Nghiên cứu sử dụng cát biển Bình Thuận và Vũng Tàu làm bê tông xi măng trong xây dựng đường ô-tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
***




LÊ VĂN BÁCH


NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT BIỂN
BÌNH THUẬN VÀ VŨNG TÀU LÀM BÊ
TÔNG XI MĂNG
TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô-TÔ




CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG
ĐƯỜNG Ô TÔ
VÀ ĐƯỜNG THÀNH
PHỐ
MÃ SỐ: 2 - 15 - 08

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT




TP HO
À
CHÍ MIN
H
-
2006

Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Đường bộ, Khoa
Công Trình, Trường Đại học Giao Thông Vận Tải Hà Nội.


Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS TRẦN TUẤN HIỆP, Đại học Giao Thông Vận Tải.
TS. NGUYỄN MẠNH HÙNG, Phân viện KHCN GTVT.


Phản biện 1: GS.TS. Đỗ Bá Chương , Tr−êng §¹i häc XD.

Phản biện 2: GS.TS. Nguyễn Xu©n Đào, Héi CÇu ®−êng VN.


Phản biện 3: TS. Do·n Minh T©m, ViƯn KHCN GTVT.



Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp nhà
nước. Họp tại Trường Đại học Giao Thông Vận Tải Hà Nội.
Vào hồi 8 giờ 00, ngày 20 tháng 9 năm 2006.



Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện Quốc Gia, thư viện Trường
Đại học Giao Thông Vận Tải Hà Nội, thư viện Trường Đại học
Giao Thông Vận Tải Cơ sở II TP. Hồ Chí Minh.
CÔNG TRÌNH CÔNG BO
Á
CỦA TÁC GIẢ

1. Trần Tuấn Hiệp, Võ Xuân Lý, Lê Văn Bách (2000), Nghiên
cứu sử dụng vật liệu đòa phương vùng đồng bằng Nam Bộ làm bê
tông xi măng, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ.
2. Lê Văn Bách (2001), Nghiên cứu sử dụng cát đỏ bờ biển
Bình Thuận làm bê tông xi măng móng mặt đường ô tô, Đề tài
nghiên cứu khoa học cấp Trường.
3. Trần Tuấn Hiệp, Võ Xuân Lý, Lê Văn Bách (2002), Nghiên
cứu sử dụng cát biển và nước nhiễm mặn làm bê tông xi măng
trong xây dựng đường ô tô và công trình phòng hộ ben biển vùng

đồng bằng Nam Bộ, Tạp chí Giao thông Vận tải, Số tháng 6/2002.
4. Lê Văn Bách (2005), Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý của bê
tông xi măng dùng cát biển Vũng Tàu có sử dụng các chất phụ
gia, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Trường.
5. Lê Văn Bách (2005), Bước đầu nghiên cứu sử dụng cát biển
Nam Bộ làm bê tông xi măng, Tạp chí Khoa học Giao thông Vận
tải số 11 tháng 6/2005.
6. Lê Văn Bách (2005), Một số biện pháp cải thiện các đặc tính
kỹ thuật của bê tông xi măng dùng cát biển Nam Bộ, Tạp chí
Khoa học Giao thông Vận tải số 12 tháng 11/2005.
7. Lê Văn Bách (2005), Cấu trúc của bê tông xi măng dùng cát
biển Nam Bộ, Tạp chí Khoa học Giao thông Vận tải số 12 tháng
11/2005.

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Ở nước ta, trước kia cũng như hiện nay phần lớn chỉ dùng cát
vàng (là cát hạt trung hoặc hạt lớn) để chế tạo bê tông xi măng,
nhưng nguồn cát vàng chỉ có ở một số nơi trên các sông suối, nên vấn
đề khai thác và vận chuyển cát vàng từ những nơi đó đến chân công
trình là rất khó khăn và tốn kém. Trong khi đó, cát mòn sông, biển lại
có hầu hết ở các nơi, trữ lượng vô tận nên việc nghiên cứu sử dụng
cát mòn thay cát vàng để chế tạo bê tông xi măng có ý nghóa rất lớn
trong vấn đề giảm giá thành xây dựng, đảm bảo tốc độ thi công, giảm

khó khăn trong khâu khai thác và vận chuyển đối với các miền vùng
sâu, vùng xa; không làm cạn kiệt tài nguyên môi trường.
2. Mục đích nghiên cứu
Trong quá trình phát triển cơ sở hạ tầng giao thông vận tải
Việt Nam, việc phát triển hệ thống đường sá vùng đồng bằng Nam bộ
và Nam Trung bộ đã và đang đặt ra những yêu cầu cấp thiết do đặc
thù đòa lý khu vực rất khan hiếm các vật liệu đạt yêu cầu quy chuẩn
về xây dựng đường ô tô như cát, đá, sỏi,
Thực tế xây dựng đường cho thấy rằng ở các vùng trũng, chòu
ảnh hưởng nhiều của nước ngập thì dùng bê tông xi măng để xây
dựng móng mặt đường là một giải pháp kỹ thuật có hiệu quả.
Mục đích nghiên cứu của đề tài là làm sao có thể sử dụng cát
biển Bình Thuận và Vũng Tàu làm bê tông xi măng trong xây dựng
đường ô tô để hạ giá thành xây dựng của công trình.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu của luận án là nghiên cứu các chỉ tiêu
cơ lý của cát biển Vũng Tàu và Bình Thuận, sự ứng dụng loại cát này
để chế tạo bê tông xi măng không cốt thép dùng trong xây dựng
đường ô tô.
- Luận án cũng chỉ hạn chế nghiên cứu sử dụng cát biển Vũng
Tàu và Bình Thuận để chế tạo bê tông xi măng không có cốt thép
dùng trong đường ô tô (chủ yếu dùng làm lớp móng của mặt đường),
vì việc han gỉ và ăn mòn cốt thép trong bê tông sử dụng cát biển là
không thể tránh khỏi.
Trong đó: R
ku
– Cường độ chòu kéo khi uốn của bê tông xi măng,
kG/cm
2
; R

