CAO SU
• 1.1. Lịch sử phát triển của nghiên cứu trộn cao su vào đất trên thế giới
• 1.2. Nghiên cứu trộn cốt liệu vào đất có trọng lượng thấp
• 1.3. Sử dụng chất thải lốp xe vào địa kỹ thuật
• 1.4. Tổng quan về khu vực đất nghiên cứu
• 1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ xi măng
• 1.5.1. Ảnh hưởng của tuổi xi măng - đất
• 1.5.2. Ảnh hưởng của loại xi măng
• 1.5.3. Ảnh hưởng của hàm lượng xi măng
• 1.5.4. Ảnh hưởng của lượng nước
• 1.5.5. Ảnh hưởng của độ pH
• 1.5.6. Ảnh hưởng của độ rỗng
• 1.6. Tính chất của hạt cao su
• 1.6.1. Thành phần hóa học
• 1.6.2. Tính chất cơ lý của cao su
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Nguyên lý đất trộn xi măng
• 2.2. Đặc tính của đất trộn xi măng
• 2.3. Ảnh hưởng của đất trộn cao su
• 2.3.1. Khối lượng và tỷ trọng của RLS
• 2.3.2. Cường độ cắt của RLS vụn cao su - cát trong thí nghiệm cắt trực tiếp
• 2.3.3. Xác định lực dính c và góc nội ma sát từ thí nghiệm cắt trực tiếp theo TCVN 4199-99S
• 2.3.4. Xác định cường độ chịu nén từ thí nghiệm nén đơn có nở hông theo ASTM D2166
• 2.3.5. Thí nghiệm nén cô kết theo TCVN 4200-1995
• 3. CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ TÍNH TOÁN KẾT QUẢ
• 3.1. Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất tự nhiên
• 3.1.1. Tạo mẫu thí nghiệm
• 3.1.2. Thí nghiệm cắt trực tiếp theo TCVN 4199-1995
• 3.1.3. Kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp
• 3.1.4. Thí nghiệm nén một trục nở hông
• 3.1.5. Thí nghiệm nén có nở hông được tiến hành theo tiêu chuẩn ASTM D2166
• 3.1.6. Kết quả thí nghiệm của các hàm lượng mẫu ở 07 ngày tuổi
• 3.1.7. Kết quả thu được theo hàm lượng cao su
• 3.1.8. Kết quả theo hàm lượng xi măng
• 3.1.9. Quan hệ ứng suất - biến dạng
• 3.1.10. Kết quả thí nghiệm của các hàm lượng mẫu ở 28 ngày tuổi
• 3.2. Thí nghiệm nén cô kết
• 3.2.1. Các bước tiến hành thí nghiệm
• 3.2.2. Kết quả nén cô kết của hàm lượng xi măng
• 3.2.3. Kết quả theo hàm lượng cao su
• 4. CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG
• 4.1. Chọn hàm lượng RLS phù hợp để ứng dụng tính toán cho công trình thực tế
• 4.2. Áp dụng tính toán công trình
• 4.2.1. Xác định chiều cao đắp đối với đất tự nhiên
• 4.2.2. Xác định hệ số an toàn khi lớp đất đắp là RLS
• 4.2.3. So sánh kết quả giữa đất tự nhiên và RLS
• 5. NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ
• MỤC LỤC HÌNH ẢNH
• MỤC LỤC BẢNG
• CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT ĐƯỢC DÙNG TRONG BÀI

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu

Nghiên cứu sức chống cắt của đất trộn xi măng và vụn cao su tại Đồng Tháp là một luận văn thạc sĩ thuộc chuyên ngành địa kỹ thuật xây dựng. Nghiên cứu này tập trung vào việc tận dụng vụn cao su từ lốp xe phế thải kết hợp với đất trộn xi măng để cải thiện tính chất cơ học của đất. Mục tiêu chính là đánh giá sức chống cắt của hỗn hợp này, nhằm ứng dụng trong các công trình xây dựng tại Đồng Tháp. Nghiên cứu này không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế mà còn góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

