(Luận văn thạc sĩ hcmute) nghiên cứu khả năng ứng dụng bê tông rỗng trong xây dựng vỉa hè và các công trình công cộng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
PHAN THANH LIÊM

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG BÊ TÔNG RỖNG
TRONG XÂY DỰNG VỈA HÈ VÀ CÁC CƠNG TRÌNH
CƠNG CỘNG

NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH
DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP – 60580208

S K C0 0 5 8 9 6

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2018

Luan van


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
PHAN THANH LIÊM

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG BÊ TÔNG RỖNG
TRONG XÂY DỰNG VỈA HÈ VÀ CÁC CƠNG TRÌNH
CƠNG CỘNG

NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG
VÀ CƠNG NGHIỆP – 60580208

TP. Hồ Chí Minh, tháng 4/2018
i

Luan van


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
PHAN THANH LIÊM

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG BÊ TÔNG RỖNG
TRONG XÂY DỰNG VỈA HÈ VÀ CÁC CƠNG TRÌNH
CƠNG CỘNG

NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG
VÀ CƠNG NGHIỆP – 60580208
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS PHAN ĐỨC HÙNG

TP. Hồ Chí Minh, tháng 4/2018
ii

Luan van

iii

Luan van


iv

Luan van


LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC:
Họ & tên: Phan Thanh Liêm
Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 01/8/1989
Nơi sinh: Long Xuyên – An Giang
Quê quán: Phường Mỹ Phước, thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang
Dân tộc: Kinh
Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Số 270A, đường Lý Thái Tổ, phường Mỹ Long,
thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang
Điện thoại cơ quan: 0296.3.841273
Điện thoại nhà riêng: 0296.3.845385
E-mail:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Đại học:
Hệ đào tạo: Vừa làm vừa học
Thời gian đào tạo từ 2007 đến 2012
Nơi học (trường, thành phố): Trung tâm Giáo dục Thường xuyên An Giang

Ngành học: Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Thi tốt nghiệp
Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: Năm 2012 tại Trung tâm
Giáo dục Thường Xuyên An Giang
Người hướng dẫn: Khơng
III. Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI
HỌC:
Thời gian
Từ 2012 đến
nay

Nơi cơng tác
Phịng Quản lý Đơ thị thành phố
Long Xun

v

Luan van

Cơng việc đảm nhiệm
Chuyên viên tổ Hạ tầng kỹ thuật


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học thực sự của bản thân tôi,
được thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy PGS.TS. Phan Đức Hùng.
Các thông tin tham khảo trong luận văn này được thu thập từ những nguồn đáng
tin cậy, đã được kiểm chứng, được công bố rộng rãi và được tôi trích dẫn nguồn gốc rõ
ràng ở phần Danh mục tài liệu tham khảo. Các kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
do chính tơi thực hiện một cách nghiêm túc, trung thực và chưa từng được ai công bố

trong bất kỳ cơng trình nào khác.

An Giang, ngày 12 tháng 04 năm 2018
Người thực hiện

Phan Thanh Liêm

vi

Luan van


LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu khả năng ứng dụng bê tông rỗng
trong xây dựng vỉa hè và các cơng trình cơng cộng”. Tơi đã nhận được rất nhiều sự quan
tâm và tạo điều kiện giúp đỡ của tập thể lãnh đạo, cán bộ, các nhà khoa học trong Khoa
Xây Dựng của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành Phố Hồ Chí Minh. Tơi xin bày
tỏ lịng biết ơn vì sự giúp đỡ đó.
Xin trân trọng cảm ơn thầy PGS.TS. Phan Đức Hùng, người đã tận tình giúp đỡ,
hướng dẫn, định hướng đúng đ n cho tôi trong nghiên cứu hoa học và cung cấp các
thơng tin cần thiết để tơi hồn thành luận văn thạc sĩ này.
Tôi xin cảm ơn đồng nghiệp, gia đình và bạn bè đã động viên, khích lệ tơi trong
suốt quá trình thực hiện đề tài.
Vì kiến thức và thời gian thực hiện luận văn có hạn nên khơng tránh khỏi những
hạn chế và thiếu sót,Tơi rất mong được sự đóng góp của q thầy cơ giáo, bạn bè và
đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn./.
An Giang, ngày 12 tháng 4 năm 2018
Ngƣời thực hiện

