Nghiên cứu sử dụng tro bay chế tạo vật liệu tự đầm trong xây dựng đường ô tô

Nghiên cứu sử dụng tro bay chế tạo vật liệu tự đầm trong xây dựng đường ô
tô

Tóm tắt: Bài báo trình bày tóm tắt các kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm sử dụng tro bay
chế tạo vật liệu tự đầm cho mục đích xây dựng đường ô tô.
Từ khóa: Tro bay, vật liệu tự đầm, xây dựng đường ô tô.
Abstract: The article presents some researching results in the laboratory for self-compacting
material using fly ash for road construction purposes.
Keywords: Fly ash, self-compacting material, road construction.
1. Đặt vấn đề
Trong thi công đường ô tô nói chung hoặc bảo dưỡng sửa chữa đường ô tô nói riêng tồn tại nhiều
hạng mục có diện thi công hẹp hoặc vị trí thi công đặc biệt khó khăn cho công tác đầm nén. Đối
với các diện thi công này, đơn vị thi công thường có xu hướng lựa chọn thiết bị thi công nhỏ phù
hợp. Tuy nhiên, giải pháp này có thể khó để đảm bảo được chất lượng đầm. Có một giải pháp
khác là sử dụng những loại vật liệu tự đầm hoặc chỉ cần công đầm nhỏ vẫn đảm bảo chất lượng
công trình.

Hình 1.1: Đắp trả hố móng trong duy tu sửa chữa đường ô tô bằng vật liệu tự đầm


Nguồn: />Với đặc điểm có cấu trúc hạt hình cầu nên tro bay có khả năng tạo ra hiệu ứng “ổ bi” trong quá
trình đầm nén và khi tro bay tham gia vào cấu trúc vật liệu với một tỷ lệ nhất định có thể tạo ra loại
vật liệu tốn ít hoặc không cần công đầm nén.
Vật liệu được thiết kế trong nghiên cứu với mong muốn tạo ra một hỗn hợp không cần đầm nén
nhưng có một độ chặt đủ để đảm bảo cường độ của vật liệu xây dựng nền, móng đường ô tô
(Hình 1.1). Vật liệu này có thể chỉ có tro bay và chất kết dính hoặc có thêm các cốt liệu lớn tạo bộ
khung cốt liệu tăng cường độ hỗn hợp.
2. Kết quả nghiên cứu
Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành tại Phòng Thí nghiệm Công trình Trường Đại học GTVT,
sử dụng vật liệu bao gồm tro bay và chất kết dính hoặc có thêm các cốt liệu lớn để tạo bộ khung
cốt liệu, tăng cường độ cho hỗn hợp.

2.1. Kết quả nghiên cứu sử dụng tro bay chế tạo vật liệu tự đầm thay thế vật liệu đất đắp
truyền thống
Các thông tin cơ bản về nghiên cứu:
- Loại tro bay sử dụng trong nghiên cứu: Tro bay tại Nhà máy Nhiệt điện Cao Ngạn (Thái Nguyên).
Các nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu khả năng sử dụng tro bay Nhà máy Nhiệt điện Cao Ngạn chế tạo vật liệu tự đầm thay
thế đất đắp truyền thống.
+ Phương pháp nghiên cứu: Thực nghiệm, đánh giá khả năng sử dụng tro bay Nhà máy Nhiệt điện
Cao Ngạn kết hợp với xi măng PC30 chế tạo vật liệu tự đầm thông qua các chỉ tiêu cơ bản liên
quan đến kỹ thuật đường bộ để đánh giá khả năng thay thế vật liệu đất đắp truyền thống: Độ linh
động, cường độ chịu nén (Rn), sức chịu tải CBR, mô đun đàn hồi (E đh). Tỷ lệ phối trộn: 5% XM +
95% TB, 10% XM + 90 % TB, 20% XM + 80% TB.
+ Kết quả dự kiến: Cơ sở để đánh giá khả năng sử dụng tro bay nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam
chưa qua xử lý để chế tạo vật liệu tự đầm thay thế vật liệu đất đắp truyền thống.
Các kết quả nghiên cứu:
Đối với các tỷ lệ phối trộn ở trên, lượng nước được sử dụng tối đa để đảm bảo độ linh động của
hỗn hợp (Hình 2.2), đồng thời không có hiện tượng tách nước trong hỗn hợp.


a - Trộn hỗn hợp vật liệu

b - Độ chảy của vữa
Hình 2.2: Thí nghiệm xác định độ linh động của hỗn hợp vữa tro bay tự đầm
Kết quả xác định lượng nước cho các hỗn hợp với độ chảy lựa chọn yêu cầu được thể hiện
tại Bảng 2.1.
Bảng 2.1. Lượng nước trộn hỗn hợp theo độ chảy lựa chọn


Hình 2.3: Cường độ nén Rn nhóm mẫu 1 ở các ngày tuổi khác nhau
Mẫu thí nghiệm Rn được đúc trong khuôn lập phương kích thước 70,7x70,7x70,7 (mm), bảo

dưỡng ẩm hàng ngày và thí nghiệm với các tuổi mẫu 7, 28,56 ngày. Kết quả thí nghiệm thể hiện
tại Hình 2.3.
Mẫu thí nghiệm Eđh được đúc trong khuôn D = 101,60mm và H = 63,50mm (Marshall), bảo dưỡng
ẩm hàng ngày và thí nghiệm với các tuổi mẫu 7, 28, 56 ngày. Kết quả thí nghiệm thể hiện tại Hình
2.4.