1.1. Bối cảnh và ý nghĩa

Việc sử dụng vụn cao su trong đất cải tạo là một giải pháp tiềm năng để xử lý chất thải khó phân hủy. Đồng Tháp, với đặc điểm địa chất chủ yếu là đất sét yếu, cần các giải pháp kỹ thuật để cải thiện nền móng công trình. Nghiên cứu này đánh giá khả năng ứng dụng của hỗn hợp đất trộn xi măng và vụn cao su trong việc tăng cường sức chống cắt, giảm trọng lượng và cải thiện độ bền của đất.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu nhằm xác định các thông số cơ bản của hỗn hợp đất trộn xi măng và vụn cao su thông qua các thí nghiệm như cắt trực tiếp, nén đơn và nén cố kết. Kết quả sẽ được sử dụng để đánh giá khả năng ứng dụng trong các công trình xây dựng tại Đồng Tháp, đặc biệt là trong việc đắp đất nền và mái ta luy.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện thông qua các thí nghiệm cơ bản để đánh giá tính chất cơ học của hỗn hợp đất trộn xi măng và vụn cao su. Các thí nghiệm bao gồm cắt trực tiếp, nén đơn và nén cố kết, được tiến hành trên các mẫu với tỷ lệ xi măng và vụn cao su khác nhau. Kết quả được phân tích để xác định sức chống cắt, lực dính, góc ma sát và các chỉ số nén của hỗn hợp.

2.1. Thí nghiệm cắt trực tiếp

Thí nghiệm cắt trực tiếp được thực hiện để xác định lực dính và góc ma sát của hỗn hợp. Mẫu thí nghiệm có kích thước đường kính 6.2 cm và chiều cao 2 cm. Kết quả cho thấy, khi hàm lượng vụn cao su tăng, sức chống cắt giảm, nhưng vẫn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cho các công trình xây dựng.

2.2. Thí nghiệm nén đơn

Thí nghiệm nén đơn được tiến hành trên các mẫu có đường kính 5 cm và chiều cao 10 cm. Kết quả cho thấy, ứng suất chống cắt lớn nhất của hỗn hợp phụ thuộc vào tỷ lệ xi măng và vụn cao su. Hàm lượng xi măng càng cao, sức chống cắt càng tăng.

III. Kết quả và ứng dụng

Kết quả nghiên cứu cho thấy, hỗn hợp đất trộn xi măng và vụn cao su có khả năng cải thiện đáng kể sức chống cắt và giảm trọng lượng của đất. Điều này mở ra tiềm năng ứng dụng trong các công trình xây dựng tại Đồng Tháp, đặc biệt là trong việc đắp đất nền và mái ta luy. Nghiên cứu cũng góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường bằng cách tận dụng vụn cao su phế thải.

3.1. Ứng dụng trong xây dựng

Hỗn hợp đất trộn xi măng và vụn cao su có thể được sử dụng để đắp đất nền và mái ta luy trong các công trình xây dựng tại Đồng Tháp. Với trọng lượng nhẹ hơn đất thông thường, hỗn hợp này giúp giảm tải trọng lên nền móng, đồng thời cải thiện độ bền và ổn định của công trình.

3.2. Giảm thiểu ô nhiễm môi trường

Việc tận dụng vụn cao su phế thải trong nghiên cứu này không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế mà còn góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Đây là một giải pháp bền vững để xử lý chất thải khó phân hủy, đồng thời tạo ra vật liệu xây dựng có giá trị.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam đang đối mặt với thách thức lớn về ô nhiễm môi trường do lượng lớn lốp ô tô cũ phế thải, với đặc tính khó phân hủy trong tự nhiên, kéo dài hàng chục năm. Trung bình mỗi năm, chỉ riêng tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng đã thải ra khoảng 228 tấn lốp ô tô cũ, chưa kể các loại cao su phế thải khác. Đồng thời, đất nạo vét tại các vùng như Đồng Tháp có đặc tính cơ lý yếu, sức chống cắt thấp, không phù hợp cho các công trình xây dựng truyền thống. Nghiên cứu này nhằm đánh giá sức chống cắt của đất trộn xi măng kết hợp vụn cao su (RLS) tại Đồng Tháp, với mục tiêu tạo ra vật liệu đắp nền nhẹ, có sức chống cắt và độ đàn hồi cải thiện, phù hợp cho các công trình giao thông và xây dựng trên nền đất yếu.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào đất sét nhão nạo vét tại huyện Hồng Ngự, tỉnh Đồng Tháp, khảo sát các hỗn hợp đất trộn với xi măng Holcim ở hàm lượng 10%, 12%, 15% và vụn cao su từ 0% đến 100% theo khối lượng đất tự nhiên. Thời gian bảo dưỡng mẫu thí nghiệm là 7 và 28 ngày. Ý nghĩa nghiên cứu không chỉ góp phần tận dụng phế liệu cao su, giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn cung cấp giải pháp vật liệu nhẹ, bền vững cho nền móng công trình, giảm áp lực lên đất nền yếu và nâng cao hiệu quả kinh tế trong xây dựng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên nguyên lý đất trộn xi măng, trong đó xi măng Portland thủy hóa tạo thành các hợp chất như Hydrated Calcium Silicate (C-S-H) và Hydrated Calcium Aluminate, đóng vai trò kết dính các hạt đất, tăng cường sức chịu nén và sức chống cắt. Phản ứng thủy hóa xi măng làm tăng độ pH trong môi trường đất, thúc đẩy phản ứng pozzolanic giữa các khoáng vật sét và ion calcium, tạo thành các hợp chất không hòa tan, nâng cao độ bền cơ học của hỗn hợp.