Phan Thanh Liêm

vii

Luan van


TĨM TẮT
Cấu tạo của bê tơng rỗng bao gồm cốt liệu đá, xi măng có độ rỗng lớn nên có hả
năng thốt nước tốt. Là loại vật liệu có cấu trúc lỗ rỗng hở liên tục, có độ rỗng (15-35%).
Đặc tính thốt nước (K) của bê tơng rỗng chịu ảnh hưởng lớn bởi cấu trúc lỗ rỗng bên
trong. Đề tài chỉ ra được mối liên hệ giữa độ thấm, độ rỗng và cường độ của bê tơng
rỗng, từ đó tìm ra được cấp phối phù hợp với yêu cầu vừa đảm bảo các chỉ tiêu về cường
độ, hả năng tiêu thốt nước cho cơng trình, vừa mang lại hiệu quả inh tế cho xã hội,
góp phần bảo vệ mơi trường và đảm bảo mỹ quan đô thị.

viii

Luan van


ABSTRACT
Pervious concrete structure consists of coarse aggregate and binding
cement with high porosity that allows water to pass directly through. Permanently
open pore structure with porosity (15-35%). The drainage (K) characteristic of hollow
concrete is strongly influenced by the internal pore structure. The topic shows the
relationship between permeability, porosity and strength of hollow concrete, thus finding
the right mix for the requirement and ensuring the intensity and drainage capacity of the
concrete. contributing to environmental protection and ensuring the beauty of the city.

ix

Luan van


MỤC LỤC

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU ............................. 16
1.1. Khái quát về bê tông rỗng................................................................................ 16
1.1.1 Giới thiệu chung ......................................................................................... 16
1.1.2. Q trình nghiên cứu bê tơng rỗng ............................................................ 18
1.1.3 Các ết quả ứng dụng ................................................................................. 19
1.2. Sự cần thiết của đề tài, mục tiêu nghiên cứu và giới hạn đề tài ...................... 19
1.2.1. Sự cần thiết của đề tài ................................................................................ 19
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ngồi nước.............................................................. 22
1.2.3. Tình hình nghiên cứu trong nước .............................................................. 24
1.2.4. Mục tiêu nghiên cứu và giới hạn đề tài ..................................................... 26
1.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 26
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ....................................................................... 27
2.1. Lịch sử phát triển của bê tơng rỗng ................................................................. 27
2.2. Lợi ích của việc sử dụng bê tông thấm nước ................................................... 28
2.3. Ứng dụng bê tông thấm nước tại Việt Nam và các tiêu chí cần thiết .............. 28
2.4. Tính thấm và thành phần cấp phối của bê tơng rỗng ....................................... 29
2.4.1. Tính thấm của vật liệu được đặc trưng bằng hệ số thấm (K) .................... 29
2.4.2. Thành phần cấp phối của bê tông theo hối lượng tỷ lệ ( g/m3) .............. 30
2.5. Cơ chế thoát nước của bê tơng rỗng ................................................................ 31
2.6. Quy trình tính tốn cấp phối bê tơng rỗng và các tiêu chí cần thiết ................ 31
2.7. Tiêu chuẩn thiết ế .......................................................................................... 33
CHƢƠNG 3: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM . 35

x

Luan van


3.1. Nguyên vật liệu sử dụng ................................................................................ 35
3.1.1. Đối với đá dăm .......................................................................................... 35
3.1.2. Xi măng: ................................................................................................... 37
3.1.3. Nước .......................................................................................................... 38
3.1.4. Thí nghiệm iểm tra cường độ và độ thấm BTR ...................................... 44
3.1.4.1. Thí nghiệm xác định cường độ .......................................................... 47
3.1.4.2. Thí nghiệm iểm tra thấm .................................................................. 49
3.1.4.3. Thí nghiệm tính độ rỗng thực tế ........................................................ 52
CHƢƠNG 4: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, ỨNG DỤNG THỰC TẾ ......................... 55
4.1. Đánh giá ết quả - Ứng dụng thực tế............................................................... 55
4.1.1. Đánh giá ết quả ........................................................................................ 55
4.1.2. Ứng dụng thực tế: ...................................................................................... 59
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .............. 64
5.1. Kết luận ........................................................................................................... 64
5.2. Hướng phát triển của đề tài.............................................................................. 64

xi

Luan van


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Khơng hí, nước và nhiệt độ trao đổi thuận tiện trong mơi trường.........18
Hình 1.2: BTR dùng làm sân nhà vườn và lối đi trên cơng viên…………………..19
Hình 1.3: Hình ảnh cơng nhân đang nạo vét hệ thống cống….…………………....20