Hình 2.4: Mô đun đàn hồi Eđh nhóm mẫu 1 ở các ngày tuổi khác nhau
Mẫu thí nghiệm CBR được đúc trong khuôn D = 152,40mm và H = 177,80mm, mẫu được bảo
dưỡng ẩm hàng ngày, sau khi đạt 28 ngày tuổi tiến hành ngâm bão hòa 4 ngày để tiến hành nén.
Kết quả thể hiện tại Hình 2.5.


Hình 2.5: Sức chịu tải CBR nhóm mẫu 1 ở ngày tuổi 28(+4)
Nhận xét:
- Mẫu tỷ lệ 5%XM có CBR = 9.86% và E = 79.00 Mpa 28 ngày tuổi; mẫu tỷ lệ 10%XM có CBR =
32.56% và E = 107.23 Mpa theo quy định 22 TCN211-06tương đương với các lớp vật liệu đất đắp
K95, K98. Các loại tỷ lệ này có thể được định hướng sử dụng trong công tác đắp trả tại các vị trí
khó thi công (diện thi công hẹp) trong công tác xây dựng, duy tu, bảo dưỡng hoặc sửa chữa
đường ô tô.
- Mẫu tỷ lệ 20%XM có CBR=76,74% và E=235.00Mpa 28 ngày tuổi theo quy định 22 TCN 21106 tương đương với lớp vật liệu cấp phối đá dăm loại 2. Loại tỷ lệ này có thể định hướng sử dụng
trong công tác đắp trả tại vị trí các lớp móng kết cấu áo đường trong duy tu, bảo dưỡng hoặc sửa
chữa.
- Khả năng ứng dụng của mẫu tỷ lệ 20%XM khó có thể xem xét khi tính đến chỉ tiêu về kinh tế. Để
sử dụng được vật liệu tự đầm để thay thế lớp móng đường truyền thống cần nghiên cứu theo
phương án tạo bộ khung cốt liệu cho hỗn hợp nhằm tăng cường độ và giảm lượng XM.
2.2. Kết quả nghiên cứu sử dụng hỗn hợp tro bay chế tạo vật liệu tự đầm thay thế vật liệu
móng đường truyền thống
Các thông tin cơ bản về nghiên cứu:
- Loại tro bay sử dụng trong nghiên cứu: Tro bay của Nhà máy Nhiệt điện Cao Ngạn (Thái

Nguyên).
- Loại vật liệu sử dụng trong nghiên cứu: Đá dăm được lấy tại mỏ đá khu vực Sơn Tây, cát đen


sông Hồng.
Các nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu khả năng sử dụng tro bay Nhà máy Nhiệt điện Cao Ngạn kết hợp với đá và cát chế
tạo vật liệu tự đầm thay thế vật liệu móng đường truyền thống.
+ Phương pháp nghiên cứu: Thực nghiệm, đánh giá khả năng sử dụng tro bay của Nhà máy Nhiệt
điện Cao Ngạn kết hợp với đá, cát và xi măng PC30 chế tạo vật liệu tự đầm thông qua các chỉ tiêu
cơ bản liên quan đến kỹ thuật đường bộ để đánh giá khả năng thay thế vật liệu móng đường
truyền thống: Độ linh động, cường độ chịu nén (R n), cường độ ép chẻ (R epche ), mô đun đàn hồi
(Eđh).
+ Kết quả dự kiến: Cơ sở để đánh giá khả năng sử dụng tro bay nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam
chưa qua xử lý để chết tạo vật liệu tự đầm thay thế vật liệu móng đường truyền thống.
Các kết quả nghiên cứu:
Hỗn hợp vật liệu được phối trộn bao gồm tro bay, xi măng, cát và đá mạt (lọt qua sàng 9.5).
Tỷ lệ của tro bay, cát, đá mạt và lượng nước sử dụng trộn hỗn hợp đảm bảo không có hiện tượng
tách nước trong hỗn hợp cũng như đảm bảo độ linh động lựa chọn của hỗn hợp (Hình 2.6), xi
măng sử dụng tỷ lệ 9% (TC15) và 12% (TC20) so với hỗn hợp cốt liệu.