Mô hình Rubber Added Lightweight Soil (RLS) được áp dụng, trong đó vụn cao su từ lốp xe phế thải được trộn vào đất xi măng nhằm giảm trọng lượng riêng của vật liệu đồng thời cải thiện tính đàn hồi và sức chống cắt. Các khái niệm chính bao gồm:

• Sức chống cắt (qu): Lực kháng cắt tối đa của đất, xác định qua thí nghiệm cắt trực tiếp.
• Lực dính (c) và góc nội ma sát (φ): Thông số cơ bản mô tả khả năng liên kết và ma sát trong đất.
• Module đàn hồi (Esp): Đặc trưng độ cứng và khả năng biến dạng đàn hồi của vật liệu.
• Chỉ số nén (Cc) và chỉ số nở (Cs): Thể hiện khả năng nén lún và giãn nở của đất dưới tải trọng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là các mẫu đất sét nhão nạo vét tại huyện Hồng Ngự, Đồng Tháp, được trộn với xi măng Holcim và vụn cao su với các tỷ lệ khác nhau. Mẫu được chế tạo theo hai kích thước: đường kính 5 cm, chiều cao 10 cm cho thí nghiệm nén đơn; đường kính 6.2 cm, chiều cao 2 cm cho thí nghiệm cắt trực tiếp và nén cô kết.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• Thí nghiệm nén đơn có nở hông (ASTM D2166): Xác định cường độ chịu nén đơn (qu) và quan hệ ứng suất - biến dạng.
• Thí nghiệm cắt trực tiếp (TCVN 4199-1995): Đo lực dính (c) và góc nội ma sát (φ) của mẫu RLS.
• Thí nghiệm nén cô kết (TCVN 4200-1995): Xác định chỉ số nén (Cc), chỉ số nở (Cs) và module đàn hồi (Esp).

Quy trình tạo mẫu gồm cân đo chính xác các thành phần đất, xi măng, cao su và nước, trộn đều bằng máy trộn trong khoảng 3-4 phút, đúc mẫu và bảo dưỡng trong điều kiện nhiệt độ 33-37°C trong 7 và 28 ngày. Cỡ mẫu và số lượng mẫu được thiết kế đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của kết quả, với tổng số khoảng 100 mẫu cho các thí nghiệm khác nhau.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng hàm lượng cao su đến sức chống cắt và trọng lượng riêng:
   Kết quả thí nghiệm cho thấy sức chống cắt (qu) giảm dần khi hàm lượng vụn cao su tăng từ 0% đến 100%. Cụ thể, qu giảm từ khoảng 440 kPa (0% cao su) xuống còn khoảng 180 kPa (100% cao su) với xi măng 10%. Trọng lượng riêng cũng giảm tuyến tính từ 15,1 kN/m³ xuống 12,1 kN/m³ khi hàm lượng cao su tăng, giúp giảm tải trọng cho nền đất yếu.