n
– Cường độ kháng nén của bê tông xi măng, kG/cm
2
;
2.6 Một số kết luận về các chỉ tiêu khai thác của bê tông xi
măng dùng cát biển Bình Thuận và Vũng Tàu: mô đun đàn hồi khi
nén tónh của bê tông xi măng dùng cát biển Bình Thuận và Vũng
Tàu đạt được từ 90,3 – 93,7% so với bê tông xi măng dùng cát thông
thường, độ mài mòn của bê tông xi măng dùng cát biển Bình Thuận
và Vũng Tàu lớn hơn của bê tông xi măng dùng cát vàng thông
thường từ 12-13%, độ không xuyên nước của bê tông xi măng dùng
cát biển Bình Thuận và Vũng Tàu lớn hơn của bê tông xi măng dùng
cát vàng thông thường từ 10,7-11,2%.
2.7 Về mặt hiệu quả kinh tế, bê tông xi măng dùng cát biển
Bình Thuận và Vũng Tàu rẻ hơn bê tông xi măng dùng cát vàng
thông thường là 19.330đ/m
3
.
Kiến nghò
Có thể sử dụng cát biển Bình Thuận và Vũng Tàu để chế tạo
bê tông xi măng dùng trong xây dựng đường ô tô, làm giảm giá
thành xây dựng một cách đáng kể, tận dụng được nguồn vật liệu xây
dựng vô tận ở đòa phương, làm phong phú thêm các loại vật liệu xây
dựng hiện nay.
Hợp lý nhất là có thể dùng cát mòn biển Nam Bộ để chế tạo
bê tông xi măng dùng trong xây dựng lớp móng mặt đường cấp cao
và lớp mặt của mặt đường ô tô cấp thấp, mặt đường của đường nông
thôn cho tỉnh Bình Thuận và tỉnh Bà Ròa Vũng Tàu.
Dự kiến hướng nghiên cứu tiếp theo của đề tài
Trong thời gian tới, cần tiếp tục nghiên cứu một số các chỉ

tiêu có liên qua tới thiết kế mặt đường bê tông xi măng dùng cát
biển Bình Thuận và Vũng Tàu như:
- Đánh giá mức độ giảm cường độ theo thời gian dưới tác
dụng của tải trọng xe chạy (tải trọng trùng phục) cũng như ảnh
hưởng của sự thay đổi nhiệt độ.
- Đánh giá mức độ giản nở và co ngót của bê tông xi măng
dùng cát biển khi nhiệt độ thay đổi.
- Hiện tượng từ biến trong bê tông xi măng dùng cát biển.

- 24 -
- 1 -

4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thống kê: thông qua việc thu thập tài liệu, số
liệu từ các kết quả của các công trình nghiên cứu trong và ngoài
nước, tiến hành tổng hợp, phân tích tài liệu, đề xuất các giải pháp sử
dụng cát biển để chế tạo bê tông xi măng trong xây dựng đường ô tô.
- Nghiên cứu lý thuyết nhằm có một cái nhìn tổng quan về sự
thành tạo và biến đổi của vật liệu cát mòn biển để chế tạo bê tông xi
măng trên thế giới và trong khu vực.
- Nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác đònh tính chất vật liệu
của hỗn hợp bê tông, tính chất bê tông xi măng, trong khi thực
nghiệm có dùng phương pháp đối chứng để so sánh một số chỉ tiêu
của bê tông xi măng dùng cát mòn biển và bê tông xi măng dùng cát
vàng thông thường.

5. Ý nghóa khoa học của luận án
Ý nghóa khoa học của luận án là nghiên cứu cơ sở lý luận và
tính hiệu quả để sử dụng vật liệu đòa phương, góp phần làm đa dạng
và phong phú các loại vật liệu dùng để chế tạo bê tông xi măng
không cốt thép dùng trong xây dựng dân dụng và cầu đường.
6. Ý nghóa thực tiễn của luận án
Ý nghóa thực tiễn của luận án là kết quả nghiên cứu đáp ứng
yêu cầu cấp bách của xã hội hiện đang cần nhiều vật liệu xây dựng,
đặc biệt là vùng đồng bằng Nam bộ nơi khan hiếm vật liệu xây dựng.
Kết quả của luận án có thể ứng dụng ngay để hạ giá thành xây lắp
của công trình một cách đáng kể và mang lại hiệu quả kinh tế cao.
7. Những đóng góp mới của luận án
Trong khuôn khổ luận án này chỉ đặt vấn đề nghiên cứu một số
nội dung chủ yếu mà theo tổng kết trên thế giới cũng như trong nước
chưa có tác giả nào đặt vấn đề, hoặc nghiên cứu chưa sâu, đó là:
- Nghiên cứu sử dụng vật liệu cát mòn ở bờ biển Bình Thuận
và Vũng Tàu để chế tạo bê tông xi măng trong phòng thí nghiệm.
- Giải thích cơ chế hình thành cường độ của bê tông xi măng
cát biển về vật lý, hóa học, thành phần khoáng.
- Nghiên cứu và phân tích cấu trúc của bê tông xi măng dùng
cát biển và đối chứng với bê tông xi dùng cát vàng thông thường.

KE
Á
T LUẬN VÀ KIE
Á
N NGHỊ
Kết luận
1. Về cát biển Bình Thuận và Vũng Tàu:
1.1 Mô đun độ lớn của cát biển Vũng Tàu và Bình Thuận

(gần bằng 1) là khá nhỏ so với cát vàng (2,514).
1.2 Vì cát biển được lấy ở các cồn cát cách xa bờ và do mưa
lâu ngày rửa sạch nên hàm lượng muối trong cát biển là khá nhỏ
(khoảng 0,01%).
2. Về bê tông xi măng dùng cát biển:
2.1 Nếu dùng cát biển khai thác tự nhiên có hàm lượng muối
NaCl khoảng 0.01% tại các cồn cát ở Bình Thuận và Vũng Tàu để
làm bê tông xi măng thì cường độ kháng nén và cường độ chòu kéo
khi uốn của nó đạt được từ 90 – 92% so với bê tông xi măng dùng
cát vàng thông thường.
2.2 Khi tăng khoảng 8 - 10% xi măng cho bê tông dùng cát
Bình Thuận và Vũng Tàu thì cường độ kháng nén của bê tông này sẽ
tương đương với cường độ kháng nén của bê tông dùng cát vàng
thông thường. Tuy nhiên, giá thành sau cùng của bê tông xi măng
cát biển vẫn rẻ hơn bê tông xi măng cát vàng là 19.330đ/m
3
.
2.3 Khi dùng xi măng bền sunfat để chế tạo bê tông xi măng
cát biển sẽ cải thiện được cường độ sau cùng của bê tông (tăng lên
từ 0.6 - 2.3%) nhưng không làm cho giá thành của bê tông tăng lên.
2.4 Có thể dùng phụ gia Platimen 96 cho bê tông để cải
thiện một số tính chất của bê tông dùng cát biển như giảm nước và
kéo dài thời gian ninh kết cho bê tông, tăng được cường độ sau cùng
của bê tông lên từ 5,2 – 6,4% khi giữ nguyên lượng xi măng. Về mặt
kinh tế, bê tông xi măng dùng cát biển có phụ gia Platimen 96 sẽ rẻ
hơn bê tông xi măng cát vàng thông thường khoảng 14.160đ/m
3

