Nghiên cứu ứng dụng xỉ thép trong sản xuất bê tông đầm lăn cho mặt đường ô tô tại Bà Rịa

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG BÊ TÔNG ĐẦM LĂN, VẬT LIỆU XỈ THÉP DÙNG TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ

1.1. Kế hoạch phát triển hệ thống đường bộ đường giao thông giai đoạn 2015 – 2020 tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

1.2. Giới thiệu Bê tông đầm lăn

1.3. Phạm vi ứng dụng

1.4. So sánh ưu, nhược điểm với bê tông xi măng truyền thống

1.5. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng Bê tông đầm lăn trên thế giới và tại Việt Nam

1.5.1. Trên thế giới

1.5.2. Khả năng ứng dụng của BTĐL trong xây dựng kết cấu áo đường ô tô ở Việt Nam

1.6. Giới thiệu về xỉ thép

1.7. Nghiên cứu thành phần hóa học của xỉ thép

1.8. Nghiên cứu thành phần khoáng vật của xỉ thép

1.9. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xỉ thép trong xây dựng mặt đường giao thông trên thế giới và tại Việt Nam

1.9.1. Trên thế giới

1.9.2. Tại Việt Nam

1.10. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT, VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ BÊ TÔNG ĐẦM LĂN

2.1. Một số lý thuyết thành phần hạt của cốt liệu trong bê tông

2.1.1. Lý thuyết cấp phối lý tưởng của Fuller-Thompsom

2.1.2. Lý thuyết cấp phối hạt của Talbol

2.1.3. Lý thuyết cấp phối cốt liệu lý tưởng

2.2. Thành phần vật liệu yêu cầu chế tạo BTĐL

2.2.1. Cốt liệu lớn

2.2.2. Cốt liệu nhỏ

2.2.3. Phụ gia khoáng

2.2.4. Phụ gia hóa học

2.3. Chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu cho BTĐL

2.3.1. Thí nghiệm xác định độ cứng Vebe

2.3.2. Thí nghiệm xác định cường độ nén

2.3.3. Thí nghiệm cường độ chịu kéo khi uốn

2.3.4. Thí nghiệm cường độ kéo khi ép chẻ

2.3.5. Thí nghiệm mô đun đàn hồi khi nén tĩnh

2.4. Phương pháp thiết kế cấp phối BTĐL

2.4.1. Phương pháp thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn theo Hiệp hội quân sự Mỹ USACE

2.4.2. Phương pháp thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn của Bộ xây dựng Nhật Bản

2.4.3. Phương pháp thiết kế cấp phối bê tông đầm lăn theo ACI

2.5. Một số nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng của BTĐL

2.5.1. Ảnh hưởng của thành phần hạt cốt liệu

2.5.2. Ảnh hưởng của phụ gia hoạt tính và phụ gia hóa dẻo

2.6. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG XỈ THÉP CHO BÊ TÔNG ĐẦM LĂN TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ Ở BÀ RỊA – VŨNG TÀU

3.1. Cơ sở lý thuyết tính toán

3.1.1. Thí nghiệm xác định chỉ tiêu kỹ thuật của xi măng

3.1.2. Thí nghiệm xác định chỉ tiêu kỹ thuật của cát tự nhiên

3.1.3. Thí nghiệm xác định chỉ tiêu kỹ thuật của đá 0x5mm

3.1.4. Thí nghiệm xác định chỉ tiêu kỹ thuật của đá 5x10mm

3.1.5. Thí nghiệm xác định chỉ tiêu kỹ thuật của xỉ thép

3.2. Thiết kế cấp phối cốt liệu sử dụng cho BTĐL

3.2.1. Thông số đầu vào

3.2.2. Tính toán thành phần Bê tông đầm lăn theo Quyết định 778/1998/BXD

3.3. Chế tạo mẫu BTĐL

3.3.1. Phối trộn thành phần cốt liệu

3.3.2. Công tác chế tạo mẫu BTĐL

3.4. Kết quả thực nghiệm

3.4.1. Cường độ chịu kéo uốn (Ru)

3.4.2. Cường độ ép chẻ (Rech)

3.4.3. Mô đun đàn hồi (E)

3.4.4. Mối tương quan giữa cường độ chịu nén và cường độ chịu uốn

3.4.5. Mối tương quan giữa cường độ chịu nén và cường độ ép chẻ

3.4.6. Mối tương quan giữa cường độ chịu nén và mô đun đàn hồi

3.5. Cơ sở lựa chọn và đề xuất kết cấu áo đường ô tô sử dụng BTĐL

3.5.1. Các căn cứ đề xuất kết cấu áo đường dùng BTĐL

3.5.2. Đề xuất kết cấu mặt đường dùng bê tông đầm lăn

3.6. Hiệu quả kinh tế khi sử dụng xỉ thép sản xuất BTĐL làm mặt đường

3.7. Công nghệ thi công mặt đường BTĐL sử dụng xỉ thép trong xây dựng mặt đường ô tô tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