2. Ảnh hưởng hàm lượng xi măng đến cường độ:
   Tăng hàm lượng xi măng từ 10% lên 15% làm tăng đáng kể sức chống cắt và lực dính của mẫu RLS. Ví dụ, với 50% cao su, lực dính tăng từ khoảng 4 kPa lên 8 kPa khi xi măng tăng từ 10% lên 15%. Góc nội ma sát cũng tăng nhẹ theo hàm lượng xi măng.

3. Biến dạng và module đàn hồi:
   Mẫu RLS có hàm lượng cao su cao thể hiện biến dạng đỉnh lớn hơn, cho thấy tính đàn hồi và khả năng chịu biến dạng tốt hơn. Module đàn hồi Esp giảm khi hàm lượng cao su tăng, phản ánh sự giảm độ cứng của vật liệu. Các giá trị này tăng theo thời gian bảo dưỡng, từ 7 đến 28 ngày, cho thấy sự phát triển liên kết xi măng trong hỗn hợp.

4. Chỉ số nén và nở:
   Chỉ số nén (Cc) và chỉ số nở (Cs) của mẫu RLS giảm khi hàm lượng cao su tăng, cho thấy vật liệu có khả năng nén lún và giãn nở thấp hơn, phù hợp cho các công trình đắp đất nền cần ổn định lâu dài.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự giảm sức chống cắt khi tăng hàm lượng cao su là do các hạt cao su có ma sát thấp hơn so với hạt đất, làm giảm liên kết cơ học trong hỗn hợp. Tuy nhiên, sự giảm này được bù đắp phần nào bởi tính đàn hồi và khả năng hấp thụ biến dạng của cao su, giúp vật liệu có khả năng chịu biến dạng lớn mà không bị phá hoại đột ngột.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả tương đồng với các báo cáo cho thấy việc trộn vụn lốp xe vào đất cát làm tăng góc ma sát và sức chống cắt, tuy nhiên với đất sét nhão như trong nghiên cứu này, sức chống cắt giảm nhẹ nhưng vẫn đảm bảo tính ổn định cần thiết cho ứng dụng đắp nền nhẹ.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ quan hệ giữa hàm lượng cao su và sức chống cắt, trọng lượng riêng, cũng như biểu đồ ứng suất - biến dạng thể hiện sự khác biệt về module đàn hồi theo hàm lượng cao su và xi măng. Bảng tổng hợp lực dính và góc nội ma sát theo từng tỷ lệ trộn cũng giúp minh họa rõ ràng ảnh hưởng của các thành phần.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng RLS làm vật liệu đắp nền nhẹ cho công trình giao thông tại Đồng Tháp:
   Khuyến nghị sử dụng hỗn hợp đất trộn xi măng 12-15% kết hợp vụn cao su 25-50% để cân bằng giữa sức chống cắt và trọng lượng riêng, giảm áp lực lên nền đất yếu, đảm bảo an toàn công trình trong vòng 28 ngày bảo dưỡng.

2. Tăng cường nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nước trộn:
   Đề xuất thực hiện các thí nghiệm bổ sung để khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến cường độ và độ ổn định của RLS, nhằm tối ưu hóa công thức trộn phù hợp với điều kiện thi công thực tế.

3. Phát triển quy trình sản xuất và bảo dưỡng mẫu trong điều kiện thực tế:
   Khuyến nghị xây dựng quy trình trộn, đúc và bảo dưỡng mẫu RLS trong điều kiện môi trường ngoài công trình để đánh giá tính ổn định lâu dài và khả năng ứng dụng thực tế.

4. Khuyến khích sử dụng vụn cao su phế thải trong các dự án xây dựng:
   Đề xuất các cơ quan quản lý và nhà thầu xây dựng ưu tiên sử dụng vật liệu RLS nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường do cao su phế thải, đồng thời tiết kiệm chi phí vật liệu và nâng cao hiệu quả kinh tế.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư địa kỹ thuật và thiết kế công trình:
   Hỗ trợ trong việc lựa chọn vật liệu đắp nền nhẹ, cải thiện sức chống cắt và độ ổn định nền đất yếu, đặc biệt trong các dự án giao thông và xây dựng tại vùng Đồng Tháp và các khu vực tương tự.