(cường đô sau cùng là như nhau).
2.5 Với bê tông xi măng dùng cát biển Bình Thuận và Vũng

Tàu, ta có sự tương quan giữa cường độ kháng nén và cường độ chòu
kéo khi uốn của bê tông xi măng như sau:
R
ku
= (0.123 – 0.147)R
n
;

-
23
-
-
2
-

- Nghiên cứu các giải pháp nhằm khắc phục các ảnh hưởng
xấu của cát biển và biện pháp nâng cao cường độ của bê tông xi
măng dùng cát biển Bình Thuận và Vũng Tàu như sử dụng các chất
phụ gia cho bê tông.
- Nghiên cứu và hoàn thiện công nghệ sản xuất và sử dụng
vật liệu cát mòn ở bờ biển Nam Bộ để chế tạo bê tông xi măng và
công nghệ xây dựng mặt đường bê tông xi măng sử dụng cát biển.

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU BÊ TÔNG XI MĂNG
VÀ MỘT SỐ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT
CỦA CÁT BIỂN BÌNH THUẬN VÀ VŨNG TÀU
1.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng cốt liệu khai thác ở biển để chế
tạo bê tông trên thế giới
Năm 1949, tại hội nghò quốc tế ở Lisbon, nhà khoa học Pháp
A.M.Fernandes trong báo cáo chung có đề cập đến vấn đề sử dụng
cát ở biển để chế tạo bê tông xi măng. Ở Mỹ năm 1956, hội quốc gia
về cát đã ra thông báo về việc sử dụng cát biển để chế tạo bê tông. Ở
Liên xô, năm 1965 F.M.Ivanov và V.C.Glabkov đã công bố kết quả
nghiên cứu dùng cát ở biển Đen để chế tạo bê tông thủy công.
Trên trang Web “The reasons why we have sea-sand
houses” ngày 5/11/2003 cũng đã đề cập đến ảnh hưởng của muối
trong cát biển khi xây dựng nhà. Khi dùng cát biển trộn với xi măng
thay cho cát sông bình thường làm nhà ở thì lượng muối Clorua trong
cát biển làm ảnh hưởng ít nhiều đến chất lượng của nhà ở, nhưng
những ảnh hưởng này là không đáng kể.
1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng bê tông xi măng trong xây
dựng và nghiên cứu sử dụng cốt liệu khai thác ở biển để chế tạo
bê tông ở việt nam
1.2.1 Một số kết quả nghiên cứu trong nước
Nhiều cơ quan, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu về bê tông
xi măng sử dụng cát biển, cát mòn và đã có kết quả nhất đònh như đề
tài “Bê tông cát đen” của tác giả Hoàng Phủ Lan, đề tài “Vật liệu

- 22 - - 3 -

Tấm BTXM cát biển M.350, h=24cm
Cát mòn biển gia cố 8% xi măng, h=15cm
Đất nền bằng á sét đầm chặt k=0,98

Lớp cát trộn nhựa, h=2-3cm

Hình 4.4 Kết cấu áo đường BTXM dùng cát biển làm lớp mặt
Tấm BTXM cát biển M.250, h=24cm
Nền cát mòn biển đầm chặt k=0,98
Lớp BTN, h=14cm

Hình 4.5 Kết cấu áo đường BTXM dùng cát biển làm lớp móng

1. Công tác chuẩn bò thi công
2. Điều chỉnh và kiểm tra cấp phối bê tông
3. Yêu cầu đối với lớp móng
4. Công tác kiểm tra trắc đòa
5. Lắp đặt ván khuôn
6. Trộn và vận chuyển bê tông
7. Đổ và đầm bê tông
8. Thi công các khe nối
9. Bảo dưỡng bê tông xi măng
10. Xẻ khe và chèn khe
11. Tháo dỡ ván khuôn
12. Đề phòng các đường nứt sớm
13. Kiểm tra chất lượng công trình
4.3 Đánh giá hiệu quả kinh tế
Nếu tính cho 1 m
3
bê tông xi măng thì bê tông xi măng dùng
cát biển rẻ hơn bê tông xi măng dùng cát vàng là 19.330đ.

xây dựng bằng cát sông Hồng” của tác giả Vũ Linh, đề tài “Vấn đề
sử dụng cát, đá biển và nước biển trong bê tông” của Võ Thới
Trung,…
Từ tháng 12 năm 1998 đến tháng 4 năm 1999, nhóm tác giả
Trần Tuấn Hiệp, Lê Văn Bách, Võ Xuân Lý, Nguyễn Phước Minh,
Đinh Trọng Nguyên Khôi của trường Đại học Giao thông Vận tải Cơ
sở II cũng đã tiến hành thí nghiệm xác đònh một số chỉ tiêu về cường
độ của bê tông xi măng có sử dụng cát biển và nước nhiễm mặn vùng
đồng bằng Nam bộ. Quá trình nghiên cứu được thực hiện thành hai
giai đoạn:
Giai đoạn 1: thí nghiệm đònh hướng.
Giai đoạn 2: Từ các thí nghiệm lần thứ nhất có tính đònh
hướng và cho kết quả khả quan, tập thể nghiên cứu đã tiếp tục triển
khai thí nghiệm lần thứ hai vào năm 1999. Thí nghiệm với các mẫu
bê tông xi măng chế tạo từ cát vàng và cát biển Vũng Tàu, đá Hóa
An, nước sạch. Kết quả thí nghiệm được thống kê theo bảng (1.1).

Bảng 1.1
Cường độ kháng nén,
Kg/cm
2

Mác 100 Mác 150 Mác 200
Ngày
tuổi,
ngày

Cát
biển
Cát
vàng
Cát
biển
Cát
vàng
Cát
biển
Cát
vàng
5 72.25 72.46 106.17 148.85 129.64 189.15
7 81.74 76.21 112.36 159.07 136.09 194.68
10 86.84 83.37 116.58 169.00 152.86 204.72
14 93.52 85.88 126.99 175.00 162.50 209.00
18 100.28 90.64 136.50 177.00 176.22 222.00
22 104.68 92.87 139.63 178.00 178.06 229.00
28 106.37 103.65 146.16 180.00 182.74 230.00
36 109.92 111.28 154.87 183.00 192.33 235.00
48 110.55 115.13 167.10 191.00 198.77 244.00

Thực nghiệm cho thấy cường độ bê tông xi măng dùng cát
biển không thua kém bê tông xi măng dùng cát vàng nhiều.

