Nghiên cứu sử dụng đá mi thay vật liệu cát trong xây dựng đường bê tông xi măng tại huyện đơn dương tỉnh lâm đồng luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

Nghiên cứu ứng dụng đá mi thay thế cát trong xây dựng đường bê tông xi măng tại Đơn Dương, Lâm Đồng, góp phần tối ưu hóa vật liệu và chi phí.

• Người hướng dẫn: PGS. Hồ Chí Minh
• Trường học: Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
• Chuyên ngành: Xây Dựng Đường Ô Tô Và Đường Thành Phố
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Đá Mi Thay Thế Cát Trong Xây Dựng Đường Bê Tông Xi Măng Tại Đơn Dương, Lâm Đồng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG VÀ CẤP PHỐI CỐT LIỆU CHO BÊ TÔNG XI MĂNG LÀM ĐƯỜNG
• 1.1. Giới thiệu chung
• 1.2. Các nghiên cứu sử dụng cát tự nhiên để sản xuất bê tông xi măng dùng trong xây dựng ở trên thế giới
• 1.3. Các nghiên cứu sử dụng cát tự nhiên để sản xuất bê tông xi măng dùng trong xây dựng ở Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG VẬT LIỆU DÙNG ĐỂ CHẾ TẠO BÊ TÔNG XI MĂNG VÀ NGUỒN ĐÁ MI TRONG HUYỆN ĐƠN DƯƠNG, TỈNH LÂM ĐỒNG
• 2.1. Đánh giá nguồn vật liệu để chế tạo bê tông xi măng tại huyện Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng
• 2.1.1. Mỏ vật liệu đá trên địa bàn huyện Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng
• 2.1.2. Nguồn đá 1x2 trên địa bàn huyện Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng
• 2.1.3. Xi măng trên địa bàn huyện Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng
• 2.1.4. Cát trên địa bàn huyện Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng
• 2.1.5. Nguồn đá mi trong địa bàn huyện Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng
• 2.2. Nghiên cứu sử dụng cát tự nhiên và đá mi để sản xuất bê tông xi măng
• 2.2.1. Khái quát chung sử dụng cát tự nhiên và đá mi để sản xuất bê tông xi măng
• 2.2.2. Ảnh hưởng của hàm lượng hạt mịn trong đá mi đến tính chất của bê tông xi măng
• 2.3. Phương pháp thiết kế thành phần bê tông xi măng sử dụng đá mi
• 2.3.1. Thiết kế thành phần bê tông xi măng theo phương pháp thể tích tuyệt đối dùng công thức Bolomey – Skramtaev
• 2.3.2. Thiết kế thành phần bê tông theo TCXDVN322:2004 phương pháp này cũng dựa trên cơ sở lý thuyết thể tích tuyệt đối với 4 bước sau
• 2.3.3. Thiết kế thành phần bê tông theo quy hoạch thực nghiệm
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM BÊ TÔNG XI MĂNG SỬ DỤNG ĐÁ MI THAY THẾ CÁT TỰ NHIÊN. ĐÁNH GIÁ VÀ SO SÁNH SẢN XUẤT BÊ TÔNG XI MĂNG BẰNG CÁT TỰ NHIÊN VÀ BÊ TÔNG XI MĂNG SỬ DỤNG HỖN HỢP ĐÁ MI VÀ CÁT
• 3.1. Khái quát chung
• 3.2. Cơ sở lý thuyết và tính toán thành phần chế tạo bê tông xi măng sử dụng hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên
• 3.2.1. Tính toán thành phần chế tạo bê tông xi măng sử dụng đá mi và cát tự nhiên
• 3.2.2. Thiết kế thành phần của bê tông xi măng sử dụng hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên
• 3.2.2.1. Chuẩn bị vật liệu thí nghiệm
• 3.2.2.2. Phương trình hồi quy, kế hoạch thực nghiệm và thành phần cấp phối bê tông xi măng
• 3.2.2.3. Tổng hợp các kết quả thí nghiệm
• 3.2.2.4. Xử lý kết quả thực nghiệm và phân tích
• 3.3. Thực nghiệm xác định một số tính chất của bê tông xi măng sử dụng hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên
• 3.3.1. Công tác chuẩn bị và lập kế hoạch, triển khai thí nghiệm
• 3.3.2. Phân tích kết quả
• 3.3.3. Cấu trúc của bê tông xi măng sử dụng đá mi
• 3.4. Đánh giá và so sánh sản xuất bê tông xi măng bằng cát tự nhiên và bê tông xi măng sử dụng hỗn hợp đá mi và cát
• 3.4.1. Đánh giá bê tông xi măng sử dụng cát tự nhiên
• 3.4.2. Đánh giá về bê tông xi măng sử dụng hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên
• 3.5. So sánh giữa bê tông xi măng sử dụng cát tự nhiên và bê tông xi măng sử dụng hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên
• 3.5.1. Đối với bê tông xi măng sử dụng cát tự nhiên
• 3.5.2. Đối với bê tông xi măng sử dụng hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Nghiên cứu ứng dụng đá mi thay thế cát trong xây dựng đường bê tông xi măng

Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng đá mi như một vật liệu thay thế cát trong xây dựng đường bê tông xi măng tại Đơn Dương, Lâm Đồng. Với tình trạng khan hiếm cát tự nhiên và nhu cầu xây dựng cao, việc sử dụng đá mi từ các mỏ đá địa phương không chỉ giải quyết vấn đề vật liệu mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu đã đánh giá tính chất cơ lý của đá mi và đề xuất tỷ lệ phối trộn hợp lý để đạt được bê tông xi măng đạt chuẩn.

1.1. Hiện trạng vật liệu xây dựng tại Đơn Dương

Huyện Đơn Dương có nguồn đá mi dồi dào từ các mỏ đá địa phương, trong khi cát tự nhiên lại khan hiếm. Việc khai thác cát tự nhiên gây ra nhiều vấn đề môi trường như sạt lở và ô nhiễm. Đá mi, một sản phẩm phụ từ quá trình khai thác đá, thường bị tồn đọng do ít được sử dụng. Nghiên cứu này nhằm tận dụng nguồn đá mi để thay thế cát trong xây dựng đường bê tông xi măng, mang lại hiệu quả kinh tế và môi trường.

1.2. Tính chất cơ lý của đá mi

Đá mi được đánh giá về độ ẩm, cường độ, và tỷ lệ thành phần hạt. Kết quả cho thấy đá mi có tính chất cơ lý phù hợp để sử dụng trong bê tông xi măng. Tuy nhiên, hàm lượng hạt mịn trong đá mi cần được kiểm soát để đảm bảo chất lượng của bê tông xi măng. Nghiên cứu đã đề xuất các tỷ lệ phối trộn cụ thể để tối ưu hóa tính chất của bê tông xi măng sử dụng đá mi.

II. Kỹ thuật và công nghệ xây dựng đường bê tông xi măng

Nghiên cứu này cũng tập trung vào các kỹ thuật xây dựng và công nghệ xây dựng liên quan đến việc sử dụng đá mi trong xây dựng đường bê tông xi măng. Các phương pháp thiết kế thành phần bê tông xi măng sử dụng đá mi được đề xuất, bao gồm phương pháp thể tích tuyệt đối và quy hoạch thực nghiệm. Nghiên cứu cũng đánh giá hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của việc sử dụng đá mi so với cát tự nhiên.

2.1. Phương pháp thiết kế thành phần bê tông xi măng

Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp Bolomey – Skramtaev và TCXDVN 322:2004 để thiết kế thành phần bê tông xi măng sử dụng đá mi. Các phương pháp này dựa trên lý thuyết thể tích tuyệt đối và đảm bảo tính chất cơ lý của bê tông xi măng. Kết quả thực nghiệm cho thấy bê tông xi măng sử dụng đá mi đạt được cường độ chịu nén và độ mài mòn tương đương với bê tông xi măng sử dụng cát tự nhiên.

2.2. Đánh giá hiệu quả kinh tế và kỹ thuật

Việc sử dụng đá mi thay thế cát tự nhiên trong xây dựng đường bê tông xi măng mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể. Chi phí vật liệu giảm do tận dụng nguồn đá mi địa phương, đồng thời giảm thiểu tác động môi trường từ việc khai thác cát tự nhiên. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng bê tông xi măng sử dụng đá mi có độ bền và tuổi thọ cao, phù hợp với điều kiện khí hậu và địa hình tại Đơn Dương, Lâm Đồng.

III. Thực nghiệm và ứng dụng thực tế

Nghiên cứu đã tiến hành thực nghiệm để đánh giá tính chất của bê tông xi măng sử dụng đá mi. Các mẫu thử nghiệm được chế tạo và kiểm tra về cường độ chịu nén, độ mài mòn, và độ co ngót. Kết quả thực nghiệm cho thấy bê tông xi măng sử dụng đá mi đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật và có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong xây dựng đường bê tông xi măng tại Đơn Dương, Lâm Đồng.