2. Nhà quản lý dự án xây dựng và cơ quan quản lý môi trường:
   Cung cấp cơ sở khoa học để đánh giá và khuyến khích tái sử dụng phế liệu cao su, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và nâng cao hiệu quả quản lý chất thải công nghiệp.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành địa kỹ thuật xây dựng:
   Là tài liệu tham khảo về phương pháp thí nghiệm, phân tích cơ lý đất trộn xi măng kết hợp vụn cao su, đồng thời mở rộng nghiên cứu về vật liệu xây dựng bền vững.

4. Doanh nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng và tái chế cao su:
   Hướng dẫn phát triển sản phẩm vật liệu nhẹ, thân thiện môi trường, tận dụng nguồn nguyên liệu phế thải cao su, nâng cao giá trị kinh tế và thị trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Vụn cao su ảnh hưởng như thế nào đến sức chống cắt của đất trộn xi măng?
   Vụn cao su làm giảm sức chống cắt do ma sát giữa các hạt giảm, nhưng đồng thời tăng tính đàn hồi và khả năng chịu biến dạng của vật liệu, giúp giảm nguy cơ phá hoại đột ngột.

2. Hàm lượng xi măng tối ưu để đảm bảo sức chống cắt và trọng lượng nhẹ là bao nhiêu?
   Hàm lượng xi măng từ 12% đến 15% kết hợp với vụn cao su 25-50% được khuyến nghị để cân bằng giữa cường độ và trọng lượng riêng, phù hợp cho các công trình đắp nền nhẹ.

3. Thời gian bảo dưỡng mẫu ảnh hưởng thế nào đến kết quả thí nghiệm?
   Thời gian bảo dưỡng từ 7 đến 28 ngày giúp tăng cường liên kết xi măng trong hỗn hợp, làm tăng sức chống cắt, lực dính và module đàn hồi, cải thiện tính ổn định của vật liệu.

4. Có thể sử dụng RLS cho các loại đất khác ngoài đất sét nhão không?
   RLS có thể áp dụng cho nhiều loại đất yếu khác nhau, tuy nhiên cần khảo sát đặc tính cơ lý riêng biệt của từng loại đất để điều chỉnh tỷ lệ trộn phù hợp.

5. Làm thế nào để kiểm soát chất lượng khi thi công sử dụng RLS?
   Cần thực hiện kiểm tra định kỳ các chỉ tiêu cơ lý như sức chống cắt, trọng lượng riêng, độ biến dạng và module đàn hồi theo tiêu chuẩn, đồng thời giám sát quá trình trộn và bảo dưỡng mẫu tại công trường.

Kết luận

• Đất trộn xi măng kết hợp vụn cao su (RLS) tại Đồng Tháp có sức chống cắt giảm nhẹ khi tăng hàm lượng cao su nhưng đồng thời giảm trọng lượng riêng, phù hợp làm vật liệu đắp nền nhẹ.
• Hàm lượng xi măng từ 12% đến 15% giúp tăng cường sức chống cắt và lực dính, đảm bảo tính ổn định cho công trình.
• Tính đàn hồi và khả năng chịu biến dạng của RLS được cải thiện rõ rệt khi tăng hàm lượng vụn cao su, giúp giảm nguy cơ phá hoại đột ngột.
• Kết quả thí nghiệm ở 7 và 28 ngày bảo dưỡng cho thấy sự phát triển liên kết xi măng và cải thiện các chỉ tiêu cơ lý theo thời gian.
• Nghiên cứu góp phần cung cấp giải pháp vật liệu xây dựng bền vững, tận dụng phế liệu cao su, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và nâng cao hiệu quả kinh tế trong xây dựng.

Khuyến nghị triển khai thí điểm ứng dụng RLS trong các dự án đắp nền tại Đồng Tháp, đồng thời mở rộng nghiên cứu về ảnh hưởng của hàm lượng nước và điều kiện bảo dưỡng thực tế. Các nhà quản lý và kỹ sư xây dựng nên cân nhắc áp dụng vật liệu này để nâng cao hiệu quả và bền vững công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về đất trộn xi măng với vụn cao su Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Các phương pháp thí thí nghiệm và tính toán kết quả Chương 4: M6 hình tính toán m6 phỏng Kết luận — kiến nghị HI.NGÀY GIAO NHIỆM VU: (Ghi theo trong QD giao dé tài) 21/01/2013 IV.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: (Ghi theo trong QD giao dé tài) 21/06/2013 V.CÁN BO HUONG DAN: TS. Đỗ Thanh Hải Tp. CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên và chữ ký) Lời cảm ơn Trong quá trình hoàn thành luận văn này, tôi đã gặp không ít những khó khăn nhưng nhờ có sự tận tình giúp đỡ của quý Thầy Cô bộ môn Địa cơ nên móng, đặc biệt là Thay hướng dẫn TS. Và sự chỉ dạy kinh nghiệm của anh Nguyễn Đoàn Nam, anh Dương (công ty Fukken — Miami).