Hình 2.6: Thí nghiệm xác định độ linh động của hỗn hợp vật liệu tự đầm
Kết quả xác định lượng nước cho các hỗn hợp với độ chảy lựa chọn yêu cầu được thể hiện
tại Bảng 2.2.
Bảng 2.2. Lượng nước trộn hỗn hợp theo độ linh động lựa chọn

Hình 2.7: Cường độ nén Rn nhóm mẫu 1 ở các ngày tuổi khác nhau
Mẫu thí nghiệm Rn được đúc trong khuôn 100x100x100 (mm), bảo dưỡng ẩm hàng ngày và thí
nghiệm với các tuổi mẫu 28, 56 ngày. Kết quả thí nghiệm thể hiện tại Hình 2.7.

Mẫu thí nghiệm Eđh được đúc trong khuôn D = 101,60mm và H = 63,50mm (Marshall), bảo dưỡng
ẩm hàng ngày và thí nghiệm với các tuổi mẫu 28, 56 ngày. Kết quả thí nghiệm thể hiện tại Hình
2.8.


Hình 2.8: Mô đun đàn hồi Eđh nhóm mẫu 2 ở các ngày tuổi khác nhau
Mẫu thí nghiệm Repche được đúc trong khuôn D = 101,60mm và H = 63,50mm (Marshall), bảo
dưỡng ẩm hàng ngày và thí nghiệm với các tuổi mẫu 28, 56 ngày. Kết quả thí nghiệm thể hiện
tại Hình 2.9.

Hình 2.9: Cường độ chịu ép chẻ Repche nhóm mẫu 2 ở các ngày tuổi khác nhau
3. Nhận xét
Việc tăng cường thêm bộ khung cốt liệu là đá và cát vào hỗn hợp góp phần cải thiện khá lớn
cường độ, giảm lượng xi măng mà vẫn đảm bảo tính chất linh động của hỗn hợp theo một mức độ


nhất định.
- Mẫu TC15 có cường độ 28 ngày tuổi R n = 2.56Mpa và Repche = 0.39Mpa theo quy định TCVN
10186:2014 có thể sử dụng làm lớp móng trên của đường cấp cao và lớp mặt có láng nhựa.
- Mẫu TC20 có cường độ 28 ngày tuổi R n = 3.66Mpa và Repche = 0.41Mpa theo quy định TCVN
10186:2014 có thể sử dụng làm lớp móng dưới của đường cấp cao.
- Các loại vật liệu này có thể định hướng sử dụng trong công tác đắp trả tại vị trí các lớp móng kết
cấu áo đường trong duy tu, bảo dưỡng hoặc sửa chữa... đường ô tô.
4. Kết luận
- Các kết quả trong chương trình thí nghiệm bước đầu khẳng định khả năng sử dụng tro bay trong
chế tạo vật liệu tự đầm. Việc chế tạo vật liệu này có ý nghĩ vô cùng quan trọng trong việc thanh
thải tro thải cho các nhà máy nhiệt điện cũng như góp phần vào nhu cầu thực tiễn trong công tác
thi công đường ô tô.
- Để áp dụng vật liệu này vào thực tiễn sản xuất cần phải tiếp tục nghiên cứu với sản phẩm tro bay
của nhiều nhà máy nhiệt điện, theo dõi cường độ dài ngày hơn, bổ sung chất phụ gia cho hỗn hợp

và nghiên cứu xây dựng các vị trí thực nghiệm.


1. Use live layout and alignment guides
Click the image below and drag it around the page. With images that have text
wrapping, the text moves around the picture so you get a live preview of the new layout.
Try to line the image up with the top of this paragraph to see how the alignment guides
can help you position it on the page. Click the Layout Options button next to the image
to change how it interacts with the text. Learn more at office.com

2. Collaborate in Simple Markup View
The new Simple Markup revision view presents a clean, uncomplicated view of your
document, but you still see markers where changes and comments have been made.
Click on the vertical bar on the left side of the text to see changeslike this one. Or click
the comment icon on the right to check out comments about this text.
Learn more at office.com

3. Insert Online Pictures and Video
Add and play online videos inside your Word documents. Add your pictures from online
photo services without having to save them first to your computer. Click Insert > Online
Video to add a video to this document.


4. Enjoy the Read
Use the new Read Mode for a beautiful, distraction-free reading experience. Click View >
Read Mode to check it out. While you’re there, try double clicking on a picture to get a
closer view. Click outside the image to return to reading.

5. Edit PDF content in Word
Open PDFs and edit the content in Word. Edit paragraphs, lists, and tables just like

familiar Word documents. Take the content and make it look great.
Download this helpful PDF from the Office site to try in Word or pick a PDF file on your
computer. In Word, click File > Open and navigate to the PDF. Click Open to edit the
content or read it more comfortably using the new Read Mode.


Ready to get started?
We hope you enjoy working in Word 2013!
Sincerely,
The Word Team

Learn More
Keep going. There are lots more new features and ways to work in Office. Check out our
Getting started with Word 2013 page online to dive right in.