Hình 1.4: Quá trình bốc hơi nước………………………………………………….21
Hình 2.1: Bãi đỗ xe ở bang Florida làm bằng bê tơng rỗng……………………….27
Hình 2.2: Cơ chế thốt nước của bê tơng rỗng…………………………………….31
Hình 2.3: Sơ đồ hối tính tốn cấp phối BTR theo nhu cầu thốt nước….……….32
Hình 3.1: Biểu đồ cường độ mưa theo thời gian……….………………………….38
Hình 3.2: Biểu đồ lượng mưa………………………………………………….…..39
Hình 3.3: Biểu đồ nhiệt độ….……………………………………………………..39
Hình 3.4: Mối quan hệ giữa độ nhớt động học và nhiệt độ….…………………....39
Hình 3.5: Mối quan hệ giữa vận tốc thấm và độ thẩm thấu……….………………41
Hình 3.6: Mối quan hệ giữa độ rỗng với độ thấm……..…………….…………….41
Hình 3.7: Bảo dưỡng bê tơng……………………………………………………...46
Hình 3.8: Máy nén mẫu bê tơng…………………………………………………...47
Hình 3.9: Mối quan hệ giữa cường độ và thời gian….…….……………………....48
Hình 3.10: Dụng cụ thử thấm.…………………………………………………......49
Hình 3.11: Đồng hồ bấm giây..…………………………………………………....49
Hình 3.12: Thời gian thấm của từng cấp phối..………………….………………...50
Hình 3.13: Vận tốc thấm của từng cấp phối………...……………………………..51

xii

Luan van


Hình 3.14: Biểu đồ độ rỗng thực tế của các mẫu bê tơng rỗng………………..….53
Hình 3.15: Biểu đồ độ rỗng tính tốn theo lý thuyết với số liệu thực tế..……..….54
Hình 4.1: Biểu đồ mối liên hệ giữa vận tốc thấm và độ rỗng………………….….58
Hình 4.2: Biểu đồ mối liên hệ giữa độ rỗng và cường độ…..……………………..59
Hình 4.3: Biểu đồ so sánh sự phát triển cường độ theo thời gian của bê tông rỗng
CP2 và CP4 so với bê tơng thường……………………………………………….59
Hình 4.4: Biểu đồ so sánh giá trị công tác lát gạch Công viên dưới dạ cầu Nguyễn

Trung Trực………………………………………………………………………...63
Hình 4.5: Biểu đồ so sánh giá trị công tác lát gạch vỉa hè đường Triệu Quang
Phục………………………………………………………………………………..63
Hình 5.1: Mẫu gạch dùng đá 10-17mm……………………………………………65
Hình 5.2: Mẫu gạch dùng đá 2,4-5mm………………………………………….....65
Hình 5.3: Mẫu gạch vng………………………………………………………...65

xiii

Luan van


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Cấp phối đá dăm mẫu 1, ích cỡ hạt 5 – 10mm………………….…….36
Bảng 3.2: Cấp phối đá dăm mẫu 1, ích cỡ hạt 10 – 17mm………………………36
Bảng 3.3: Các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm…………..………………………………36
Bảng 3.4: Chỉ tiêu xi măng PCB40………………..………………………………37
Bảng 3.5: Các cấp phối sẽ tiến hành thí nghiệm………..…………………………44
Bảng 3.6: Cách đúc và đầm nén bê tông……………..……………………………46
Bảng 3.7: Kết quả nén mẫu ở các ngày tuổi.………..……………………………..48
Bảng 3.8: Kết quả đo thời gian thấm của các mẫu 15x15x15cm…………………50
Bảng 3.9: Kết quả thí nghiệm thấm của các mẫu bê tông rỗng 15x15x15cm….....51
Bảng 3.10: Độ rỗng thực tế của các mẫu bê tơng rỗng………...…………...……..53
Bảng 3.11: Độ rỗng tính tốn theo lý thuyết với số liệu thực tế………………..…54
Bảng 4.1: Bảng so sánh độ rộng thực tế và thiết ế ………………………………55
Bảng 4.2: Đánh giá độ chính xác của cơng thức tính độ rỗng theo Berg 1970…...55
Bảng 4.2: Tổng hợp ết quả thí nghiệm…………………………………………...55
Bảng 4.3: Thành phần cấp phối đạt tiêu chuẩn……………………………………58
Bảng 4.4: Đơn giá vật liệu xây dựng áp dụng tại tỉnh An Giang………………….60
Bảng 4.5: Cấp phối bê tông thường và giá thành 1m3 bê tông…………………….60