giúp đỡ của Thầy Chánh (BM. Vật liệu xây dựng) đã tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành bài viết. Bên cạnh đó, tac gia muốn gởi lời cám ơn đến người thân và bạn bè, đã nhiệt tình giúp đỡ tác giả trong thời gian qua. Cám ơn anh Trần Hùng Cường và Hồ Quang Vinh.

Một lan nữa xin chân thành cảm on tat cả mọi người. Hô Chí Minh, ngày 25 thang 6 năm 2013 Tóm tắt luận văn Tên đề tài: Nghiên cứu sức chong cat của dat trộn xi măng ket hợp vụn cao su ở Đông Tháp. Dat sét nhão sau khi được nạo vét có những đặc tính co lý như dung trọng riêng y < 1.6 kg/cm’, giới hạn chảy 0.75 <I, <1, lực dính c = 4+8 kPa, góc nội ma sát @ = 4:8°. Đất trộn xi măng kết hợp vụn cao su được nghiên cứu với 03 thí nghiệm cơ bản: nén dọc trục có nở hông, cắt trực tiếp và nén cô kết.

Dé khảo sát các đặc tính cơ bản của loại hỗn hợp này, tác giả khảo sát hàm lượng cao su gdm 0%, 25%, 50%, 75% và 100% cao su theo khối lượng đất tự nhiên ứng với 03 hàm lượng xi măng 10%, 12% và 15%. Két quả thu được nhằm ứng dụng cho việc đắp đất nền hay mái ta luy với trọng lượng nhẹ hơn đất thông thường. Mẫu được chế bị theo 02 kích cỡ dùng cho 03 thí nghiệm để khảo sát. - _ Trong thí nghiệm nén đơn, mẫu được chế tạo có đường kính d = 5cm, chiều cao h = 10cm ứng với 03 hàm lượng xi măng va 05 hàm lượng cao su, dé khảo sát ứng suất chong cat lớn nhất của từng hàm lượng mẫu.

- _ Trong thí nghiệm cắt trực tiếp, kích thước mẫu có đường kính d = 6.2 em và chiều cao h = 2cm. Thí nghiệm này để khảo sát lực dính c và góc ma sát @ của từng hàm lượng mẫu. - Thi nghiệm nén cô kết được tiến hành với nhằm xác định chỉ số nén C, và chỉ sô nở C, của mau với kích thước mâu như trong thí nghiệm cat trực tiép. Kết quả cho thay, hàm lượng cao su càng tăng thì sức chống cắt qụ , trọng lượng riêng, module biến dang Esp giảm cùng một hàm lượng xi măng.

Và các giá trị nay tăng theo hai mốc thời gian khảo sát là 07 và 28 ngày. Việc nghiên cứu này giúp đánh giá khả năng tận dụng vụn cao su phế thải và đất nạo vét làm đất đắp cho công trình đường giao thông ở Đồng Tháp. Abstract: Title: Study of shear streghth s’ soil mix cement combine crumb rubber in Dong Thap. Dredgeded soil has mechanical properties as unit weight y < 16kKN/m’, liquid limit 0.75< I, <1, cohesion c = 4+8 kPa, friction angel 4:8).

Dredgeded soil mix cement and combine crumb ruuber was investigated with three tests unconfined compresion, direct shear and one dimensional consolidation test. To investigate characteristics of the mixtures, the author practice 0%, 25%, 50%, 75%, 100% crumb rubber content and 10%, 12%, 15% cement content per natural dregeded soil. - Unconfined compressive test, the speciment were faricated with diameter d = 2cm, height h = 10cm.corresponding to 3 content of cement and 5 content of crumb rubber. This test can find the greatest shear stress of each speciment.