3.1. Chuẩn bị vật liệu và thí nghiệm

Các mẫu đá mi được thu thập từ các mỏ đá tại Đơn Dương và được phân tích về thành phần hạt, độ ẩm, và cường độ. Các mẫu bê tông xi măng được chế tạo với tỷ lệ phối trộn khác nhau giữa đá mi và cát tự nhiên. Các thí nghiệm về cường độ chịu nén, độ mài mòn, và độ co ngót được tiến hành để đánh giá tính chất của bê tông xi măng.

3.2. Kết quả thực nghiệm và phân tích

Kết quả thực nghiệm cho thấy bê tông xi măng sử dụng đá mi đạt được cường độ chịu nén từ 36MPa trở lên, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cho xây dựng đường bê tông xi măng. Độ mài mòn và độ co ngót của bê tông xi măng sử dụng đá mi cũng nằm trong giới hạn cho phép. Nghiên cứu kết luận rằng đá mi là một vật liệu thay thế hiệu quả cho cát tự nhiên trong xây dựng đường bê tông xi măng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển hạ tầng giao thông nông thôn theo chương trình “xây dựng nông thôn mới”, huyện Đơn Dương, tỉnh Lâm Đồng, đang đối mặt với thách thức lớn về nguồn cung cấp cát tự nhiên cho xây dựng bê tông xi măng (BTXM). Nguồn cát tự nhiên trên địa bàn rất khan hiếm, trong khi nhu cầu xây dựng cơ bản ngày càng tăng cao. Việc khai thác cát tự nhiên không chỉ hạn chế mà còn gây ra các tác động tiêu cực đến môi trường như sạt lở và ô nhiễm. Đồng thời, chi phí vận chuyển cát từ các vùng khác như Ninh Thuận rất cao, làm giảm tính khả thi của các dự án xây dựng.

Trong khi đó, huyện Đơn Dương sở hữu nhiều mỏ đá với trữ lượng lớn, đặc biệt là đá mi (đá mạt, đá bụi) tồn đọng nhiều do chưa được sử dụng hiệu quả. Nghiên cứu này tập trung đánh giá khả năng sử dụng đá mi thay thế cát tự nhiên trong sản xuất bê tông xi măng làm mặt đường ô tô tại huyện Đơn Dương. Mục tiêu chính là phân tích tính chất cơ lý của đá mi, thiết kế thành phần cấp phối bê tông phù hợp, đánh giá hiệu quả kỹ thuật và kinh tế khi sử dụng hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên trong xây dựng đường bê tông xi măng.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm khảo sát nguồn vật liệu đá mi và cát trên địa bàn huyện, thực nghiệm sản xuất bê tông xi măng với các tỷ lệ phối trộn khác nhau, đánh giá các chỉ tiêu cơ lý như cường độ chịu nén, kéo uốn, mô đun đàn hồi, độ mài mòn và độ co ngót. Nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc bảo vệ môi trường, tiết kiệm chi phí xây dựng và phát triển bền vững hạ tầng giao thông tại khu vực Tây Nguyên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết thành phần hạt của cốt liệu trong bê tông xi măng: Thành phần hạt ảnh hưởng trực tiếp đến độ đặc, tính lưu động và các tính chất cơ lý của hỗn hợp bê tông. Lý thuyết cấp phối cốt liệu lý tưởng của Fuller được áp dụng để tối ưu hóa tỷ lệ phối trộn nhằm đạt độ đặc cao nhất, giảm lượng xi măng và nước cần thiết.

• Phản ứng thủy hóa xi măng và cấu trúc vi mô bê tông: Quá trình thủy hóa tạo thành các sản phẩm kết dính giữa các hạt cốt liệu, ảnh hưởng đến cường độ và độ bền của bê tông. Cấu trúc vùng tiếp giáp giữa hồ xi măng và cốt liệu là vùng yếu nhất, quyết định tính toàn khối và độ ổn định của bê tông.

• Ảnh hưởng của hàm lượng hạt mịn trong đá mi: Hạt mịn (<0.075 mm) trong đá mi có thể cải thiện tính công tác và cường độ bê tông đến một giới hạn nhất định (khoảng 5-10%). Tuy nhiên, hàm lượng hạt mịn quá cao (>10%) làm tăng độ co ngót và giảm cường độ bê tông.

• Các chỉ tiêu kỹ thuật của bê tông xi măng làm đường ô tô: Cường độ chịu nén tối thiểu 30-36 MPa, cường độ kéo uốn từ 4.5 MPa trở lên, độ mài mòn ≤ 0.3 g/cm², độ sụt từ 20-40 mm tùy công nghệ thi công.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập mẫu đá mi từ ba mỏ đá lớn tại huyện Đơn Dương (Căn Kin, Thạch Thảo, Rờ Lôm), cùng với cát tự nhiên địa phương. Thực hiện phân tích thành phần hạt, cường độ đá gốc, độ mài mòn, hàm lượng bụi bẩn và các chỉ tiêu cơ lý khác.

• Phương pháp phân tích: Thiết kế thành phần bê tông xi măng sử dụng hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm, dựa trên công thức Bolomey-Skramtaev và tiêu chuẩn TCXDVN 322:2004. Thực hiện thí nghiệm nén, kéo uốn, đo độ mài mòn, độ co ngót và độ sụt của bê tông.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Lấy mẫu bê tông kích thước 15x15x15 cm và 15x15x60 cm, bảo dưỡng trong điều kiện tiêu chuẩn. Cỡ mẫu đủ lớn để đảm bảo độ tin cậy thống kê, lựa chọn mẫu đại diện cho các loại đá mi và cát phổ biến trên địa bàn.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2016, bao gồm khảo sát hiện trạng vật liệu, thiết kế và thực nghiệm bê tông, xử lý số liệu và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Nguồn vật liệu đá mi dồi dào và chất lượng cao: Ba mỏ đá chính tại huyện Đơn Dương có trữ lượng lớn, cường độ đá gốc đạt từ 800 đến trên 1200 kg/cm², phù hợp cho sản xuất bê tông xi măng. Lượng đá mi tồn đọng tại các mỏ rất lớn, chưa được khai thác hiệu quả.

2. Ảnh hưởng hàm lượng hạt mịn trong đá mi đến tính chất bê tông: Khi hàm lượng hạt mịn trong đá mi khoảng 5%, bê tông đạt độ sụt tốt nhất, giảm 8% so với bê tông dùng cát tự nhiên. Cường độ chịu nén và kéo uốn đạt giá trị tối ưu khi hàm lượng hạt mịn từ 5-10%. Hàm lượng hạt mịn trên 10% làm tăng độ co ngót bê tông lên khoảng 10%, đồng thời giảm cường độ và khả năng thi công.

3. So sánh bê tông sử dụng đá mi và cát tự nhiên: Bê tông sử dụng hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên (tỷ lệ đá mi chiếm 50-70%) có cường độ nén đạt 36 MPa, tương đương hoặc cao hơn bê tông dùng cát tự nhiên. Độ mài mòn của bê tông đá mi đạt ≤ 0.3 g/cm², đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cho mặt đường ô tô cấp I, II. Độ sụt của bê tông đá mi thấp hơn 20-30% so với bê tông cát tự nhiên, nhưng vẫn đảm bảo tính thi công.

4. Hiệu quả kinh tế và môi trường: Sử dụng đá mi thay thế một phần cát tự nhiên giúp giảm chi phí vận chuyển và khai thác cát, đồng thời giảm tác động tiêu cực đến môi trường do khai thác cát tự nhiên. Việc tận dụng đá mi tồn đọng góp phần giảm ô nhiễm và tận dụng nguồn tài nguyên địa phương.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy đá mi từ các mỏ tại huyện Đơn Dương có tiềm năng lớn để thay thế cát tự nhiên trong sản xuất bê tông xi măng làm mặt đường ô tô. Hàm lượng hạt mịn trong đá mi là yếu tố quyết định đến tính chất cơ lý của bê tông, phù hợp với các nghiên cứu quốc tế cho thấy hàm lượng hạt mịn tối ưu từ 5-10% giúp cải thiện cường độ và khả năng thi công.

So với bê tông sử dụng cát tự nhiên, bê tông đá mi có độ bền cơ học tương đương, thậm chí cao hơn trong một số trường hợp do đặc tính khoáng vật của đá andesite và ryolit. Tuy nhiên, độ sụt thấp hơn đòi hỏi quy trình bảo dưỡng nghiêm ngặt hơn để đảm bảo chất lượng công trình.

Việc phối trộn đá mi với cát mịn tự nhiên giúp khắc phục hạn chế về thành phần hạt chưa đạt chuẩn của đá mi, đồng thời giảm giá thành sản phẩm so với việc nghiền đá mi đạt tiêu chuẩn hạt. Điều này phù hợp với điều kiện kinh tế và công nghệ hiện tại của địa phương.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh cường độ nén, độ sụt và độ mài mòn giữa các mẫu bê tông sử dụng cát tự nhiên và hỗn hợp đá mi-cát, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của việc thay thế vật liệu.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng phối trộn đá mi và cát tự nhiên với tỷ lệ 50-70% đá mi trong sản xuất bê tông xi măng làm mặt đường ô tô tại huyện Đơn Dương nhằm đảm bảo chất lượng và tiết kiệm chi phí. Thời gian triển khai: 1-2 năm. Chủ thể thực hiện: các doanh nghiệp khai thác và sản xuất vật liệu xây dựng.

2. Nâng cao công nghệ nghiền và phân loại đá mi để kiểm soát hàm lượng hạt mịn trong khoảng 5-10%, đảm bảo tính công tác và cường độ bê tông. Thời gian: 2 năm. Chủ thể: các nhà máy sản xuất đá mi và cơ quan quản lý địa phương.

3. Xây dựng quy trình bảo dưỡng bê tông nghiêm ngặt khi sử dụng đá mi, đặc biệt chú trọng giữ ẩm liên tục trong 7 ngày đầu để hạn chế độ co ngót và nứt nẻ. Thời gian áp dụng: ngay khi triển khai thi công. Chủ thể: nhà thầu thi công và giám sát công trình.

4. Khuyến khích nghiên cứu và ứng dụng phụ gia siêu dẻo để cải thiện tính công tác và giảm lượng nước trong hỗn hợp bê tông sử dụng đá mi, nâng cao chất lượng và tuổi thọ công trình. Thời gian: 3 năm. Chủ thể: viện nghiên cứu, trường đại học và doanh nghiệp vật liệu xây dựng.

5. Tăng cường tuyên truyền và đào tạo kỹ thuật cho các bên liên quan về lợi ích và kỹ thuật sử dụng đá mi trong xây dựng bê tông xi măng, góp phần nâng cao nhận thức và áp dụng rộng rãi. Thời gian: liên tục. Chủ thể: cơ quan quản lý nhà nước, trường đại học và các tổ chức chuyên ngành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách giao thông vận tải: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách sử dụng vật liệu thay thế cát tự nhiên, góp phần phát triển bền vững hạ tầng giao thông nông thôn.

2. Doanh nghiệp khai thác và sản xuất vật liệu xây dựng: Tham khảo để tối ưu hóa quy trình sản xuất đá mi, phối trộn bê tông xi măng phù hợp với điều kiện địa phương, nâng cao hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm.

3. Nhà thầu thi công công trình giao thông: Áp dụng các giải pháp kỹ thuật và quy trình bảo dưỡng bê tông sử dụng đá mi, đảm bảo chất lượng công trình và giảm chi phí vận chuyển vật liệu.

4. Các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành xây dựng: Là tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo về vật liệu xây dựng thay thế, phát triển công nghệ bê tông xi măng phù hợp với điều kiện Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

1. Đá mi có thể hoàn toàn thay thế cát tự nhiên trong bê tông xi măng không?
   Đá mi có thể thay thế một phần lớn cát tự nhiên (50-70%) trong bê tông xi măng mà vẫn đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật. Tuy nhiên, việc phối trộn với cát mịn tự nhiên giúp cải thiện tính chất bê tông và giảm chi phí.

2. Hàm lượng hạt mịn trong đá mi ảnh hưởng thế nào đến bê tông?
   Hàm lượng hạt mịn từ 5-10% giúp tăng cường độ và tính công tác của bê tông. Nếu vượt quá 10%, bê tông có thể bị tăng độ co ngót, giảm cường độ và khó thi công.

3. Quy trình bảo dưỡng bê tông sử dụng đá mi có khác gì so với bê tông cát tự nhiên?
   Bê tông sử dụng đá mi cần bảo dưỡng nghiêm ngặt hơn, đặc biệt giữ ẩm liên tục trong 7 ngày đầu để hạn chế nứt do co ngót và đảm bảo phát triển cường độ tối ưu.

4. Sử dụng đá mi có giúp giảm chi phí xây dựng không?
   Có, sử dụng đá mi tận dụng nguồn vật liệu địa phương giúp giảm chi phí vận chuyển và khai thác cát tự nhiên, đồng thời giảm tác động môi trường, nâng cao hiệu quả kinh tế.

5. Có thể sử dụng phụ gia để cải thiện bê tông đá mi không?
   Có, phụ gia siêu dẻo và các loại phụ gia giảm nước giúp cải thiện tính công tác, giảm lượng nước trộn, tăng cường độ và tuổi thọ bê tông sử dụng đá mi.