Bảng 4.6: Cấp phối bê tông rỗng (CP2) và giá thành 1m3 bê tông………………..60
Bảng 4.7: Cấp phối bê tông rỗng (CP4) và giá thành 1m3 bê tông………………..60
Bảng 4.8: So sánh chênh lệch giá giữa bê tông rỗng và bê tông thường………….61
Bảng 4.9: So sánh chênh lệch giá giữa bê tông rỗng và bê tông thương phẩm…...61

xiv

Luan van


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

- BTR: Bê tông rỗng
- CP: Cấp phối

15

Luan van


CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU
1.1. Khái quát về bê tông rỗng
1.1.1 Giới thiệu chung
Bê tông là loại vật liệu xây dựng được sử dụng phổ biến hiện nay. Do đó, việc
sản xuất, chế tạo địi hỏi một lượng lớn chất kết dính là xi măng Portland, èm theo
lượng khí CO2 rất lớn thải vào mơi trường.
Bê tơng thường được chế tạo bằng cách sử dụng chất kết dính là xi măng
portland, trong đó bê tơng rỗng là một loại bê tông gồm: đá, xi măng và nước, thành

phần cát chiếm tỷ lệ rất ít hoặc hầu như khơng có. Tuy nhiên q trình thi cơng bê
tơng rỗng khơng cần đầm nén bê tơng q chặt, do đó trong bê tơng rỗng có độ rỗng
rất lớn, từ đó cho khả năng nước thấm qua cực kỳ tốt.
Trong vài năm gần đây vấn đề bảo vệ nguồn nước đã thu hút được nhiều sự quan
tâm để tìm kiếm một loại vật liệu đáp ứng được q trình đơ thị hóa đồng thời có thể
kh c phục được những tác động xấu đến tự nhiên. Theo các nghiên cứu và đã áp dụng
tại Nhật Bản và các nước Châu Âu, bê tông rỗng (BTR) cốt liệu đá là loại vật liệu thân
thiện với môi trường đáp ứng được yêu cầu nêu trên, được dùng làm đường giao thông,
bãi đỗ xe, sân bãi, cơng trình đơ thị cơng cộng, taluy, mái dốc, bờ è….
Bê tơng rỗng là loại vật liệu có cấu trúc lỗ rỗng hở liên tục, có độ rỗng (1535%). Thành phần tương tự như bê tông thường, tuy nhiên đá được dùng cùng cỡ hạt
và dùng rất ít hoặc hơng dùng đến cát. Những hạt đá cùng ích thước được bao phủ
và dính ết với nhau tại các vị trí tiếp xúc bằng lượng hồ ximăng đó là nguyên lý để tạo
nên lỗ rỗng hở bên trong cấu trúc bê tông. Những lỗ rỗng hở này cho phép khơng khí,
nước và nhiệt trao đổi thuận tiện trong mơi trường.