- Direct shear test s’ specimen have diameter d = 6.2 cm and height h = 2 cm. The author established cohesion and friction angel by this test. - Determination the compression index C, and swelling index C, depend on crumb rubber content and cement content. The results showed that shear strenght qy, unit weight, compression index, swelling index, stiffness of the specimen decrease on crumb rubber content increase.

The specimen with high crumb rubber content are high strain, module increase. And these values increase from 7 to 28 days. This results are used to assess the ability of reusing crumb rubber and dredged soil in back fill of traffic work in Dong Thap province. Lời cam doan Tôi xin cam đoan luận văn này là quá trình nghiên cứu của cá nhân tác giả, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và tiến hành thí nghiệm thực tiễn dưới sự hướng dẫn khoa học của TS.

Tôi xin cam đoan kết quả là đúng thực tế được tính toán theo cơ sở lý thuyết và các số liệu được trích dẫn từ sách và các bài báo khoa học kèm theo trích dẫn cụ thé. Mục lục ÿI909700015. Tinh cap thiét ctia nh ố ae. _ Nội dung nghiÊn CỨU.

Phương pháp nghiÊn CỨU:. Ý nghĩa khoa học và thực ti€n. —-_ Han ché cla dé nh. TONG QUAN VE LOẠI DAT TRON XI MĂNG VỚI VỤN CAO SU.1 Lịch sử phát triển của nghiên cứu trộn cao su vào đất trên thé giới.

Nghiên cứu trộn cốt liệu vào đất có trọng lượng thấp: ¬ 6 1. Sử dụng chất thải lốp xe vào địa kỹ thuật .2 Tổng quan về khu vực đất nghiên CỨU: .---- ¿2 + 2552 S£+E+E£EE£E£E£EE£EvEeEerkrrrrrrerree 9 1. Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ xi măng — ath. Anh hưởng của tuổi XM — dats.

Anh hưởng của loại XM:. Anh hưởng của ham lượng XM: w. Ảnh hưởng của lượng nƯỚC:. Ảnh hưởng của độ pH:.

Ảnh hưởng của độ rOngs. Tính chất của hạt Ca0 SU:. Thành phan hóa học:. Tính chất cơ lý của CAO SU! .ececececsescssessscsssscsescsesscscscscscsscscscssscsecscscecscscsssscscssscseseseess 13 CHƯƠNG 2.

CƠ SỞ LÝ THUY ẾT.1 Nguyên lý đất trộn xi măng.2 Đặc tính của đất trộn xi ¡5017. Ảnh hưởng của đất trộn €aO SU:. Khối lượng và tỷ trong của RLS?. Cường độ cắt của RLS của RLS vụn cao su — cát trong thí nghiệm cắt trực tiếp.

Theo Yun Tae Kim & Hai Do Thanh. Xác định lực dính c và góc nội ma sát từ thí nghiệm cắt trực tiếp theo TCVN 4199 — 99S:. Xác định cường độ chịu nén từ thí nghiệm nén đơn có nở hông theo ASTM D2166 24 2. Thí nghiệm nén cô kết theo TCVN 4200 — 1995: .-cc-ccccrtecrrrrrrrirrrrerrked 26 CHƯƠNG 3.

CÁC PHƯƠNG PHÁP TIỀN HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ TÍNH TOÁN KẾT 600. Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ ly của đất tự nhiên:. Tạo mẫu thí nghiỆm:. Thí nghiệm cắt trực tiếp theo TCVN 4199 — 1995:.

St tt 2 2x 1tr rrkg 35 3. Kết quả thí nghiệm cắt trực tiẾP:. Thí nghiệm nén một trục nở HONG?. Thí nghiệm nén có nở hông được tiễn hành theo tiêu chuẩn ASTM D2166.

Kết quả thí nghiệm của các hàm lượng mẫu ở 07 ngày tuổi:. Kết quả thu được theo hàm lượng caO SU:. Kết quả theo hàm lượng xỉ măng:. Quan hệ ứng suất — biến dạng:.

Kết quả thí nghiệm của các hàm lượng mẫu ở 28 ngày tuổi:. Thi nghiệm nén 6 KẾT: vccccccccccscsssscscscsssscscscscsssscsescscsssscsescscsssssscscsssssssessescssseesess 60 3. Các bước tiễn hành thí nghiệm:. Kết quả nén cô kết của hàm lượng XM:.