-
21

4
-

(a) (b)
Hình 3.27 Các vết nứt vi mô của vữa xi măng trong cấu trúc bê tông
a) BTXM cát vàng thông thường; b) BTXM cát mòn biển

(a) (b)
Hình 3.28 Các vết nứt vi mô trong cấu trúc của bê tông
trên ranh giới của vữa xi măng và cốt liệu
a) BTXM cát vàng thông thường; b) BTXM cát mòn biển

CHƯƠNG 4
GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
VÀ XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG
Việc chế tạo bê tông xi măng dùng cát biển Bình Thuận và
Vũng Tàu về cơ bản vẫn giống với quy trình công nghệ sản xuất bê
tông xi măng thông thường. Tuy nhiên cần chú ý đến một số đặc
điểm khi khai thác cát biển.
4.1 Đề xuất một vài kết cấu mặt đường bê tông xi măng điển hình
khi dùng cát biển
Sau đây xin được đề xuất thiết kế một số ke
á
t cấu áo đường
cứng điển hình (mặt đường bê tông xi măng) theo “Quy trình thiết ke
á

áo đường cứng 22TCN223 – 95” khi dùng cát mòn biển(H.4.4 và 4.5):
4.2 Côn
g
n
g

hệ xâ
y
dựn
g
mặt đườn
g
bê tôn
g
xi măn
g
dùn
g
cát biển

- 5 - - 20 -
1.3 Thí nghiệm xác đònh các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu cát mòn bờ
biển Vũng Tàu, Bình Thuận và cát vàng thông thường
Quá trình thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm
Trường Đại Học GTVT Cơ Sở II và Trung tâm Dòch vụ phân tích thí
nghiệm Thành phố Hồ Chí Minh.
Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ bản của cát vàng thông
thường và cát biển được thống kê theo bảng 1.11.
Bảng 1.11
TT
Các chỉ tiêu

Cát vàng
ĐN
Cát biển
VT
Cát biển
BT
1 Mô đun độ lớn 2,514 0,945 1,131
2 Khối lượng riêng, g/cm
3
2,703 2,612 2,640
3 Độ ẩm, % 3,83 0,258 0,367
4 Hàm lượng sét, % 0,014 0,004 0,004
5 Hàm lượng mica, % 0,88 0,255 0,165
6 Hàm lượng bụi, bùn, sét, % 1,247 0,457 0,670
7 Khối lượng thể tích, g/cm
3
1,483 1,391 1,391
8 Độ xốp X
0
, % 45,1 46,7 47,3
9 Tổng lượng muối, % 0,00 0,057 0,063
Nhận xét:
- Mô đun độ lớn của cát biển Vũng Tàu và Bình Thuận (xấp xỉ
bằng 1) là khá nhỏ so với cát vàng thông thường (2,514).
- Vì cát biển lấy ở các cồn cát cách xa bờ và do mưa lâu ngày
rửa sạch nên hàm lượng muối trong cát biển là khá nhỏ (khoảng
0,01%).
CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ XÁC ĐỊNH
CÁC TÍNH CHẤT ĐÁNG CHÚ Ý

CỦA BÊ TÔNG XI MĂNG DÙNG CÁT BIỂN
2.1 Bê tông xi măng làm đường ô tô
2.1.1 Đặc điểm và tính chất của bê tông xi măng làm đường
Bê tông làm đường trực tiếp chòu tác dụng của tải trọng xe
chạy, tác dụng của điều kiện khí hậu thời tiết, của điều kiện đòa hình

Do đó, dẫn đến cường độ kháng nén của vữa xi măng dùng cát biển
nhỏ hơn vữa xi măng dùng cát vàng thông thường.
3.4.2 Cấu trúc của bê tông xi măng qua kính hiển vi điện tử quét
Cấu trúc của bê tông xi măng mác 300 ở 28 ngày tuổi dùng cát
vàng thông thường và cát biển Vũng Tàu được thể hiện ở hình 3.26.a
và 3.26.b. Trong cấu trúc của bê tông xi măng cát vàng đóng rắn đa số
là các khoáng Ca(OH)
2
có dạng hình khối đặc chắc (hình 4.26.a), còn
trong cấu trúc của bê tông xi măng cát biển Vũng Tàu đóng rắn đa số
là các khoáng Ca(OH)
2
có dạng hình cầu với những hạt cát rất mòn
cùng với các tinh thể của muối NaCl hiện diện trong nó (hình 3.26.b),
từ đó làm giảm liên kết giữa vữa xi măng và các cốt liệu hạt trong bê
tông. Điều này đã giải thích tại sao cường độ của bê tông xi măng dùng
cát biển luôn nhỏ hơn cường độ của bê tông xi măng dùng cát vàng từ
10 – 15%.

(a): BTXM cát vàng (b): BTXM cát biển Vũng Tàu
Hình 3.26 Cấu trúc của bê tông xi măng mác 300 ở 28 ngày tuổi
3.5 Đặc trưng trạng thái của bê tông xi măng dưới tác dụng của tải
trọng
Phương pháp nghiên cứu sử dụng kính hiển vi điện tử quét đã

cho thấy đối với bê tông dùng cát vàng thông thường hoặc cát mòn biển
khi bò phá vỡ trong chúng hình thành các vết nứt vi mô đứt (Hình 3.27
và 3.28), xảy ra do không đồng đều cấu trúc của bê tông.
Như vậy, qua phân tích nguyên nhân và cơ chế phá hoại của bê
tông xi măng dùng cát vàng thông thường là các vết nứt vi mô, còn với
cát mòn biển, có thể thấy chúng bò phá hoại theo các vết nứt vi mô của
phần vữa. Điều này giải thích tại sao, cường độ của bê tông xi măng
dùng cát mòn biển thấp hơn cường độ của bê tông xi măng dùng cát
vàng thông thường từ 8 – 15%.

(a) (b)
Hình 3.24 Hình chụp kính hiển vi điện tử quét của cấu trúc
mẫu vữa cát trắng Vũng Tàu ở 28 ngày tuổi
Trong cấu trúc mẫu vữa ca
ù
t đỏ Bình Thuận và cát trắng Vũng
Tàu đa số là các khoáng Ca(OH)
2
đóng rắn có dạng hình khối 6 cạnh
hoặc hình cầu. Các khoáng C – S – H kết tinh dạng hình que kim 0,5
– 2μm xung quanh khoáng Ca(OH)
2
kết lại thành mạng lưới tổ ong
và cũng có các tinh thể hạt mòn của C – S – H với sự hiện diện của

muối NaCl kết tinh lại thành các hạt mòn và tồn tại trong cấu trúc
dưới dạng tinh thể (hình 3.23.b và 3.24.b).