16

Luan van


Bê tông rỗng cho phép nước mưa thấm vào lớp đất bên dưới nên cây cỏ được
cung cấp nước tự nhiên, giảm chi phí tốn ém cho hệ thống tưới nước. Nguồn nước
ngầm được bảo vệ. Hiện tượng nước chảy tràn được ngăn cản và chất lượng nước được
cải thiện. Lỗ rỗng tự nhiên của BTR cho lượng nước lớn và nhanh chóng thốt qua lớp
phủ bề mặt để tới ết cấu lọc bên dưới. Lớp này có cấu tạo từ các hạt cốt liệu cùng ích
thước tạo nên hoảng hông gian rỗng lớn và được xem như là hệ thống giữ và xử lý
nước. Chất thải được giữ lại hi nước xuyên qua lớp lọc nhờ hiện tuợng thấm và bám
dính. Nguồn chất thải giữ lại được từ đơ thị, đa dạng như: hí ơ nhiễm, cây cỏ, phân
bón, thuốc trừ sâu, rác, chất thải từ các phương tiện giao thông như bụi im loại, nhớt,
dầu mỡ.

Đây là bê tơng có cấu trúc rỗng, nhưng vẫn đạt được cường độ và độ bền cần
thiết. Hiện nay, việc dùng các loại phụ gia cho phép giảm lượng nước nhào trộn để cải
thiện cường độ và độ bền, mặc dù vậy thì việc thi cơng tốt vẫn rất cần thiết để đảm bảo
mối liên ết giữa các hạt cốt liệu với nhau trong hi vẫn đảm bảo độ rỗng cần thiết.
Cùng với sự phát triển của các đô thị lớn, những thành phố, đã tác động sâu s c
tới hệ thống dòng chảy tự nhiên và nguồn nước tại chỗ. Quá trình đơ thị hóa làm thay
đổi hơng chỉ đơn thuần về điều iện vật lý mà cả điều iện hóa học và sinh vật học
của nguồn nước. Do lớp bao phủ bề mặt tại các hu đô thị như: đường xá, sân bãi, công
viên, nhà cửa... được làm từ vật liệu hơng thấm đã làm chậm q trình bốc hơi nước
vào hơng hí để ngưng tụ thành mưa tức là ngăn cản vịng tuần hồn nước tự nhiên và
điều này là hởi đầu cho sự thay đổi về thời tiết. Đồng thời những lớp đất bên dưới bị
làm chặt hơn, làm cho nước thay vì dễ dàng thấm vào đất và bổ sung vào nguồn nước
tự nhiên thì lại chảy tràn trên bề mặt gây ra hiện tượng ngập úng, lầy lội tại các vùng
đô thị…

17

Luan van


Hình 1.1: Khơng hí, nước và nhiệt độ trao đổi
thuận tiện trong môi trường (Nguồn Internet)
Biện pháp đơn giản để tránh hiện tượng này đó là ngưng việc sử dụng các
loại bê tông thông thường để làm lớp vật liệu bảo phủ bề mặt ngăn cản nước
thấm vào lớp đất bên dưới, thay vào đó bằng bê tơng rỗng, một loại vật liệu phục
vụ cho sự phát triển bền vững góp phần vào việc xử lý, thu hồi và bảo vệ
nguồn nước tại chỗ...
1.1.2. Q trình nghiên cứu bê tơng rỗng
Theo Dan Huffman, Phó Chủ tịch Hiệp hội Bê tơng hỗn hợp Tồn quốc Hoa
Kỳ cho biết, bê tơng thấm nước lần đầu tiên được sử dụng vào đầu những năm 1980,

chủ yếu ở Florida, nhưng nó đã được sử dụng ở Châu Âu trong khoảng 150 năm
“Người ta không sử dụng nó để đạt độ xốp hoặc độ thấm như thể nó được sử dụng cho
ngày nay, cát thường thiếu hụt, khan hiếm, vì vậy chúng được làm bằng bê tơng mà
khơng có cát, chủ yếu được sử dụng cho các bãi đậu xe, nhưng ngày càng xuất hiện
trên vỉa hè, lối đi bộ, công viên, hu thương mại và các khu vực công cộng khác.
Chang Yong Li và các cộng sự [1] Nghiên cứu tính chất cơ học và hả năng
thấm nước của bê tông xi măng tái tạo tổng hợp. Các thí nghiệm đã được tiến hành để
nghiên cứu các tính chất cơ học và độ thấm nước của bê tông xốp tổng hợp tái chế.
Thử nghiệm trực giao được thiết ế dựa trên bốn tham số bao gồm tỷ lệ nước cho xi
măng, hàm lượng xi măng, tỷ lệ tổng cốt liệu tái chế và tỷ lệ cốt liệu/xi măng, mỗi