Kết quả theo hàm lượng Ca0 SU!. MO HINH TINH TOÁN MO PHONGuu.Chọn hàm lượng RLS phù hop dé ứng dụng tính toán cho công trình thực tế:. Áp dụng tính toán công trình:. Xác định chiều cao dap đối với đất tự nhiÊn:.

Xác định hệ số an toàn khi lớp đất đắp là RLS?. So sánh kết quả giữa đất tự nhiên và RLS. NHẬN XÉT VÀ KIÊN NGHỊ. - -- SE E5E 9E EeESESESESEEEEeErkeerersesed 88 "hcm =.

90 -II- Mục lục hình ảnh Hình 1. CLSM dùng làm bệ đỡ ống dẫn dầu. --:- ¿2 5£ +E9S22E2EEEE2EEEE2EEE2E212222121 211. Ảnh hưởng của tuổi XM — đất [5].

Anh hưởng của loại XM [5]. Ảnh hưởng của hàm lượng XM đến cường độ nén [5]. Ảnh hưởng của hàm lượng XM đến cường độ nén [5]. Anh hưởng của độ rỗng đến cường độ nén nở hông của dat — xi mang [5].

Câu trúc của polyisopren và cau trúc của cao su thiên nhiên [7]. Quan hệ giữa ứng suất — bién dạng với ty lệ nước — Xi măng. Biểu đồ quan hệ của ứng suất cắt và chuyển vị ngang ứng với ứng suất đứng 40kPa [1] 17 Hình 2. Quan hệ giữa trọng lượng riêng và hàm lượng cao su tương ứng [7|.

Quan hệ giữa ứng suất — bién dang ứng với từng hàm lượng cao su [17|. Biến dạng đỉnh ứng với từng hàm lượng cao su [ Í7].---- ¿+ 2 ++s+52+x+sz+s+x+z+zx+zx+z 20 Hình 2. Cường độ nén ứng với từng hàm lượng cao su|[ LÍ7 |. Các loại kích thước hat của vụn cao su [ ÍS].

Trọng lượng riêng và hệ số rỗng của 03 loại cao su ứng với từng ham lượng| 1 5]. Quan hệ giữa hệ số rỗng và thời gian gia tải của mẫu cao su loại A [15]. Quan hệ giữa hệ số rỗng và ứng suất theo hàm lượng cao su [ 15]. Quan hệ ứng suất và biến dạng.---- ¿©5222 222EE2123521212312121121212211111 11121 xe 25 Hình 3.

Hạt cao su sử dụng trong thí nghiỆm. - (5 S011 111999111 ng ng ve 30 Hình 3. Trộn RLS bằng máy trỘn. Mẫu có kích thước 5x10 (Cim).

Mẫu có kích thước 6. Kết quả chụp SEM của mẫu 28 ngày tuổi có liên kết C-S-H. Hat cao su trong đất. Khoảng không giữa hạt cao su và đất.

hạt cao su trong đất [ I5 ]. Chiều cao và bán kính của mau bị co lại sau 28 ngày (15%XM+50%CS). Hình dang phá hoại của các mẫu 50%CS ứng với 03 hàm lượng XM. Hình dang phá hoại của các mẫu 100%CS ứng với 03 hàm lượng XM.

Luc dính và góc nội ma sát ứng với các hàm lượng xi măng và hàm lượng 0% CS. Luc dính và góc nội ma sát ứng với các hàm lượng xI măng và hàm lượng 50% CS. Luc dính và góc nội ma sát ứng với các hàm lượng xi măng và hàm lượng 100% CS. Luc dính và góc nội ma sát ứng với các hàm lượng xi măng và hàm lượng 10%XM.

Lực dính và góc nội ma sát ứng với các hàm lượng xI măng và hàm lượng 12%XM. Luc dính và góc nội ma sát ứng với các hàm lượng xi măng và hàm lượng 15%XM. Xác định kích thước mẫiu. ¿2-5225 SSE2E2ESE2E2E£EEEE2EEEEEEEEEEEEEEEEEErrrkrrererrrrred 41 Hình 3.