(a) (b)
Hình 3.25 Hình chụp kính hiển vi điện tử quét của cấu trúc
mẫu vữa cát vàng thông thường ở 28 ngày tuổi
Còn với mẫu vữa cát vàng thông thường thì các khoáng
Ca(OH)
2
đóng rắn có dạng hình khối. Các khoáng C – S – H cũng kết
tinh dạng hình que kim 0,5 – 2μm xung quanh khoáng Ca(OH)
2
kết
lại thành mạng lưới tổ ong và cũng có các tinh thể hạt mòn của C – S
– H (hình 3.25.b). Ngoài ra, các lỗ rỗng chứa nước kiềm của xi măng
poóclăng hydrat đường kính 5 – 10μm chứa các khoáng Ca(OH)
2
có
khối 6 cạnh và các tinh thể hạt mòn,
q
ue kim của khoán
g
C
–
S
–
H .
- 19 - - 6 -
điạ chất và chế độ thủy nhiệt của khu vực xây dựng đường. Sự thay

đổi của nhiệt độ, độ ẩm của môi trường xung quanh sẽ làm xuất hiện
biến dạng nhiệt, biến dạng co rút và ứng suất trong bê tông.
2.1.2 Yêu cầu đối với hỗn hợp bê tông làm đường
Mặt đường bê tông xi măng sẽ đạt chất lượng cao nếu trong
khi thi công hỗn hợp bê tông được đầm nén đến độ chặt lớn nhất.
Muốn vậy, hỗn hợp bê tông lúc thi công mặt đường phải có độ dễ thi
công (độ linh động) phù hợp với khả năng đầm chặt của thiết bò đầm
nén được sử dụng.
2.1.3 Sử dụng xi măng bền sunfat trong BTXM dùng cát biển
2.1.3.1. Thí nghiệm xác đònh cường độ kháng nén của bê tông xi măng
Các loại tuổi bê tông cần thí nghiệm: 3, 7, 14, 28, 45, 60, 90
và 180 ngày tuổi với mác 300. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở
biểu đồ hình 2.8 và 2.9.









Hình 2.8 Biểu đồ cường độ kháng nén của BTXM cát biển Bình Thuận
khi dùng xi măng poóclăng PC30 và xi măng bền sunfat
Nhận xét:
- Về mặt cường độ kháng nén thì bê tông xi măng cát biển
Bình Thuận và Vũng Tàu dùng 2 loại xi măng Poóclăng PC30 và xi
măng bền sunfat đều ổn đònh sau 28 ngày tuổi.
- Cường độ kháng nén của bê tông xi măng cát biển Bình
Thuận và Vũng Tàu khi dùng xi măng xi măng bền sunfat ở các ngày

0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
12345678
Ngày tuổi, ngày
Cường độ kháng nén,
kg/cm2
Dùng XM Poóclăng
Dùng XM bền sunfat
3 7 14 28 45 60 90 180

Kết quả thí nghiệm độ không xuyên nước của bê tông xi
măng dùng các loại cát khác nhau được thống kê theo bảng 3.9.
Bảng 3.9
Chỉ tiêu
BTXM
cát vàng
BTXM
cát đỏ
BTXM
cát trắng
Độ không xuyên nước, kg/cm
2

10 10,7 11,2
Nhận xét: như vậy, với thành phần hạt nhỏ chiếm đa số
trong thành phần của bê tông nên độ không xuyên nước của bê
tông xi măng dùng cát đỏ Bình Thuận và cát trắng Vũng Tàu lớn
hơn của bê tông xi măng dùng cát vàng thông thường từ 10,7-
11,2%.
3.4 Nghiên cứu về cấu trúc của vữa xi măng và bê tông xi
măng bằng kính hiển vi điện tử quét
3.4.1 Cấu trúc của vữa xi măng
Để có thể nghiên cứu rõ hơn sự hình thành cường độ cũng
như những ảnh hưởng bên trong của vữa xi măng và so sánh đối
chứng giữa mẫu vữa dùng cát vàng thông thường và mẫu vữa
dùng cát biển, tiến hành nghiên cứu bằng phương pháp phi tiêu
chuẩn là dùng kính hiển vi điện tử quét. Các phân tích này được
tiến hành trong phòng thí nghiệm của trường Đại học Cần Thơ.
Các hình chụp kính hiển vi điện tử quét của cấu trúc mẫu
vữa xi măng cát đỏ Bình Thuận và cát trắng Vũng Tàu cũng như
cát vàng thông thường ở 28 ngày tuổi được trình bày ở hình
3.23.a, 3.23.b, 3.24.a, 3.24.b và 3.25.a, 3.25.b.


(a) (b)
Hình 3.23 Hình chụp kính hiển vi điện tử quét của cấu trúc
mẫu vữa cát đỏ Bình Thuận ở 28 ngày tuổi
- 18 -
- 7 -
tuổi đều cao hơn so với dùng xi măng Poóclăng PC30 từ 0,6
–
2,3%.
Nhưng giá thành của hai loại xi măng này trên thò trường là xấp xỉ

nhau, do đó khi dùng cát biển làm bê tông xi măng nên dùng xi măng
bền sunfat sẽ hiệu quả hơn.









Hình 2.9 Biểu đồ cường độ kháng nén của BTXM cát biển Vũng Tàu
khi dùng xi măng poóclăng PC30 và xi măng bền sunfat
- Phân tích về mặt cấu trúc: cấu trúc của bê tông xi măng cát
biển dùng xi măng Poóclăng PC30 và xi măng bền sunfat mác 300 ở
28 ngày tuổi được thể hiện ở hình 2.10.a và 2.10.b.


a) (b)
Hình 2.10 Cấu trúc của bê tông xi măng mác 300 ở 28 ngày tuổi
a) BTXM cát biển dùng XM Poóclăng;
b) BTXM cát biển dùng XM bền sunfat
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
12345678
Ngày tuổi, ngày
Cường độ, kG/cm2

Dùng XM Poóclăng
Dùng XM bền sunfat
3 7 14 28 45 60 90 180

Một cách gần đúng, ta rút ra quan hệ giữa cường độ kháng
nén R
n
và cường độ chòu kéo khi uốn R
ku
tương ứng với 3 loại mác:
250, 300 và 350; 3 loại cát: Cát vàng Đồng Nai, cát đỏ Bình Thuận
và cát trắng Vũng Tàu như sau: R
ku
= (0.106 – 0.110)R
n
, kG/cm
2

(3.19)
3.3.3 Xác đònh mô đun đàn hồi khi nén tónh của bê tông xi măng
Kết quả thí nghiệm mô đun đàn hồi của bê tông xi măng
dùng các loại cát khác nhau được thống kê theo bảng 3.7.

Nhận xét: mô đun đàn hồi của bê tông ximăng dùng cát đỏ

Bình Thuận và cát trắng Vũng Tàu vẫn thấp hơn bê tông xi măng
dùng cát vàng thông thường từ 7,3 – 9,7%.

Bảng 3.7
Chỉ tiêu
BTXM
cát vàng
BTXM
cát đỏ
BTXM
cát trắng
Mô đun đàn hồi, kG/cm
2
330.000 306.000 298.000
3.3.4 Xác đònh độ mài mòn của bê tông xi măng
Khi dùng bê tông xi măng làm lớp mặt đường thì độ mài
mòn là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong khai thác của bê
tông xi măng.
Kết quả thí nghiệm xác đònh độ mài mòn của bê tông xi
măng dùng các loại cát khác nhau được thống kê theo bảng 3.8.

Bảng 3.8
Chỉ tiêu
BTXM
cát vàng
BTXM
cát đỏ
BTXM
cát trắng
Độ mài mòn

0,29 0,35 0,38
Nhận xét: như vậy, độ mài mòn của bê tông xi măng dùng
cát đỏ Bình Thuận và cát trắng Vũng Tàu lớn hơn của bê tông xi
măng dùng cát vàng thông thường từ 12-13%. Vì trong cấu trúc của
bê tông xi măng dùng cát biển được cấu tạo bởi hồ xi măng là cát
hạt mòn, sự liên kết giữa cốt liệu và vữa xi măng trên diện tích bề
mặt nhỏ, dẫn đến độ chống mài mòn thấp.
3.3.5 Xác đònh độ không xuyên nước của bê tông xi măng

- 8 - - 17 -
Trong cấu trúc của bê tông xi măng dùng xi măng Poóclăng
PC30 đóng rắn đa số là các khoáng Ca(OH)
2
có dạng hình khối. Ở
các lỗ rỗng, các khoáng C – S – H kết tinh dạng hình que kim 1
–
2μm kết lại thành mạng lưới tổ ong xung quanh khoáng Ca(OH)
2
(hình 2.10.a). Còn trong cấu tru
ù
c của bê tông xi măng cát biển dùng
xi măng bền sunfat đóng rắn đa số là các khoáng Ca(OH)
2
có dạng
hình cầu. Ở các lỗ rỗng, các khoáng C – S – H kết tinh dạng hình que
kim 1 – 4μm dày đặc hơn, kết lại thành mạng lưới tổ ong xung quanh
khoáng Ca(OH)
2
và các tinh thể của muối NaCl đã bò chuyển hóa

(hình 2.10.b). Các lỗ rỗng chứa nước kiềm của xi măng bền sunfa
t
hydrat đường kính 5 – 10μm chứa các khoáng Ca(OH)
2
có khối 6
cạnh và các tinh thể hạt mòn, que kim của khoáng C – S – H. Chính
vì thế nên cường độ của bê tông xi măng cát biển dùng xi măng bền
sunfat sẽ cao hơn bê tông xi măng cát biển dùng xi măng poólăng
PC30 từ 0,6 – 2,3%.
2.1.3.2. Thí nghiệm xác đònh cường độ kéo uốn của bê tông xi măng
Thí nghiệm cho 2 loại cát (cát đỏ Bình Thuận và cát trắng
Vũng Tàu), cho 2 loại bê tông dùng 2 loại xi măng khác nhau là xi
măng Poóclăng PC30 và xi măng bền sunfat.
Kết quả được trình bày ở biểu đồ hình 2.11.
34.50
35.00
35.50
Cường độ,
kG/cm2
Cát trắng VT
34.83 34.90
Cát đỏ BT
35.15 35.28
12

Hình 2.11 Biểu đồ cường độ kéo uốn của BTXM sau 28 ngày tuổi
Ghi chú: 1, 2 lần lượt là BTXM dùng XM Poóclăng PC30 và xi măng bền
sunfat. VT – Vũng Tàu, BT – Bình Thuận.
Nhận xét: sau 28 ngày tuổi thì cũng giống như cường độ
kháng nén, cường độ chòu kéo uốn của bê tông xi măng cát trắng

-
9

16
-
Vũng Tàu và cát đỏ Bình Thuận khi sử dụng xi măng bền sunfat có
cao hơn khi dùng xi măng Poóclăng PC30 nhưng không nhiều
(khoảng 1%).
2
.1.4 Bê tông xi măng cát biển có sử dụng chất phụ gia
2.1.4.1 Cường độ kháng nén
Qua kết quả tính toán sau thí nghiệm ta thấy:

Hình 2.12 Biểu đồ cường độ kháng nén của BTXM cát vàng Đồng Nai











Hình 2.13 Biểu đồ cường độ kháng nén của BTXM cát đỏ Bình Thuận
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
12345678
Ngày tuổi, ngày
Cường độ kháng nén, kG/cm2
Không có Platiment 96
Có Platimen96
0.00
50.00
100.00
150.00

200.00
250.00
300.00
350.00
12345678
Ngày tuổi, ngày
Cường độ kháng nén, kG/cm2
Không có Platiment 96
Có Platimen96
3 7 14 28 45 60 90 180
3 7 14 28 45 60 90 180
trường nước biển thì cường độ kháng nén của nó vẫn ổn đònh mà
không bò giảm đi.
3.3 Nghiên cứu một số chỉ tiêu khai thác của bê tông xi măng
3
.3.1 Xác đònh cường độ chòu kéo khi uốn của bê tông xi măng
Sau khi xử lý số liệu và tính toán cường độ kéo uốn của bê-
tông xi-măng mác 250, 300 và 350 dùng các loại cát khác nhau sau
28 ngày tuổi, kết quả được trình bày ở biểu đồ hình 3.19.
Nhận xét: sau 28 ngày tuổi thì cường độ chòu kéo khi uốn của
bê tông mác 250 khi dùng cát trắng Vũng Tàu, cát đỏ Bình Thuận sẽ
đạt được 88,9% và 92,9% so với cát vàng Đồng Nai; còn với mác 300
và 350 lần lượt là 93,4%, 93,8% và 90,0%, 91,7%. Như vậy, cũng
giống như cường độ kháng nén, cường độ chòu kéo khi uốn của bê
tông xi măng dùng cát trắng Vũng Tàu, cát đỏ Bình Thuận sẽ thấp
hơn cường độ chòu kéo khi uốn của bê tông xi măng dùng cát vàng
Đồng Nai khoảng 10%.