18

Luan van


tham số được đặt ở ba mức. Các hoạt động của bê tông xốp được đo như cường độ
nén, độ bền uốn, độ rỗng liên tục và hệ số thấm. Kết quả iểm tra được phân tích trên
cơ sở phương pháp iểm tra trực giao, tỷ lệ tối ưu tương ứng với các thông số iểm tra
được đưa ra. Các dãy của mỗi tham số thử cũng được đề xuất, cung cấp một tài liệu
tham hảo để xây dựng các đường bê tông xốp bằng cốt liệu tái chế làm bằng bê tơng
cũ từ các tịa nhà bị phá dỡ..
1.1.3 Các kết quả ứng dụng
Bê tơng rỗng có hả năng áp dụng vào rất nhiều

ết cấu cơng trình khác,

các cơng trình sử dụng bê tơng rỗng khơng những có hả năng thốt nước tốt,
khơng cịn hiện tượng đọng nước mà cịn cho tính thẩm mỹ cao, do đó rất thích hợp
làm các cơng trình cộng đồng như: Sân bãi vui chơi, cơng viên hoặc vỉa hè…

Hình 1.2: BTR dùng làm sân nhà vườn và lối đi trên công viên (Nguồn Internet)
1.2. Sự cần thiết của đề tài, mục tiêu nghiên cứu và giới hạn đề tài
1.2.1. Sự cần thiết của đề tài
Theo biến đổi khí hậu và nước biển dâng tại Việt Nam do Bộ Tài nguyên và
Môi trường công bố, đến năm 2100, hoảng 39% diện tích đồng bằng sông Cửu Long
(ĐBSCL) sẽ bị ngập. Nếu nước biển dâng cao thêm 1m sẽ có 70% diện tích lúa ở

19

Luan van


ĐBSCL bị nhiễm mặn (mất đi khoảng 1,5 – 2 triệu ha đất trồng lúa) và nhiều địa
phương bị chìm trong nước biển.
Ngập nước là một trong những vấn nạn tại Việt Nam, đặc biệt là Vùng đồng
bằng sông Cửu Long hệ quả của nó là làm ách t c hệ thống giao thông nội đô, ô nhiễm
môi trường và thậm chí ảnh hưởng tới cả các tuyến giao thơng trọng điểm khu vực. Do
đó việc giải quyết hiện tượng ngập nước là một trong những công việc cấp bách và là
một trong số chương trình đột phá trong chiến lược phát triển của các thành phố giai
đoạn hiện nay.
Bên cạnh các nguyên nhân do lũ, triều cường thì một phần nguyên nhân rất lớn
đến từ sự quá tải của hệ thống thốt nước trong đơ thị, một phần do hệ thống thốt
nước thành phố đã q cũ, hơng đảm bảo khả năng thoát nước, mặt khác là do t c
nghẽn làm giảm khả năng thoát nước của các hệ thống cống.

Hình 1.3: Hình ảnh cơng nhân đang nạo vét hệ thống cống
- BTR giúp bảo vệ môi trường như:
Điều hịa khơng khí, khơng gây hiệu ứng nhà kính: Kết cấu bê tông rỗng cho

20

Luan van


phép đất phía dưới có khả năng tương tác với mơi trường thơng qua q trình bốc hơi
nước, từ đó giúp điều hịa khơng khí khu vực xung quanh, tạo ra một môi trường mát
mẻ và không gây hiệu ứng nhà ính như các loại bê tơng bình thường.
Khơng gây t c nghẽn hệ thống cống: Với hệ thống thoát nước bình thường, sử
dụng cơ chế chảy mặt khiến cho đất đá, vật liệu hữu cơ và rác thải sinh hoạt chảy theo
dịng nước vào hệ thống thốt nước do đó làm t c nghẽn hệ thống cống. Với bê tơng
rỗng, do nước thấm vng góc, khơng có hiện tượng chảy tràn, mặt khác các lỗ thu
nước được đặt âm trong lịng kết cấu bê tơng, do đó hơng gây ra hiện tượng trên.

Hình 1.4: Quá trình bốc hơi nước (Nguồn Internet)
Không sử dụng cát: Hiện nay nguồn cát đang ngày càng han hiếm, cát chủ yếu
được hai thác từ các sông như: Vàm Nao, Sông Hậu,… làm sạt lở bờ sông các hu
vực ven sông, ảnh hưởng tới môi trường sinh thái. Do đó việc BTR hơng phụ thuộc

21

Luan van


vào nguồn cát trong tương lai là một lợi thế rất lớn.
- Lý do chọn đề tài:
Theo các nghiên cứu trong và ngồi nước, bê tơng rỗng (BTR) có hả năng
thấm và thoát nước rất tốt, BTR là một loại vật liệu vừa thân thiện với mơi trường vừa
có hả thấm nước rất tốt. Hệ thống các cơng trình sử dụng BTR có hả năng thốt
nước và trong một số trường hợp có thể giữ một lượng nước rất lớn, từ đó giúp giảm

lượng nước cho các hệ thống cống thốt nước thành phố. Mặt hác, q trình thấm,
thốt và giữ nước đều diễn ra trong BTR, do đó hơng xảy ra hiện tượng nước chảy
tràn trên mặt đường gây cản trở giao thông và sinh hoạt của người dân, tránh được các
tác động éo theo của hiện tượng chảy tràn là cuốn đất, đá, vật liệu xuống hệ thống
cống thốt nước.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc
V.G.Khurd và cộng sự [2] Nghiên cứu thực nghiệm các tính chất của bê tông
thấm nước.
Xiaoyan Zhang và cộng sự [3] thuộc Trường Đại học Tài nguyên nước và Điện
năng B c Trung Quốc “Nghiên cứu tính thẩm thấu và tính chất cơ học của bê tông
thấm nước bị ảnh hưởng bởi sự kết hợp tổng hợp”.
Dania M. Abdel-Aziz và các cộng sự [4] Phương pháp thực nghiệm và các ết
quả thực nghiệm liên quan đến độ bền và hả năng hấp thụ nước.Bê tơng thấm là bê
tơng có độ xốp cao đặc biệt được sử dụng cho các ứng dụng dàn phẳng, cho phép nước
từ lượng mưa và các nguồn hác đi qua đó bằng cách giảm dịng chảy ra hỏi hu vực
và nạp mực nước ngầm. Độ bền và hả năng hấp thụ nước là đặc tính quan trọng của
bê tơng. Các xi lanh có ích thước 100mm và chiều cao 200mm được chuẩn bị để điều
tra cả hai tính chất này. Điều tra này cần được tiến hành vào cuối ngày 28 để hấp thụ
nước và 56 ngày để đảm bảo độ bền, trong đó các xi lanh được đun trong dung dịch
NaCl sau 28 ngày đúc. Tỷ lệ pha trộn bê tông hác nhau như 1:6, 1:8 và 1:10 với ích

22

Luan van


thước hác nhau của sỏi như 18.75 mm và 9.375 mm nên được sử dụng để iểm tra cả
hai tính chất của bê tông thấm. Kết quả iểm tra cho thấy rằng bê tông thấm của tỷ lệ
pha trộn bê tơng 1:6 có độ bền cao hơn và ít hấp thụ nước hơn và bê tông thấm của tỷ
lệ pha trộn 1:10 có hả năng hấp thụ nước nhiều hơn và độ bền ít hơn đó là lý do tại

sao độ bền và hả năng hấp thụ nước là tỷ lệ nghịch với nhau.
Er. Siddharth Talsani, Dr. Jayeshkumar Pitroda [5] Nghiên cứu sử dụng chất
thải công nghiệp giấy (Hypo Sludge) trong bê tơng thấm. Bùn Hypo cịn được gọi là
chất thải cơng nghiệp giấy. Việc sản xuất giấy nói chung tạo ra một lượng lớn chất thải
r n. Bùn thải của nhà máy giấy tiêu thụ một lượng lớn hông gian chôn lấp tại địa
phương cho mỗi năm. Để giảm thiểu các vấn đề thải bỏ và ô nhiễm phát sinh từ các
chất thải công nghiệp này, điều quan trọng nhất để phát triển các vật liệu xây dựng có
lợi nhuận từ chúng. Bùn hypo này có hàm lượng canxi thấp và canxi clorit tối đa và
lượng silica tối thiểu. Bùn Hypo hoạt động như xi măng vì tính chất silic và magie. Vì
vậy, bùn Hypo có thể được sử dụng như một phần thay thế xi măngtrong bê tông thấm.
Trong nghiên cứu này, xi măng OPC đã được thay thế bằng bùn thải ( hoảng 10% và
20% trọng lượng của xi măng) với tỷ lệ nước/xi măng 0,30, 0,35 và 0,40. Thử nghiệm
độ bền nén và thử độ bền uốn được thực hiện trong 7, 14 và 28 ngày để đo cường độ
nén và độ bền uốn của bê tơng. Vì vậy, mục đích của việc thực nghiệm này là nghiên
cứu ứng xử của bê tông thấm trong hi thay thế bùn hypo với tỷ lệ hác nhau trong bê
tông. Kết quả iểm tra đã phản ánh, độ bền nén và độ bền uốn đạt được đến 20% thay
thế xi măng bằng bùn hypo sẽ là tối ưu mà hơng ảnh hưởng đến tính chất của bê tơng
tươi và cứng.
Amanda Lidia Alaica và các cộng sự [6] Nghiên cứu kết hợp thiết ế tối ưu của
bê tông thấm – Nghiên cứu bổ sung. Vỉa hè có thể thấm qua, do độ xốp cao và độ
thấm, được coi là một giải pháp thay thế cho các vỉa hè hông thấm nước truyền thống
để iểm soát nước mưa vừa thân thiện mơi trường và tiết iệm. Bêtơng có thể thấm

23

Luan van


nước thường được làm bằng một cốt liệu nhỏ và hạn chế thấp nhất đến việc sử dụng xi
măng, sử dụng vật liệu vỉa hè hạn chế do hông đủ lực ết cấu. Nhằm mục đích phát

triển một loại bê tông thấm mới với cường độ ết cấu ổn định, các thiết ế hỗn hợp đã
được thử và các ảnh hưởng của chúng đối với cường độ chịu nén và độ thấm của bê
tông được nghiên cứu trong nghiên cứu này. Thiết ế ết hợp và ết hợp tối ưu đã
được đề xuất cho bê tông thấm.
Darshan S. Shah, Jayeshkumar Pitroda [7] Nghiên cứu phương pháp thực
nghiệm và các ết quả thực nghiệm liên quan đến độ bền và hả năng hấp thụ nước
của bê tông.Bê tông thấm là bê tơng có độ xốp cao đặc biệt được sử dụng cho các ứng
dụng dàn phẳng, cho phép nước từ lượng mưa và các nguồn hác đi qua đó bằng cách
giảm dòng chảy ra hỏi hu vực và nạp mực nước ngầm. Độ bền và hả năng hấp thụ
nước là đặc tính quan trọng của bê tơng. Các xi lanh có ích thước 100mm và chiều
cao 200mm được chuẩn bị để điều tra cả hai tính chất này. Điều tra này cần được tiến
hành vào cuối ngày 28 để hấp thụ nước và 56 ngày để đảm bảo độ bền, trong đó các xi
lanh được đun trong Dung dịch NaCl sau 28 ngày đúc. Tỷ lệ pha trộn bê tông hác
nhau như 1:6, 1:8 và 1:10 với ích thước hác nhau của sỏi như 18.75 mm và 9.375
mm nên được sử dụng để iểm tra cả hai tính chất của bê tông thấm. Kết quả iểm tra
cho thấy rằng bê tông thấm của tỷ lệ pha trộn bê tông 1: 6 có độ bền cao hơn và ít hấp
thụ nước hơn và bê tông thấm của tỷ lệ pha trộn 1:10 có hả năng hấp thụ nước nhiều
hơn và độ bền ít hơn đó là lý do tại sao độ bền và hả năng hấp thụ nước là tỷ lệ
nghịch với nhau.
1.2.3. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc
Trần Văn Miền [8] Nghiên cứu chế tạo gạch bê tông rỗng sử dụng xỉ s t làm cốt
liệu có hả năng thốt nước tốt, độ rộng từ 18-30%, tương ứng với hệ số thấm 1,2 đến
2,5cm/s, đáp ứng yêu cầu về cường độ và độ bền ứng dụng vào các cơng trình xây
dựng như công viên, bãi đậu xe, quảng trường…

24

Luan van