3.7.1. Một số thiết bị và yêu cầu trong sản xuất và thi công BTĐL

3.8. Kết luận chương 3

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về xỉ thép và bê tông đầm lăn

Xỉ thép là phế thải từ ngành luyện kim, có thành phần khoáng vật tương tự xi măng. Việc tái chế xỉ thép trong sản xuất bê tông giúp giảm ô nhiễm môi trường và tiết kiệm tài nguyên. Bê tông đầm lăn (BTĐL) là loại bê tông khô, được đầm chặt bằng máy lu rung, phù hợp cho các công trình lớn như mặt đường ô tô và đập thủy điện. BTĐL sử dụng ít xi măng hơn so với bê tông truyền thống, giảm chi phí và tăng tốc độ thi công.

1.1. Ứng dụng xỉ thép trong sản xuất bê tông

Xỉ thép được nghiên cứu để thay thế cốt liệu trong bê tông đầm lăn. Thành phần hóa học và khoáng vật của xỉ thép tương tự xi măng, giúp tăng cường độ và tuổi thọ của bê tông. Tại Bà Rịa - Vũng Tàu, lượng xỉ thép phát sinh từ các nhà máy luyện thép lên đến 451,000 tấn/năm. Việc tái sử dụng xỉ thép không chỉ giảm chi phí xây dựng mà còn hạn chế ô nhiễm môi trường.

1.2. Bê tông đầm lăn trong xây dựng mặt đường

BTĐL được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng mặt đường ô tô nhờ khả năng thi công nhanh và tiết kiệm vật liệu. So với bê tông truyền thống, BTĐL giảm lượng xi măng, giảm nhiệt thủy hóa, và hạn chế nứt nẻ. Công nghệ này phù hợp với các dự án lớn như đường giao thông và công trình giao thông tại Bà Rịa - Vũng Tàu.

II. Nghiên cứu ứng dụng và kỹ thuật xây dựng

Nghiên cứu tập trung vào việc thiết kế thành phần BTĐL sử dụng xỉ thép, đánh giá các chỉ tiêu cơ lý và hiệu quả kinh tế. Phương pháp kết hợp lý thuyết và thực nghiệm được áp dụng để xác định thành phần tối ưu. Kết quả cho thấy BTĐL sử dụng xỉ thép đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật và giảm chi phí xây dựng.

2.1. Thiết kế cấp phối và vật liệu chế tạo

Thành phần BTĐL bao gồm cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ, phụ gia khoáng và xỉ thép. Các chỉ tiêu kỹ thuật như độ cứng Vebe, cường độ nén, và mô đun đàn hồi được đánh giá. Phương pháp thiết kế cấp phối theo tiêu chuẩn Mỹ (USACE) và Nhật Bản được áp dụng để đảm bảo chất lượng BTĐL.

2.2. Thực nghiệm và đánh giá hiệu quả

Các thí nghiệm thực nghiệm được tiến hành để xác định cường độ chịu nén, cường độ kéo uốn và mô đun đàn hồi của BTĐL. Kết quả cho thấy BTĐL sử dụng xỉ thép đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật và giảm chi phí vật liệu. Hiệu quả kinh tế được đánh giá thông qua so sánh chi phí với bê tông truyền thống.

III. Ứng dụng thực tế tại Bà Rịa Vũng Tàu

Nghiên cứu đề xuất sử dụng BTĐL sử dụng xỉ thép trong xây dựng mặt đường ô tô tại Bà Rịa - Vũng Tàu. Công nghệ này giúp giảm chi phí, tăng tốc độ thi công và hạn chế ô nhiễm môi trường. Các dự án đường giao thông tại địa bàn tỉnh được đề xuất áp dụng công nghệ này để nâng cao hiệu quả kinh tế và kỹ thuật.

3.1. Đề xuất kết cấu mặt đường

Nghiên cứu đề xuất kết cấu mặt đường ô tô sử dụng BTĐL với thành phần tối ưu. Các căn cứ đề xuất bao gồm đặc điểm địa chất, tải trọng giao thông và điều kiện khí hậu tại Bà Rịa - Vũng Tàu. Kết cấu này đảm bảo độ bền và tuổi thọ công trình.

3.2. Hiệu quả kinh tế và công nghệ thi công

Sử dụng BTĐL sử dụng xỉ thép giúp giảm chi phí vật liệu và tăng tốc độ thi công. Công nghệ thi công bao gồm sử dụng máy lu rung và băng tải để vận chuyển bê tông. Hiệu quả kinh tế được đánh giá thông qua so sánh chi phí với các phương pháp truyền thống.

Nghiên cứu ứng dụng xỉ thép trong sản xuất bê tông đầm lăn cho mặt đường ô tô tại tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu