Nghiên cứu ứng dụng xỉ thép khu vực Bà Rịa - Vũng Tàu trong xây dựng đường ô tô

• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Quang Phúc
• Trường học: Trường Đại học Giao thông Vận tải
• Chuyên ngành: Công trình
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Xỉ Thép Trong Xây Dựng Đường Ô Tô Tại Bà Rịa - Vũng Tàu
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Đặt vấn đề nghiên cứu
• 0.2. Mục đích nghiên cứu
• 0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 0.5. Cấu trúc của đề tài
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XỈ THÉP VÀ SỬ DỤNG XỈ THÉP TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ
• 1.1. Khái niệm về xỉ thép
• 1.2. Quá trình hình thành xỉ thép
• 1.3. Hiện trạng công nghệ ngành thép tại Việt Nam
• 1.4. Công nghệ xử lý xỉ thép
• 1.5. Các kết quả nghiên cứu về xỉ thép ở nước ngoài
• 1.6. Tính chất hóa học
• 1.7. Các nghiên cứu sử dụng xỉ thép làm kết cấu móng đường ô tô ở nước ngoài
• 1.8. Các kết quả nghiên cứu về xỉ thép ở trong nước
• 1.9. Những vấn đề tồn tại luận án cần giải quyết
• 1.10. Mục tiêu và nội dung của đề tài nghiên cứu
• 1.11. Phương pháp nghiên cứu
• 1.12. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ, HÓA CỦA XỈ THÉP SAU KHI TÁI CHẾ
• 2.1. Phân tích, đánh giá thực trạng về xỉ thép tại các nhà máy sản xuất thép ở khu vực Bà Rịa Vũng Tàu
• 2.2. Về tình hình sản xuất thép ở khu vực Bà Rịa Vũng Tàu
• 2.3. Các khó khăn trong việc xử lý chất thải rắn tạo ra từ các nhà máy sản xuất thép ở khu vực Bà Rịa Vũng Tàu
• 2.4. Những vấn đề tồn tại từ việc ứng xử, sử dụng xỉ thép
• 2.5. Nghiên cứu về các đặc tính của xỉ thép tại các nhà máy sản xuất thép ở khu vực Bà Rịa Vũng Tàu
• 2.6. Trình tự phân tích thống kê xử lý số liệu quy hoạch thực nghiệm
• 2.7. Các chỉ tiêu của xỉ thép được nghiên cứu
• 2.8. Kết quả thí nghiệm
• 2.9. Phân tích, đánh giá, nhận xét các kết quả thí nghiệm
• 2.10. Phân tích thống kê kết quả thí nghiệm
• 2.11. Nhận xét kết quả thiết kế thí nghiệm
• 2.12. So sánh, đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của xỉ thép với cấp phối đá dăm làm móng đường
• 2.13. Nhận xét, đánh giá thành phần hóa học của xỉ thép
• 2.14. Nhận xét, đánh giá về ảnh hưởng đến môi trường của xỉ thép
• 2.15. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT XỈ THÉP GIA CỐ XI MĂNG LÀM MÓNG ĐƯỜNG Ô TÔ
• 3.1. Nghiên cứu cơ sở khoa học sử dụng vật liệu xây dựng mặt đường
• 3.2. Khái niệm chung về gia cố vật liệu
• 3.3. Sự hình thành cường độ của các lớp vật liệu gia cố xi măng
• 3.4. Cơ sở lý thuyết và tính toán thành phần phối hợp giữa các loại vật liệu
• 3.5. Vật liệu dùng trong các giải pháp gia cố
• 3.6. Phương pháp tính toán lựa chọn tỷ lệ phối trộn để cải thiện đường cấp phối hạt của xỉ thép
• 3.7. Lựa chọn tỷ lệ phối hợp giữa xỉ thép và cát mịn
• 3.8. Lựa chọn tỷ lệ phối hợp giữa xỉ thép và đá mi
• 3.9. Thực nghiệm trong phòng các giải pháp xỉ thép gia cố xi măng, xỉ thép phối trộn cát mịn hoặc đá mi gia cố xi măng
• 3.9.1. Phương pháp tạo mẫu thí nghiệm
• 3.9.2. Các thí nghiệm thực hiện trong phòng
• 3.9.3. Phân tích kết quả thí nghiệm xỉ thép gia cố xi măng
• 3.9.4. Phân tích kết quả thí nghiệm xỉ thép/cát mịn (tỷ lệ 80/20) + gia cố xi măng
• 3.9.5. Phân tích kết quả thí nghiệm xỉ thép/ đá mi (tỷ lệ 70/30) + gia cố xi măng
• 3.9.6. Phân tích, so sánh các giải pháp sử dụng xỉ thép gia cố xi măng
• 3.10. Nhận xét, kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG SỬ DỤNG XỈ THÉP LÀM LỚP MÓNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ SỬ DỤNG XỈ THÉP
• 4.1. Nghiên cứu thực nghiệm hiện trường đoạn đường thử nghiệm
• 4.2. Các thông tin chung về đoạn thử nghiệm
• 4.3. Thiết kế đoạn thử nghiệm
• 4.4. Thi công đoạn thử nghiệm
• 4.5. Nội dung thí nghiệm kiểm tra đoạn thử
• 4.6. Kết quả thí nghiệm kiểm tra đoạn thử nghiệm
• 4.7. Xử lý, đánh giá kết quả thí nghiệm kiểm tra đoạn thử nghiệm
• 4.8. Đánh giá nhận xét
• 4.9. Đề xuất các kết cấu mặt đường sử dụng xỉ thép
• 4.9.1. Nguyên tắc đề xuất kết cấu mặt đường
• 4.9.2. Phạm vi áp dụng kết cấu mặt đường
• 4.9.3. Lựa chọn phương pháp thiết kế kết cấu mặt đường
• 4.9.4. Thông số về vật liệu
• 4.9.5. Đề xuất các kết cấu mặt đường
• 4.9.6. Tính toán kết cấu mặt đường
• 4.10. Công nghệ thi công, khai thác kết cấu mặt đường sử dụng vật liệu xỉ thép
• 4.11. Nhận xét, kết luận Chương 4
• PHỤ LỤC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về xỉ thép và ứng dụng xỉ thép