Kết luận

• Đá mi tại huyện Đơn Dương có trữ lượng lớn, chất lượng đá gốc cao, phù hợp để sản xuất bê tông xi măng thay thế cát tự nhiên.
• Hàm lượng hạt mịn trong đá mi từ 5-10% là tối ưu để đạt cường độ và tính công tác tốt cho bê tông.
• Bê tông sử dụng hỗn hợp đá mi và cát tự nhiên đạt cường độ nén 36 MPa, độ mài mòn ≤ 0.3 g/cm², đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mặt đường ô tô cấp I, II.
• Việc sử dụng đá mi góp phần giảm chi phí, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững hạ tầng giao thông địa phương.
• Khuyến nghị áp dụng phối trộn đá mi-cát, nâng cao công nghệ nghiền, quy trình bảo dưỡng và sử dụng phụ gia để tối ưu hóa chất lượng bê tông.

Các doanh nghiệp và cơ quan quản lý nên phối hợp triển khai nghiên cứu ứng dụng thực tế, đồng thời đào tạo kỹ thuật và hoàn thiện quy chuẩn sử dụng đá mi trong xây dựng đường bê tông xi măng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Kết cấu mặt đường bê tông xi măng và cấp phối cốt liệu cho bê tông xi măng làm đường. Chương 2 : Hiện trạng vật liệu dùng để chế tạo bê tông xi măng và nguồn đá mi trong huyện đơn dương, tỉnh lâm đồng Chương 3: Thực nghiệm bêtông xi măng sử dụng đá mi thay thế cát tự nhiên. Đánh giá và so sánh sản xuất bê tông xi măng bằng cát tự nhiên và bê tông xi măng sử dụng hỗn hợp đá mi và cát 4 CHƢƠNG 1: KẾT CẤU MẶT ĐƢỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG VÀ CẤP PHỐI CỐT LIỆU CHO BÊ TÔNG XI MĂNG LÀM ĐƢỜNG 1.1 Giới thiệu chung: Trong xây dựng cơ bản nói chung và xây dựng giao thông vận tải nói riêng. Bê tông xi măng trong xây dựng là vô cùng quan trọng, nó ảnh hưởng đến sự phát triển của xã hội.

Bê tông xi măng mang lại những công trình mang tính chất cốt lõi cho sự phát triển của xã hội. Từ rất lâu bê tông xi măng đã được sử dụng, nhưng quá trình nghiên cứu để tạo thành một hỗn hợp đạt chuẩn thì chưa được thực hiện tốt, gây ra nhiều nhược điểm cho BTXM. Khi đó, cuối thế kỷ XIX đầu thế kỷ XX việc sử dụng BTXM ngày càng có xu hướng gia tăng nên con người đã chú trọng đến việc nghiên cứu một hỗn hợp BTXM chuẩn, các thành phần tạo nên nó được nghiên cứu tỉ mỉ tạo thành một hỗn hợp có tỷ lệ thích hợp đạt được cường độ và nhu cầu mong muốn. Châu Âu là nơi mà các thành phần tiêu chuẩn kỹ thuật của BTXM ra đời, kể đến như Đức, Pháp, Nga.

Càng ngày sự phát triển về khoa học công nghệ, phát triển của xã hội cũng kéo theo sự phát triển của BTXM đạt đến tầm cao và hoàn mĩ hơn. Với ưu điểm vượt trội của mình. BTXM ngày càng ghi dấu ấn sâu về xây dựng cơ bản, đánh dấu những mốc công trình cho sự phát triển của đất nước. Việc phát triển của xã hội kéo theo sự phát triển của hệ thống giao thông.

Tuy bê tông nhựa cũng phát triển song hành nhưng gây ô nhiễm cao, mặt đường bê tông nhựa không chịu được nước cũng là điểm yếu để cho BTXM chiếm ưu thế. Ngay trên địa bàn xã Lạc Lâm của huyện Đơn Dương, khu vực đường quốc lộ 27 đi qua thường xuyên ngập úng nên đã sử dụng BTXM thay BT nhựa [2].1 Các nghiên cứu sử dụng cát tự nhiên để sản xuất bê tông xi măng dùng trong xây dựng ở trên thế giới Trên thế giới nhiều nước đã sử dụng rộng rãi các kết cấu áo đường bằng vật liệu bê tông xi măng từ nhiều năm nay. Hàng năm, những hội nghị tổng 5 kết phổ biến kinh nghiệm và những nghiên cứu phát triển mới về loại mặt đường bê tông xi măng của thế giới vẫn được duy trì thường niên và phạm vi áp dụng của mặt đường bê tông xi măng ngày càng được mở rộng. Năm 1859, đèn biển cảng Said, Ai Cập được xây dựng bằng bê tông cát biển và vôi.

Nếu trước khi dùng, cát sỏi biển được rửa bằng nước ngọt thì lượng muối sẽ giảm đi. Có thể dùng phương pháp trải mỏng lớp cát sỏi biển để ngoài trời để nước mưa rửa trôi chất muối trong cát sỏi biển. Đầu thế kỷ XX, nhà khoa học người Anh K.Newman giới thiệu một số vấn đề khai thác vật liệu biển (cát, sỏi biển) làm cốt liệu cho bê tông, đồng thời Hội bê tông xi măng nước Anh cũng đã ra thông báo một chuyên đề về vật liệu cát, sỏi khai thác ở biển. Năm 1956, Hội quốc gia về cát ở Mỹ đã ra thông báo về việc sử dụng cát biển để chế tạo bê tông.

Hàm lượng muối NaCl làm cho xi măng thuỷ hoá nhanh, nhiệt thuỷ hoá nhiều, nhưng nếu hàm lượng NaCl ít (0.5% khối lượng xi măng) thì không ảnh hưởng đến cường độ của bê tông, còn nếu lượng NaCl lớn hơn thì cường độ mô đun đàn hồi của bê tông giảm đi. Hội nghị khoa học ở Anh năm 1970 thì chưa khẳng định được ảnh hưởng của CaCl2 đối với bê tông, nhưng lưu ý đến ảnh hưởng của các loại muối clorua đối với các tấm tường mỏng nằm trong không khí. Các chuyên gia người Anh cho rằng có thể dùng cát biển và nước ngọt để trộn bê tông mà không gây ra trở ngại gì đáng kể, vì không làm thay đổi tính năng cơ lý và sức bền của bê tông. Tuy nhiên khi sử dụng cần lưu ý các vấn đề sau: + Không nên dùng cốt liệu biển để chế tạo bê tông dự ứng lực vì muối có khả năng làm han rỉ cốt thép và thép nhỏ dễ bị đứt.

+ Muối làm tăng rất nhanh tốc độ đông cứng của bê tông mà không cần phụ gia tăng nhanh cứng hóa vào bê tông. Năm 1964, ở Ấn Độ, trong tạp chí bê tông đã bàn về việc dùng cát biển và nước biển để chế tạo bê tông. Trong đó đã trích dẫn nhiều ý kiến khác nhau về việc sử dụng các vật liệu này và rút ra được một số kết luận chung. 6 Năm 1965, ở Liên Xô cũ, hai nhà khoa học F.

Glabkov đã công bố kết quả nghiên cứu dùng cát biển ở biển Đen để chế tạo bê tông thủy công. Đặc biệt đã nghiên cứu về ảnh hưởng của hàm lượng vỏ sò, hến trong cát biển đối với các tính chất của vữa và bê tông xi măng. Tuy nhiên theo tài liệu của Liên Xô cũ, vì cát biển lẫn tinh thể muối ăn không thể dùng được trong bê tông và nó ảnh hưởng xấu đến tính chất của bê tông, có khả năng gây ra xâm thực bê tông sau này. Đối với bê tông cốt thép thì cát biển càng tuyệt đối không được sử dụng vì chất muối có trong cát biển sẽ gây ra rỉ cốt thép.

Năm 1973, ở Hà Lan đã công bố tài liệu nghiên cứu dùng cát sỏi biển để chế tạo bê tông xi măng. Hiện nay các nước tiên tiến phát triển như Mỹ, Anh, Nhật đã đưa bê tông xi măng vào xây dựng phổ biến hạ tầng giao thông. Xem đây là một hướng phát triển xây dựng lâu dài.1 : Đường cao tốc bằng bê tông xi măng sử dụng cát tự nhiên tại California của Mỹ Các khu vực địa hình đi qua vùng nhiệt độ cao, vùng thường xuyên thay đổi khí hậu cũng được sử dụng đường bê tông xi măng nhiều hơn. Do tác động nhiệt lên đường bê tông nhựa nóng ảnh hưởng đến kết cấu mặt đường lớn hơn so với đường BTXM Tác động môi trường trong quá trình sản xuất bê tông nhựa nóng là khá 7 cao, nên việc xem xét hướng phát triển đường bê tông xi măng đang được quan tâm bởi các nước phát triển.2 Các nghiên cứu sử dụng cát tự nhiên để sản xuất bê tông xi măng dùng trong xây dựng ở Việt Nam Ở Việt Nam, việc ứng dụng bê tông xi măng để xây dựng mặt đường ô tô được bắt đầu từ thời Pháp thuộc.Từ những năm 1960-1961, việc nghiên cứu ứng dụng bê tông xi măng được tiến hành với quy mô ngày càng mở rộng; khởi xướng là bộ môn đường của Trường Đại học Bách khoa, sau đó có nhiều cơ quan khác nghiên cứu như Viện Khoa học– Công nghệ Giao thông Vận tải, Viện Thiết kế Giao thông, Trường Đại học Giao thông Vận tải, Trường Đại học Xây dựng, …Tới nay, mặt đường bê tông xi măng vẫn được các nhà nghiên cứu, các nhà quản lý quan tâm.

Hệ thống tiêu chuẩn ngày càng hoàn thiện và công nghệ xây dựng ngày càng phát triển đồng bộ và hiện đại [2]. Mặt đường bê tông xi măng cốt thép được xây dựng tại đường Hùng Vương, Hà Nội năm 1975. Trên quốc lộ 2 đoạn Thái Nguyên - Bắc Cạn xây dựng 30km đường bê tông xi măng vào năm 1984, đường Nguyễn Văn Cừ (Bắc cầu Chương Dương). Tiếp theo là trên Quốc lộ 1A với tổng chiều dài các đoạn khoảng 30km vào năm 1999 tại các đoạn ngập lụt.2: Hình ảnh xây dựng đường ô tô bằng bê tông xi măng 8 Trên tuyến quốc lộ 27 đi qua khu vực thường xuyên ngập úng như địa phận Xã Lạc Lâm huyện Đơn Dương cũng được thay thế từ đường bê tông nhựa nóng sang bê tông xi măng cốt thép sử dụng cát tự nhiên.

Đường Hồ Chí Minh nhánh phía Đông với chiều dài 86km, nhánh phía Tây với tổng chiều dài trên 300km. Quốc lộ 12A Quảng Bình với chiều dài 12km. Quốc lộ 70, đoạn thành phố Lào Cai. Loại mặt đường bê tông xi măng cốt thép liên tục lần đầu tiên được ứng dụng 1km tại Quốc lộ 12A Quảng Bình và sau đó khoảng 500m tại trạm thu phí cầu Bãi Cháy.

Đa số đường giao thông nông thôn ở các địa phương sử dụng mặt đường bê tông xi măng với kết cấu đơn giản, đáp ứng nhu cầu giao thông ở địa phương với tải trọng nhỏ và lưu lượng thấp. Kỹ thuật thi công đường bê tông xi măng khá đơn giản, nên được nhân rộng và phổ biến. Nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu về BTXM sử dụng cát tự nhiên và đã có kết quả nhất định như: “Nghiên cứu sử dụng cát biển và nước nhiễm mặn làm BTXM đã được PGS.TS Trần Tuấn Hiệp và các cộng sự thực hiện, “Bê tông cát đen” của Hoàng Phủ Lan, “Vật liệu xây dựng bằng cát Sông Hồng” của Vũ Linh, “Vấn đề sử dụng cát biển, đá biển và nước biển trong bê tông” của Võ Thới Trung, “Nghiên cứu ứng dụng mặt đường bê tông xi măng ở Việt Nam trong điều kiện hiện nay” của PGS.Nguyễn Hữu Trí, ThS. LêAnh Tuấn, PGS.Vũ Đức Chính ….

Ở Việt Nam cũng đã có nhiều quá trình Nghiên cứu về cát tự nhiên để sản xuất đường bê tông xi măng. Đặc biệt là nghiên cứu về cát biển trong sản xuất bê tông xi măng, tuy nhiên cát biển đều chưa vượt quá phạm vi cho phép của quy phạm Việt Nam. Trong thời gian qua, có nhiều nghiên cứu về sử dụng cát mịn, cát biển để chế tạo bê tông xi măng ở một số địa phương như: Vũng Tàu, Bình Thuận, Ninh Thuận, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Lăng Cô - Đà Nẵng, Quảng Bình, Quảng Trị, Quảng Ninh và nước nhiễm mặn ở cửa sông Sài Gòn, cụ thể: 9 +) Nghiên cứu sử dụng cát biển và nước nhiễm mặn làm BTXM đã được PGS.TS Trần Tuấn Hiệp và các cộng sự nghiên cứu lâu dài ở suốt 13 tỉnh thành dọc bờ biển Việt Nam từ năm 1996 đến nay và đã thu được những kết quả quan trọng. Cát biển Vũng Tàu, Bình Thuận là cát mịn có mô đun độ lớn bằng 0.131, cát ở đây khá sạch, hàm lượng bụi bẩn, sét thấp: < 0.67%, hàm lượng mi ca nhỏ 0.255%; tổng lượng muối khoảng 0.