0.00
20.00

40.00
60.00
Cường độ, kG/cm2
Cát trắng Vũng Tàu
32.79 37.68 41.56
Cát đỏ Bình Thuận
34.26 38.65 42.55
Cát vàn
g
Đồn
g
Nai
36.88 40.35 46.38
123

Hình 3.19 Biểu đồ cường độ kéo uốn bê tông xi măng sau 28 ngày tuổi
3
.3.2 Tương quan giữa cường độ kháng nén và cường độ chòu kéo khi
uốn của bê tông xi măng
Từ các kết quả thí nghiệm ở trên, ta có thể rút ra được s
ư
ï
tương quan giữa cường độ kháng nén R
n
và cường độ chòu kéo khi
uốn R
ku
của bê tông xi măng khi dùng các loại cát khác nhau như sau:
M.250 M.300 M.350

-
10
- -
15
-











Hình 2.14 Biểu đồ cường độ kháng nén của BTXM cát trắng Vũng Tàu
Ở các ngày tuổi khác nhau khi có chất phụ gia Platiment thì
cường độ kháng nén của bê tông làm bằng các loại cát khác nhau đều
tăng lên. Ví dụ với cát biển Bình Thuận khi có và không có Platimen
t
96 sau 28 ngày tuổi lần lượt là 300.02 và 285.24 kG/cm
2
, tăng lên
5.2%. Còn với cát Vũng Tàu lần lượt là 298.86 và 280.90 kG/cm

2
,
tăng lên 6.4%.
Khi so sánh giữa bê tông làm bằng cát đỏ Bình Thuận và cá
t
trắng Vũng Tàu có Platiment 96 với bê tông làm bằng cát vàng
không có Platiment 96 cũng sau 28 ngày tuổi thì nhận thấy cường độ
của nó lần lượt là 300.02, 298.86 và 301.20 kG/cm
2
. Như vậy với cá
t

mòn biển làm bê tông có chất phụ gia Platiment 96 thì cường độ
kháng nén đạt được xấp xỉ bê tông dùng cát vàng không sử dụng phụ
gia Platiment 96.
Nhận xét: sau 28 ngày tuổi thì cường độ chòu kéo khi uốn của
bê tông mác 300 khi dùng cát trắng Vũng Tàu, cát đỏ Bình Thuận có
phụ gia Platiment 96 sẽ đạt được 95,8% và 97,3% so với cát vàng
Đồng Nai. Còn cường độ chòu kéo khi uốn của bê tông xi măng dùng
ca
ù
t trắng Vũng Tàu, cát đỏ Bình Thuận có sử dụng chất phụ gia cũng
xấp xỉ bằng cường độ chòu kéo khi uốn của bê tông xi măng dùng cá
t
vàng Đồng Nai không dùng phụ gia.
2.1.4.2 Cường độ chòu kéo khi uốn
0.00
50.00
100.00
150.00

200.00
250.00
300.00
350.00
12345678
Ngày tuổi, ngày
Cường độ kháng nén, kG/cm2
Không có Platiment 96
Có Platimen96
3 7 14 28 45 60 90 180
kháng nén của bê tông dùng cát đỏ và cát trắng sẽ lớn hơn của bê
tông dùng cát vàng là 2.07% và 1.34%.
Kết luận: Như vậy khi tăng khoảng 8 - 10% xi măng cho bê
tông dùng cát đỏ và cát trắng thì cường độ kháng nén của bê tông
dùng cát đỏ và cát trắng sẽ tương đương với cường độ kháng nén của
bê tông dùng cát vàng (giữ nguyên thành phần bê tông của cát
vàng).
3.2.3 Nghiên cứu sự thay đổi cường độ kháng nén của bê tông xi
măng khi thay đổi hàm lượng của cát biển và cát vàng trong thành
phần của bê tông xi măng
Nhận xét:
-
Nếu lấy tỷ lệ cát trong thành phần bê tông là 25% cát vàng
– 75% cát đỏ hoặc 25% cát vàng – 75% cát trắng thì cường độ kháng
nén của bê tông này sẽ nhỏ hơn bê tông dùng 100% cát vàng lần lượt
là 7.99% và 8.51% (xét bê tông ở 90 ngày tuổi và M.250).
- Nếu lấy tỷ lệ cát trong thành phần bê tông là 50% cát vàng
– 50% cát đỏ hoặc 50% cát vàng – 50% cát trắng thì cường độ kháng
nén của bê tông này sẽ nhỏ hơn bê tông dùng 100% cát vàng lần lượt
là 6.15% và 7.46% (xét bê tông ở 90 ngày tuổi và M.250).

- Nếu lấy tỷ lệ cát trong thành phần bê tông là 75% cát vàng
– 25% cát đỏ hoặc 75% cát vàng – 25% cát trắng thì cường độ kháng
nén của bê tông này sẽ nhỏ hơn bê tông dùng 100% cát vàng lần lượt
là 3.60% và 2.87% (xét bê tông ở 90 ngày tuổi và M.250).
Kết luận: Như vậy kích thước và hàm lượng của cát loại cát
khác nhau trong bê tông sẽ ảnh hưởng đến cường độ kháng nén của
bê tông. Cụ thể là hàm lượng cát hạt lớn chiếm càng nhiều trong
thành phần cát của bê tông thì cường độ kháng nén của bê tông đạt
được càng cao.
3.2.4 Cường độ kháng nén của bê tông xi măng được bảo dưỡng
trong các môi trường khác nhau
Nhận xét và kết luận: Diễn biến sự tăng trưởng cường độ của
bê tông xi măng mác 300 dùng các loại cát khác nhau được bảo
dưỡng trong môi trường nước ngọt và nước biển trong 5 năm là ổn.
Khi bảo dưỡng mẫu trong môi trường nước ngọt thì sau 5 năm cường
độ kháng nén của bê tông xi măng dùng các loại cát khác nhau có
tăng lên từ 1 – 1,2%. Đối với các mẫu bê tông bảo dưỡng trong môi

- 14 - - 11 -
phù hợp với lý thuyết về sự hình thành cường độ của bê tông xi măng,
hàm lượng muối có trong cát biển đóng vai trò là chất xúc tác làm
tăng nhanh thời gian ninh kết của bê tông.

Hình 3.9 Biểu đồ tăng trưởng cường độ kháng nén BTXM M.350
Đến 180 ngày tuổi, với M.300 thì cường độ của bê tông làm
bằng cát đỏ và cát trắng đạt được từ 92 - 94% so với bê tông cát vàng.
Còn cường độ của bê tông dùng cát đỏ và cát trắng không sai khác
nhau nhiều (1.5%).
Kết kuận: Sau thời gian 28 ngày và những ngày tiếp theo thì
cường độ của bê tông làm bằng cát vàng sẽ cao hơn cường độ của bê
tông làm bằng cát biển khoảng từ 8 –10%.
3.2.2 Thay đổi hàm lượng xi măng trong bê tông xi măng dùng cát
biển để có cường độ chòu nén bằng với bê tông xi măng dùng cát
vàng
Nhận xét:
Ở 28 ngày tuổi, khi tăng 5% xi măng cho bê tông dùng cát đỏ
và cát trắng (giữ nguyên thành phần bê tông của cát vàng) thì cường
độ kháng nén của bê tông dùng cát vàng lớn hơn của bê tông dùng
cát đỏ và cát trắng là 3.99% và 3.4%.
Còn khi tăng 10% xi măng cho bê tông dùng cát đỏ và cát
trắng (giữ nguyên thành phần bê tông của cát vàng) thì cường độ
0.00

50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
400.00
12345678
Ngày tuổi, ngày
Cường độ, kG/cm2
Cát vàng Đồng Nai
Cát đỏ Bình Thuận
Cát trắng Vũng Tàu
3 7 14 28 45 60 90 180
Kết quả được trình bày ở biểu đồ hình 2.15.
35.00
40.00
45.00
Cường độ,
kG/cm2
Cát trắng VT
37.68 40.56
Cát đỏ BT
38.65 41.18
Cát vàn
g
ĐN
40.35 42.34
12

Hình 2.15 Biểu đồ cường độ kéo uốn của BTXM
khi không có và có phụ gia Platiment 96 sau 28 ngày tuổi

Ghi chú: 1, 2 lần lượt là BTXM M.300 khi không có và có phụ gia. VT –
Vũng Tàu, BT – Bình Thuận, ĐN – Đồng Nai.
2
.1.5 Kết luận
- Nếu dùng chất phụ gia cho bê tông xi măng dùng cát mòn
biển Bình Thuận và Vũng Tàu thì sau 28 ngày tuổi cường độ của nó
sẽ tăng lên so với khi không dùng phụ gia từ 5.2 – 6.4%.
- Với cát mòn biển Bình Thuận và Vũng Tàu làm bê tông có
chất phụ gia Platiment 96 thì cường độ kháng nén đạt được xấp xỉ
bằng bê tông dùng cát vàng thông thường không sử dụng phụ gia
Platiment 96.
CHƯƠNG 3
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRONG PHÒNG
XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT
CỦA BÊ TÔNG XI MĂNG
3.1 Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý của bê tông xi măng dùng cát
biển
3
.1.1 Vật liệu thí nghiệm
3.1.1.1. Cốt liệu:
- Đá dăm lấy ở mỏ đá Hóa An, tỉnh Đồng Nai có D
max
=
20mm. Tiến hành thí nghiệm các tính chất cơ lý và phân tích thành
phần hạt.

- Cát: cát vàng thông thường lấy ở sông Đồng Nai, cát đỏ lấy
ở bờ biển Mũi Né (Bình Thuận) và cát trắng lấy ở bờ biển Vũng Tàu,
các chỉ tiêu cơ bản của các loại cát này đã được xác đònh ở chương 2.
3.1.1.2. Xi măng: dùng xi măng poóclăng Hà Tiên PC30 có các tính
chất cơ lý hóa (TCVN 141-1998.
3.1.1.3. Nước: dùng nước máy thông thường.
3.1.1.4. Thành phần hỗn hợp bê tông xi măng: được thiết kế theo quy
trình của Việt Nam.
3.1.2 Các chỉ tiêu cơ lý của bê tông xi măng
Sau đây là bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm (Bảng 3.5).
Bảng 3.5
Loại bê tông xi măng
STT Các chỉ tiêu
Cát
vàng
Cát
đỏ
Cát
trắng
1
2
3
4
5
6
Độ sụt của bê tông, cm
Khối lượng thể tích, g/cm
3

Độ tách nước của hỗn hợp BT, %.
Độ hút nước của bê tông, %.
Hàm lượng bọt khí hỗn hợp BT (%).
Độ co ngót của bê tông, mm/m.
7,25
2,348
0,31
2,9
1,77
0,403
6,80
2,289
0,28
2,5
1,56
0,378
6,53
2,287
0,25
2,4
1,48
0,362
Nhận xét: vì mô đun độ lớn của cát đỏ và cát trắng rất nhỏ
nên khi dùng những loại cát này làm bê tông xi măng sẽ cho các chỉ
tiêu cơ lý như độ sụt, khối lượng thể tích, độ tách và hút nước, hàm
lượng bọt khí đều nhỏ hơn bê tông xi măng dùng cát vàng thông
thường. Điều này nói lên được những hạn chế của bê tông xi măng
dùng cát hạt nhỏ.
3.2 Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng xác đònh các đặc tính kỹ

thuật của bê tông xi măng
3.2.1 Thí nghiệm xác đònh cường độ kháng nén của bê tông xi măng

Từ kết quả nén mẫu trong phòng thí nghiệm, tiến hành xử lý
số liệu và tính toán cường độ của bê-tông xi-măng dùng các loại cát
và cho các loại mác khác nhau theo các ngày tuổi như biểu đồ hình
3.7, 3.8 và 3.9. Qua kết quả tính toán sau khi thí nghiệm ta thấy:

- 12 - - 13 -











Hình 3.7 Biểu đồ tăng trưởng cường độ kháng nén BTXM M.250

Hình 3.8 Biểu đồ tăng trưởng cường độ kháng nén BTXM M.300
Ở những ngày đầu thì cường độ của bê tông làm bằng cát
biển tăng lên khá nhanh (Ví dụ với mẫu M.300 thì ở tuổi 7 ngày,
cường độ kháng nén của bê tông dùng cát vàng, cát đỏ và cát trắng
lần lượt là 241.93, 264.45 và 260.32 kG/cm
2
) nhưng càng về sau thì
cường độ kháng nén của bê tông xi măng dùng cát đỏ và cát trắng
tăng rất chậm, nhưng với cát vàng thì ngược lại. Điều này hoàn toàn
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
12345678
Ngày tuổi, ngày
Cường độ, kG/cm2
Cát vàng Đồng Nai
Cát đỏ Bình Thuận
Cát trắng Vũng Tàu
0.00
50.00
100.00
150.00

200.00
250.00
300.00
350.00
12345678
Ngày tuổi, ngày
Cường độ, kG/cm2
Cát vàng Đồng Nai
Cát đỏ Bình Thuận
Cát trắng Vũng Tàu
3 7 14 28 45 60 90 180
3 7 14 28 45 60 90 180