Xỉ thép là sản phẩm phụ từ quá trình luyện thép, được hình thành khi tách thép nóng chảy từ các hợp chất trong lò luyện. Xỉ thép không chỉ là chất thải mà còn được coi là vật liệu có giá trị trong xây dựng. Việc ứng dụng xỉ thép trong xây dựng đường ô tô tại Bà Rịa - Vũng Tàu không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tiết kiệm chi phí vật liệu. Theo thống kê, lượng xỉ thép thải ra từ các nhà máy thép ở khu vực này ước tính khoảng 0,3 - 0,5 triệu tấn/năm. Nếu không có giải pháp tái sử dụng, việc lưu trữ sẽ gây tốn kém và lãng phí quỹ đất. Do đó, việc nghiên cứu và ứng dụng xỉ thép trong xây dựng đường ô tô là cần thiết và cấp bách.

1.1 Khái niệm về xỉ thép

Xỉ thép được hình thành từ quá trình luyện thép, là sản phẩm phụ của quá trình này. Xỉ thép có cấu trúc hóa học phức tạp, bao gồm các silicates và oxides. Trước đây, xỉ thép được xem như chất thải rắn, nhưng hiện nay đã được công nhận là sản phẩm có thể tái sử dụng trong xây dựng. Việc tái chế xỉ thép không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn vật liệu xây dựng giá rẻ và bền vững.

1.2 Hiện trạng công nghệ ngành thép tại Việt Nam

Ngành thép Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, với nhiều nhà máy luyện thép hiện đại. Tuy nhiên, việc xử lý xỉ thép vẫn còn nhiều hạn chế. Công nghệ xử lý xỉ thép chưa được áp dụng rộng rãi, dẫn đến việc lãng phí nguồn tài nguyên này. Các nghiên cứu về công nghệ xử lý xỉ thép cần được đẩy mạnh để tối ưu hóa việc sử dụng xỉ thép trong xây dựng, đặc biệt là trong các công trình giao thông như đường ô tô.

II. Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý hóa của xỉ thép sau khi tái chế

Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý và hóa của xỉ thép sau khi tái chế là rất quan trọng để đánh giá khả năng ứng dụng của nó trong xây dựng. Các chỉ tiêu này bao gồm cường độ chịu nén, độ bền kéo, và tính ổn định của xỉ thép khi sử dụng làm vật liệu xây dựng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, xỉ thép có thể đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật tương đương với đá dăm, từ đó khẳng định khả năng thay thế của nó trong các lớp móng đường ô tô. Việc tái chế xỉ thép không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

2.1 Phân tích chỉ tiêu cơ lý của xỉ thép

Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng, xỉ thép có cường độ chịu nén cao, đạt tiêu chuẩn cho vật liệu làm móng đường. Việc so sánh các chỉ tiêu cơ lý của xỉ thép với đá dăm cho thấy xỉ thép có thể được sử dụng như một vật liệu thay thế hiệu quả. Điều này mở ra cơ hội mới cho việc ứng dụng xỉ thép trong xây dựng, đặc biệt là trong các công trình giao thông.

2.2 Tác động môi trường của xỉ thép

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc sử dụng xỉ thép trong xây dựng có tác động tích cực đến môi trường. Xỉ thép không chứa các chất độc hại, và việc tái chế nó giúp giảm thiểu lượng chất thải rắn. Điều này phù hợp với các chính sách bảo vệ môi trường hiện nay, khuyến khích việc tái chế xỉ thép để giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.

III. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm xác định các chỉ tiêu kỹ thuật xỉ thép gia cố xi măng làm móng đường ô tô

Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về xỉ thép gia cố xi măng cho thấy khả năng cải thiện các chỉ tiêu kỹ thuật của xỉ thép. Việc gia cố xi măng giúp tăng cường độ bền và tính ổn định của xỉ thép, từ đó nâng cao khả năng ứng dụng của nó trong xây dựng đường ô tô. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng, tỷ lệ gia cố hợp lý từ 4-6% xi măng theo khối lượng hỗn hợp là tối ưu. Điều này không chỉ giúp cải thiện chất lượng vật liệu mà còn tiết kiệm chi phí cho các công trình xây dựng.

3.1 Phương pháp thí nghiệm

Các phương pháp thí nghiệm được áp dụng để xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của xỉ thép gia cố xi măng. Các mẫu thử nghiệm được chuẩn bị và kiểm tra theo tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Kết quả cho thấy, xỉ thép gia cố xi măng có khả năng chịu lực tốt, đáp ứng yêu cầu cho vật liệu làm móng đường ô tô.

3.2 Kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm cho thấy, xỉ thép gia cố xi măng có cường độ chịu nén cao hơn so với xỉ thép không gia cố. Điều này chứng tỏ rằng, việc gia cố xi măng là một giải pháp hiệu quả để nâng cao chất lượng vật liệu. Việc ứng dụng xỉ thép gia cố xi măng trong xây dựng đường ô tô sẽ góp phần tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường.

IV. Nghiên cứu thực nghiệm hiện trường sử dụng xỉ thép làm lớp móng và đề xuất các kết cấu mặt đường ô tô sử dụng xỉ thép

Nghiên cứu thực nghiệm hiện trường cho thấy, việc sử dụng xỉ thép làm lớp móng đường ô tô mang lại nhiều lợi ích. Các đoạn đường thử nghiệm được thi công với xỉ thép cho thấy khả năng chịu tải tốt và độ bền cao. Kết quả này khẳng định tính khả thi của việc ứng dụng xỉ thép trong xây dựng đường ô tô tại Bà Rịa - Vũng Tàu. Đề xuất các kết cấu mặt đường sử dụng xỉ thép sẽ giúp tối ưu hóa chi phí và nâng cao chất lượng công trình.

4.1 Thiết kế đoạn thử nghiệm

Đoạn đường thử nghiệm được thiết kế với các lớp móng sử dụng xỉ thép. Các thông số kỹ thuật được xác định dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành. Việc thiết kế này nhằm đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của việc sử dụng xỉ thép trong xây dựng đường ô tô.

4.2 Kết quả đánh giá

Kết quả đánh giá cho thấy, đoạn đường sử dụng xỉ thép có độ bền cao và khả năng chịu tải tốt. Việc đề xuất các kết cấu mặt đường sử dụng xỉ thép không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Điều này khẳng định vai trò quan trọng của xỉ thép trong xây dựng đường ô tô tại khu vực Bà Rịa - Vũng Tàu.